Структурно-механічні властивості харчових продуктіввиконують подвійну функцію: вони призначені як для кількісних, але й якісних характеристик харчових продуктів. Структурно-м еханічні (реологічні) властивості - особливості товарів, що виявляються за її деформації. Вони характеризують здатність товарів чинити опір прикладеним зовнішнім силам або змінюватися під їх впливом. До них відносяться міцність, твердість, пружність, еластичність, пластичність, в'язкість, адгезія, тиксотропія та ін.

Ці властивості залежать як від хімічного складу продуктів, а й від будівлі, чи структури. Показники структурно-механічних властивостей характеризують якість (консистенцію) харчових продуктів, помітно змінюються за її руйнації і враховуються під час виборів умов їхньої технологічної обробки, перевезення та зберігання.

Міцність - здатність твердого тіла чинити опір механічному руйнуванню при додатку до нього зовнішньої сили розтягування та стиснення.

Міцність матеріалу залежить від його структури та пористості. Міцність має важливе значення для кількісної характеристики таких харчових продуктів як макарони, цукор-рафінад, печиво, сухарі. Якщо харчові продукти недостатньо міцні, збільшується кількість брухту, крихти, цей показник враховується при переробці зерна на борошно, дробленні винограду, подрібненні картоплі і т.д.

Твердість- місцева поверхнева міцність тіла, яка характеризується опором проникненню в нього іншого твердішого тіла.

Твердість об'єктів залежить від їхньої природи, форми, структури, розмірів та розташування атомів, а також сил міжмолекулярного зчеплення. Твердість визначають при оцінці ступеня зрілості свіжих плодів та овочів, за твердістю сухарних та баранкових виробівсудять про процеси черствіння .

Деформація - здатність об'єкта змінювати розміри, форму і структуру під впливом зовнішніх впливів, що викликають усунення окремих частинок по відношенню один до одного. Деформація товарів залежить від величини та виду навантаження, структури та фізико-хімічних властивостей об'єкта.

Деформації можуть бути оборотними та необоротними (залишковими). При оборотній деформації початкові розміри, форма та структура продуктів відновлюються повністю після зняття навантаження, а при незворотній – не відновлюються. Оборотна деформація може бути пружною, коли відбувається моментальне відновлення форми і розміру об'єкта, і еластичною, коли відновлення потрібно більш-менш тривалий відрізок часу. Залишковою називається деформація, що залишається після припинення дії зовнішніх сил. Залишкова необоротна деформація називається також пластичною.

Якщо зовнішні сили, прикладені до тіла, будуть настільки великі, що частинки тіла, що переміщуються в процесі деформації, втратить взаємний зв'язок, настає руйнування тіла.

Харчові продукти, як правило, характеризуються багатокомпонентністю складу; їм властива як пружна деформація, і еластична, і навіть пластична деформація.

Пружність - здатність тіл миттєво відновлювати свою первісну форму або об'єм після припинення дії деформуючих сил. Застосовується цей показник щодо пружності тіста, клейковини пшеничного тіста, хлібних виробів та інших товарів. Цією властивістю характеризуються такі товари, як, наприклад, гумові надувні вироби (шини, іграшки тощо).

Еластичність- Властивість тіл поступово відновлювати форму або об'єм протягом деякого часу після припинення дії деформуючих сил.

Ця властивість також використовується при оцінці якості хліба (стан м'якішу), м'яса та риби, клейковини тіста. Так, еластичність м'якуш хліба, м'яса і риби служить показником їх свіжості, так як при черственія м'якуш втрачає еластичність; при перезріванні м'яса і риби або їх псування м'язова тканина сильно розм'якшується і втрачає еластичність.

Пластичність- Здатність об'єкта до незворотних деформацій, внаслідок чого змінюється первісна форма, а після припинення зовнішнього впливу зберігається нова форма. Типовим прикладом пластичних матеріалів є пластилін. Пластичність харчової сировини та напівфабрикатів використовується при формуванні готових виробів. Так, завдяки пластичності пшеничного тіста можна надавати певну форму хлібобулочним, борошняним кондитерським, баранковим та макаронним виробам. Пластичність мають гарячі карамельні, цукеркові, шоколадні та мармеладні маси. Після випікання та остигання готові вироби втрачають пластичність, набуваючи нових властивостей (еластичність, твердість тощо).

При перевезенні, зберіганні та реалізації продукції слід враховувати її здатність до деформації та залежність її від механічних навантажень та температури товару. низьких температурахволодіють відносно високою міцністю, а при підвищених температурах- Пластичністю. Тому перевезення, наприклад, гарячого (неохолодженого) хліба може призвести до деформування виробів та збільшення відсотка санітарного шлюбу.

Слід зазначити, що тіл, здатних лише до оборотних чи незворотних деформацій, практично немає. У кожному матеріалі чи товарі виявляються різні види деформацій, але одним більшою мірою притаманні оборотні деформації, пружність, еластичність, а іншим – пластичні. Пружні деформації найбільш притаманні товарам, що мають кристалічну структуру, еластичні – товарам, що складаються з високомолекулярних органічних сполук (білки, крохмаль тощо), пластичні – товарам, що мають слабкі зв'язки між окремими частинками.

Принципові відмінності між пружними, еластичними та пластичними деформаціями полягають у структурних змінах, що відбуваються під впливом зовнішньої сили. При пружних та еластичних деформаціях змінюється відстань між частинками, а при пластичних – їхнє взаємне розташування.

Внаслідок тривалого зовнішнього впливу пружна деформація може переходити в пластичну. Цей перехід пов'язаний з релаксацією - падінням напруги всередині матеріалу за постійної початкової деформації.

Прикладом може бути деформація плодів і овочів під впливом сили тяжкості верхніх шарів, свіжого хліба при ударах або тиску. При цьому товар може частково або повністю втрачати здатність відновлювати свою форму внаслідок зміни взаємного розташування частинок.

В'язкість(Внутрішнє тертя) - здатність рідини чинити опір переміщенню однієї її частини щодо іншої під дією зовнішньої сили.

В'язкість рідких товарів визначається за допомогою приладу віскозиметра. Застосовується в'язкість для оцінки якості товарів з рідкою та в'язкою консистенцією (сиропів, екстрактів, меду, рослинних олій, соків, спиртних напоїв тощо). В'язкість залежить від хімічного складу (вмісту води, сухих речовин, жиру) та температури товару. При підвищенні вмісту води та жиру, а також температури знижується в'язкість сировини, напівфабрикатів та готових виробів, що полегшує їх приготування, в'язкість зростає зі збільшенням концентрації розчинів, їх дисперсності.

В'язкість побічно свідчить про якість рідких і в'язких продуктів, характеризує ступінь їхньої готовності при переробці сировини, впливає на втрати при їх переміщенні з одного виду тари до іншого.

Липкість (адгезія)- здатність продуктів виявляти сили взаємодії з іншим продуктом або поверхнею тари, в якій знаходиться продукт. Цей показник тісно пов'язаний із пластичністю, в'язкістю харчових продуктів. Адгезія характерна для таких харчових продуктів, як сир, вершкове масло, м'ясний фаршта ін. Вони прилипають до леза ножа при розрізанні, до зубів при розжовуванні. Липкість товарів визначають з метою управління цією властивістю у процесі виробництва та зберігання товарів.

Повзучість- Властивість матеріалу безперервно деформуватися під впливом постійного навантаження. Ця властивість характерна для сирів, морозива, коров'ячої олії, мармеладу та ін. У харчових продуктах повзучість проявляється дуже швидко, з чим доводиться рахуватися при їх обробці у зберіганні.

Тиксотропія- здатність деяких дисперсних систем спонтанно відновлювати структуру, зруйновану механічним впливом. Вона виявлена ​​у багатьох напівфабрикатів та продуктів харчової промисловостіі громадського харчування, Наприклад, у колодязів.

ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ І МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЬ БРОДЩОГО ТІСТА

Небродяче борошняне тісто слід вважати матеріалом, покликаним оцінювати технологічні властивості зерна та борошна. Бродяче тісто для зазначеної мети менш придатне, тому що містить дріжджі, закваски, газоподібні речовини, переважно вуглекислоту, органічні кислоти, що утворюються при бродінні. Воно є структурним аналогом та попередником структури хлібного м'якуша, незафіксованою термічною обробкою. Кількість утворюється в одиниці обсягу тесту вуглекислоти залежить від вмісту та розподілу в ньому дріжджових клітин, енергії їх бродіння, що визначається масою дріжджів, умовами їхньої життєдіяльності. Величина бульбашок вуглекислоти та їх кількість в обсязі визначаються газопроникністю тесту (С0 2), що залежить від його структурно-механічних властивостей.

Газоподібні речовини, як відомо, суттєво відрізняються від твердих тіл та рідин меншою щільністю, більшою стисливістю, а також залежністю коефіцієнта їхнього об'ємного розширення від температури. Їх наявність у структурі тесту підвищує обсяг, знижує його щільність, ускладнює структуру. Пружно-пластичні деформації бродячого тіста протікають у стінках пор його структурованої маси. Щоб розглянути вплив газоподібної фази на механічні властивості бродячого тіста, розглянемо схему його структури, наведеної на рис. 21. У ній паличками з круглим кінцем схематично показані ПАР, білки, ліпоїди та ін. Їх закруглена частина представляє полярну, а прямий «хвіст» - неполярну групу атомів у молекулі.

Найбільш ймовірними центрами утворення первинних бульбашок С0 2 у бродячому тесті є точки зчеплення неполярних груп молекул ПАР, пов'язаних найслабшими силами дисперсійних взаємодій. Утворюються в тесті при його бродінні газоподібні продукти (СО 2 та ін.) Розчиняються у вільній воді, адсорбуються на поверхнях молекул гідрофільних полімерів. Їх надлишок утворює бульбашки газу в бродячому тісті. Стінки бульбашок утворюють поверхнево-активні речовини. Збільшення кількості газоподібних продуктів викликає відповідне збільшення кількості та обсягу газових бульбашок, зменшення товщини їх стінок, а також прорив стінок, дифузію та витік газу з поверхні тіста.

Цей складний процесутворення структури бродячого тесту, природно, супроводжується збільшенням обсягу його маси та деформаціями зсуву. Нагромадження безлічі бульбашок газоподібних продуктів призводить до утворення піноподібної структури тіста, що бродить, має подвійні стінки, утворені поверхнево-активними речовинами. Вони заповнені масою гідрофільних гідратованих речовин тіста, пов'язаних з полярними групами ПАР стінок бульбашок вторинними хімічними зв'язками. Тісто має значну в'язкість і пружно-еластичні властивості, що забезпечують його піноподібній структурі достатню міцність і довговічність, певну здатність перебігу та утримування газоподібних речовин (повітря, пара, вуглекислоти).

Пружно-пластичні деформації зсуву такої структури в результаті перманентного збільшення об'єму газових бульбашок і тесту призводять до зменшення товщини стінок, їх розриву та злиття (коалесценції) окремих пузцрьків із зменшенням загального обсягу.

Розвиток пружно-пластичних деформацій зсуву в масі початківця швидко бродити тесту, що знижує свою щільність, відбувається при відповідних знижених напругах, тому початкові модулі пружності-еластичність зсуву і в'язкість такого тесту повинна бути не вище, ніж у тесту, що не бродить. Однак у процесі його бродіння та збільшення обсягу деформації сферичних стінок його газових пор повинні супроводжуватися орієнтацією білків та інших полімерів у напрямку зсуву та течії, утворенням додаткових міжмолекулярних зв'язків між ними та збільшенням в'язкості тесту. Зниження щільності бродячого тіста при бродінні дозволяє білкам повніше продати еластичні характеристики - знизити модуль еластичності зсуву. При збільшеній в'язкості, зниженому модулі бродяче тісто повинно мати значно більше відношення цих характеристик, мати більш твердоподібну систему, ніж небродить.

Завдяки перманентному утворенню вуглекислоти і збільшенню таким шляхом об'єму тісто, що броде, на відміну від небродячого є двояко напруженою системою. Сили гравітації його маси при бродінні поступаються, рівні або більше енергії хімічних реакцій утворення С0 2 , що створює сили, що розвивають і рухають газові бульбашки вгору за законом Стокса (руху сферичних тіл у в'язкому середовищі). Кількість та розміри бульбашок газу в тесті визначаються енергією та швидкістю бродіння дріжджів, структурно-механічними властивостями тіста, його газопроникністю.

Величина вуглекислого газу, що утворюється при бродінні бульбашки, в кожен момент буде залежати від рівноваги його розтягуючих сил.

Р=π rp (4.1)

та стискаючих

P =2π rσ (4.2)

де π, r , р , σ - відповідно відношення кола до діаметра (3, 14), радіус бульбашки, надлишковий тиск та поверхневий натяг.

З умов рівності рівнянь (4.1) та (4.2) випливає, що

P =2 σ / r (4.3)

Рівняння (4.3) показує, що в початковий момент утворення газової бульбашки, коли її розміри, що визначаються радіусом, дуже малі, величина надлишкового тиску має бути значною. Зі збільшенням радіусу бульбашок воно знижується. Сусідність бульбашок газу різного радіусу має супроводжуватися дифузією 2 через стінки в напрямку від більшого до меншого тиску і вирівнюванням його. За наявності певного надлишкового тиску та середнього розміру газових бульбашок неважко підрахувати, знаючи в'язкість тесту, швидкість їхнього підйому за згаданим законом Стокса.

Відповідно до цього закону сила, що піднімає бульбашки газу,

P =4/3π rg ( ρ - ρ ) (4.4)

долає силу їх тертя

P =6 πrηυ (4.5)

де g-константа гравітації;

і ρ - густини газу та тіста;

η-ефективна структурна в'язкість тесту;

υ- швидкість вертикального руху бульбашок газу в тісті

що виникає в масі тіста при русі в ньому сферичного тіла (бульбашка газу).

З рівності рівняння (4.4) та (4.5) легко визначається величина швидкості

V =2 gr ( ρ - ρ )/9 η (4 .6)

Дане рівняння має велике практичне значення, дозволяючи встановити залежність швидкості збільшення обсягу бродячого тіста від його щільності та в'язкості, розміру окремих пір, що визначається також енергією бродіння мікроорганізмів. Підрахована за рівнянням швидкість збільшення обсягу пшеничного тіста з борошна I сорту щільністю 1,2 із середнім радіусом пір 1 мм та в'язкістю порядку 1

10 4 Пас становить близько 10 мм/хв. Практичні спостереження показують, що таке тісто має середню швидкість підйому від 2 до 7 мм/хв. Найбільша швидкість спостерігається у перші години бродіння.

За наявності в тесті сусідніх пір, що мають різні розміри та тиск газу, відбуваються розрив їх стінок та злиття пір (коалесценція); це явище також залежить від швидкості бродіння та механічних властивостей тіста; мабуть, більшість пір тіста та хлібного м'якуша є незамкненими, відкритими. Внаслідок явищ дифузії С0 2 через стінки пір та їх розриву надлишковим тиском бродяче тісто втрачає вуглекислоту своєю поверхнею: приймаючи витрату сухих речовин (цукору) на бродіння тіста, рівним в середньому 3% маси борошна, при спиртовому бродінні на 1 кг муки ( 5 кг хліба) виділяється близько 15 г, або приблизно 7,5 л С02. Ця кількість при атмосферному тиску в кілька разів перевищує об'єм газоподібних продуктів у вказаному обсязі хліба та характеризує їх втрати при бродінні тіста.

У бродячому тесті утворюються також інші органічні кислоти і спирти, здатні змінювати розчинність сполук зерна. Таким чином, все викладене вище показує, що структура тесту, що бродить, є більш складною, ніж у небродячого. Воно має відрізнятися від останнього меншими: щільністю, модулем пружності-еластичності, більшою в'язкістю та η/Е (більшою здатністю збереження форми), перманентним збільшенням об'єму та кислотності при бродінні.

Ущільнене макаронне тісто, що надходить до матриці, є пружно-пластично-в'язким матеріалом.

Пружність тесту - це здатність тесту відновлювати початкову форму після швидкого зняття навантаження, що проявляється при малих та короткочасних навантаженнях.

Пластичність – це здатність тесту деформуватися. При тривалих і значних за величиною навантаженнях (вище про межі пружності) макаронне тісто веде себе як пластичний матеріал, тобто. після зняття навантаження зберігає надану йому форму, деформується. Саме ця властивість дозволяє формувати із тіста сирі. макаронні виробипевного виду.

В'язкість – характеризується величиною сил зчеплення частинок між собою (сил когезії). Чим більша величина сил когезії тіста, тим більше в'язке (міцне), менш пластичне.

Пластичне тісто вимагає менше енергії для формування, легше піддається формуванню. При використанні металевих матриць з пластичного тіста виходять вироби з гладкою поверхнею. З підвищенням пластичності тісто стає менш пружним, менш міцним, липким, сильніше прилипає до робочих поверхонь шнекової камери і шнека, а сирі вироби з такого тіста сильніше злипаються між собою, погано зберігають форму.

Реологічні характеристики ущільненого тесту, тобто. співвідношення його пружних, пластичних та міцнісних властивостей, визначаються такими факторами.

Зі збільшенням вологості тіста збільшується його пластичність і зменшуються міцність та пружність.

Зі зростанням температури тесту також спостерігається збільшення його пластичності та зниження міцності та пружності. Така залежність спостерігається і за температури більшої 62,5 °З, тобто. що перевищує температуру клейстеризації пшеничного крохмалю. Це пояснюється тим, що макаронне тісто має недостатню кількість вологи, яка потрібна для повної клейстеризації крохмалю при зазначеній температурі.

Зі збільшенням вмісту клейковини зменшуються властивості міцності тіста і зростає його пластичність. Найбільшу в'язкість (міцність) тісто має при вмісті в борошні близько 25% сирої клейковини. При вмісті сирої клейковини нижче 25% зі зменшенням пластичних властивостей тіста зменшується його міцність. Липка сира клейковина, що сильно тягнеться, збільшує пластичність тіста і значно знижує його пружність і міцність.

Зі зменшенням розміру частинок борошна збільшується міцність і зменшується пластичність тіста з неї: тісто з хлібопекарського борошна міцніше, ніж із півкрупки, та якщо з півкрупки міцніше, ніж із крупки. Оптимальне співвідношення міцнісних та пластичних властивостей характерне для частинок вихідного борошна розміром від 250 до 350 мкм.

ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ І МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЬ БРОДЩОГО ТІСТА

Небродяче борошняне тісто слід вважати матеріалом, покликаним оцінювати технологічні властивості зерна та борошна. Бродяче тісто для зазначеної мети менш придатне, тому що містить дріжджі, закваски, газоподібні речовини, переважно вуглекислоту, органічні кислоти, що утворюються при бродінні. Воно є структурним аналогом та попередником структури хлібного м'якуша, незафіксованою термічною обробкою. Кількість утворюється в одиниці обсягу тесту вуглекислоти залежить від вмісту та розподілу в ньому дріжджових клітин, енергії їх бродіння, що визначається масою дріжджів, умовами їхньої життєдіяльності. Величина бульбашок вуглекислоти та їх кількість в обсязі визначаються газопроникністю тесту (С0 2), що залежить від його структурно-механічних властивостей.

Газоподібні речовини, як відомо, суттєво відрізняються від твердих тіл та рідин меншою щільністю, більшою стисливістю, а також залежністю коефіцієнта їхнього об'ємного розширення від температури. Їх наявність у структурі тесту підвищує обсяг, знижує його щільність, ускладнює структуру. Пружно-пластичні деформації бродячого тіста протікають у стінках пор його структурованої маси. Щоб розглянути вплив газоподібної фази на механічні властивості бродячого тіста, розглянемо схему його структури, наведеної на рис. 21. У ній паличками з круглим кінцем схематично показані ПАР, білки, ліпоїди та ін. Їх закруглена частина представляє полярну, а прямий «хвіст» - неполярну групу атомів у молекулі.

Найбільш ймовірними центрами утворення первинних бульбашок С0 2 у бродячому тесті є точки зчеплення неполярних груп молекул ПАР, пов'язаних найслабшими силами дисперсійних взаємодій. Утворюються в тесті при його бродінні газоподібні продукти (СО 2 та ін.) Розчиняються у вільній воді, адсорбуються на поверхнях молекул гідрофільних полімерів. Їх надлишок утворює бульбашки газу в бродячому тісті. Стінки бульбашок утворюють поверхнево-активні речовини. Збільшення кількості газоподібних продуктів викликає відповідне збільшення кількості та обсягу газових бульбашок, зменшення товщини їх стінок, а також прорив стінок, дифузію та витік газу з поверхні тіста.

Цей складний процес утворення структури бродячого тесту, природно, супроводжується збільшенням обсягу його маси та деформаціями зсуву. Нагромадження безлічі бульбашок газоподібних продуктів призводить до утворення піноподібної структури тіста, що бродить, має подвійні стінки, утворені поверхнево-активними речовинами. Вони заповнені масою гідрофільних гідратованих речовин тіста, пов'язаних з полярними групами ПАР стінок бульбашок вторинними хімічними зв'язками. Тісто має значну в'язкість і пружно-еластичні властивості, що забезпечують його піноподібній структурі достатню міцність і довговічність, певну здатність перебігу та утримування газоподібних речовин (повітря, пара, вуглекислоти).

Пружно-пластичні деформації зсуву такої структури в результаті перманентного збільшення об'єму газових бульбашок і тесту призводять до зменшення товщини стінок, їх розриву та злиття (коалесценції) окремих пузцрьків із зменшенням загального обсягу.

Розвиток пружно-пластичних деформацій зсуву в масі початківця швидко бродити тесту, що знижує свою щільність, відбувається при відповідних знижених напругах, тому початкові модулі пружності-еластичність зсуву і в'язкість такого тесту повинна бути не вище, ніж у тесту, що не бродить. Однак у процесі його бродіння та збільшення обсягу деформації сферичних стінок його газових пор повинні супроводжуватися орієнтацією білків та інших полімерів у напрямку зсуву та течії, утворенням додаткових міжмолекулярних зв'язків між ними та збільшенням в'язкості тесту. Зниження щільності бродячого тіста при бродінні дозволяє білкам повніше продати еластичні характеристики - знизити модуль еластичності зсуву. При збільшеній в'язкості, зниженому модулі бродяче тісто повинно мати значно більше відношення цих характеристик, мати більш твердоподібну систему, ніж небродить.

Завдяки перманентному утворенню вуглекислоти і збільшенню таким шляхом об'єму тісто, що броде, на відміну від небродячого є двояко напруженою системою. Сили гравітації його маси при бродінні поступаються, рівні або більше енергії хімічних реакцій утворення С0 2 , що створює сили, що розвивають і рухають газові бульбашки вгору за законом Стокса (руху сферичних тіл у в'язкому середовищі). Кількість та розміри бульбашок газу в тесті визначаються енергією та швидкістю бродіння дріжджів, структурно-механічними властивостями тіста, його газопроникністю.

Величина вуглекислого газу, що утворюється при бродінні бульбашки, в кожен момент буде залежати від рівноваги його розтягуючих сил.

Р=π rp (4.1)

та стискаючих

P =2π rσ (4.2)

де π, r , р , σ - відповідно відношення кола до діаметра (3, 14), радіус бульбашки, надлишковий тиск та поверхневий натяг.

З умов рівності рівнянь (4.1) та (4.2) випливає, що

P =2 σ / r (4.3)

Рівняння (4.3) показує, що в початковий момент утворення газової бульбашки, коли її розміри, що визначаються радіусом, дуже малі, величина надлишкового тиску має бути значною. Зі збільшенням радіусу бульбашок воно знижується. Сусідність бульбашок газу різного радіусу має супроводжуватися дифузією 2 через стінки в напрямку від більшого до меншого тиску і вирівнюванням його. За наявності певного надлишкового тиску та середнього розміру газових бульбашок неважко підрахувати, знаючи в'язкість тесту, швидкість їхнього підйому за згаданим законом Стокса.

Відповідно до цього закону сила, що піднімає бульбашки газу,

P =4/3π rg ( ρ - ρ ) (4.4)

долає силу їх тертя

P =6 πrηυ (4.5)

де g-константа гравітації;

ρ та ρ - щільності газу та тіста;

η-ефективна структурна в'язкість тесту;

υ- швидкість вертикального руху бульбашок газу в тісті

що виникає в масі тіста при русі в ньому сферичного тіла (бульбашка газу).

З рівності рівняння (4.4) та (4.5) легко визначається величина швидкості

V =2 gr ( ρ - ρ )/9 η (4 .6)

Дане рівняння має велике практичне значення, дозволяючи встановити залежність швидкості збільшення обсягу бродячого тіста від його щільності та в'язкості, розміру окремих пір, що визначається також енергією бродіння мікроорганізмів. Підрахована за рівнянням швидкість збільшення обсягу пшеничного тіста з борошна I сорту щільністю 1,2 із середнім радіусом пір 1 мм і в'язкістю порядку 110 4 Пас становить близько 10 мм/хв. Практичні спостереження показують, що таке тісто має середню швидкість підйому від 2 до 7 мм/хв. Найбільша швидкість спостерігається у перші години бродіння.

За наявності в тесті сусідніх пір, що мають різні розміри та тиск газу, відбуваються розрив їх стінок та злиття пір (коалесценція); це явище також залежить від швидкості бродіння та механічних властивостей тіста; мабуть, більшість пір тіста та хлібного м'якуша є незамкненими, відкритими. Внаслідок явищ дифузії С0 2 через стінки пір та їх розриву надлишковим тиском бродяче тісто втрачає вуглекислоту своєю поверхнею: приймаючи витрату сухих речовин (цукору) на бродіння тіста, рівним в середньому 3% маси борошна, при спиртовому бродінні на 1 кг муки ( 5 кг хліба) виділяється близько 15 г, або приблизно 7,5 л С02. Ця кількість при атмосферному тиску в кілька разів перевищує об'єм газоподібних продуктів у вказаному обсязі хліба та характеризує їх втрати при бродінні тіста.

У бродячому тесті утворюються також інші органічні кислоти і спирти, здатні змінювати розчинність сполук зерна. Таким чином, все викладене вище показує, що структура тесту, що бродить, є більш складною, ніж у небродячого. Воно має відрізнятися від останнього меншими: щільністю, модулем пружності-еластичності, більшою в'язкістю та η/Е (більшою здатністю збереження форми), перманентним збільшенням об'єму та кислотності при бродінні.

Пекарі практично здавна характеризували хлібопекарські властивості бродячого тіста за його здатністю до прояву пружно-еластичних деформацій після зняття напруг: «живе» (або пружно-еластичне) тісто, що «рухається» після деформації, завжди давало хлібні вироби хорошого об'єму, форми і структури. від нерухомого (пластичного) тесту, позбавленого цих властивостей.

Структура бродячого тіста, його механічні властивості знаходяться у взаємній залежності від цукроутворювальної здатності борошна, а також газоутворюючої та газоутримуючої (газопроникності) здібностей тіста. Вони залежать також від виду, віку та бродильної здатності мікроорганізмів - генераторів бродіння.

Це підтверджується даними величин газоутворення та утримання тесту з борошна сортових пшениць, наведеними у табл. 3.10. При рівній у середньому газоутворювальній здатності борошна пшениць першої та другої груп менша абсолютна та відносна газоутримуюча здатність тіста (і об'ємний вихід хліба) першою пояснюється його вищими пружно-пластичними властивостями. Разом з тим менша газоутримуюча здатність тіста (і об'ємний вихід хліба) з пшениць третьої групи в порівнянні з цими характеристиками тіста (і хліба) з пшениць другої, а також першої групи можуть бути віднесені за рахунок їх меншої газоутворюючої здатності.

Їх відносна (в % до газоутворення) газоутримуюча здатність виявилася вищою, ніж у тіста пшениць другої та першої груп, що може бути віднесено за рахунок найбільш високого вмісту клейковинних білків у пшеницях цієї групи. Таким чином, при розгляді газоутримуючої здатності тіста та об'ємного виходу хліба доводиться враховувати не тільки механічні характеристики тіста, але й властивості борошна. Було доцільним досліджувати та порівняти структуру небродячого та бродячого тесту. Останнє є фактичним матеріалом, з якого виготовляють хлібні вироби з борошна різних сортів, що відрізняються фізичними показниками якості. Цікавило порівняти механічні властивості небродячого і бродячого тіста з борошна. різного гатунку, і навіть провести зразкове нормування в останнього.

Структурно-механічні властивості небродячого та бродячого тіста, приготованого з двох зразків товарної пшеничного борошнаІ та ІІ сортів, наведені в табл. 3.1 та 4.1.

Таблиця 4.1 Структурно-механічні характеристики тіста із пшеничного борошна 1 сорту вологістю 44% Номер зразка Тривалість витримки, год Примітка. У чисельнику наведені дані по небродячому тесту, у знаменнику - по бродячому.

Тісто з пшеничного борошна I сорту є менш складною лабільною структурою, ніж тісто з борошна II сорту: у ньому менш активні процеси гідролізу, менше міститься цукрів та інших сполук, що змінюють у часі пружно-еластичні властивості структури. З цієї причини відмінності структури небродячого тіста з борошна I сорту мають бути найвиразнішими.

Як свідчать результати табл. 4.1 безпосередньо після замішування небродяче тісто обох зразків мало модулі зсуву і в'язкість, відносні пластичність і еластичність великі, а η/Е менше, ніж у бродячого тіста. Після 2-годинного бродіння в'язкість тесту та η/Е не зменшилися, як у небродячого тіста, а навпаки, збільшилися, а пластичність зменшилася. З вказаної причини показник До мав негативну величину, характеризуючи не розрідження, а збільшення в'язкості структури.

Результати порівняння механічних властивостей небродячого та бродячого пшеничного тіста з двох зразків борошна II сорту, наведені у табл. 3.1 в основному повністю підтверджують закономірності, встановлені для тесту з борошна I сорту; вони, однак, становлять безперечний інтерес тому, що процес його витримки тривав до 24 год. . Після цього тісто поповнюють свіжою порцією борошна і перемішують, після чого бродіння в ньому відновлюється. За відсутності добавок борошна та перемішування спиртове бродіння поступається кислотному. Таке тісто, набуваючи зайвої кількості етилового спирту та кислот, розчиняє білки клейковини (розріджує), втрачаючи вуглекислоту – зменшує об'єм, стає більш щільним. З табл. 3.1 видно, що бродяче тісто після 6 год і особливо після 24 год бродіння за величинами модулів зсуву, в'язкості, відносних пластичності та еластичності наближається до цих показників тесту, що не бродить. Це показує, що процеси дріжджового бродіння тривалістю до 6 год є основною причиною суттєвих відмінностей структури бродячого тіста від його структури, що не бродить. Досвідами встановлено, що зразки бродячого пшеничного тіста з борошна I і II сортів мають структуру, що має більш досконалі властивості пружності-еластичності (меншим модулем зсуву), більшою в'язкістю і формостійкістю (η/Е), а також більшою стабільністю в часі в порівнянні зі структурою небродячого тіста. Основною причиною цих відмінностей слід вважати процес спиртового бродіння хлібопекарських дріжджів у бродячому тісті, утворення в ньому газонаповнених пір, що викликають перманентне збільшення обсягу, розвиток пружно-пластичних деформацій та зміцнення структури внаслідок орієнтації полімерів у площинах зсуву. Кислотне бродіння в ньому менш значно і, як показано нижче, впливає на ці властивості шляхом змін процесів набухання та розчинення сполук борошна.

Залежність механічних властивостей бродячого тесту і якості хліба від виду і сорту муки

Якість хлібних виробів - їх об'ємний вихід, форма, структура пористості та інші характеристики, визначаються сортом борошна та відповідно номінуються ГОСТами.

Структура бродячого тіста є безпосереднім матеріалом, з якого одержують хлібні вироби шляхом його термічної обробки печі. Цікавим було дослідження біохімічних і структурно-механічних властивостей бродячого пшеничного тесту залежно від сорту борошна. Для зазначеної мети сім зразків м'яких червонозерних пшениць розмелювали на лабораторному млині трисортним помолом із загальним виходом у середньому 78%. Потім ми досліджували газоутворюючу та газоутримуючу здатність борошна, структурно-механічні характеристики збродженого тіста після його вистоювання, а також сирих клейковинних білків та їх вміст у борошні, питомий об'єм (см 3 /г) формового, а також HID круглого подового хліба, випеченого по ГОСТ 9404-60. Отримані результати наведено у табл. 4.2. Вони показали, що вихід сортової муки навіть в умовах лабораторного дослідного помелу істотно коливається і тим сильніше, чим вище його сорт. Таким чином, технологія помелу зерна має впливати на хімічний склад, отже, і структуру тесту. Вона є одним із суттєвих численних факторів, що впливають на якісні показники борошна, тіста та хлібних виробів.

Таблиця 4.2

Біохімічні та структурно-механічні характеристики

білків клейковини бродячого тіста та хліба

(Середні дані)

Примітка. У чисельнику дані щодо білків, у знаменнику – за тестом.

Технологічні властивості зерна та борошна кожного сорту характеризує насамперед їх газоутворювальна здатність. Ця властивість характеризує здатність зерна та борошна перетворювати хімічну енергію окислення вуглеводів на теплову та механічну енергію руху бродячого тіста, що долає інерцію його маси. Визначення газоутворюючої здатності борошна супроводжується урахуванням кількості виділеної С02. Її кількість, затримана тестом, визначає його. газоутримання за приростом обсягу. Цей фізико-хімічний показник характеризує своїм зворотним значенням газопроникність тесту з вуглекислого газу. Остання залежить від структури та величини основних пружно-пластичних (Е, η, η/Е) характеристик тесту. Досліди показали, що газоутворююча здатність борошна значно збільшувалася від вищого до першого та другого сортів, тоді як об'ємний вихід хліба, навпаки, знижувався.

Газоутримуюча здатність тесту знаходиться у прямій залежності від газоутворюючої здатності; незважаючи на це, вона в абсолютному і відносному (в % до газоутворення) значення не збільшувалася, але помітно і закономірно знижувалася зі зниженням сорту борошна. Між абсолютним значенням утриманого тестом ЗІ та об'ємними характеристиками хліба (об'ємним Виходом, питомим обсягом) є тісна пряма залежність. Викладене дозволяє зробити висновок, що дані характеристики якості хліба визначаються переважно не біохімічними, а фізико-хімічними (газопроникністю) та механічними властивостями (η, Е та η/Е) тесту. Останні залежать переважно від відповідних властивостей сирих клейковинних білків та його вмісту у тесті.

Досліди показали, що вміст сирих білків клейковини закономірно збільшувалося зі зниженням сили зерна та волого-кості (в'язкості) борошна та її сорту. Структура білків борошна вищого гатунку мала більші величини модуля зсуву, а середньому - і в'язкості, ніж структура білків борошна I сорту. Це свідчить про їх більшу статистичну молекулярну масу. Білки борошна I сорту мали величину модуля зсуву та в'язкість менші, ніж ці характеристики білків борошна II сорти, але перевищували їх за величиною η/Е. Це характеризує їхню велику еластичність і формостійкість.

Газоутримуюча здатність тесту та об'ємний вихід хлібних виробів прямо залежать від тривалості періоду релаксації напруги клейковинних білків і тесту, або η/Е. Відношення в'язкості до модуля клейковинних білків борошна II сорти було значно меншим, ніж у білків борошна вищого та І сортів.

Газоутримуюча здатність тесту із сортового пшеничного борошна залежала від відповідних величин його модуля зсуву та в'язкості. Ці показники зі зниженням сорту борошна зменшувалися аналогічно можливості газоутримування.

Встановлено, що бродяче тісто з борошна вищого гатункувологістю 44% подібно до сирих клейковинних білків цього борошна мало найбільш значні величини модулів зсуву, в'язкості та відношення в'язкості до модуля, найменшу відносну пластичність. З цього тесту було отримано хлібні вироби найвищої пористості, питомого обсягу формового, і навіть ставлення висоти до діаметру подового хліба. Таким чином, незважаючи на значну в'язкість, найменше газоутворення завдяки високому η/Е з цього борошна отримано тісто і хліб високого об'ємного виходу. Високі величини в'язкості та η/Е сприяли отриманню подового хліба з найвищим Н/Д.

Тісто з борошна I сорту вологістю 44% за величинами газоутримування, механічними характеристиками та якістю хліба трохи поступалося якості тіста з борошна вищого сорту, воно мало знижені на 14-15% в'язкість, η/Е тесту, Н/Д. Це свідчить про те, що зниження в'язкості тесту з борошна І сорту сприяло як розвитку питомого обсягу формового, так і збільшенню розпливання подового хліба.

Тісто з борошна II сорту мало більш високу вологість (45%). Незважаючи на найбільшу газоутворення, воно значно поступалося тесту вищого та I сортів борошна за величинами газоутримування, в'язкості. Відношення в'язкості до модуля цього тесту, як і у клейковинних білків, було меншим, а відносна пластичність вищою, ніж у тіста з борошна вищого і I сортів. Якість отриманих хлібних виробів було набагато нижчою за якість виробів з борошна вищого та I сортів.

З метою уточнення впливу структурно-механічних характеристик бродячого тесту на фізичні властивості хлібних виробів ми диференціювали результати дослідів дві групи. Перша група зразків кожного сорту мала в середньому вищі, ніж середньоарифметичні, модулі зсуву та в'язкість, друга група - нижчі. Враховано також характеристики газоутримування тесту та пружно-пластичних властивостей сирих клейковинних білків (табл. 4.3).

Таблиця 4.3

Усереднені характеристики тесту підвищеної та зниженої в'язкості

З табл. 4.3 видно, що питомий обсяг хліба з борошна вищого ґатунку не залежить від величини газоутримуючої здатності тіста, яка для обох груп зразків виявилася практично однаковою. Питома кількість хліба з борошна I і II сортів знаходився в залежності від дещо вищої величини газоутримуючої здатності тесту другої групи зразків. Кількість сирої клейковини за обома групами зразків для всіх сортів борошна виявилося приблизно однаковим і не могло впливати на показники якості хліба.

В'язкість тесту з борошна вищого гатунку обох груп зразків виявилася у зворотній залежності, а відношення в'язкості до модуля - у прямій залежності від відповідних показників їх сирих клейковинних білків, у тіста з борошна I та II сортів обох груп зразків - навпаки.

Звідси можна дійти невтішного висновку, основні характеристики бродячого тесту - в'язкість і ставлення в'язкості до модулю - залежать як від відповідних характеристик клейковинних білків, а й впливу інших сполук зерна.

Об'ємний вихід формового, а також H/D подового хліба в межах кожного з трьох сортів борошна пшеничного залежать від в'язкості і відношення в'язкості до модуля бродячого тіста. В'язкість надає зворотний вплив на величину об'ємного виходу та прямий вплив на величину H/D. Відношення в'язкості до модуля прямо впливає на обидві зазначені характеристики якості хліба.

Ступінь впливу в'язкості та відношення в'язкості до модуля на фізико-механічні показники якості хліба може бути неоднаковим та взаємно спрямованим. Вона залежить як від величини цих параметрів структури тесту, так і режимів його технологічної обробки. Попри це дані табл. 4.3 дозволяють пояснити отримані результати як сортом борошна, а й залежністю від величин в'язкості і відношення в'язкості до модулю тесту. Так, значну різницю в питомому обсязі формового і H/D подового хліба з борошна вищого, I або II сортів при однаковій в'язкості тесту слід пояснити насамперед неоднаковими величинами їх відносин в'язкості до модуля. Отримані нами результати дозволяють констатувати, що сорт зерна, змеленого навіть за однією і тією ж технологічною схемою, впливає на утримання і структурно-механічні властивості тіста, отриманого з кожного сорту борошна трисортного помелу. В'язкість і відношення в'язкості до модуля бродячого тіста з пшеничного сортового борошна можна використовувати як характеристики, що визначають фізико-механічні показники формового та подового хліба. Тому доцільним було їх визначення та нормування для простого тістаз товарної муки основних сортів, одержуваного на московських підприємствах в умовах діючих технологічних режимів виробництва.

Шляхом масових вимірювань пружно-пластичних характеристик збродженого, готового до оброблення тесту та статистичної обробки результатів були встановлені середні оптимальні (М±δ) величини в'язкості та відношення в'язкості до модуля для трьох сортів пшеничного та житнього товарного борошна (табл. 4.4).

Таблиця 4.4

Середні оптимальні величини в'язкості та η/Е бродячого тесту (D=0,003 с)

	Вологість тесту, %
Пшенична I сорти
обдирна

Порівнюючи дані табл. 4.4. і 3.14, можна бачити, що бродяче тісто з пшеничного борошна I сорту має, як і табл. 3.1 та 4.1, значно більші, а житнє тістообох сортів -менші, ніж у небродячого тіста, величини в'язкості та відношення в'язкості до модуля.

Основною причиною зниження в'язкості та відношення в'язкості до модуля бродячого тіста з житнього шпалерного борошна слід вважати розчинення його сполук кислотами тіста.

Дослідження впливу підкислення молочною кислотою небродячого тіста з трьох зразків житнього шпалерного борошна показали, що всі зразки підкисленого (до норми бродячого) тесту мали меншу в'язкість і відношення в'язкості до модуля, ніж у непідкисленого. Це слід віднести за рахунок часткової пептизації набухають білків та інших сполук жита розчинами органічних кислот.

ВПЛИВ СУЧАСНИХ СПОСІБ ТЕСТОВЕДЕННЯ НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТЕСТА І ЯКІСТЬ ХЛІБНИХ

ВИРОБИ

За останні роки в СРСР і за кордоном проведено роботи, що показали можливість скорочення витрати борошна та часу на приготування хлібних виробів. Це досягається застосуванням технологічних схем, що передбачають механічний вплив на опару та тісто, що активує їх бродіння. В основу таких схем закладено застосування великих рідких (вологістю близько 70%) або густих (вологістю 40-50%) опар.

Рідкі опари мають в'язкість на 1-2 десяткових порядку меншу, ніж густі; останні важко перекачувати нагору; їх після зброджування розводять водою. Встановлено, що розведені опари мають в'язкість значно нижчі, ніж нерозведені відповідної вологості; при бродінні в'язкість опар знижується.

Скорочення тривалості бродіння опари та тесту досягається більш тривалим інтенсивним впливом у процесі замішування. При цьому знижується кількість білків клейковини, що відмиваються з тесту, збільшується вміст водорозчинних азотистих сполук, вуглеводів, підвищуються атакованість крохмалю амілазою і бродильна активність дріжджів. Перелічені процеси підвищують об'ємний вихід тіста та хліба, покращують структуру пористості м'якуша, форму подових виробів.

Зазначені характеристики хлібних виробів покращуються також шляхом додаткової механічної обробкитесту у процесах його обробки. Однак надмірне механічне оброблення може призвести до погіршення фізико-механічних характеристик виробів, тому необхідна її оптимізація. Як критерій ступеня механічного на тісто при його замішуванні пропонується величина питомої роботи. Вона коливається залежно від вологоємності борошна від 12 до 50 Дж/г.

З викладеного можна зробити такі выводы.

Бродяче тісто на відміну від небродячого є більш складною двояко напруженою колоїдною дисперсною системою, що включає газову фазу, тому має знижену щільність. Його піноподібна пориста маса, безперервно утворюючи С0 2 збільшує обсяг - коалесцирует внаслідок вирівнювання тиску сусідніх пір різного розміру, утворюючи відкриту структуру; в ній безперервно відбуваються згідно із законом Стокса рух найбільших пір вгору до поверхні тесту та виділення вуглекислого газу. У процесі утворення пір збільшення обсягу малими напругами і повільними деформаціями зсуву структури бродячого тесту еластифікується, підвищує в'язкість і η/Е.

Бродяче тісто з пшеничного борошна I і II сортів відрізняється від небродячого меншими величинами модулів зсуву, відносної пластичності (великої еластичністю), більшою в'язкістю та ставленням в'язкості до модуля, а також стабільністю та збільшенням цих характеристик у процесі бродіння після замішування. Більш суттєві відмінності встановлені для тіста з борошна І сорту, що має меншу на 3-4% вологість, ніж тісто з борошна ІІ сорту, та інший хімічний склад.

Бродяче тісто з житнього борошнаобойного та обдирного помелів відрізняється від небродячого великими величинами модулів зсуву, меншими в'язкістю та ставленням в'язкості до модуля. Це пояснюється впливом значної концентрації в ньому органічних кислот, що частково розчиняють білки, що набухають, та інші полімери зерна.

Структурно-механічні властивості бродячого пшеничного тіста і сирих білків клейковини з борошна вищого, I та II сортів, отриманих з одного зерна трисортним помелом, в'язкість, а також відношення в'язкості до модуля суттєво різняться: вони визначають газоутримуючу здатність тесту, об'ємний вихід формового, а також H/D подового хліба. Зі зниженням сорту борошна зменшується в'язкість та відношення в'язкості до модуля клейковинних білків та газоутримування тіста, об'ємний вихід хліба, його пористість та H/D. Найбільш суттєві відмінності зазначених характеристик тіста, клейковинних білків та хліба спостерігаються між І та ІІ сортами борошна.

У межах кожного сорту в'язкість бродячого тіста надає зворотний вплив на розвиток його обсягу (газоутримання), об'ємний вихід хліба та прямий вплив на H/D хліба. Відношення в'язкості до модуля тесту мають прямий вплив на обидва показники хліба. Сорт зерна часом впливає на структурно-механічні властивості тіста з борошна кожного сорту.

Перелічені властивості бродячого тесту з метою контролю та управління ними доцільно нормувати та регулювати. Як приблизні норми для тесту з пшеничного борошна I сорту, житнього оббивного і обдирного борошна можна використовувати результати табл. 4.4.

ВПЛИВ ПРОГРІВУ НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТЕСТА. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ХЛІБНОГО

Процес виробництва хлібних виробів завершується прогріванням маси бродячого тіста від 30 до 100 ° С в умовах великих градієнтів тепло-і масопереносу.

Термічна обробкапри випіканні у зазначеному інтервалі температури суттєво впливає на активність біохімічних процесів, змінює конформації молекул основних полімерів зерна, їх гідрофільні властивості, а також механічні властивості тесту; у структурі зменшується вміст вільної води, тісто втрачає здатність перебігу під напругою сил гравітації маси. Потім пластично-пружна структура тіста перетворюється на пружно-тендітну пластичну студнеобразную структуру хлібного м'якуша. Слід вважати, що його пластичні деформації мають місце в основному при малих швидкостях деформації внаслідок релаксації напруги, а при великих швидкостях-в результаті явищ крихкості, руйнування суцільності стінок пір концентрованого білково-крохмального колодця - м'якуша в пружній області. У зв'язку з цим щодо механічних властивостей хлібного м'якуша слід обмежуватися можливо малими величинами його деформацій та його швидкості. Замість деформацій зсуву доцільно використовувати деформації одновісного стиснення пористої піноподібної структури м'якуша.

Прогрівання посилює тепловий рух молекул хімічних сполук. У розчинах полімерів воно знижує коефіцієнт внутрішнього тертя (в'язкість). Зворотна залежність в'язкості розчинів полімерів від температури визначається відомим емпіричним рівнянням Арреніуса

η=Ае

де A -постійна, що залежить від властивостей речовини;

е-основа натурального логарифму;

Т – абсолютна температура;

К – газова постійна;

Е – енергія активації (робота, що витрачається на переміщення частинок).

Однак це рівняння справедливе лише для розчинів низької концентрації та за умови відсутності істотних змін форми молекул полімерів. Концентрація основних полімерів зерна - клейковинних білків та крохмалю - у хлібному тесті є дуже високою, а термічна його обробка змінює форму молекул, а також здатність взаємодії цих основних полімерів зерна із розчинником - водою. Розміри та форми їх молекул змінюються також при гідролізі та бродінні ферментами зерна та мікроорганізмів тесту.

Всі ці процеси можуть впливати на структуру, змінювати механічні властивості тесту. Тому слід очікувати, що застосування рівняння Арреніуса для структури тесту допустимо в обмеженій області температури. Залежність цих властивостей тесту від температури в її широких межах є складнішою. Розглянемо докладніше її можливий вплив на ці властивості: прогрів тіста при випіканні та перетворення його на хлібний м'якуш протікає у дві основні стадії. У початковій стадії прогріву тесту до 50-60°С активуються ферментні системи тесту, збільшується вміст водорозчинних сполук, які можуть пластифікувати структуру і одночасно з посиленням молекулярно-теплового руху знижувати в'язкість, посилювати його адгезійні властивості. На цій стадії починаються також основні процеси випікання хліба: клейстеризація крохмалю та денатурація білків зерна, які найбільш активно протікають та закінчуються у другій, завершальній стадії прогріву тіста від 60 до 100°С, коли має місце також інактивація його ферментних систем.

При посиленні механічної дії структурно-механічні властивості тіста змінюються. Властивості тесту автори характеризували за консистенцією Kт на пенетрометрі, на альвеографі та визначали в'язкість на приладі Толстого – Ніколаєва. Тривалість замісу контрольного тесту становила 5 хв з посиленою механічною обробкою 30 хв. Тісто досліджували після замісу та перед обробкою (табл. 22).

Збільшення тривалості замісу тесту структура його послаблюється. Після тривалого замісу показник консистенції тесту Kт збільшується, а в'язкість тесту зменшується. Знижується пружність, розтяжність та величина зусилля деформації тесту, що визначаються на альвеографі (рис. 13).

Посилення механічного на тісто знижує його в'язкість і підвищує його здатність до розтягування. При цьому тісто здатне значно збільшуватися в об'ємі при розстойці та випіканні, стає еластичним, розтяжним, збільшується його газоутримуюча здатність.
По закінченні інтенсивного замісу тісто стає помітно світлішим, ніж при повільному і неповному замішуванні, що пояснюється захопленням повітря при замісі, включенням його в тісто і подальшим окисленням пігментів, що фарбують борошна.
Інтенсивний заміс тесту протягом 7 хв руйнує близько 31% пігментів борошна. При посиленій механічній обробці тесту відбувається аерація його складових частин, що впливає окислювально-відновну систему борошна. Після відповідного часу бродіння тісто зі збільшеним ступенем механічної обробки має більш пружні властивості, порівняно з тестом без обробки.
При бродінні тесту з посиленою механічною обробкою процес його розрідження загальмовується (передбачається, що через часткове відновлення структури). Велику роль у цьому відіграють окислювальні процеси, що сприяють «зшиванню» макромолекул білка поперечними дисульфідними та іншими зв'язками.
У разі збільшення інтенсивності обробки сорбція водь? тестом підвищується і при підвищенні вологості тесту на 1-1,5% воно має такі ж структурно-механічні властивості, як при звичайному замісі. Це підтверджується визначенням структурно-механічних властивостей тесту за граничною напругою зсуву τ (Па) при збільшенні тривалості механічної обробки тесту з 6 до 20 хв. Передбачається, що при інтенсифікації обробки тіста повніше розгортаються глобули клейковинних білків і зростає їх гідратаційна здатність.
З метою пояснення підвищеної водопоглинальної здатності тесту при його посиленій механічній обробці досліджено сорбційні властивості тесту при різних способахзамісу. Порівнювалися фізико-хімічні властивості бездрожжевого тіста, яке замішувалося в машині Л-106 протягом 6 і 20 хв при 70 об/хв та машині ротаційного типу при 1400 об/хв протягом 3-5 с.
На адсорбційно-вакуумній установці Мак-Бена визначали швидкість сушіння зразків тесту при безперервному відкачуванні пари та десорбцію водяної пари зразками, висушеними у вакуумі, а потім зволоженими до постійної маси.
Встановлено, що посилена механічна обробка тесту прискорює його висихання і швидше досягає постійної маси.
Гомогенізація тесту (тісто ротаційного та 20-хвилинного замісу) при посиленій механічній обробці сприяє прискоренню видалення вологи при сушінні - швидкість сушіння підвищується. Швидкість сушіння зростає із збільшенням пористості висушених зразків. Обсяг пір становить 104% для тесту 20-хвилинного замісу, 94 - для ротаційного та 86% на суху речовину для звичайного зразка.
При аналізі ізотерм десорбції встановлено, що у рівноважному десорбційному процесі вологоутримуюча здатність тесту підвищується зі збільшенням механічної обробки тесту, т. е. підвищується енергія зв'язку вологи.
На підставі дослідів зазначається, що підвищення ступеня механічної обробки тесту сприяє збільшенню кількості води, міцно пов'язаної з тестом, що покращує його структурно-механічні властивості, а отже, і якість хліба.
Тісто білкові речовини.Білкові речовини при замісі тесту зазнають певних змін у результаті їх пептизації, а також під дією ферментів борошна.
Для дослідження білкової частини тесту при посиленні механічного впливу на нього визначали кількість і якість клейковини, що відмивається, і кількість водорозчинного азоту (табл. 23).

Гідратаційна здатність клейковини тесту під час додаткової механічної обробки підвищується. Це відбивається на її структурно-механічних властивостях: тривалість випресовування пластометром зменшилася на 22 с, а питома розтяжність збільшилася в 1,5 рази.
Відразу після замісу з посиленою механічною обробкою в тесті було на 3,7% менше клейковини, що відмивається, ніж у тесті, замішеному протягом 5 хв. Кількість водорозчинного азоту, навпаки, була вищою.
Ці дані показують, що у посилено обробленому тесті процеси формування та дозрівання значною мірою відбуваються вже в період механічної обробки, що може сприяти скороченню часу приготування тесту.
При бродінні тесту кількість клейковини, що відмивається, знижується як у контрольному тесті, так і в тесті з додатковою механічною обробкою.
Перед посадкою в піч кількість клейковини, що відмивається з контрольного тесту, знизилася на 30,8% порівняно з кількістю клейковини борошна, а з тіста з посиленою механічною обробкою – на 39,9%. Це свідчить про більш інтенсивний процес зміни білкових речовин у тесті з посиленою механічною обробкою.
Кількість водорозчинного азоту в контрольному тесті збільшилася на 60,6% по відношенню до водорозчинного азоту борошна, а тесті з посиленою механічною обробкою - на 72,7%.
Діаграми зниження кількості клейковини, що відмивається, і підвищення кількості водорозчинного азоту в тесті перед посадкою в піч представлені на рис. 14 та 15.

К. Н. Чижовий встановлено, що готовність пшеничного тесту можна характеризувати певним ступенем зниження вмісту клейковини, що відмивається, і збільшення кількості водорозчинного азоту. Додаткова обробка тесту обумовлює глибші зміни білкових речовин, що сприяє прискоренню його дозрівання.
Стан білків клейковини у тесті змінюється під впливом різних факторів. При цьому має значення стан самих білків борошна та їх зміни в процесі приготування тіста під дією кислот, що накопичуються, і протеолітичних ферментів.
Для вивчення змін клейковини під дією кислот та ферментів за посиленої механічної обробки тесту на неї впливали 0,005 н. молочною кислотою і досліджували її атаку протсолітичним ферментом папаїном (табл. 24).

У міру посилення механічної обробки клейковини розчинність її у молочній кислоті змінюється: при замішуванні тіста протягом 5 хв розчиняється 20 % клейковини, а при збільшенні тривалості замісу до 30 хв – приблизно 40 %.
Досліди з внесенням папаїну також показують, що атаку клейковини посилюється при підвищенні ступеня її механічної обробки. При порівняльній оцінці замісу тіста в діжовий тістомісильній машині та у вібросмішувачі встановлено, що при впливі на тісто у вібросмішувачі протягом 2 хв розчинність білка 0,05 М. оцтовій кислотіпідвищується так само, як при 15-хвилинному замісі тесту в діжовій тістомісильній машині. Збільшення тривалості обробки тесту на вібросмішувачі до 15 хв збільшує розчинність білків сильніше, ніж 45-хвилинний заміс у тістомісильній машині звичайного типу. Білкові речовини тесту досліджено методом гельфільтрації на Сефадекс Г-100. При поділі білкових речовин тесту отримано чотири фракції. Аналіз хроматограм показав, що збільшення тривалості замісу тесту підвищує відсоток першої та другої високомолекулярних фракцій. Вважається, що перша фракція характеризує білки з молекулярною масою більше 150 000, що відповідають глютеніну, друга фракція - білки з молекулярною масою близько 100 000 і відповідає суміші молекулярного глютенину з гліадином. Третя та четверта фракції відповідають альбумінам та глобулінам.
Перетворення білка клейковини при замісі пов'язують з витягуванням і розривом його з утворенням тонких плівок клейковини, які розщеплюються шляхом розриву нековалентних зв'язків - водневих, гідрофобних і сольових містків, а також шляхом розриву дпсульфідних зв'язків між пептидними цеп.
Вуглеводи тіста. Інтенсивна механічна обробка тесту призводить до зміни крохмальних зерен, підвищує їхню атаку амілазами борошна, що збільшує вміст водорозчинних вуглеводів, у тому числі цукрів.
Вуглеводи тесту характеризували за вмістом безпосередньо відновлювальних цукрів та водорозчинних вуглеводів. відновлюють після гідролізу протягом 3 годин (табл. 25).

У міру посилення механічного на тісто кількість цукрів у ньому збільшується.
При замісі небродячого тіста протягом 30 хв вміст безпосередньо відновлювальних цукрів підвищується в порівнянні з контрольним тестом (тривалість замісу 5 хв) на 18 %, водорозчинних вуглеводів, що відновлюють після тригодинного гідролізу, - на 27 %
При відлеженні небродячого тіста під дією амілаз борошна триває приріст водорозчинних вуглеводів. У бродячому тесті кількість водорозчинних вуглеводів перед посадкою в піч досить близька як у зразку без обробки, так і в тесті з посиленою механічною обробкою. Це можна пояснити великим споживанням цукрів за період бродіння тіста зі збільшеним ступенем механічної обробки, що підтверджується даними визначення газоутворюючої здатності тіста та обсягу хліба.

Дослідження впливу ступеня механічної обробки тесту на його газоутворюючу та газоутримуючу здатність на зразках пшеничного борошна I сорту з клейковиною середньої сили та цукроутворюючою здатністю 275 та 204 мг мальтози на 10 г борошна (табл. 26 та рис. 16) показують, що посилена (тривалість замішування 30 хв) підвищує газоутворення, що визначається в період вистоювання, на 14-21 % порівняно з контрольним тестом (тривалість замісу 5 хв). Це має значення при переробці борошна з низькою цукроутворювальною здатністю (204 мг мальтози на 10 г борошна).

Підвищення газоутворюючої здатності тесту при посиленій механічній обробці пов'язане з накопиченням у ньому водорозчинних вуглеводів та продуктів дезагрегації білкових речовин, що є живленням для дріжджів.
Ці зміни в тесті сприяють отриманню хліба більшого об'єму, з дрібнішою і рівномірнішою пористістю, з ніжним еластичним м'якушем.
При дослідженні впливу посиленої механічної обробки тіста на рівень черствіння хліба ( нарізні батонимасою 0,4 кг із пшеничного борошна I сорту), що випікався на дослідному хлібозаводі ВНДІХП, встановлено, що показники, що характеризують свіжість виробів з цього тесту, змінюються порівняно з контролем. Стискання і в'язкість суспензії м'якуш батона після 3, 24 і 48 год зберігання вище у хліба, тісто для якого замішується більш тривалий час (табл. 27 і рис. 17).

В'язкість суспензії м'якушу в міру зберігання батонів знижувалася, але була більшою для батонів із тіста, яке замішувалося більш тривалий час (див. рис. 17).
Дані органолептичної оцінкипоказують, що батони з тіста тривалішого замісу (20 хв) від початку (через 3 год) мали ніжніший, м'який м'якуш, ніж батони, випечені з тіста з тривалістю замісу 4,5 хв. Різниця у стані м'якуша зберігається протягом усього періоду зберігання (протягом 48 год). Ці дані показують, що збільшення ступеня механічної обробки тіста призводить до покращення якості хліба та сприяє уповільненню процесу черствіння.

Підвищення інтенсивності замісу тіста для житньо-пшеничного хліба українського нового при співвідношенні борошна обдирного та II сорту 60:40 % також уповільнює його зміни при зберіганні. При цьому спостерігається накопичення летючих карбонільних сполук, що зумовлюють аромат хліба.