Структурно-механические свойства бродящего теста

  Отсюда можно сделать вывод, что основные характеристики бродящего теста — вязкость и отношение вязкости к модулю — зависят не только от соответствующих характеристик клейковинных белков, но и влияния других соединений зерна.

  Объемный выход формового, а также H/D подового хлеба в пределах каждого из трех сортов пшеничной муки зависят от вязкости и отношения вязкости к модулю бродящего теста. Вязкость оказывает обратное влияние на величину объемного выхода и прямое влияние на величину H/D. Отношение вязкости к модулю оказывает прямое влияние на обе указанные характеристики качества хлеба.

  Степень влияния вязкости и отношения вязкости к модулю на физико-механические показатели качества хлеба может быть неодинаковой и взаимно направленной. Она зависит как от величины этих характеристик структуры теста, так и режимов его технологической обработки. Несмотря на это, данные табл. 4.3 позволяют объяснить полученные результаты не только сортом муки, но и зависимостью от величин вязкости и отношения вязкости к модулю теста. Так, значительную разницу в удельном объеме формового и H/D подового хлеба из муки высшего, I или II сортов при одинаковой примерно вязкости теста следует объяснить прежде всего неодинаковыми величинами их отношений вязкости к модулю. Полученные нами результаты позволяют констатировать, что сорт зерна, смолотого даже по одной и той же технологической схеме, оказывает влияние на газоудерживание и структурно-механические свойства теста, полученного из каждого сорта муки трехсортного помола. Вязкость и отношение вязкости к модулю бродящего теста из пшеничной сортовой муки можно использовать в качестве характеристик, предопределяющих физико-механические показатели формового и подового хлеба. Поэтому представлялось целесообразным их определение и нормирование для простого теста из товарной муки основных сортов, получаемого на московских предприятиях в условиях действующих технологических режимов производства. 

  Путем массовых измерений упруго-пластичных характеристик сброженного, готового к разделке теста и статистической обработки результатов были установлены средние оптимальные (М±δ) величины вязкости и отношения вязкости к модулю для трех сортов пшеничной и ржаной товарной муки (табл. 4.4).

                                                                                                           Таблица 4.4

  Средние оптимальные величины вязкости и η/Е бродящего теста (D=0,003 с

)

  Сравнивая данные табл. 4.4. и 3.14, можно видеть, что бродящее тесто из пшеничной муки I сорта имеет, как и в табл. 3.1 и 4.1, значительно большие, а ржаное тесто обоих сортов —меньшие, чем у небродящего теста, величины вязкости и отношения вязкости к модулю.

  Основной причиной снижения вязкости и отношения вязкости к модулю бродящего теста из ржаной обойной муки следует считать растворение его соединений кислотами теста.

  Исследования влияния подкисления молочной кислотой небродящего теста из трех образцов ржаной обойной муки показали, что все образцы подкисленного (до нормы бродящего) теста имели меньшую вязкость и отношение вязкости к модулю, чем у неподкисленного. Это следует отнести за счет частичной пепти-зации набухающих белков и других соединений ржи растворами органических кислот.

  ВЛИЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ТЕСТОВЕДЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕСТА И КАЧЕСТВО ХЛЕБНЫХ

  ИЗДЕЛИИ [l4, 15]

  За последние годы в СССР и за рубежом проведены работы, показавшие возможность сокращения расхода муки и времени на приготовление хлебных изделий. Это достигается применением технологических схем, предусматривающих механическое воздействие на опару и тесто, активирующее их брожение. В основу таких схем заложено применение больших жидких (влажностью около 70%) или густых (влажностью 40—50%) опар.

  Жидкие опары имеют вязкость на 1—2 десятичных порядка меньшую, чем густые; последние трудно перекачивать наверх; их после сбраживания разводят водой. Установлено, что разведенные опары имеют вязкость значительно ниже, чем неразведенные соответствующей влажности; при брожении вязкость опар снижается.

  Сокращение продолжительности брожения опары и теста достигается более продолжительным интенсивным воздействием в процессе замешивания. При этом снижается количество отмываемых из теста белков клейковины, увеличивается содержание водорастворимых азотистых соединений, углеводов, повышаются атакуемость крахмала амилазой и бродильная активность дрожжей. Перечисленные процессы повышают объемный выход теста и хлеба, улучшают структуру пористости мякиша, форму подовых изделий.

  Указанные характеристики хлебных изделий улучшаются также путем дополнительной механической обработки теста в процессах его разделки. Однако чрезмерная механическая обработка может привести к ухудшению физико-механических характеристик изделий, поэтому необходима ее оптимизация. В качестве критерия степени механического воздействия на тесто при его замешивании предлагается величина удельной работы. Она колеблется в зависимости от влагоемкости муки от 12 до 50 Дж/г.

  На основании изложенного можно сделать следующие выводы.

  Бродящее тесто в отличие от небродящего является более сложной двояко напряженной коллоидной дисперсной системой, включающей газовую фазу, имеющую поэтому пониженную плотность. Его пенообразная пористая масса, непрерывно образуя С0₂, увеличивает объем — коалесцирует вследствие выравнивания давления соседних пор различного размера, образуя открытую структуру; в ней непрерывно происходят согласно закону Стокса движение наиболее крупных пор вверх к поверхности теста и выделение углекислого газа. В процессе образования пор, увеличения объема малыми напряжениями и медленными деформациями сдвига структуры бродящего теста эластифицируется, повышает вязкость и η/Е.

  Бродящее тесто из пшеничной муки I и II сортов отличается от небродящего меньшими величинами модулей сдвига, относительной пластичности (большей эластичностью), большими вязкостью и отношением вязкости к модулю, а также стабильностью и увеличением этих характеристик в процессе брожения после замешивания. Более существенные отличия установлены для теста из муки I сорта, имеющего меньшую на 3—4% влажность, чем тесто из муки II сорта, и иной химический состав.

  Бродящее тесто из ржаной муки обойного и обдирного помолов отличается от небродящего большими величинами модулей сдвига, меньшими вязкостью и отношением вязкости к модулю. Это объясняется влиянием значительной концентрации   в нем органических кислот, частично растворяющих набухающие белки и другие полимеры зерна.

  Структурно-механические свойства бродящего пшеничного теста и сырых белков клейковины из муки высшего, I и II сортов, полученных из одного зерна трехсортным помолом, вязкость, а также отношение вязкости к модулю существенно различаются: они определяют газоудерживающую способность теста, объемный выход формового, а также H/D подового хлеба. С понижением сорта муки уменьшается вязкость и отношение вязкости к модулю клейковинных белков и  газоудерживание теста, объемный выход хлеба, его пористость и H/D. Наиболее существенные различия указанных характеристик теста, клейковинных белков и хлеба наблюдаются между I и II сортами муки.

  В пределах каждого сорта вязкость бродящего теста оказывает обратное влияние на развитие его объема (газоудерживание), объемный выход хлеба и прямое влияние на H/D хлеба. Отношение вязкости к модулю теста оказывают прямое влияние на оба показателя хлеба. Сорт зерна в ряде случаев оказывает влияние на структурно-механические свойства теста из муки каждого сорта.

  Перечисленные свойства бродящего теста в целях контроля и управления ими целесообразно нормировать и регулировать. В качестве примерных норм для теста из пшеничной муки  I сорта, ржаной обойной и обдирной муки можно использовать результаты табл. 4.4. 
 

ГЛАВА 5

ВЛИЯНИЕ ПРОГРЕВА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕСТА. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛЕБНОГО

МЯКИША 

  Процесс производства хлебных изделий завершается прогревом массы бродящего теста от 30 до 100°С в условиях больших градиентов тепло-  и  массопереноса.

  Термическая обработка при выпечке в указанном интервале температуры существенно влияет на активность биохимических процессов, изменяет конформации молекул основных полимеров зерна, их гидрофильные свойства, а также механические свойства теста; в структуре уменьшается содержание свободной воды, тесто теряет способность течения под напряжением сил гравитации массы. Затем пластично-упругая структура теста превращается в упруго-хрупкую пластичную студнеобразную структуру хлебного мякиша. Следует полагать, что его пластичные деформации имеют место в основном при малых скоростях деформации вследствие релаксации напряжений, а при больших скоростях—в  результате  явлений хрупкости, разрушения сплошности стенок пор концентрированного белково-крахмального студня — мякиша в упругой  области. В связи  с этим при  исследовании  механических свойств  хлебного мякиша следует ограничиваться возможно малыми величинами его деформаций  и  их скорости. Вместо деформаций сдвига целесообразно использовать деформации одноосного сжатия пористой пенообразной' структуры мякиша.

  Прогревание усиливает тепловое движение молекул химических соединений. В растворах полимеров оно снижает коэффициент внутреннего трения (вязкость). Обратная зависимость вязкости растворов полимеров от температуры определяется известным эмпирическим уравнением Аррениуса

                                  η=Ае

где   A —постоянная, зависящая от свойств вещества;        

       е —основание натурального логарифма;

        Т — абсолютная температура;

      К — газовая постоянная;

      Е — энергия активации (работа, затрачиваемая на       перемещение частиц).

  Однако это уравнение справедливо лишь для растворов низкой концентрации и при условии отсутствия существенных изменений формы молекул полимеров. Концентрация основных полимеров зерна — клейковинных белков и крахмала — в хлебном тесте является весьма высокой, а термическая его обработка изменяет форму молекул, а также способность взаимодействия этих основных полимеров зерна с растворителем — водой. Размеры и формы их молекул изменяются также при гидролизе и брожении ферментами зерна и микроорганизмов теста.

  Все указанные процессы могут оказывать влияние на структуру, изменять механические свойства теста. Поэтому следовало ожидать, что применение уравнения Аррениуса для структуры теста допустимо в весьма ограниченной области температуры. Зависимость этих свойств теста от температуры в широких ее пределах является более сложной. Рассмотрим более подробно ее возможное влияние на эти свойства: прогрев теста при выпечке и превращение его в хлебный мякиш протекает в две основные стадии. В начальной стадии прогрева теста до 50—60°С активируются ферментные системы теста, увеличивается содержание в нем водорастворимых соединений, которые могут пластифицировать структуру и одновременно с усилением молекулярно-теплового движения снижать вязкость, усиливать его адгезионные свойства. На этой стадии начинаются также основные процессы выпечки хлеба: клейстеризация крахмала и денатурация белков зерна, которые наиболее активно протекают и заканчиваются во второй, завершающей стадии прогрева теста от 60 до 100°С, когда имеет место также инактивация его ферментных систем.