Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Классификация пищевых продуктов по текстурным признакам и существующие реологические модели полуфабрикатов и мякиша готовых хлебобулочных изделий... 10
1.2. Влияние технологических факторов на изменение реологических свойств пшеничного теста и показателей качества готовых хлебобулочных изделий 19
1.2.1. Влияние хлебопекарных свойств пшеничной муки на реологические свойства теста и качество хлебобулочных изделий 20
1.2.2. Влияние дозировки рецептурных компонентов на изменение реологических свойств пшеничного теста после замеса и качество хлебобулочных изделий 26
1.2.3. Влияние режима замеса пшеничного теста на его реологические свойства и качество хлебобулочных изделий 33
1.3. Управление реологическими свойствами пшеничного теста при производстве хлебобулочных изделий 39
2. Экспериментальная часть 43
2.1. Сырье и материалы, применявшиеся при проведенииисследований 47
2.2. Методы исследований, применявшиеся в работе 47
2.2.1. Методы исследования свойств сырья 47
2.2.2. Способы приготовления теста и хлеба из пшеничной муки 48
2.2.3. Методы оценки свойств теста 50
2.2.4. Методы оценки качества хлеба 51
2.2.5. Специальные методы исследований 51
2.2.6 Методы математической обработки экспериментальных данных 52
2.3. Характеристика сырья, применявшегося в работе 53
2.4. Результаты исследований и их анализ 54
2.4.1 Разработка многопараметрического метода контроля реологических характеристик пшеничного теста после замеса 54
2.4.2. Разработка многопараметрического метода контроля реологических характеристик мякиша хлебобулочных изделий для формирования его текстурного профиля 60
2.4.3. Исследование влияния дозировки амилолитических и протеолитических ферментных препаратов на реологические свойства пшеничного теста и качество хлеба 70
2.4.4. Исследование влияния влажности пшеничного теста на изменение его реологических характеристик после замеса и качество готовых хлебобулочных изделий при использовании пшеничной муки в.с. с разными хлебопекарными свойствами 78
2.4.5. Исследование влияния дозировки рецептурных компонентов 85 на изменение реологических свойств пшеничного теста после замеса и качество хлебобулочных изделий
2.4.5.1. Исследование влияния дозировки соли поваренной пищевой на физико-химические свойства пшеничного теста и качество хлебобулочных изделий 86
2.4.5.2 Исследование влияния дозировки сахара-песка на физико- химические свойства пшеничного теста и качество хлебобулочных изделий 97
2.4.5.3 Исследование влияния дозировки маргарина на физико- химические свойства пшеничного теста и качество хлебобулочных изделий 106
3 Влияние продолжительности хранения хлебобулочных изделий на изменение реологических характеристик их мякиша 114
3.1. Разработка метода контроля степени черствости мякиша 115 хлебобулочных изделий
3.2. Влияние продолжительности хранения различных видов хлебобулочных изделий на изменение реологических характеристик их мякиша 119
Промышленная апробация 124
Выводы 133
Список использованной литературы 134
Приложение 1
- Влияние технологических факторов на изменение реологических свойств пшеничного теста и показателей качества готовых хлебобулочных изделий
- Методы исследований, применявшиеся в работе
- Результаты исследований и их анализ
- Влияние продолжительности хранения различных видов хлебобулочных изделий на изменение реологических характеристик их мякиша
Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей задачей, стоящей перед
хлебопекарными предприятиями в рыночных условиях, является
производство хлебобулочных изделий с наилучшими показателями качества, которые можно обеспечить из конкретной партии перерабатываемой муки.
При оценке качества хлебобулочных изделий потребитель обращает особое внимание не только на цвет корки, её состояние и форму изделия, но и на показатели текстуры его мякиша. Учитывая тот факт, что при производстве хлебобулочных изделий пшеничная мука является наиболее нестабильным сырьем, получение готовых изделий с заданными показателями текстуры может быть обеспечено только за счет управления реологическими свойствами полуфабрикатов с учетом хлебопекарных свойств сырья и рецептуры изделий.
Основы реологии пищевых сред были созданы во второй половине XX века в трудах Ю.А.Мачихина, С.А.Мачихина, А.В.Горбатова, В.Д.Косого, А.М.Маслова, Б.А.Николаева и других ведущих реологов, а также их учеников. В их работах была сформулирована не только методология контроля реологических параметров пищевых сред, но и показано, что управление качеством готовых пищевых продуктов может осуществляться на основе управления реологическими свойствами полуфабрикатов.
На кафедре технологий хлебопекарного и макаронного производств МГУ 1111 была установлена оптимальная консистенция пшеничного теста после замеса - это 640-650е.Ф., позволяющая определять водопоглотительную способность муки с учетом рецептуры замешиваемого теста и получать хлеб наилучшего качества.
При замесе теста с одинаковой консистенцией в момент его готовности количество вносимой воды обусловлено гелеобразующей способностью биополимеров муки. При таком подходе качество хлеба ни в коей мере не обусловлено его влажностью, так как для муки с разными хлебопекарными свойствами дозировка воды всегда является оптимальной и поэтому
органолептические и физико-химические характеристики готовых изделий, в том числе и их реологические параметры, предопределяются только технологическими свойствами пшеничной муки и рецептурой теста.
Оптимальная консистенция пшеничного теста в совокупности с комплексом измеряемых реологических характеристик теста после замеса, таких как: эффективная вязкость, модуль упругости, время релаксации напряжений, предельное напряжение сдвига, относительная деформация, может использоваться не только для установления оптимальной дозировки воды при замесе теста, но и для прогнозирования качества хлебобулочных изделий.
Поэтому организация многопараметрического контроля
реологического поведения пшеничного теста, направленная на получение готовых хлебобулочных изделий с определенными показателями текстуры является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности Российской Федерации.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований явилось формирование требований к реологическим свойствам пшеничного теста после замеса с учетом влияния различных технологических факторов, обеспечивающих получение необходимого текстурного профиля мякиша готовых хлебобулочных изделий.
Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:
разработать многопараметрический метод контроля реологических характеристик пшеничного теста после замеса;
разработать способ контроля реологических характеристик мякиша хлеба, составляющих его текстурный профиль;
установить реологические критерии для управления физико-химическими свойствами пшеничного теста при производстве хлебобулочных изделий;
исследовать влияние состояния биополимеров пшеничной муки высшего сорта на реологические свойства пшеничного теста после замеса посредством внесения различных дозировок амилолитических и протеолитических ферментных препаратов;
исследовать влияние хлебопекарных свойств пшеничной муки в.с. и влажности теста на изменение его реологических характеристик и качество готовых хлебобулочных изделий;
исследовать влияние различных дозировок рецептурных ингредиентов; соли поваренной пищевой, сахара-песка и маргарина на изменение реологических свойств пшеничного теста после замеса и качество хлебобулочных изделий;
установить взаимосвязь между реологическими свойствами пшеничного теста и мякиша готового хлеба;
сформировать текстурный профиль мякиша батона нарезного из пшеничной муки в.с;
разработать метод Оценки процесса черствения мякиша хлебобулочных изделий по изменению его реологических характеристик;
оценить структурно-механический тип пшеничного теста и мякиша хлебобулочных изделий;
провести промышленную апробацию многопараметрического метода контроля реологических свойств пшеничного теста и мякиша хлеба.
Научная новизна работы. На основании проведенных комплексных исследований физико-химических свойств пшеничного теста с учетом различных технологических факторов - хлебопекарных свойств муки и дозировок рецептурных компонентов: воды, соли поваренной пищевой, сахара-песка и маргарина определены реологические критерии — отношение деформационных характеристик (отношение пластической деформации к общей деформации) и скорость релаксации механических напряжений (отношение модуля упругости к коэффициенту динамической вязкости),
позволяющие управлять свойствами пшеничного теста и показателями качества хлеба.
Установлен характер изменения количества механической энергии, затрачиваемой на формирование структуры пшеничного теста при замесе до его готовности в зависимости от рассматриваемых технологических факторов.
Установлена динамика изменения реологических характеристик пшеничного теста после замеса в зависимости от дозировки амилолитических и протеолитических ферментных препаратов.
Установлено влияние хлебопекарных свойств пшеничной муки в.с, влажности теста, а также дозировки соли поваренной пищевой, сахара-песка и маргарина «Пышечка» на реологическое поведение пшеничного теста и на кинетику протекания операций замеса и брожения.
Установлен характер изменения показателей текстурного профиля мякиша батона нарезного в процессе хранения — общей, упругой и пластической деформаций, модуля упругости, коэффициента динамической вязкости, скорости релаксации механических напряжений и в том числе усилия нагружения мякиша при его откусывании — показателя прочности мякиша.
С помощью разработанных реологических моделей установлен структурно-механический тип пшеничного теста и мякиша батона нарезного, которые позволили отнести пшеничное тесто батона нарезного к вязко-пластичным пищевым средам, а мякиш батона нарезного - упруго-пластичным.
Практическая значимость. Разработаны многопараметрические методы контроля реологических характеристик пшеничного теста и мякиша готового хлеба.
Разработана методика контроля прочности мякиша хлеба при откусывании с использованием индентора «челюсть».
Установлены рациональные значения реологических критериев пшеничного теста, позволяющих получать хлебобулочные изделия с наибольшей пористостью и наименьшей крошковатостью.
Разработана методика проведения пробной лабораторной выпечки хлеба с учетом кинетики протекания всех технологических операций, начиная с замеса теста и заканчивая выпечкой хлеба.
В производственных условиях проведена апробация
многопараметрического метода контроля реологических характеристик пшеничного теста и мякиша хлебобулочных изделий и определения скорости их черствения при хранении.
Апробация работы. Результаты исследований, выполненных автором, были представлены на первой научно-практической конференции и выставки с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г.Москва, 25-26 сентября 2008г.); на первой международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г.Пятигорск, 1-2 июля 2008г.); на VI научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: эффективное использование ресурсов отрасли» (г.Москва, 2008г.); на II конференции молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем» (г.Звенигород, Подмосковные липки, 7-11 июня 2009г.); на второй научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г.Москва, МГУПП, 29-31 марта 2010г.).
По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ.
Влияние технологических факторов на изменение реологических свойств пшеничного теста и показателей качества готовых хлебобулочных изделий
Важнейшими факторами, влияющими на реологические свойства теста и соответственно качество готового хлеба, являются хлебопекарные свойства муки, дозировка рецептурных компонентов и режим его замеса.
В значительной степени качество готовой продукции предопределяется качеством сырья. Известно, что мука от партии к партии проявляет разные свойства, что, несомненно, сказывается на качестве готовых хлебобулочных изделий. Далее нами будет рассмотрена взаимосвязь хлебопекарных свойств пшеничной муки с реологическими свойствами теста и качеством хлеба.
Способность муки давать хлеб того или иного качества характеризует её хлебопекарные свойства [3,4].
Пшеничный хлеб должен иметь достаточный объем, правильную форму, нормально окрашенную (зарумяненную) корку без подрывов и трещин, эластичный мякиш с мелкой, тонкостенной и равномерной пористостью. Хлеб должен быть вкусным и ароматным. Чем светлее мякиш определенного вида пшеничного хлеба, тем выше ценится он потребителем [2,4,6,58,59,61,104].
Пшеничная мука с хорошими хлебопекарными свойствами позволяет получить хлеб, отвечающий перечисленным выше требованиям.
Хлебопекарные свойства пшеничной муки обуславливаются ее следующими показателями:1) цвет муки и способность её к потемнению в процессеприготовления хлеба;2) «сила» муки;3) газообразующая способность муки;4) крупность частиц муки.
Цвет муки предопределяет цвет мякиша хлеба. Из темной муки получается хлеб с темным мякишем. Однако, из светлой муки в определенных условиях может быть получен хлеб с темным мякишем, поэтому для характеристики хлебопекарных свойств муки имеет значение не только ее цвет, но и способность к потемнению. Способность муки к потемнению обусловлена содержанием в муке свободного тирозина (аминокислоты) и активностью фермента полифенолоксидазы (тирозиназы), катализирующего окисление тирозина с образованием темноокрашенных меланинов, влияющих на потемнение теста и мякиша хлеба. По литературным данным критическая точка способности пшеничной муки высшего сорта к потемнению находится в пределах 10-11 % [80,83,88,90].
«Сильной» считают муку, которая при замесе из нее теста нормальной консистенции способна поглотить относительно большое количество воды, а также образовывать тесто, устойчиво сохраняющее свои реологические свойства (вязкость, упругость, эластичность) в процессе замеса и брожения. «Сильная» мука обладает большей газоудерживающей способностью.
«Слабой» называют муку, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает мало воды. Реологические свойства теста из такой муки в процессе замеса и брожения быстро изменяются так, что в конце брожения тесто становится «слабым», малоэластичным, липким и мажущимся. Газоудерживающая способность «слабой» муки низкая.
Средняя по «силе» мука приводит к образованию теста с промежуточными свойствами [15,39,59,101,105].
"Силу" пшеничной муки определяют с помощью целого ряда косвенных методов, например, с помощью оценки реологических свойств теста. Для этих целей могут быть использованы следующие приборы, например, "Farinograph" (фирма "Brabender") или "Mixolab (фирма "Chopin") [51,52,56,102,111].
В основном, на «силу» муки влияет состояние ее белково-протеиназного комплекса. Понятие белково-протеиназный комплекс муки или теста охватывает белковые вещества, протеолитические ферменты и активаторы или ингибиторы протеолиза [4,62,96].
Отличительная особенность белково-протеиназного комплекса пшеничной муки состоит в том, что проламиновая и глютелиновая фракции белков при замесе и отлежке теста образуют упруго-эластичный гель — клейковину [1, 2, 4].
Для получения хлеба хорошего качества содержание сырой клейковины в пшеничной муке в.с. должно быть не менее 28%, I сорта - 30%, пшеничной муке II сорта - 25% и обойной муке - 20% [59].
Хотя основой клейковины являются набухшие белковые вещества, в состав сухого вещества клейковины входят не только белки. В клейковине, отмытой из теста, содержится 75-90% белка и 10-25% крахмала, клетчатки, зольных элементов, Сахаров и липидов [14,19,112].
Важное значение имеет также качество клейковины, обусловленное ее структурно-механическими свойствами. Хорошее качество клейковины может компенсировать ее недостаточное количество [12,55,107]. Свойства клейковины в значительной мере обусловлены наследственными сортовыми особенностями зерна пшеницы, из которого получена мука, способами его помола и сортом муки. Качество клейковины оценивается по величине ее общей деформации, выражаемой в единицах прибора ИДК. Оптимальное значение этого показателя должно быть на уровне 80±5 ед. пр. ИДК.
Сахаробразующая способность пшеничной муки является важной характеристикой, от которой зависят интенсивность брожения и соответственно скорость накопления веществ, обуславливающих вкус и аромат хлеба. Этот показатель характеризует способность муки превращать химическую энергию окисления углеводов в тепловую и механическую энергию движения бродящего теста, преодолевающую инерцию его массы. Косвенный метод определения сахаробразующей способности - определение газообразующей способности муки сопровождается учетом количества образовавшегося диоксида углерода.
Вместе с газообразующей способностью муки принято рассматривать и газоудерживающую способность теста, которая предопределяется количественно-качественными характеристиками содержащихся в нем клейковинных белков. По литературным данным между абсолютным значением удержанного тестом диоксида углерода и объемными характеристиками хлеба имеется тесная прямая зависимость [1].
Показателем газообразующей способности пшеничной муки принято считать количество в миллилитрах диоксида углерода, образовавшегося за 5 ч брожения теста при температуре 30С, замешенного из 100 г исследуемой
Методы исследований, применявшиеся в работе
Исследования проводили в лабораториях кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» ГОУ ВПО «Московский Государственный Университет пищевых производств». Производственные испытания осуществляли в производственных условиях ОАО «Хлебозавод № 28» и ОАО «ЭКБК Звездный». Все пробы пшеничной муки анализировали по следующим физико-химическим показателям: влажность, кислотность, содержание клейковины, общая деформация клейковины, «число падения», параметры фаринограммы и водопоглотительная способность (ВПС). Влажность муки определяли по ГОСТ 9404-2003 [38]. Показатели «силы» пшеничной муки и её водопоглотительную способность определяли с помощью прибора «Farinograph» [36,44,52,110]. Адгезионные свойства пшеничного теста оценивали на приборе «Структурометр СТ-1М» [23,32]. Содержание массовой доли сырой клейковины определяли по методике, приведённой в руководстве [59,95]. Реологические свойства сырой клейковины оценивали по общей деформации измеряемой с помощью прибора ИДК-ЗМ в соответствии с методикой, приведённой в руководстве [59]. Определение автолитической активности пшеничной муки по «числу падения» осуществляли на приборе «Амилотест АТ-97 (ЧП-ТА)» по методике, приведённой в руководстве [35,54,]. Дрожжи прессованные хлебопекарные анализировали по показателю подъемной силы в соответствии с ГОСТ 171-81. Соль поваренную пищевую "Экстра" анализировали по органолептическим показателям в соответствии с ГОСТ 13830-97. Сахар-песок анализировали по органолептическим показателям в соответствии с ГОСТ 21-94. Маргарин «Пышечка» анализировали по органолептическим показателям в соответствии с ГОСТ Р 52178-2003; Приготовление теста осуществляли в лабораторных условиях кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» МГУПП. Тесто готовили из пшеничной муки высшего сорта безопарным способом по рецептурам, приведенным в таблицах 2.1. и 2.2 Таблица Замес теста осуществляли с помощью информационно-измерительного комплекса на базе прибора Do-Corder DCE-330 в тестомесильной ёмкости S3 00, в которую вносили все рецептурные компоненты. Соль поваренную пищевую вносили в виде раствора; дрожжи - в виде суспензии. Количество воды, необходимое для замеса теста определяли исходя из консистенции теста 640-650 е.Ф. на приборе Farinograph. Частота вращения месильных органов в процессе замеса теста составляла 63 об/мин. Момент готовности теста в процессе замеса определяли по экстремальному максимальному значению крутящего момента на приводе месильных органов. Брожение теста проводили в термостате при температуре 30-32 С. Процесс брожения теста из пшеничной муки в.с. контролировали по изменению скорости давления образующегося диоксида углерода. Оптимальную продолжительность брожения определяли по максимуму на кривой скорости газообразования. Предварительную расстойку тестовых заготовок осуществляли в помещении лаборатории в течение 5 мин. Окончательную их расстойку до готовности проводили в шкафу The Bailey 505 — SS Fermentation Cabinet о (фирма National MFG Company - США) при температуре 38-40 С и относительной влажности воздуха 75-80%.
Выпечку хлебобулочных изделий производили в лабораторных хлебопекарных печах:- Rotary Hearth Test Baking (фирма National MFG Company - США);- Miwe - condo (фирма Miwe - Германия)при температуре 220-230 С. Продолжительность выпечки хлеба составляла 25 минут.
Охлаждение готовых хлебобулочных изделий осуществляли естественным путем при комнатной температуре и оценку их качества проводили по органолептическим и физико-химическим характеристикам. Для определения физико-химических характеристик пшеничного теста и параметров его замеса применялись приборы "Farinograph" (фирма "Brabender" - Германия) и информационно-измерительный комплекс, включающий в себя прибор "Do-corder СЗ" (фирма "Brabender" - Германия), месильные емкости S50 на 50 г муки и S300 на 300 г муки, программируемый термостат и персональный компьютер[36,44,52,79]. Определение реологических свойств пшеничного теста после замеса осуществляли с использованием приборов «Rheotest 2.1» (фирма «MLW» -Германия) и «Структурометр СТ-1М» (фирма НПФ «Радиус» - Россия) [65,76]. Скорость изменения давления образующегося диоксида углерода при брожении теста контролировали волюмометрическим методом на приборе "Rheofermentometre F3" (фирма "Chopin" - Франция) [10] в соответствии с инструкцией к прибору или с помощью прибора "Яго-Островского" [59]. Определение органолептических и физико-химических характеристик хлебобулочных изделий осуществляли через 14-16 часов после выпечки. При органолептической оценке устанавливали такие показатели, как внешний вид (правильность формы, окраска корки, состояние поверхности), состояние мякиша (цвет мякиша, эластичность, состояние пористости), вкус и аромат хлеба. Определение всех показателей проводили согласно методикам, приведенным в руководстве [59]. Из физико-химических показателей качества хлеба определяли: влажность, кислотность, пористость, удельный объем, формоустойчивость, крошковато, общую, пластическую и упругую деформации мякиша. Удельный объем хлеба определяли по методике, приведенной в руководстве [59]. Пористость хлеба определяли стандартным методом с помощью прибора Журавлева по ГОСТ 5669-51. Формоустойчивость подового хлеба определяли как отношение величины высоты хлеба (Н) к его диаметру (D). Крошковатость мякиша хлеба определяли в соответствии с методикой, описанной в руководстве [58]. Реологические характеристики мякиша готовых хлебобулочных изделий определяли на приборе «Структурометр СТ-1М» [43]. Технологические затраты при приготовлении хлебобулочных изделий определяли гравиметрическим методам, согласно руководству [59]. Изменение скорости давления образующегося количества диоксида углерода при брожении теста контролировали волюмометрическим методом на приборе «Rheofermentometer F3» (фирма Chopin — Франция) (см. рис.3). Прибор управляется микропроцессором, вся необходимая информация в
Результаты исследований и их анализ
Для управления качеством пшеничных хлебобулочных изделий необходимо четко представлять какое влияние на реологическое поведение пшеничного теста после замеса оказывают различные технологические факторы и, с помощью каких регулирующих воздействий можно управлять физико-химическими свойствами теста.
При этом управление физико-химическими свойствами пшеничного теста возможно только при наличии соответствующих реологических критериев, которые адекватно позволяют, например, выбирать вид добавок -улучшителеи и устанавливать их оптимальную дозировку, а затем прогнозировать режим протекания технологических операций, начиная с замеса теста и заканчивая выпечкой хлеба.
Для решения вопросов, связанных с управлением физико-химическими свойствами пшеничного теста и как следствие качеством готовых хлебобулочных изделий необходимо иметь современные методы контроля реологических свойств полуфабрикатов и мякиша готовых изделий.
В технологическом цикле производства хлебобулочных изделий первой и одной из основных операций является замес теста, в процессе которого происходит формирование реологических свойств полуфабриката, которые в свою очередь отвечают за формирование впоследствии структуры готовых изделий. От протекания данной операции и от того, как были сформированы реологические свойства теста в процессе замеса, будет зависеть протекание всех последующих операций, таких как брожение, формование, окончательная расстойка и выпечка. Степень механической обработки, то есть интенсивность сообщения механической энергии в процессе замеса, влияет на построение клеиковинного каркаса теста, который впоследствии обеспечит структуру пористости мякиша готового хлеба.
Соотношение рецептурных компонентов теста и мера воздействия на тесто месильными органами тестомесильной машины обусловливает определённое соотношение реологических характеристик, таких как упругая и пластическая деформации, адгезионное напряжение, предельное напряжение сдвига, скорость релаксации и т.д., формирующих целостную структуру и влияющих впоследствии на протекание технологического процесса производства хлебобулочных изделий.
Каждая из реологических составляющих теста, как пищевой массы, впоследствии ответственна за поведение данной массы в процессе протекания технологических операций, следующих за замесом. Например, состояние пористости готового хлеба обусловлено способностью теста, за счёт пластической деформации, увеличиваться в объёме, удерживая диоксид углерода, выделяющийся в процессе брожения. Формоустойчивость подового хлеба в процессе окончательной расстойки и в начале выпечки напрямую зависит от величины упругой деформации теста. Величина адгезионного напряжения теста позволяет оценивать степень прилипаемости теста к рабочим органам тестоформующих машин и тем самым оценивать технологические потери.
В совокупности, эти частные реологические характеристики формируют собой более интегральную реологическую характеристику теста при его замесе - величина крутящего момента на приводе месильных органов. Для данной характеристики теста используется термин «консистенция». Консистенция теста используется при определении водопоглотительной способности пшеничной муки (по методу Брабендера), по которой оценивается её «сила», при этом тесто замешивается с консистенцией 500е.Ф.
Для определения степени вклада единичных реологических характеристик пшеничного теста после замеса в формирование его консистенции была разработана специальная методика.
Для этого при определении реологических характеристик пшеничного теста после замеса, оно раскатывалось между валками в виде пласта толщиной 15мм (см. рис. 2.3.(а)) и с помощью пробника диаметром 110мм вырезалась его проба (см. рис. 2.3.(6)), которая после отлежки в течение 60с помещалось на столик прибора и с помощью цилиндрического индентора 036мм снимался реологический профиль теста, т.е. диаграмма изменения усилия нагружения пшеничного теста в зависимости от его деформации (см.рис. 2.4).
После математической обработки реологического профиля устанавливалась критериальная точка «А», отражающая переход пшеничного теста от пластично-упругого состояния к вязко-текучему и обусловливающая величину нагружения пшеничного теста при определении его деформационных и релаксационных характеристик. Далее брали следующую пробу теста и снимали деформационные характеристики теста с установленным значением усилия нагружения, которое определяли по точке «А» (см.рис.2.5.). Из деформационных характеристик при данном усилии нагружения определяли общую, пластическую и упругую деформацию. За один из реологических критериев, с помощью которого можно оценивать реологическое поведение пшеничного теста было принято отношение пластической деформации к общей деформации (формула 2.5).
Влияние продолжительности хранения различных видов хлебобулочных изделий на изменение реологических характеристик их мякиша
При проведении исследований определяли изменение деформационных характеристик мякиша батона нарезного», хлеба «Дарницкого», хлеба
Горчичного» и хлеба «Бородинского» с разной продолжительностью хранения, а также определяли весь комплекс реологических параметров, из которых формировался текстурный профиль данных изделий.
Хлеб, запаянный в полипропиленовую плёнку и дополнительно помещенный в полиэтиленовые пакеты, хранился при температуре 20±3С. Хлеб раскрывали непосредственно перед проведением измерений. Измерения проводили в течении 7 дней хранения.
Рис. 2.74. Изменение общей деформации в процессе хранения Из рисунка 2.74 видно, что для батона «Нарезного» основное уменьшение величины общей деформации (на 50 %) происходит в первые 3 дня. Для хлеба «Дарницкий» изменение общей деформации происходило в течение всего срока хранения с одинаковой скоростью, что противоречит данным, полученным ранее. В соответствии с которыми, после определённого срока хранения (4-5 дней) происходит увеличение значений общей деформации. Это можно объяснить тем, что при проведении настоящего исследования хлеба хранился в условиях, исключающих потерю влаги, т.е. хотя и происходило перераспределение влаги внутри изделий и снижение влагосодержания в центре мякиша, влажность мякиша не достигла значения, при котором он становится хрупким.
Результаты измерений значений прочности при для 4 сортов хлеба в процессе хранения представлены в табл. 2.27.
Изменения имеют как линейный, так и нелинейный характер. Увеличение модуля упругости происходит интенсивнее для хлеба «Горчичного», в то же время, изменение удельной работы деформации выражено в меньшей степени. Величина общей деформации в большей степени изменялась именно у батона нарезного.
Величина прочности при откусывании изменялась линейно для всех сортов хлеба.хранения Как видно из рис. 2.77 и 2.78 угол (34 больше угла р\р2 и (33 это говорит о том, что процесс черствения у пшеничного хлеба идет быстрее, чем у других образцов хлеба, т.е. переход структуры мякиша хлеба из аморфного состояния в кристаллическое происходит с разной скоростью.Заключение по разделу 2.4.6.
На основании проведенных исследований влияния продолжительности хранения различных видов хлебобулочных изделий на изменение реологических характеристик их мякиша и показателей его прочности при откусывании установлено, что скорость изменения общей деформации мякиша является показателем скорости его черствения и она выше у хлебобулочных изделий из пшеничной муки.
В условиях лаборатории ОАО «Хлебозавод № 28» была произведена апробации метода контроля .реологических характеристик мякиша хлебобулочных изделий, с целью оценки степени их черствости.Для апробации метода использовали информационно-измерительную систему, включающую прибор «Структурометр СТ-1М» и персональный компьютер и необходимое лабораторное оборудование для подготовки пробы мякиша батона нарезного (ГОСТ 27842-88) и хлеба украинского (ГОСТ 2077-84) с различной продолжительностью хранения (см. рис.1).
Пробы мякиша хлебобулочных изделий готовили с помощью хлеборезательной машины («Bosch»). Батон нарезной и хлеб Украинский разрезали на ломти толщиной 12,5мм и накладывали один ломоть на другой, чтобы получался сдвоенный ломоть толщиной 25мм. Из сложенных ломтей с помощью пробника вырезался цилиндр мякиша диаметром 36мм.
У полученной пробы мякиша (высота 25мм и диаметр 36мм) определялась пористость, а затем мякиш помещался в кольцо, которое устанавливалось на столик прибора «Структурометр СТ-1М» и с помощью цилиндрического индентора диаметром 36мм осуществлялось нагружение мякиша со скоростью деформации 0,5мм/с до усилия нагружения 6000г, а затем выводилась диаграмма нагружения, характерный вид которой представлен на рис.2.79.
Полученную кривую описывали полиноминальным уравнением 6-й степени. После чего вычисляли вторую производную данного уравнения и приравнивали ее к нулю, а затем определяли корни полученного уравнения, позволяющие устанавливать координаты точек «А», «В» и «С».
От точки «0» до точки «А» мякиш ведет себя как абсолютно упругое тело, от точки «А» до точки «В» мякиш проявляет упруго-пластичные свойства, а далее до точки «С» наблюдается вязкое течение мякиша, координаты точки «D» соответствуют величине конечного нагружения мякиша хлеба.
После данной обработки устанавливается усилие нагружения, соответствующее координате точки «В», которое берется за основу при определении:
Математическая обработка экспоненциальной кривой релаксации механических напряжений, с целью установления реологических характеристик мякиша хлеба осуществлялась по формулам 1 и 2: т0- общее нормальное механическое напряжение, Па 7i- нормальное напряжение после мгновенной релаксации, Па т2- нормальное напряжение после длительной релаксации, Па oi_ нормальное остаточное напряжение, Па а(т) — текущее напряжение, Па Лі, Л2 - скорость мгновенной и длительной релаксации механических напряжений, с"1 т - текущее время, с Ех, Е2, Еъ - соответствующие модули упругости, Па TJX , щ - коэффициенты динамической вязкости, Пас є - относительная деформация F—усилие нагружения, Н S — площадь индентора, м" d - диаметр индентора, м После определения реологических характеристики мякиша хлеба они сводятся в таблицу, которая представляет собой текстурный профиль Таким образом, текстурный профиль мякиша хлебобулочного изделия определяется при использовании многопараметрического метода контроля его реологических характеристик, заключающийся в нагружении мякиша со скоростью деформации 0,5мм/с до установленного усилия (для мякиша батона нарезного - 445г, а для мякиша хлеба Украинского - 1435г) и в снятии механических напряжений при реверсивном движении индентора с такой же скоростью 0,5мм/с и установлении реологических (деформационных) характеристик - ко6щ; hynp; hm, а затем в нагружении другой пробы мякиша цилиндрическим индентором со скоростью деформации 0,5мм/с до установленного усилия и фиксации индентора в течение 120с (без реверсивного движения), при последующей математической обработке полученной экспоненциальной зависимости релаксации механических напряжений и определении следующих реологических характеристик - А, Е,
Для оценки эффективности технологических приемов направленных на замедление процесса черствения хлебобулочных изделий предлагается
