Содержание к диссертации
Введение
1. Классификация и история происхождения вафельных изделий. Перспективные направления развития ассортимента 9
2. Технология приготовления фигурных вафельных изделий 14
2.1 Используемое сырье и основные рецептуры на традиционные фигурные вафельные изделия 14
2.2 Общая характеристика и технология приготовления сладкого вафельного теста 15
2.3 Выпечка и охлаждение вафельных листов 17
2.4 Формование и охлаждение вафельных изделий 17
3. Традиционные и перспективные компоненты рецептуры сладкого вафельного теста 18
3.1 Традиционные компоненты вафельного теста 18
3.2. Перспективные компоненты рецептур в производстве сладких вафель диетического назначения 21
3.2.1. Подслащивающие вещества, их классификация и основные требования предъявляемые к ним 22
3.2.2. Использование других видов муки при производстве вафельных полуфабрикатов для диетического питания. Возможность применения нетоксичных при целиакии сортов овса в безглютеновом питании 35
4. Физико-химические процессы, происходящие при замесе вафельного теста и выпечке вафель. Влияние компонентов 49
4.1. Коллоидно-химические процессы, происходящие при замесе сладкого вафельного теста из пшеничной и других видов муки 49
4.2. Влияние других видов муки и сахарозаменителей на технологические свойства вафельного теста 54
4.3. Процессы, происходящие при выпечке вафельных изделий 57
5. Основные пути дальнейшего развития вафельного производства 59
6.Постановка задач исследования 63
Объекты и методы исследований 65
1. Объекты исследований 65
2. Методы исследований. 66
2.1 Методы исследований технологических свойств вафельного теста и готовых вафельных полуфабрикатов 66
2.2 Биохимические методы исследований 74
Экспериментальная часть 16
1. Элекгрофоретический анализ авенинов овса различных сортов 16
2. Классификация и обоснование выбора подслащиваюпщх веществ 77
3. Исследование реологических свойств вафельного теста приготовленного из пшеничной и овсяной муки с полной заменой сахарозы на структурообразующие сахарозаменители 79
3.1. Оценка влияния сортовых особенностей зерна овса и способа получения муки на реологические свойства вафельного теста 80
3.2. Исследование вязкости вафельного теста из пшеничной и овсяной муки при начальном значении градиента скорости 83
3.3. Определение касательного напряоюения образцов теста из пшеничной и овсяной муки при градиенте скорости равном нулю 86
3.4. Исследование изменения вязкости вафельного теста из пшеничной и овсяной муки при различных значениях градиента скорости... 88
4. Исследование влияния структурообразующих сахарозаменителей на текстурные свойства вафельных изделий приготовленных на пшеничной и овсяной муке 92
4.1. Изучение влияния комбинаций сахарозаменителей в образцах
вафель из пшеничной и овсяной муки на показатель пластичности 92
4.2. Изучение влияния комбинаций сахарозаменителей в образцах вафель
из пшеничной и овсяной муки на время и температуру затвердевания 97
4.3. Изучение влияния комбинаций сахарозаменителей в образцах вафель из пшеничной и овсяной муки на показатель хрупкости 104
4.4. Изучение влияния комбинаций сахарозаменителей в образцах вафель из пшеничной и овсяной муки на показатель намокаемости 115
4.5. Изучение влияния комбинаций сахарозаменителей в образцах вафель из пшеничной и овсяной муки на показатель плотности 119
5. Разработка рецептур и технологии приготовления диетических фигурных вафельных изделий на пшеничной и овсяной муке с сахарозаменителями 124
5.1 Разработка рецептур 125
5.2 Структурно-механические и органолептические показатели качества разработанных изделий 132
5.3 Пищевая и энергетическая ценность диетических вафельных изделий...135
Выводы и рекомендации 139
Список литературы
- Общая характеристика и технология приготовления сладкого вафельного теста
- Перспективные компоненты рецептур в производстве сладких вафель диетического назначения
- Влияние других видов муки и сахарозаменителей на технологические свойства вафельного теста
- Методы исследований технологических свойств вафельного теста и готовых вафельных полуфабрикатов
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важнейших социальных задач на ближайший период является реализация политики здорового питания. Это обусловлено тем, что основной вклад в формирование негативной динамики здоровья вносят алиментарно-зависимые заболевания. К ним относятся вся группа сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороз, сахарный диабет второго типа, глютеновая энтеропатия (целиакия), ожирение, некоторые онкологические заболевания. Признание роли диет в профилактике и лечении болезней возрастает. Ожидается, что в ближайшем будущем при формировании диет будет учитываться взаимосвязь между химическим составом пищи и генетическим профилем индивидуума. Такая тенденция в науке о питании определяет и новые подходы к созданию специализированных продуктов питания. В этом случае, при формировании белковой составляющей пищевых систем необходимо учитывать не только сбалансированность аминокислотного состава, но и иммунохимические свойства белков, входящих в данную систему.
Поскольку потребительский спрос на продукты оздоровительного действия постоянно возрастает, то создание специализированных продуктов питания соответствующих заданным критериям медико-биологической ценности, остается актуальной темой для технологов.
Одной из наиболее востребованных на отечественном потребительском рынке является группа мучных кондитерских изделий. Совершенствованию ассортимента этой группы, разработке технологий и рецептур мучных кондитерских изделий как продуктов диетического питания за последние десять лет посвящены многочисленные работы отечественных исследователей (Савенкова Т.В., Поландова Р.Д., Кузнецова Л.И., Кочеткова А.А., Леонтьева Н.А., Рыжа-кова А.В.).
Одним из направлений расширения ассортимента специализированных мучных кондитерских изделий является разработка рецептур диабетической ва
фельной продукции, в том числе для лиц, страдающих диабетом с сопутствующей глютеновой энтеропатией.
Целью настоящей работы явилась разработка технологии и рецептур сладких диетических фигурных вафельных полуфабрикатов, пригодных в питании как здоровых, так и страдающих алиментарно-зависимыми заболеваниями людей.
Научная новизна результатов, заключается в том, что:
• определены двухкомпонентные смеси структурообразующих сахарозаменителей, проявляющих синергетический эффект, связанный с их влиянием на реологические свойства вафельного теста и структурно-механические показатели готовых изделий;
• предложены инструментальные методы определения текстурных свойств вафельных изделий (хрупкость, пластичность);
• индивидуальную сортовую специфичность и чистоту овса предложено контролировать усовершенствованным методом электрофореза авенина;
• осуществлено сравнительное исследование реологических свойств образцов вафельного теста, приготовленных из муки восьми районированных и перспективных сортов овса, в том числе двух сортов, нетоксичных при це-лиакии;
• разработаны рецептуры вафельных полуфабрикатов диетического назначения с сахарозаменителями на основе пшеничной и овсяной муки, полученной из нетоксичного при целиакии сорта овса Аргамак (Патент на изобретение №2337550).
Практическая значимость работы состоит в разработке рецептур и технологии приготовления диетических фигурных вафельных полуфабрикатов для предприятий пищевой промышленности и общественного питания. Разработана технология фигурного вафельного полуфабриката на овсяной муке, полученной из нетоксичного при целиакии сорта овса и комбинации сахарозаменителей, обогащенного пищевыми волокнами, липидами, (З-глюканами. Внедрение дие тических вафель в производство будет способствовать импортозамещению данного вида продукции.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на заседании кафедры технологии и организации питания Санкт-Петербургского торгово-экономического института; 2-м международном конгрессе «Зерно и хлеб России» (Санкт-Петербург, ноябрь 2006г.); V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания 2007» (Москва, сентябрь 2007г).
Публикации. Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 9 печатных работах, в т.ч. 1 работа в издании, рекомендованном ВАК РФ и 1 патент на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методологии проведения экспериментов, экспериментальной части, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 51 таблицу и 48 рисунков. Список литературы включает 145 источников, в том числе 42 иностранных.
Введение содержит обоснование актуальности работы, заключающейся в создании ассортимента специализированных диетических продуктов питания для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний.
В обзоре литературы проведен анализ существующего ассортимента вафельных изделий диетического назначения; рассмотрены современные способы их производства. Изучен вопрос о влиянии рецептурных компонентов и технологических параметров производства на качество готовой продукции. Подробно изложены данные о строении, физиологическом действии и технологических функциях подслащивающих веществ. На основе этих данных предложена классификация подсластителей по коэффициенту сладости, структурообразующим свойствам, термической устойчивости, калорийности, гигроскопичности.
Проанализированы сведения о составе и технологических свойствах овсяной муки; изучен вопрос о неравноценности сортов овса по степени токсичности при целиакии, что подтверждается результатами исследований иммунохимиче-ских свойств авенинов овса. Выбрано направление работы и поставлены задачи исследований.
Экспериментальная часть. Основные этапы работы выполнены на кафедре технологии и организации питания и кафедре механики Санкт-Петербургского торгово-экономического института. Реологические исследования вафельного теста выполнены на кафедре технологии молока и молочных продуктов Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий и в лаборатории ГУ ВНИИ пищевых ароматизаторов кислот и красителей (ВНИИПАКК). Биохимические исследования проведены в лабораториях Всероссийского Института Растениеводства им. Н.И.Вавилова (ВИР).
Экспериментальные исследования проводили в трехкратной повторности при изучении вязкости вафельного теста и в десятикратной повторности при изучении структурно-механических показателей готовых изделий. В работе использованы статистические методы планирования эксперимента. Математическую обработку результатов экспериментов проводили с помощью программы Excel пакета Microsoft Office и программы CurveExpert Ver. 1.34. Пищевую и органолептическую ценность изделий рассчитывали по методике ВНИИХП.
Общая характеристика и технология приготовления сладкого вафельного теста
Одним из важнейших факторов, влияющих на качество готовых вафельных полуфабрикатов, является качество вафельного теста. Согласно классификации, вафельное тесто относится к пресному жидкому тесту. Консистенция теста для вафельных листов значительно отличается от консистенции теста для других видов мучных кондитерских изделий. Это тесто представляет собой слабоструктурированную дисперсную систему со сравнительно низкой вязкостью, влажностью 58-65% и относительной плотностью 1,02-1,1. Жидкая консистенция теста дает возможность получить тонкие вафли — основной полуфабрикат вафельного производства [84]. Оно легко и полностью заполняет все углубления вафельной формы.
Вафельное тесто готовят непрерывным или периодическим способом. На механизированных предприятиях тесто для сахарных вафельных рожков и трубочек готовят непрерывным способом на специальном технологическом комплексе, где все компоненты теста подаются ленточными дозаторами и насосами в нужной последовательности. Готовое тесто с помощью насоса процеживается через фильтр и поступает на выпечку. На мелких предприятиях, специализированных кондитерских цехах, вафельное тесто готовят периодическим способом в тестомесильных или сбивальных машинах. Готовое тесто процеживают через сито с отверстиями диаметром около 2,5 мм.
Для того чтобы уменьшить возможность слипания отдельных частичек муки в комки, при замесе создают определенные условия. Например, в момент соприкосновения муки с водой вокруг каждой ее частицы необходимо создать условия для образования гидратной оболочки. Такая оболочка мешает (противодействует) слипанию набухших частиц. Для этого муку вводят не сразу, а небольшими порциями в несколько приемов. Вода или молоко должны иметь температуру 15-20С, поскольку при этой температуре вафельное тесто на пшеничной муке имеет минимальную вязкость. Затем вводят половину рецептурной закладки муки, перемешивают около 3 мин, добавляют оставшуюся муку и перемешивают еще 10-15 мин. Если в рецептуру вафельного теста входит сахар, то его вводят после всех компонентов перед добавлением муки.
Для придания тесту однородной, пышной структуры применяют механическое взбивание, а в процессе выпечки вафель происходит дополнительно химическое разрыхление изделий парами воды и газообразными продуктами, выделяющимися при разложении разрыхлителей. Вафельное тесто имеет ограниченный срок хранения, и его готовят непосредственно перед выпечкой вафель.
Технология приготовления сладкого вафельного теста при периодическом способе производства состоит в следующем: в тестомесильную машину согласно рецептуре последовательно закладывают; воду, температурой не выше 18С, пшеничную муку (1/3 - 1/4 от требуемой массы), соду питьевую и сахар. Все перемешивают в течение 2-3 минут, затем добавляют меланж, и сбивают в течение 10-12 минут, после чего загружают в сбивальную машину растительное масло, остальную муку (постепенно) и продолжают сбивать еще в течение 5-7 минут [62].
Выпечка вафельных листов осуществляется в специальных печах между двумя массивными металлическими плитами с зазором 2-3 мм. При этом слой теста непосредственно контактирует с греющими поверхностями. Формование теста происходит непосредственно на обогреваемой поверхности плиты. Поверхность плит, заполняемая тестом, может быть гладкой, гравированной или фигурной. По периметру форм располагается ряд углублений для удаления влаги и избытка теста. Для выпечки вафельных листов широко распространены полуавтоматические печи с чугунными формами, укрепленными на цепном конвейере [21]. Для придания вафельному листу максимальной прочности канавки в верхней части пластины обычно располагают под 45 к канавкам в нижней пластине. Поверхность пластин может быть просто стальной с вырезами, отделанной с помощью микрообработки, или с хромовым покрытием, дающим более гладкую поверхность для лучшего отделения выпеченных вафель.
Качество вафельного листа оценивается в основном по его массе, цвету поверхности и однородности содержания влаги. Выпеченному листу свойственно прилипать к одной из пластин, не отделяясь при раскрытии пластин. Прилипание связано в основном с количеством сахара в рецептуре, содержанием влаги в листе и состоянием поверхности пластин [55].
Формование и охлаждение вафельных изделий
Выпеченные вафельные листы имеют температуру 150-170С и их необходимо охладить до комнатной температуры. Фигурные вафельные изделия, перед тем как охладить, необходимо сформовать, не допуская резкого перепада температур во избежание появления трещин. Вафельные трубочки и рожки охлаждают на специальных формах, где происходит стабилизация их формы в течение 3-5 мин.
Готовые вафли являются высокопористыми изделиями, способными поглощать или отдавать влагу в процессе выстоики в зависимости от остаточной влаги в них после выпечки и относительной влажности окружающей среды. Эти процессы продолжаются до наступления равновесной влажности и сопровождаются изменением линейных размеров изделий. Вафельные изделия должны наряду с хрустящими свойствами обладать достаточной прочностью, с целью предотвращения ломки при транспортировке и наполнении их начинкой.
Традиционные и перспективные компоненты рецептуры сладкого вафельного теста Традиционные компоненты вафельного теста
В состав традиционных рецептур вафельного теста для сахарных трубочек и рожков входят такие компоненты, как пшеничная мука высшего сорта, сахароза, меланж или яичный желток, растительное масло, соль, сода и вода.
Влияние пшеничной муки. На свойства вафельного теста в значительной степени влияет вид и тип используемой муки. Качество вафельных изделий на пшеничной муке определяется, прежде всего, количеством и качеством клейковины. Из муки с низким содержанием слабой клейковины получаются непрочные и хрупкие вафли, а из муки с высоким содержанием сильной клейковиной (напр. хлебопекарная) - твердые вафли с затяжной структурой. Если применяется мука с сильной клейковиной или ее содержание составляет более 32%, то поступают следующим образом: - Снижают содержание клейковины путем замены части муки крахмалом. Рекомендуют заменять до 3% муки крахмалом [62]. - Ослабляют клейковину путем добавления протеолитических ферментов. Протеазы снижают вязкость суспензии пшеничной муки и дают возможность уменьшить количество добавляемой воды, что позволяет экономить энергию в процессе выпечки вафель [25].
Перспективные компоненты рецептур в производстве сладких вафель диетического назначения
В настоящее время в мире производится достаточно большое количество интенсивных и структурообразующих сахарозаменителей [39]. Согласно СанПиН 2.3.2.1293-03, сахарозаменители - вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам и готовой пище сладкий вкус. С их помощью можно производить низкокалорийные диетические продукты, полностью или частично лишенные легкоусвояемых углеводов. Благодаря отсутствию глюкозного фрагмента сахарозаменители не требуют для усвоения инсулина и могут использоваться в производстве продуктов для больных сахарным диабетом. Кроме того, сахарозаменители можно также отнести к средствам "профилактической фармакологии", так как систематическое их употребление вместо сахара снижает риск возникновения сахарного диабета, метаболического синдрома и сердечнососудистых заболеваний [39].
Учитывая негативные последствия, наступающие от неумеренного потребления Сахаров, особое внимание уделяется созданию сахарозаменителей, к которым предъявляются следующие требования: 1. Приятный сладкий вкус. 4. Хорошая растворимость в воде. 2. Безвредность. 5. Термоустойчивость. 3. Низкий гликемический индекс.
В последние десятилетия в экономически развитых странах ведется поиск, и создаются новые, безвредные для человека, низкокалорийные подслащивающие вещества, способные удовлетворять потребности организма больных сахарным диабетом и лиц с избыточной массой тела [15]. К настоящему времени их ассортимент достаточно широк и насчитывает более 150 видов [1]. В России разрешено применение 12 интенсивных и структурообразующих сахарозаменителей. Среди разрешенных: ацесульфам К, цикламат Na, сахарин и его соли, стевиозид, ксилит, изомальтит и др. [58]. В Р.Ф. применение подсластителей в настоящее время нормируется СанПиН 2.3.2 1293-03, нормы которых разрабатывались на основе Директив ЕС. Говоря о сахарозаменителях, необходимо от метить, что они относятся не к пищевым продуктам, а к пищевым добавкам. Под термином "пищевые добавки" подразумевают природные или синтетические вещества, которые не имеют пищевой или биологической ценности, а вводятся в пищу для придания ей определенных свойств [39].
Один из принципов классификации сахарозаменителей — разделение их по степени сладости относительно сахарозы. Те сахарозаменители, уровень сладости которых близок к сахарозе, называют объемными сахарозаменителями, а вещества, во много раз слаще сахарозы — интенсивными сахарозаменителями или подсластителями [107,120].
По энергетической ценности различают калорийные сахарозаменители, прием которых необходимо учитывать в диетах, направленных на снижение массы тела и их возможное влияние на уровень глюкозы крови, а также бескалорийные. Сахарозоменители вносятся в продукты в количествах сопоставимых с сахарозой и имеют близкую к ней энергетическую ценность, но метаболизируются в организме более медленно, с меньшей потребностью в инсулине, и при умеренном потреблении не приводят к выраженной гипергликемии. Бескалорийными считаются интенсивные подсластители, поскольку их количество в продукте крайне мало.
Все известные сладкие вещества можно также разделить на две большие группы: природные или натуральные н синтетические. К числу сладких природных веществ относятся моносахариды и олигосахариды, гидролизаты крахмала, сахаридные спирты и сладкие вещества несахаридного типа, а также интенсивные подсластители растительного происхождения.
Кроме вышеперечисленных свойств, сахарозаменители значительно различаются по термической устойчивости, гигроскопичности, способностью влиять на структурно-механические свойства изделий.
Возможная классификация сахарозаменителей приведена в таблице 3. В отличие от известных сладких углеводов, подслащивающие вещества в наибольшей степени удовлетворяют требованиям диеты. Однако ряд авторов указывают и на отрицательные свойства сахарозаменителей. Так, сахароза вызывает ощущение сладкого без дополнительного привкуса в широком интервале концентраций (от менее 0,5% до более чем 100%), в то время как у некоторых сахарозаменителей наблюдается переход от сладкого вкуса к иному при незначительных изменениях концентрации. Поэтому их рекомендуют применять в определенном диапазоне доз. Кроме того, сахароза обладает консервирующими свойствами [39].
При рассмотрении сахарозаменителей нельзя не остановиться на таком понятии как восприятие аиадости. Современные исследования показывают, что разница в восприятии вкусов частями языка несущественна. Считается также, что вкус еды ощущается при взаимодействии лигандов (особых «связывающих» молекул или ионов) продукта с рецепторами вкусовых сосочков, причем каждый вкусовой компонент захватывается независимо определенным рецептором. Последние исследования показывают, что, например, механизмы восприятия сладости и горечи являются частично идентичными, они воспринимаются одними и теми же рецепторами [5].
Сладость невозможно измерить, как другие физические величины с помощью приборов. Ее определяют как минимальную концентрацию вещества, которую может почувствовать человек (группа дегустаторов) [28]. Таким образом, коэффициент сладости (Кед) в основном определяется путем органолепти-ческого сравнения растворов различных моносахаридов и сахарозаменителей со сладостью 9% раствора сахарозы; при этом определяется наименьшая концентрация вещества, способная вызвать ощущение сладости. Дозировку интенсивных и структурообразующих сахарозаменителей рассчитывают, исходя из ориентировочных коэффициентов сладости, а затем уточняют по результатам дегустации. Дозировка сахарозаменителя (П): П = С / Ксл, где С — количество заменяемого сахара, кг.
Необходимо отметить, что сила сладости зависит от концентрации сахарозаменителя, кислотности пищевого продукта, температуры, присутствия других подслащивающих веществ (явление синергизма). При выборе сахарозаменителя для продуктов с длительным сроком годности следует обращать внимание на его стабильность при хранении. Как правило, при длительном хранении интенсивные подсластители медленно разлагаются на безвредные, но несладкие для человека составляющие. Скорость разложения зависит от кислотности продукта и температуры его хранения. Из интенсивных подсластителей особенно подвержен разложению аспартам, а наиболее стойким считается ацесульфам К.
Влияние других видов муки и сахарозаменителей на технологические свойства вафельного теста
Как уже говорилось, основными компонентами традиционного сладкого вафельного теста являются пшеничная мука высшего сорта и сахароза. Поэтому при создании диетических вафель наиболее актуальным является исключение этих компонентов теста, не отвечающих требованиям здорового питания с заменой их на сахарозаменители и другие виды муки. При этом замена сахарозы и пшеничной муки может в значительной степени отразиться на свойствах вафельного теста и готовых изделий.
Роль некрахмальных полисахаридов (НПС) овсяной муки при формировании структуры вафельного теста
В вафельном тесте, приготовленном на овсяной муке, основная роль в формировании структуры теста принадлежит крахмалу и некрахмальтным полисахаридам, а не белковым фракциям.
Целлюлозу, гемицеллюлозы, пентозаны относят в группе пищевых волокон. Пищевые волокна содержатся в основном в периферийных частях зерна и поэтому их больше всего в муке низких сортов. Пентозаны муки могут быть растворимыми и нерастворимыми в воде. Часть пентозанов муки способна легко набухать и растворяться в воде (пептизироваться), образуя очень вязкий слизе-образный раствор. Поэтому водорастворимые пентозаны муки часто называют слизями. Из общего количества пентозанов пшеничной муки лишь 20-24% являются водорастворимыми, в то время как в овсяной муке водорастворимых пентозанов значительно больше (свыше 40%). Пентозаны, нерастворимые в воде, в тесте интенсивно набухают, связывая значительное количество воды.
Высокая вязкость овсяных отваров и теста приготовленного на овсяной муке в значительной степени обусловлена присутствием в зерне некрахмального р-D-глюкана. В-глюканы способны образовывать вязкий раствор даже при своем низком содержании. Вязкость зависит от их концентрации и молекулярного веса. При концентрации выше 0,2% р-глюканы формируют вязкие и псевдопластичные растворы. Как правило, они придает тесту липкость и влияет на клей-стеризацию крахмала.
Поскольку высокая вязкость овсяной муки это результат ее высокой водопо-глотительной способности муки (ВПС), то для снижения содержания Р-глюка-нов в муке предложена гидротермическая обработка с частичным разрушением крахмала и ферментов [115]. ГТО изменяет способность Р-глюканов к формованию вязкого раствора путем воздействия на его растворимость [129]. ГТО вызывает также преобразования в микроструктуре эндосперма овса из мучнистой в стекловидную. Любая тепловая обработка, которой подвергают пищевые продукты способствует снижению молекулярного веса Р-глюканов. В-глюканы могут также легко разрушаться ферментативным или химическим гидролизом [101]. Вязкость Р-глюканов сильно зависит от рН среды. Вязкость его раствора полученного из овсяной муки при рН2 достаточно высокая, при рН6 — снижается на 20%, при рН12 вязкость раствора значительно снижается, но при доведении его вновь до 6 вязкость частично восстанавливается, однако она намного ниже, чем в образцах, в которых рН была доведена только до рНб (без доведения до рН12). Таким образом, только изменением рН в сильно щелочную сторону можно снизить вязкость растворов образуемых Р-глюканами. Объяснение: внутри раствора Р-глюканы образуют пространственную сеть с тесным взаимодействием молекул друг с другом. В щелочной среде сеть распадается (взаимодействие между молекулами ослабляется из-за ионизации гидро-ксигрупп). При этом молекулярный вес р-глюканов не меняется при разном уровне рН [121]. По причине ухудшения органолептических показателей изделий имеющих сдвиг в щелочную среду, этот метод является мало приемлемым. Замораживание продуктов содержащих {3-глюкан также воздействует на его физико-химические свойства и разрушает молекулы, но не изменяет их молекулярный вес [100].
Влияние структурообразующих сахарозамепителей па свойства вафельного теста Поскольку вязкость раствора находится в прямой зависимости от величины атомности и молекулярного веса входящих веществ, то, зная химическое строение конкретного сахарозаменителя можно предположить степень его влияния на реологические свойства теста [114]. Многие из используемых в производстве сахарозаменителей относятся по своему химическому строению к многоатомным спиртам и по свойствам приближаются к сахарозе. В связи с тем, что эти вещества вносятся в вафельное тесто приблизительно в тех же количествах, что и сахароза, они проявляют схожее влияние на вязкость теста. Свойства сахарозаменителей определяются их молекулярной массой и наличием гидрофильных групп. Сахарозаменители проявляют низкую водопоглотительную способность, и при увеличении их количества в рецептуре вафельного теста вязкость последнего уменьшается (возрастает дегидратация белков и крахмала муки).
Еще одним из перспективных сахарозаменителей являются олигосахариды. Многие из них обладают очень слабым сладким вкусом, поэтому как подслащивающие вещества не используются, но, тем не менее, они, как и сахароза, способны влиять на структурно-механические свойства изделий и теста. Олигосахариды являются промежуточными соединениями между моно- и полисахаридами и в определенной степени проявляют свойства тех и других.
Методы исследований технологических свойств вафельного теста и готовых вафельных полуфабрикатов
Определение динамической вязкости теста Динамическую вязкость образцов вафельного теста на пшеничной и овсяной муке и комбинациях сахарозаменителей определяли на ротационном вискозиметре «Реотест-2» производства фирмы «Прюфгеретеверке», ГДР. Погрешность прибора составляла ±3%. Измерения проводили при комнатной температуре (+20С), влажность теста составляла 62%.
При проведении измерения снимали показатели со шкалы прибора, а затем рассчитывали касательное напряжение и динамическую вязкость по формулам: т0 = 0,la-Z, [Н/м2] и к = т0 /D, Па-с [1; 2] где D - градиент напряжения на срезе, с"1; т0 - касательное напряжение, Н/м2; Z - константа цилиндра, Па/дел шкалы; а - деление шкалы; к - динамическая (эффективная) вязкость, Па-с.
В данном исследовании использовали внутренний цилиндр N, для которого Zi=3,43, Z2=32,7. Измерения производили при температуре 20С.
Изучение влияния сорта овса на вязкость вафельного теста проводили на ротационном вискозиметре Брукфильда DV-Ш- PRO, модель LVDV-Ш- PRO в лаборатории ГУ ВНИИПАКК. Исследованные сорта овса: Скакун, Кречет, Стригунок, Кировец, Белорусский голозерный, Вандровник (голозерный), Аргамак и Пушкинский голозерный. Мука получена методом прямого помола овса без гидротермической обработки (ГТО). Условия измерения: температура теста - 20С, шпиндель № 62.
Определение хрупкости вафель
Наиболее важным показателем качества вафельных листов является их структурная прочность (хрупкость). Хрупкость изделий оценивается величиной относительной деформации (є) в момент разрушения образца под воздействием внешней нагрузки, которая согласно закону Гука [32] определяется отношением величин предела прочности к модулю Юнга: е = [3] Е L где Опч - предел прочности, [Па]; Е - модуль Юнга, характеризующий жесткость материала, [Па]. Для измерения предела прочности вафель нами была разработана специальная установка (рис. 7).
Установка позволяет определить величину прогиба вафельного образца (ушах) в соответствии с установленной нагрузкой. Зная эти величины можно найти а, Е и є.
Основные элементы установки представлены двумя жестко укрепленными опорными призмами-1 ребрами вверх, на которые кладется образец-2 таким образом, чтобы под ним оставалось пространство для прогиба. Расстояние между призмами строго фиксировано и составляет 60 мм. На образец вафли строго посередине его длины давит третья призма-3 ребром вниз, которая укреплена на одном из концов штока-4 индикатора малых перемещений (ИМП)-5.
Призма 3 установлена параллельно опорным призмам и подвижно на винте-6 для того, чтобы ложиться на образец по всей его ширине без зазоров. Сам ИМП имеет возможность перемещаться вверх-вниз во втулке-7 укрепленной на стойке-8 для более плотного прилегания призмы-3 к образцу вафли. Фиксация ИМП осуществляется стопорящим винтом-9. Давление на второй конец штока ИМП осуществляется грузом, который связан с равноплечим рычагом-10. Один конец рычага закреплен винтом к неподвижной стойке так, что он может поворачиваться, а на второй конец подвешена тарелка для груза-11. Сам рычаг строго посередине упирается уголком-12 на второй конец штока ИМП. Такая конструкция позволяет свободно располагать груз на тарелке и избежатьперекосов в штоке ИМП. При подсчете, поскольку груз располагается на конце рычага, отстоящем от неподвижной стойки на двойном расстоянии от центра, вес груза умножается вдвое.
При проведении исследований образцы нагружали статически с шагом 20 г. Прогиб образцов фиксировали индикатором малых перемещений.
Перед началом исследования образцов, необходимо также вычислить величину сопротивления экспериментальной установки, которая возникает в пружине ИМП. Для этого прибор нагружают в холостую и строят зависимость: нагрузка - перемещение стрелки индикатора. Сопротивление пружины подчиняется линейной зависимости, которая хорошо описывается уравнением прямой: F = aAl + b [4] где F - сила, с которой груз давит на тарелку-11, F = mg, [Н]; А1 - перемещение стрелки индикатора малых перемещений, [мм]; а и b - коэффициенты прямой; m - масса груза, [кг]; g - ускорение свободного падения (g = 9,81 [м/с2]).
Отсюда, в результате аналитического решения системы уравнений можно определить величину коэффициентов а и Ь, которые в дальнейшем вычитаются при определении истинной нагрузки действующей на образцы.
