Реология сырья полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного кондитерского и макаронного производств

Реологические свойства теста

Реологические свойства теста, к реологическим или структурно-механическим свойствам теста относятся:
упругость,
пластичность,
эластичность,
вязкость.

Реология — наука о деформации и течении различных тел, реологические свойства сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Слово «реология» от греческого «рео», что означает течение.

Деформация – изменение размеров тела под действием нагрузки.

Реологические свойства теста. Тесто является оводненным коллоидным комплексом — полидисперсоидом, обладающим определенной внутренней структурой и весьма своеобразными непрерывно изменяющимися реологическими свойствами.

В зависимости от вида деформации, ее скорости и длительности тесто может вести себя то как идеально упругое тело, то как вязкое, то как сочетающее эти свойства, т. е. относящееся к упруго-вязким материалам.

В тесте сочетаются такие свойства, как упругость, пластичность, прочность, вязкость, способность к релаксации напряжений и упругому последействию. Реологические свойства теста зависят от таких факторов, как температура, влажность, продолжительность и интенсивность механического воздействия на тесто, рецептура, способ приготовления и длительность брожения теста, хлебопекарные свойства и в первую очередь сила муки и др.

Тесто имеет одновременно свойства твердого тела и жидкости, поэтому в нем должно быть определенное соотношение вязких и упругих свойств.
Упругость — способность вещества восстанавливать форму (объем) после деформации. Упругость обусловливает выравнивание следов от надавливания пальцами на поверхность пшеничного теста.
Пластичность — противоположное упругости свойство вещества воспринимать и сохранять деформацию после устранения нагрузки. Вследствие пластичности заготовки из пшеничного теста сохраняют приданную им форму.
Вязкость — это сопротивление, возникающее внутри жидкого вещества
при его движении.
Эластичность — свойство вещества испытывать значительные деформации без разрушения структуры (например, после растяжения сырая клейковина снова сжимается).

Источник

Реологические свойства муки и теста

Сильная мука . Сильная мука содержит много белковых веществ, дает большой выход сырой клейковины. Клейковина и тесто из сильной муки характеризуются высокой упругостью и низкой пластичностью. Белковые вещества сильной муки набухают при замесе теста относительно медленно, но в целом поглощают много воды. Протеолиз в тесте протекает медленно. Тесто отличается высокой газоудерживающей способностью, хлеб имеет правильную форму, большой объем, оптимальную по величине и структуре пористость. Следует отметить, что очень сильная мука дает хлеб меньшего объема. Клейковина и тесто такой муки излишне упруги и недостаточно растяжимы.

Слабая мука . Слабая мука образует неэластичную, излишне растяжимую клейковину. Тесто из слабой муки вследствие интенсивного протеолиза имеет малую упругость, высокую пластичность, повышенную липкость. Сформованные тестовые заготовки в период расстойки расплываются. Готовым изделиям свойственны низкий объем, недостаточная пористость и расплывчатость (подовые изделия).

Средняя мука . Средняя мука дает сырую клейковину и тесто с хорошими реологическими свойствами. Тесто и клейковина достаточно упруги и эластичны. Хлеб имеет форму и качество, отвечающие требованиям стандарта.
Количество и качество сырой клейковины зависят от вида и сорта зерна пшеницы, условий произрастания, режима послеуборочной обработки, кондиционирования перед помолом, условий и сроков хранения свежесмолотой муки.
Произрастание зерна в жарких и засушливых условиях способствует образованию более сильной клейковины. Заморозки на ранних стадиях созревания зерна прекращают преждевременно процесс формирования белков, что снижает выход сырой клейковины и ухудшает ее качество. Пониженное содержание клейковины имеет мука из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Клейковина такой муки липкая, неэластичная, чрезмерно растяжимая. В процессе хранения зерна (муки) в нормальных условиях клейковина становится более сильной. Самосогревание зерна, сушка при жестком температурном режиме вызывает частичную денатурацию белков, что ведет к образованию темной короткорвущейся клейковины. Прорастание зерна снижает количество отмываемой клейковины, изменяет качество ее: она становится более слабой.

Сила пшеничной муки зависит также и от других веществ муки: крахмала, углеводных слизей, липидов. Крахмальные зерна в зависимости от структуры и удельной поверхности при замесе теста поглощают различное количество влаги, что отражается на его реологических свойствах. Вязкость теста значительно повышают углеводные слизи с высокой водопоглотительной способностью. Поверхностно-активные вещества (фосфатиды) муки образуют в тесте комплексы с белками и крахмалом, что повышает гидратационную способность этих веществ, увеличивает пластичность клейковины.
Для характеристики силы муки определяют реологические свойства сырой клейковины или теста. Наиболее полную характеристику силы муки дает исследование реологических свойств теста, так как при этом на результат влияет весь комплекс химических веществ муки (крахмал, слизи, липиды и др.).

Источник

Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств

Реология — наука о деформации и течении различных тел, реологические свойства сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Слово «реология» от греческого «рео», что означает течение.

Деформация – изменение размеров тела под действием нагрузки.

В отношении твердых тел деформация приводит к изменению формы или размера тела целиком или его части, а в отношении структуры пищевых масс — к течению (тесто, мука, сгущенное молоко, майонез и т.д.) или даже к их разрыву (конфеты, хлеб и т.д.).

Реологические свойства:

Упругость – свойство тела восстанавливать форму и размеры после снятия нагрузки.

Пластичность – свойство тела сохранять форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки.

Вязкость – свойство среды оказывать сопротивление перемещению в ней инородных тел.

Прочность – свойство тела выдерживать определенную внешнюю нагрузку без разрушения.

Твердость – свойство тела сопротивляться внедрению в него других тел.

Хрупкость – свойство тела разрушаться без образования пластических деформаций.

Классификация пищевых продуктов по текстурным признакам и реологическим свойствам

Классификация продуктов

Наименование продуктов

Типичные реологические свойства

Шоколад, печенье, крекеры, вафли, экструдированные продукты, карамель, сухари, сушки, макароны, хлебцы

Предел прочности, модуль упругости

Хлеб, пшеничное тесто, макаронное тесто, мармелад, зефир, пастила, конфеты, твердый жир, пряники, клейковина, желатин

Предел прочности, модуль упругости, предельное напряжение сдвига, адгезия

Ржаное тесто, песочное тесто, сметана, майонез, желирующие продукты, полуфабрикаты кондитерского производства

Вязкость, адгезия, предельное напряжение сдвига (пластическая прочность)

Дрожжевая суспензия, раствор соли, раствор сахара, растопленный маргарин, цельное молоко, молочная сыворотка

Вязкость, коэффициент поверхностного натяжения

Мука, сахар песок, крахмал,

соль поваренная пищевая

Угол естественного откоса, механические характеристики при прессовании

Хлебопекарное тесто

из пшеничной муки из ржаной муки

упруго-пластичное вязко-пластичное

клейковинные белки пентозаны, декстрины

Содержание в муке белковых веществ, их состав, состояние и свойства имеют первостепенное значение и в значительной мере определяют и пищевую ценность хлеба, и технологические свойства муки. От них зависят такие свойства теста, как эластичность, вязкость, упругость. Белковые вещества пшеничной муки представлены на 2 /₃ ( 3 /₄) глиадиновой и глютениновой фракциями, которые являются основными компонентами клейковины. Их называют клейковинными белками. В пшеничной муке глиадиновой фракции содержится несколько больше, чем глютениновой.

Чем больше в муке белка, чем плотнее и прочнее его структура, тем сильнее мука, и тем лучше и устойчивее будут реологические свойства теста из нее. Поэтому, чем выше содержание в муке клейковины и чем лучше ее реологические свойства, тем сильнее мука.

Сила муки определяет количество воды, необходимое для получения теста нормальной консистенции, а также изменение реологических свойств теста при брожении и в связи с этим – поведение теста в процессе его механической разделки и тестовых заготовок при окончательной расстойке.

Сила муки обусловливает газоудерживающую способность теста, т.е. способность полуфабрикатов удерживать диоксид углерода, образующийся при брожении. Для получения хлеба максимального объема из очень сильной пшеничной муки реологические свойства теста должны быть несколько ослаблены. Это может быть достигнуто изменением режима приготовления теста: усилением его механической обработки, некоторым повышением температуры, увеличением количества воды в тесте или добавлением препаратов, форсирующих протеолиз в тесте.

Кроме того, сила муки определяет формоудерживающую способность теста, т.е. способность тестовых заготовок удерживать диоксид углерода и сохранять форму в процессе расстойки и первого периода выпечки. В связи с этим сила муки обусловливает расплываемость подового хлеба.

У ржаного хлеба большое значение имеют реологические (структурно-механические) свойства мякиша – степень его липкости, заминаемость и влажность или сухость на ощупь. У ржаного хлеба, особенно из обойной и обдирной муки, по сравнению с пшеничной наблюдается меньший объем, более темно окрашенный мякиш и корка, меньший процент пористости и более липкий мякиш. Отмеченные выше отличия в качестве ржаного хлеба обусловлены специфическими особенностями углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов зерна ржи и ржаной муки.

Ржаная мука по сравнению с пшеничной отличается большим содержанием собственных сахаров, более низкой температурой клейстеризации (набухание в горячей воде, переход из кристаллического в аморфное состояние) крахмала, большей его атакуемостью и наличием в муке даже из непроросшего зерна практически значимых количеств фермента -амилазы.

Действие амилаз на крахмал ржаной муки, клейстеризующийся при более низкой температуре и более легко атакуемый, может привести к тому, что значительная часть крахмала в процессе брожения теста и выпечки хлеба будет гидролизована. Вследствие этого крахмал при выпечке тестовой заготовки из ржаной муки может оказаться неспособным связать всю влагу теста. Наличие части свободной влаги, не связанной крахмалом, будет делать мякиш хлеба влажноватым на ощупь. Наличие же α-амилазы (альфа-амилазы), особенно при недостаточной кислотности теста, приводит при выпечке хлеба к накоплению значительного количества декстринов, придающих мякишу липкость. Поэтому мякиш ржаного хлеба всегда более липок и влажен по сравнению с мякишем пшеничного хлеба. Кислотность ржаного теста с целью торможения действия α-амилазы приходится поддерживать на уровне значительно более высоком, чем в пшеничном тесте.

К углеводному комплексу ржаной муки относятся и слизи (водорастворимые пентозаны). Содержание пентозанов в ржаной муке значительно превышает содержание их в пшеничной муке. Пентозаны оказывают значительное влияние на реологические свойства ржаного теста, так как, поглощая воду при замесе теста, они делают его более вязким.

Белковые вещества ржаной муки по аминокислотному составу близки к белкам пшеничной муки, однако отличаются более высоким содержанием незаменимых аминокислот – лизина и треонина.

Существенной особенностью белков ржи является их способность к быстрому и интенсивному набуханию. Значительная часть белков при этом набухает неограниченно, переходя в состояние вязкого коллоидного раствора.

Второй особенностью белков ржаной муки является то, что они не способны, несмотря на наличие глиадина и глютенина, к образованию клейковины из-за значительного количества декстринов и водорастворимых пентозанов.

Источник

Реологические свойства теста

Использование пшеничной муки разного качества, большого набора сырья, изменение их соотношения и применение определенных технологических параметров и приемов позволяет получать тесто и изделия, различающиеся по физико-химическим и реологическим свойствам.

Реологические свойства теста зависят от степени набухания белков.

В зависимости от этих свойств кондитерское тесто делят на три вида:

• пластично – вязкое (сахарное, песочное, сдобное, пряничное тесто), хорошо воспринимает и сохраняет свою форму;

• упруго – пластично – вязкое (затяжное, крекерное, галетное), плохо воспринимает и плохо сохраняет форму;

• слабоструктурированное (вафельное, бисквитное тесто для бисквитных полуфабрикатов и тортов), имеет жидкую консистенцию.

Пластичное тесто образуется в условиях ограниченного набухания коллоидов муки, поэтому продолжительность замеса теста должна быть минимальной и температура ниже, чем температура теста, обладающего упруго – пластично – вязкими свойствами.

В соответствии с ГОСТ «Кондитерские изделия. Термины и определения» различают два вида теста в зависимости от его структуры:

-бисквитное — сдобное, сахарное, овсяное, из которого получают изделия разнообразной формы с хорошо развитой равномерной пористостью,

-слоистое тесто -для затяжного печенья, крекера, галет, из которого вырабатывают изделия разнообразной формы слоистой структуры.

Формирование теста с определенными реологическими свойствами связано:

-с видом изделий, рецептурой, с правильным подбором сортности муки, с оптимальным содержанием и качеством клейковины, крупноты помола,

-с правильным выбором влажности теста,

-с правильным выбором и поддержанием технологических параметров замеса теста (температура, продолжительность ,интенсивность замеса).

Отмеченные факторы влияют на степень набухания пшеничной муки и тем самым на реологические свойства теста, его пластичность, упругость, эластичность, вязкость.

Повышая температуру теста при замесе, удлиняя продолжительность процесса из сахарного пластичного теста в результате более полного набухания коллоидов можно получить затяжное тесто с упруго-пластично-вязкими свойствами. Пластичность сахарного теста близка к 1.Чтобы можно было затяжное тесто отформовать до заготовок, исключив их деформацию, пластичность его необходимо увеличить до 0.5. С этой целью применяют такую операцию, как вылеживание теста, или используют ферментные препараты протеолитического действия. Для слабоструктурированного вафельного теста из реологических характеристик большое значение имеет вязкость теста, эластичность. От них зависит равномерность распределения теста по поверхности вафельниц, а также хрупкость вафельного листа.

Кондитерское тесто, как и все тестообразные массы, является структурированной дисперсной системой и состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной.

Твердую фазу представляют лиофильные коллоиды муки. Это водонерастворимые белковые комплексы и крахмал пшеничной муки.

Жидкая фаза представляет собой многокомпонентный водный раствор веществ, предусмотренных рецептурой теста (инвертный сироп, вода, раствор сахара, патоки, соли, гидрокарбоната натрия, карбоната аммония, молоко и др.).В состав жидкой фазы входят все растворимые в воде органические и минеральные вещества муки.

Соотношение между твердой и жидкой фазами зависит от вида теста, его влажности, количества и качества клейковины.

Газообразную фазу составляет воздух, который захватывается при замесе теста, диспергируется и удерживается в тесте. Кроме того, воздух входит с мукой, водой и другими видами сырья и полуфабрикатов. Газообразная фаза может достигать в тесте 10 %.

Степень разрыхления теста зависит от реологических свойств теста и от равномерного распределения в тесте химических разрыхлителей. Особенно увеличивается пористость и объем заготовок из пластичного теста -сахарного, пряничного. Затяжное и галетное тесто, обладающее значительной упругостью, оказывают сопротивление расширению газовых пузырьков. Эти изделия имеют небольшой подъем и недостаточно развитую пористость.

Источник

Теста. Реологические свойства теста

Формирование теста с определенными реологическими свойствами связано:

-с правильным выбором влажности теста,

Влияние на реологические свойства теста рецептурных

В зависимости от химического состава отдельных сырьевых ингредиентов теста, наличия в них липидов, фосфатидов, белков, сахаров, поверхностно-активных веществ — ПАВ и др., оказывающих влияние на набухание белков муки, насыщение теста воздухом, на снижение количественного содержания белков наблюдается изменение реологических свойств теста. Механизм воздействия на набухание белков разных видов сырья неодинаковое. Наиболее значительное влияние на набухание белков и реологические свойства теста оказывают сахар, жир, вода.

Ферментативные процессы в производстве кондитерского теста

Ферментативные процессы протекают при производстве дрожжевого кондитерского теста для крекеров, галет, кексов, ромовых баба. В этих процессах могут участвовать амилолитические ферменты пшеничной муки. Их действие требует большой продолжительности процесса. С целью сокращения длительности созревания опары или теста требуется введение добавок амилолитических ферментных препаратов (амилоризин П10х и др.). С целью интенсификации технологических процессов в производстве затяжного печенья, повышения пластичности, необходимой для формования тестовых заготовок, используют ферментные препараты протеолитического действия (протосубтилин Г10х,20х, энзимы, нейтраза, протезим). Это позволяет регулировать реологические свойства теста.

Применение эмульсий, их агрегативная устойчивость. Роль

Применение эмульсий позволяет упростить технологию производства печенья и других видов мучных кондитерских изделий, а также повысить однородность теста и улучшить качество изделий. Однако, необходимым условием является агрегативная устойчивость получаемых эмульсий. Это необходимо для соблюдения рецептуры и достижения необходимого качества продукции.

Агрегативная устойчивость эмульсии зависит от размера частиц дисперсной фазы (жир) и от наличия ПАВ.

Эмульсия -это дисперсная система, состоящая из двух жидких фаз, из которых одна распределена в другой в виде капель. Это дисперсная фаза. Эмульсии относятся к неустойчивым системам, т.к. обладают избыточной свободной поверхностной энергией на границе раздела фаз.

В эмульсиях для сахарного теста дисперсионной средой является многокомпонентный раствор сахара, соли, патоки, инвертного сиропа, меланжа, молока и др. веществ, а дисперсной фазой — капельки жира. Такую эмульсию можно обозначить М/В.

Для получения эмульсии необходимо на первой стадии при перемешивании максимально растворить кристаллическое сырье при температуре 35-38 о С. На второй стадии перемешать раствор с расплавом жира, на третьей стадии -провести сбивание сырья до получения устойчивой и хорошо диспергированной эмульсии. Длительность всего цикла -20 мин при температуре 35-38 о С.

При образовании эмульсии идут два процесса — диспергирование и коалесценция. В первый момент перемешивания, в течение нескольких секунд идет процесс диспергирования. Чем больше образуется при диспергировании капель, тем больше будет их столкновений, приводящих к коалесценции. После нескольких минут наступает равновесие. Капли жидкости дробятся только до определенного предела. Существует определенная скорость, выше которой устойчивость эмульсий начинает падать. Эмульгированию способствует низкая вязкость среды. Поэтому повышение температуры благоприятно влияет на эмульгирование. Кроме того, температура влияет на поверхностное натяжение на границе раздела фаз и на адсорбцию эмульгаторов. С увеличением температуры поверхностное натяжение уменьшается. Чем меньше поверхностное натяжение, тем мельче капли эмульсии при определенной интенсивности перемешивания, тем стабильнее эмульсия. Устойчивость концентрированных эмульсий (объемная доля дисперсной фазы может достигать 74%) повышается в присутствии небольших количеств эмульгаторов, снижающих поверхностное межфазное натяжение. Эмульгатор ориентируется на поверхности раздела фаз таким образом, чтобы поверхностная энергия снизилась до минимального значения: полярная часть молекулы эмульгатора ориентируется по направлению к более полярной жидкости, углеводородный радикал -к менее полярной жидкости. Эмульгатор покрывает капли дисперсной фазы тонкими пленками, которым присущи следующие свойства:

1.Они понижают поверхностное натяжение, уменьшают значения свободной энергии,

2.Пленки заряжены одноименными электрическими зарядами.

В эмульсиях М/В капельки масла заряжены отрицательно.

При больших расстояниях между каплями в эмульсии М/В силы притяжения превышают силы отталкивания. Поэтому на этих расстояниях происходит лишь флокуляция частиц, они будут останавливаться на некотором расстоянии друг от друга, не проявляя стремления к дальнейшему сближению. В высококонцентрированных эмульсиях (объемная доля дисперсной фазы превышает 74%) частицы дисперсной фазы практически полностью флокулированы. Между ними находятся пленки дисперсионной среды. Для таких эмульсий существует только устойчивость к коалесценции. Поверхностно-активные добавки (меланж, молоко, декстрины) способствуют эмульгированию и повышают стойкость эмульсий, т. к. содержат естественные эмульгирующие вещества (яичный белок, казеин, лецитин).

В зависимости от наличия в рецептурах естественных эмульгирующих веществ все рецептуры сахарного печенья можно условно разделить на 3 группы:

1.Изделия, содержащие молоко и меланж,

2.Изделия, содержащие меланж,

3.Изделия без молока и меланжа.

Эмульсии, получаемые для изделий первых двух групп, устойчивы при влажности эмульсии 20-23.5%,что соответствует влажности теста 15-18%.При влажности эмульсии 25 % наблюдается коалесценция и расслаивание в пределах 1-1.5% за час. В эмульсиях третьей группы рецептур без молока и меланжа коалесценция достигает 6-15% за час. В этом случае необходимо вводить эмульгаторы: яичный белок, гидрофильные липиды, эмульгаторы Т-1,Т-2, пищевые фосфатиды и др. или смеси эмульгаторов.

Источник