Strukturno-mehanička ili reološka svojstva prehrambenih proizvoda karakteriziraju njihovu otpornost na vanjsku energiju, određena strukturom i strukturom proizvoda, kao i kvalitetom prehrambenih proizvoda i uzimaju se u obzir pri odabiru uvjeta za njihov prijevoz i skladištenje. .
Strukturna i mehanička svojstva uključuju čvrstoću, tvrdoću, elastičnost, elastičnost, plastičnost, viskoznost, adheziju, tiksotropiju itd.
Snaga- svojstvo proizvoda da se odupre deformaciji i mehaničkom razaranju.
Pod deformacija razumjeti promjenu oblika i veliine tijela pod utjecajem vanjskih sila. Deformacija može biti reverzibilna i zaostala. S reverzibilnom deformacijom, izvorni oblik tijela se vraća nakon uklanjanja opterećenja. Reverzibilna deformacija može biti elastična, kada dolazi do trenutne obnove oblika i veličine tijela, i elastična, kada je za oporavak potrebno više ili manje dugo vremensko razdoblje. Zaostala (plastična) deformacija je deformacija koja ostaje nakon prestanka djelovanja vanjskih sila.
Prehrambeni proizvodi, u pravilu, karakteriziraju višekomponentni sastav; Karakteriziraju ih i elastična deformacija, koja trenutno nestaje, i elastična, kao i plastična deformacija. Međutim, kod nekih prevladavaju elastična svojstva nad plastičnim, kod drugih plastična svojstva prevladavaju nad elastičnim, a kod trećih elastična svojstva. Ako prehrambeni proizvodi nisu sposobni za trajnu deformaciju, onda su lomljivi, na primjer rafinirani šećer, sušilice, krekeri itd.
Jačina je jedan od najvažnijih pokazatelja kvalitete tjestenine, rafiniranog šećera i drugih proizvoda.
Ovaj se pokazatelj uzima u obzir kod prerade žitarica u brašno, kod drobljenja grožđa (u proizvodnji vina od grožđa), kod drobljenja krumpira (u proizvodnji škroba) itd.
Tvrdoća- sposobnost materijala da se odupre prodoru drugog tvrđeg tijela u njega. Tvrdoća se utvrđuje pri ocjeni kvalitete voća, povrća, šećera, žitarica i drugih proizvoda. Ovaj pokazatelj ima važnu ulogu u prikupljanju, sortiranju, pakiranju, transportu, skladištenju i preradi voća i povrća. Osim toga, tvrdoća može biti objektivan pokazatelj njihovog stupnja zrelosti.
Tvrdoća se utvrđuje pritiskom tvrdog vrha u obliku lopte, stošca ili piramide na površinu proizvoda. Tvrdoća proizvoda prosuđuje se prema promjeru formirane rupe: što je manja veličina rupe, to je proizvod tvrđi. Tvrdoća voća i povrća određena je količinom opterećenja koje je potrebno primijeniti da bi igla ili kuglica određene veličine ušla u pulpu voća.
Elastičnost- sposobnost tijela da nakon prestanka djelovanja deformirajućih sila odmah povrate svoj prvobitni oblik ili volumen.
Elastičnost- svojstvo tijela da kroz neko vrijeme postupno vraćaju oblik ili volumen.
Pokazateljima čvrstoće i elastičnosti utvrđuje se kvaliteta tijesta, sadržaj glutena u pšeničnom brašnu te svježina mesa, ribe i drugih proizvoda. Oni se uzimaju u obzir pri izradi spremnika i pri određivanju uvjeta prijevoza i skladištenja prehrambenih proizvoda.
Plastični- sposobnost tijela da se pod utjecajem vanjskih sila nepovratno deformira. Svojstvo sirovina da mijenjaju svoj oblik tijekom obrade i kasnije ga zadrže koristi se u proizvodnji prehrambenih proizvoda kao što su kolačići, marmelade, karamele i dr.
Kao rezultat dugotrajnog vanjskog utjecaja, elastična deformacija može se pretvoriti u plastičnu. Ovaj prijelaz je povezan sa opuštanje - svojstvo materijala da mijenjaju naprezanje pri konstantnoj početnoj deformaciji. Proizvodnja nekih prehrambenih proizvoda, poput kobasica, temelji se na opuštanju. Od mesa koje karakterizira elastična deformacija priprema se mljeveno meso, a od njega kobasica koja ima svojstva plastičnog materijala. Određene vrijednosti opuštanja karakteristične su samo za proizvode čvrste i tekuće strukture - sir, svježi sir, mljeveno meso itd. Ovo svojstvo prehrambenih proizvoda uzima se u obzir tijekom transporta i skladištenja pekarskih proizvoda, voća, povrća itd. .
Viskoznost- sposobnost tekućine da se odupre gibanju jednog svog dijela u odnosu na drugi pod utjecajem vanjske sile.
Postoje dinamička i kinematička viskoznost .
Dinamička viskoznost karakterizira silu unutarnjeg trenja medija koja se mora savladati da bi se jedinična površina jednog sloja pomaknula u odnosu na drugi s gradijentom brzine pomaka jednakim jedinici. Jedinica dinamičke viskoznosti je viskoznost medija u kojem se jedan sloj, pod djelovanjem sile od 1 Newtona po kvadratnom metru, kreće brzinom od 1 m/s u odnosu na drugi sloj koji se nalazi na udaljenosti od od 1 m. Dinamička viskoznost se mjeri u N-s/m 2 .Kinematička viskoznost naziva se vrijednost koja je jednaka omjeru dinamičke viskoznosti prema gustoći medija, a izražava se u M 2 / C.
Recipročna vrijednost viskoznosti naziva se fluidnost.
Na viskoznost proizvoda utječu temperatura, tlak, vlažnost ili sadržaj masti, koncentracija krutih tvari i drugi čimbenici. Viskoznost prehrambenih proizvoda opada s povećanjem vlažnosti, temperature, sadržaja masti, a raste s povećanjem koncentracije otopina i stupnja njihove disperzije.
Viskoznost je svojstvo karakteristično za prehrambene proizvode kao što su med, biljno ulje, sirupi, sokovi, alkoholna pića itd.
Viskoznost je pokazatelj kvalitete mnogih prehrambenih proizvoda i često karakterizira stupanj njihove spremnosti tijekom obrade sirovina. Ima važnu ulogu u proizvodnji mnogih proizvoda, jer aktivno utječe na tehnološke procese - miješanje, filtriranje, zagrijavanje, ekstrakciju itd.
jeza- svojstvo materijala da se stalno deformira pod utjecajem stalnog opterećenja. Ovo svojstvo je tipično za sireve, sladoled, kravlji maslac, marmeladu i dr. U prehrambenim proizvodima puzanje se javlja vrlo brzo, o čemu se mora voditi računa pri njihovoj preradi i skladištenju.
Tiksotropija- sposobnost nekih disperznih sustava da spontano obnove strukturu uništenu mehaničkim djelovanjem. Karakterističan je za disperzne sustave i nalazi se u mnogim poluproizvodima i proizvodima prehrambene industrije.
Među strukturno-mehaničkim svojstvima posebno mjesto zauzimaju površinska svojstva u koja spadaju adhezija, odnosno ljepljivost.
Prianjanje karakterizira silu međudjelovanja između površina proizvoda i materijala ili spremnika s kojima dolazi u dodir. Ovaj je pokazatelj usko povezan s plastičnošću i viskoznošću prehrambenih proizvoda. Postoje dvije vrste adhezije: specifična (sama adhezija) i mehanička. Prvi je rezultat adhezivnih sila između površina materijala. Drugi se događa kada ljepilo prodre u pore materijala i zadrži ga zbog mehaničkog zaglavljivanja.
Prianjanje je karakteristično za prehrambene proizvode poput sira, maslaca, mljevenog mesa, nekih konditorskih proizvoda i sl. Pri rezanju se lijepe za oštricu noža, pri žvakanju za zube.
Prekomjerna adhezija otežava tehnološki proces, a gubici tijekom obrade proizvoda se povećavaju. Ovo svojstvo prehrambenih proizvoda uzima se u obzir pri odabiru načina obrade, materijala za pakiranje i uvjeta skladištenja.
Zbijeno tijesto za tjesteninu koje ulazi u matricu je elastično-plastično-viskozan materijal.
Elastičnost tijesta je sposobnost tijesta da povrati svoj prvobitni oblik nakon brzog uklanjanja opterećenja, manifestira se pri malim i kratkotrajnim opterećenjima.
Plastičnost je sposobnost tijesta da se deformira. Pod dugotrajnim i značajnim opterećenjima (iznad tzv. granice elastičnosti) tijesto za tjesteninu ponaša se kao plastični materijal, tj. nakon uklanjanja opterećenja zadržava zadani oblik i deformira se. Upravo to svojstvo omogućuje da se od tijesta oblikuje sirova tjestenina određene vrste.
Viskoznost je karakterizirana veličinom adhezijskih sila između čestica (kohezijske sile). Što su kohezijske sile tijesta veće, ono je viskoznije (jače) i manje plastično.
Plastično tijesto zahtijeva manje energije za oblikovanje i lakše se oblikuje. Kada koristite metalne matrice, više plastičnog tijesta proizvodi proizvode s glatkijom površinom. Povećanjem plastičnosti tijesto postaje sve manje elastično, manje postojano, ljepljivije, jače se lijepi za radne površine pužne komore i puža, a sirovine od takvog tijesta se jače međusobno lijepe i slabije zadržavaju oblik.
Reološka svojstva zbijenog tijesta, tj. omjer njegovih elastičnih, plastičnih i svojstava čvrstoće određen je sljedećim čimbenicima.
Povećanjem vlažnosti tijesta povećava se njegova plastičnost, a smanjuje čvrstoća i elastičnost.
S povećanjem temperature tijesta također se uočava povećanje njegove plastičnosti i smanjenje čvrstoće i elastičnosti. Ova se ovisnost opaža i na temperaturama iznad 62,5 °C, tj. prekoračenje temperature želatinizacije pšeničnog škroba. To je zato što tijesto za tjesteninu nema dovoljno vlage za potpunu želatinizaciju škroba na navedenoj temperaturi.
S povećanjem udjela glutena smanjuju se svojstva čvrstoće tijesta i povećava njegova plastičnost. Tijesto ima najveću viskoznost (snagu) kada brašno sadrži oko 25% sirovog glutena. Kada je udio sirovog glutena ispod 25%, kako se smanjuju plastična svojstva tijesta, smanjuje se i njegova čvrstoća. Ljepljivi, jako rastezljivi sirovi gluten povećava plastičnost tijesta i značajno smanjuje njegovu elastičnost i čvrstoću.
Smanjenjem veličine čestica brašna povećava se čvrstoća i smanjuje plastičnost tijesta od njega izrađenog: tijesto od krušnog brašna čvršće je nego od poluzrnatog brašna, a od poluzrnatog brašna čvršće je od krupice. . Optimalan omjer čvrstoće i plastičnih svojstava tipičan je za čestice izvornog brašna veličine od 250 do 350 mikrona.
Tijesto je polidisperzni koloidni sustav čvrsto-tekuće, koji ima i elastično-elastična i visko-plastična svojstva, na čijoj se površini pojavljuju adhezijska svojstva. Fizikalna svojstva raženog tijesta uvelike su određena svojstvima njegove vrlo viskozne tekuće faze . Raženo tijesto karakterizira visoka viskoznost, plastičnost, niska rastezljivost i niska elastičnost.
Viskoznost raženog tijesta mijenja se tijekom procesa fermentacije (tablica 2.6).
Tablica 2.6 – Ovisnost viskoznosti tijesta za pečenje (u kPa∙s) o trajanju fermentacije i brzini smicanja
|
Brzina smicanja, s -1 |
Trajanje fermentacije, min |
||||
Kao što se može vidjeti iz tablice 2.6, s povećanjem brzine smicanja, viskoznost tijesta pri bilo kojem trajanju fermentacije opada, što je tipično za većinu masa tijesta. Kako se vrijeme fermentacije produljuje, viskoznost se također smanjuje. Imajte na umu da je s trajanjem fermentacije od 120 i 150 minuta pri svim brzinama viskoznost gotovo ista.
2.1.2.3 Peciva svojstva raženog brašna
Svojstva pečenja raženog brašna određena su sljedećim pokazateljima:
sposobnost stvaranja plina;
moć muke;
boja brašna i njegova sposobnost potamnjenja;
grubost mljevenja.
Plinotvorna sposobnost brašna. Plinotvorna sposobnost brašna je sposobnost tijesta pripremljenog od njega da stvara ugljični dioksid.
Tijekom alkoholnog vrenja, koje uzrokuje kvasac u tijestu, fermentiraju saharidi koji se nalaze u tijestu. U procesu alkoholnog vrenja najviše nastaju etilni alkohol i ugljični dioksid, pa se prema količini ovih proizvoda može suditi o intenzitetu alkoholnog vrenja. Dakle, plinotvornu sposobnost brašna karakterizira količina ugljičnog dioksida po ml koja nastaje tijekom 5 sati fermentacije tijesta pripremljenog od 100 g brašna, 60 ml vode i 10 g kvasca na temperaturi od 30 °C. .
Sposobnost tvorbe plina ovisi o sadržaju vlastitih šećera u brašnu i o sposobnosti tvorbe šećera u brašnu.
Vlastiti šećeri brašna (glukoza, fruktoza, saharoza, maltoza itd.) fermentiraju se na samom početku procesa fermentacije. A za dobivanje što kvalitetnijeg kruha potrebna je intenzivna fermentacija kako tijekom zrenja tijesta, tako i tijekom završnog dizanja i tijekom prvog perioda pečenja. Osim toga, monosaharidi su također neophodni za reakciju stvaranja melanoida (stvaranje boje kore, okusa i mirisa kruha). Stoga nije bitniji sadržaj šećera u brašnu, već njegova sposobnost stvaranja šećera tijekom procesa zrenja tijesta.
Šećerotvorna sposobnost brašna je sposobnost mješavine vode i brašna pripremljene od njega da stvara određenu količinu maltoze na zadanoj temperaturi i u određenom vremenskom razdoblju. Sposobnost tvorbe šećera u brašnu određena je djelovanjem amilolitičkih enzima na škrob i ovisi kako o prisutnosti i količini amilolitičkih enzima (a- i β-amilaza) u brašnu, tako i o napadljivosti škroba brašna. Normalno neproklijalo zrno raži sadrži prilično veliku količinu aktivne α-amilaze. Tijekom klijanja zrna, aktivnost α-amilaze se višestruko povećava. U raženom brašnu β-amilaza je približno 3 puta manje aktivna nego u pšeničnom brašnu, a α-amilaza je više od 3 puta aktivnija.
Sve to dovodi do činjenice da mrvica raženog kruha uvijek ima povećanu ljepljivost u usporedbi s kruhom od pšeničnog brašna, koji je niže kvalitete. To je zbog činjenice da aktivna α-amilaza lako hidrolizira škrob do značajne količine dekstrina koji, vežući vlagu, smanjuju njegovu vezu s proteinima i škrobnim zrncima; velika količina vode je u slobodnom stanju. Prisutnost slobodne vlage koja nije vezana škrobom učinit će krušne mrvice vlažnima na dodir.
Poznavajući plinotvornu sposobnost brašna, možete predvidjeti intenzitet fermentacije tijesta, tijek konačnog dizanja i kvalitetu kruha. Plinotvorna sposobnost brašna utječe na boju kore. Boju korice dobrim dijelom duguje količini neprovrelog šećera prije pečenja.
Snaga brašna. Jačina brašna je sposobnost brašna da nakon miješenja te tijekom fermentacije i dizanja oblikuje tijesto koje ima određena strukturna i mehanička svojstva. Prema jačini brašno se dijeli na jako, srednje i slabo.
Jako brašno sadrži dosta proteinskih tvari i daje veliki prinos sirovog glutena. Gluten i tijesto od jakog brašna karakterizira visoka elastičnost i niska plastičnost. Bjelančevinaste tvari jakog brašna relativno sporo bubre pri miješenju tijesta, ali općenito upijaju dosta vode. Proteoliza u tijestu odvija se sporo. Tijesto ima visoku sposobnost zadržavanja plinova, kruh je pravilnog oblika, velikog volumena i poroznosti optimalne veličine i strukture. Treba napomenuti da se od jako jakog brašna dobije kruh manjeg volumena. Gluten i tijesto takvog brašna su previše elastični i nedovoljno rastegljivi.
Slabo brašno stvara neelastičan, pretjerano rastezljiv gluten. Zbog intenzivne proteolize, tijesto od slabog brašna ima nisku elastičnost, visoku plastičnost i povećanu ljepljivost. Formirani dijelovi tijesta raširite se tijekom dizanja. Gotove proizvode karakterizira mali volumen, nedovoljna poroznost i neodređenost (ognjišni proizvodi).
Srednje brašno proizvodi sirovi gluten i tijesto s dobrim reološkim svojstvima. Tijesto i gluten su dosta elastični i elastični. Kruh je oblika i kvalitete koji zadovoljava zahtjeve standarda.
Boja brašna i njegova sposobnost da potamni tijekom procesa pečenja. Boja mrvica povezana je s bojom brašna. Tamno brašno dat će kruh s tamnim mrvicama. Međutim, svijetlo brašno može u određenim slučajevima dati kruh s tamnim mrvicama. Stoga je za karakterizaciju pekarske kakvoće brašna važna ne samo njegova boja, već i sposobnost tamnjenja.
Boja brašna uglavnom je određena bojom endosperma zrna iz kojeg je brašno samljeveno, kao i bojom i količinom perifernih (mekinja) čestica zrna u brašnu.
Sposobnost brašna da potamni tijekom obrade određena je sadržajem fenola, slobodnog tirozina u brašnu te aktivnošću enzima O-difenoloksidaze i tirozinaze koji kataliziraju oksidaciju fenola i tirozina uz stvaranje tamno obojenih melanina.
Veličina čestica raženog brašna. Veličine čestica brašna od velike su važnosti u pekarskoj proizvodnji, značajno utječu na brzinu biokemijskih i koloidnih procesa u tijestu, a time i na svojstva tijesta, kvalitetu i iskorištenje kruha.
I nedovoljno i pretjerano mljevenje brašna pogoršava njegova svojstva pečenja: od pretjerano grubog brašna dobiva se kruh nedovoljnog volumena s grubom poroznošću mrvica debelih stijenki i često blijedom koricom; Kruh od previše mljevenog brašna ima smanjeni volumen, s intenzivno obojenom koricom, često s tamno obojenim mrvicama. Kruh za ognjište od ovog brašna može biti kašast.
Najkvalitetniji kruh dobiva se od brašna s optimalnom veličinom čestica. Optimum mljevenja, po svemu sudeći, trebao bi biti različit za brašna od žitarica s različitim udjelom, a posebno kvalitetom glutena.
U nastavku razmatramo strukturno-mehaničke (reološke) karakteristike (efektivna viskoznost h ef, plastična viskoznost h pl, modul elastičnosti E 1, modul elastičnosti E 2, vrijeme relaksacije naprezanja t reel, relativna plastičnost P itd.) za tijesto različitih pekarski proizvodi (krušno žito, proizvodi od maslaca, janjetina, bagel, slamke, lisnati kvasac i lisnati beskvasni kolači, itd.). Prikazan je utjecaj na reološka svojstva različitih čimbenika: kakvoće sirovina, načina tehnološke obrade, stupnja mehaničkog utjecaja na tijesto (mješenje tijesta, strojevi za lijevanje, pužna preša i mast), odmaranja tijesta, oblikovanja tijesta. komada tijesta, kao i tehnološke čimbenike kao što su temperatura, vlažnost tijesta, receptura, uključivanje aditiva i poboljšivača. Navedeni su primjeri korištenja reoloških svojstava za ocjenu kvalitete poluproizvoda i gotovih proizvoda.
Prikazani materijal može koristiti djelatnici projektnih i inženjerskih biroa, inženjeri pekarske industrije pri modernizaciji stare i izradi nove strojarske opreme, kao i istraživači i studenti u istraživačkim i diplomskim radovima.
Receptura, glavne i dodatne sirovine
Vrijednost viskoznosti za različite vrste tijesta
Prosječne vrijednosti viskoznosti raznih vrsta tijesta pri 30 °C i atmosferskom tlaku dane su u tablici. 6.19.
Tablica 6.19. Prosječna viskoznost različitih vrsta tijesta pri 30 °C i atmosferskom tlaku
| Vrsta testa | Reološko tijelo | Brzina smicanja, s –1 | Vlažnost, W T % | Efektivna viskoznost, h eff, Pa s |
| Opara | Visko-plastika | 2,0 | ||
| Kruh od brašna | ||||
| ocjenjujem | – | 5,0 | 44,5 | 6,5 10 2 |
| II | – | 5,0 | 45,7 | 5,5 10 2 |
| Za bugarski kruh | Shvedov–Bingham | 2,0 | 42,6 | 8 10 2 |
| Za bagele | Isti | 0,5 | 33,5 | 3·10 5 |
| Za šećerne krafne | –‘’– | 0,3 | 31,6 | 2 10 6 |
| Za bagele od vanilije | –‘’– | 0,5 | 31,8 | 8 10 5 |
| Za hrskavi kruh | - | 1,0 | 38,0 | 6 10 2 |
| Za somune | Elastično-visko-plastično | 2,0 | 41,0 | 1 10 4 |
Viskoznost tijesta od brašna kreće se od 0,5 do 2000 kPa s uz vlažnost od 17,0 do 45,7%. Različite vrste tijesta pripadaju različitim klasama reoloških tijela, zbog čega je potrebno u svakom pojedinom slučaju odabrati odgovarajuću proračunsku jednadžbu pri opisivanju toka pojedine vrste tijesta u tehnološkim strojevima.
Tijesto bez kvasca
Pri proizvodnji probnih polugotovih vafla koristi se tekuće tijesto, koje se od uobičajenog pekarskog tijesta razlikuje po odsutnosti kvasca i prisutnosti velike količine šećera i mlijeka.
Istraživanja () su provedena na rekonstruiranom viskozimetru
RV-8 sa sljedećim parametrima: brzina smicanja 0-9 s−¹, vlažnost tijesta 31,8 - 44,3%, temperatura tijesta 15 - 40ºC.
Dobivene ovisnosti efektivne viskoznosti o brzini smicanja tipične su za većinu vrsta tijesta od brašna. Povećanje vlažnosti i temperature dovodi do smanjenja viskoznosti.
Nelinearnost dobivenih ovisnosti omogućuje nam da zaključimo da tijesto koje se proučava ima abnormalnu viskoznost i da je ne-Newtonova tekućina. Pri brzinama smicanja do 6 s−¹ ova je ovisnost opisana potencijskim zakonom; Obradom eksperimentalnih podataka dobivena je jednadžba koja opisuje ovisnost viskoznosti o brzini smicanja, vlažnosti i temperaturi,
h=108,8-3,985g+0,25gÍ+1,13T-0,032TI-4,043W+0,0359WÍ.(1)
Jednadžba (1) vrijedi za sljedeće intervale promjena argumenata: 0,5 s –1 £g£7,0 s - 1 ; 31,8%£W£40,0%; 15°C£T£30°C.
Pri razvoju sustava za automatsko upravljanje i regulaciju tehnoloških procesa potrebno je poznavati korelaciju između pojedinih tehnoloških parametara i strukturnih i mehaničkih karakteristika proizvoda koji se proučava.
U tu svrhu provedeni su pokusi (12) za određivanje viskoznosti tijesta pri različitim razinama vlažnosti. Za pripremu tijesta korišteno je komercijalno pšenično brašno najvišeg i prvog razreda. Pokusi su provedeni s tijestom bez kvasca vlažnosti od 44,5 do 65% pri temperaturi od 30°C. Izbor ovog raspona objašnjen je na sljedeći način: gornja granica (44,5%) jednaka je sadržaju vlage pšeničnog tijesta napravljenog od brašna I. stupnja prihvaćenog u pekari; donja granica (65%) odabrana je zbog činjenice da mnogi radovi bilježe obećanje metode pripreme pšeničnog tijesta za tekuće tijesto, koje ima niz prednosti.
Viskoznost je određena pomoću Reotest-RV rotacijskog viskozimetra (GDR). Brzina deformacije varirala je od 0,167 do 1,8 s -1 . Prosječni rezultati prikazani su na slici 59.
Riža. 59. Ovisnost viskoznosti tijesta od brašna I. stupnja o sadržaju vlage pri različitim brzinama smicanja (u s-1):
ja - 0,167; 2 - 0,333; 3 - 0.6; 4 - 1.0; 5 -1.8.
Kao što se može vidjeti iz grafikona, ovisnosti su eksponencijalne. Kako se vlažnost poluproizvoda povećava, njihova se viskoznost značajno smanjuje. Dakle, za brzinu smicanja od 0,167 s -1, kada se vlažnost promijenila sa 46 na 50%, viskoznost se smanjila za približno 3,5 puta. S povećanjem brzine smicanja, intenzitet promjene viskoznosti značajno se smanjio. Na primjer, pri brzini smicanja od 0,167 s-1 i promjeni vlažnosti od 46,0 do 65,0%, viskoznost se smanjila sa 1385 na 42 kPa*s, a pri 1,8 s-1 i istoj promjeni vlažnosti, viskoznost se smanjila samo od 284 do 20 Pa·s, tj. intenzitet promjene viskoznosti smanjio se za 5 puta. Ovdje značajnu ulogu igra anomalija viskoznosti tijesta za pečenje.
Obradom dobivenih eksperimentalnih podataka moguće je predložiti sljedeći oblik korelacije:
h= c + e a W b , (3-13) a
gdje su a, b, c empirijski koeficijenti sljedećih vrijednosti: za tijesto od brašna I. stupnja a = 50,26, b = -12,47, c = 0,1; za tijesta od vrhunskog brašna a=52,77, b=-13,17, c=0,1.
Jednadžba (3-13) vrijedi za brzine smicanja od 0,167 do 1 s? a vlažnost tijesta od 44 do 62%.
Krupnost mljevenja pšeničnog brašna
Stol. Ovisnost elastično-plastičnih svojstava tijesta o krupnoći mljevenja pšeničnog brašna.
| Frakcije mljevenja | Sadržaj sirovog glutena, % | Modul elastičnosti, E | E, sa | |
| za 30 minuta | ||||
| Proći kroz sito 43 | 43/39,5 | 4,2/9,1 | 7,0/6,9 | 60/132 |
| Proći kroz sito 38 | 38/39,3 | 3,2/8,4 | 3,5/4,7 | 91/179 |
| Procijediti kroz sito 25 | 25/38,1 | 3,0/6,8 | 3,3/4,3 | 91/157 |
| Pobjeći od sita | 25/37,5 | 2,6/6,4 | 2,9/4,0 | |
| Utvrđen je obrnuti odnos između viskoznosti tijesta i modula smicanja te veličine čestica brašna. Ovaj obrazac je djelomično posljedica povećanja sadržaja proteina glutena sa smanjenjem veličine čestica brašna. |
Desna strana tablice 6.2
| Plastična viskoznost, η 10 –5 , Pa s | Modul elastičnosti, E·10 –3 , Pa???Preračunaj brojeve | Vrijeme relaksacije napona, η/ E, sa | Koeficijenti ukapljivanja | |
| K η | K E | |||
| za 3 sata | ||||
| 2,6/6,2 | 4,2/6,5 | 62/95 | 38/32 | 40/6 |
| 2,4/4,4 | 3,3/3,9 | 73/13 | 25/47 | 6/17 |
| 2,2/3,1 | 3,2/3,15 | 71/91 | 27/53 | 7/19 |
| 1,6/2,9 | 2,1/3,2 | 76/91 | 39/51 | 28/20 |
Tablica 6.20. Strukturno-mehanička svojstva maslenog tijesta s različitim sadržajem šećera i masti (na 20 °C)
| Tijesto | Vlažnost, % | E, Pa | η, Οa·s | η/ E, sa | P, % | E, % | D, s –1 |
| Kontrolirati | 30,2 | 3,0 10 3 | 5,0 10 5 | 0,0015 | |||
| Sa šećerom: | |||||||
| 5% | 30,6 | 1.1 10 3 | 2,0 10 5 | 0,0030 | |||
| 10% | 5.1 10 2 | 8,8 10 4 | 0,0045 | ||||
| 20% | 30,3 | 2,7 10 2 | 2,7 10 4 | 0,0090 | |||
| 50% | 30,5 | 1,4 10 2 | 1,6 10 4 | 0,0045 | |||
| Kontrolirati | 30,6 | 3,6 10 3 | 6.2 10 5 | 0,0015 | |||
| Sa margarinom: | |||||||
| 5% | 30,3 | 1,9 10 3 | 2,9 10 5 | 0,0030 | |||
| 10% | 28,0 | 1,8 10 3 | 2,4 10 5 | 0,0030 | |||
| 20% | 28,0 | 1,5 10 3 | 1,8 10 5 | 0,0040 | |||
| 50% | 30,4 | 4,8 10 3 | 7,9 10 4 | 0,0045 | |||
| Sa 50% šećera | 20,8 | 5,7 10 3 | 4,3 10 4 | 0,0075 | |||
| Sa 50% margarina | 20,4 | 4,9 10 3 | 2,8 10 5 | 0,0090 | |||
| Sa 50% šećera i 50% margarina | 20,0 | 6.1 10 3 | 3,6 10 4 | 0,0030 |
Učinak dodanog šećera i masti na mehanička svojstva tijesta od brašna ovisi o njegovoj vlažnosti. Značajni dodaci proteinskih spojeva, šećera i masti u pšenično tijesto od visokokvalitetnog brašna značajno mijenjaju njegova strukturna i mehanička svojstva. Dodatkom od 5 do 50% šećera u brašno postiže se plastificiranje strukture pšeničnog tijesta - smanjenje modula smicanja i viskoznosti; Elastičnost tijesta uočena je u vidu značajnijeg smanjenja modula.
Tablica 6.21. Strukturne i mehaničke karakteristike nefermentirajućeg i fermentirajućeg tijesta od brašna I. stupnja s dodatkom šećera.
| Broj uzorka | Ispitni uzorci | Vlažnost, % | E·10 –2 , Pa | η·10 –4 , Pa·s | η/ E, sa | P, % | E, % | K E, % | K η, % |
| Tijesto koje ne fermentira | |||||||||
| Bez aditiva | 44,0 | 8,5/3,5 | 5,9/1,9 | 69/53 | 72/78 | 74/82 | |||
| Sa 5% saharoze | 43,7 | 4,7/2,4 | 3,5/1,6 | 74/62 | 71/74 | 77/82 | |||
| Sa 5% glukoze | 44,0 | 5,4/2,8 | 4,0/2,0 | 74/68 | 71/72 | 73/77 | |||
| Sa 10% saharoze | 43,3 | 3,3/1,7 | 2,7/1,3 | 84/74 | 73/71 | 77/82 | |||
| Sa 10% glukoze | 44,1 | 3,1/1,6 | 3,1/1,8 | 99/108 | 64/62 | 91/76 | |||
| Sa 15% saharoze | 43,4 | 1,5/1,0 | 1,5/1,3 | 100/130 | 67/55 | 85/78 | |||
| Sa 15% glukoze | 43,5 | 1,9/1,2 | 2,5/1,6 | 140/140 | 58/55 | 76/77 | |||
| Sa 20% saharoze | 43,0 | 1,0/0,6 | 1,3/1,1 | 130/180 | 58/52 | 75/76 | |||
| Sa 20% glukoze | 43,0 | 1,0/0,9 | 1,5/1,7 | 145/180 | 53/48 | 64/67 | |||
| Tijesto za vrenje | |||||||||
| Bez aditiva | 44,2 | 6,0/2,9 | 5,4/6,2 | 90/214 | 67/45 | 64/65 | –12 | ||
| Sa 5% saharoze | 44,0 | 3,5/1,6 | 3,2/4,4 | 92/277 | 66/42 | 67/67 | –38 | ||
| Od 10%" | 43,8 | 1,8/1,4 | 1,7/2,9 | 100/207 | 65/46 | 59/60 | –71 | ||
| Od 15" | 44,0 | 0,9/0,8 | 0,8/1,4 | 96/178 | 65/50 | 67/63 | –75 | ||
| od 20" | 44,1 | 0,2/0,25 | 0,25/0,37 | 125/135 | 59/56 | 74/74 | –25 | –48 |
Struktura nefermentirajućeg tijesta bez dodanih šećera, zbog povećanog udjela spojeva topivih u vodi, ima povećanu plastičnost i ukapljuje se. Tijesto odležano 2 sata ima nisku viskoznost tijesta i povećava mu se relativna elastičnost. Dodavanjem 5–20% šećera u tijesto znatno se smanjuje njegova viskoznost, a još osjetnije modul smicanja: povećava se relativna elastičnost, a smanjuje plastičnost; s povećanjem doze šećera, ovaj učinak se povećava. Učinak dodanih šećera na strukturu nefermentiranog tijesta odležanog 2 sata sličan je njihovom djelovanju na strukturu bez mirovanja. Istodobno, dodaci šećera postupno mijenjaju prirodu utjecaja trajanja izlaganja tijestu na njegova elastično-elastična, plastično-viskozna svojstva.
Tablica 6.22. Utjecaj kombiniranog dodavanja šećera i masti na strukturno-mehanička svojstva tijesta od brašna I.
| Opcija iskustva | Uzorak | Vlažnost, % | E·10 –2 , Pa | η·10 –4 , Pa·s | η/ E, sa | P, % | E, % | K E, % | Gradijent E | K η, % | Gradijent η |
| Nefermentirano tijesto | |||||||||||
| Kontrolirati | 43,6 | 10/4 1 | 6,8/2,8 | 68/68 | 73/73 | 73/82 | - | - | |||
| Sa 5% šećera i 2,5% masti | 43,3 | 5,2/2,7 | 4,0/1,5 | 76/55 | 71/77 | 80/80 | 0,2 | 0,2 | |||
| Sa 10% šećera i 5% masti | 44,3 | 1,7/1,4 | 1,6/0,7 | 94/45 | 66/78 | 76/68 | 0,2 | 0,1 | |||
| Sa 20% šećera i 10% masti | 44,1 | 0,7/0,8 | 0,6/0,3 | 85/50 | 68/65 | 75/86 | –11 | 0,1 | 0,1 | ||
| Tijesto za vrenje | |||||||||||
| Kontrolirati | 43,8 | 8,2/4,5 | 7,4/11,0 | 91/240 | 67/44 | 70/75 | - | –15 | - | ||
| Sa 5% šećera i 2,5% masti | 43,8 | 3,0/2,0 | 3,6/4,1 | 120/209 | 60/47 | 75/76 | 0,3 | –11 | 0,9 | ||
| Sa 10% šećera i 5% masti | 44,7 | 1,3/0,8 | 1,3/2,0 | 100/250 | 64/42 | 70/67 | 0,3 | –15 | 0,6 | ||
| Sa 20% šećera i 10% masti | 44,2 | 0,3/0,25 | 0,4/0,5 | 133/200 | 63/51 | 74/77 | 0,1 | –12 | 0,3 |
Bilješka. U brojniku su podaci za svježe umiješano tijesto, a u nazivniku podaci za dvosatni test.
Šećeri jače smanjuju modul smicanja i viskoznost obje vrste tijesta; značajnije od masti povećavaju omjer viskoznosti i modula tijesta koje ne fermentira; U usporedbi s masnoćama manje aktivno smanjuju ovu važnu karakteristiku fermentiranog tijesta. Kombinirani dodatak šećera i masti imat će najznačajniji učinak ne toliko na elastično-plastična svojstva, koliko na svojstva opuštanja fermentiranog pšeničnog tijesta. Kombinirani dodatak šećera i masti tijestu koje ne fermentira ne poboljšava, već pogoršava njegova svojstva pečenja; a tijekom fermentacije malo povećava viskoznost i smanjuje modul smicanja.
Procjena pekarskih svojstava pšeničnog brašna. (1 dio)
Korišteni pojam “snaga” brašna zapravo je sinonim za kvalitetu brašna, njegova fizikalna svojstva. Brašno se smatra čvrstim ako je sposobno upiti relativno veliku količinu vode tijekom miješenja i pritom oblikovati tijesto koje stabilno zadržava svoj oblik, ne lijepi se za ruke i strojeve te se ne širi pri rezanju i pečenju. Od dobrog pšeničnog brašna dobiva se aromatičan, ukusan, rahli kruh (pravilnog oblika, prekriven glatkom, sjajnom, zapečenom koricom, s elastičnom, ravnomjerno rastresitom, fino poroznom mrvicom. Predvidjeti i osigurati visoku kvalitetu kruha moguće je samo uzimajući u obzir pečenje kvalitete brašna, koje ovise o kompleksima protein-doproteinaza i ugljikohidrat-amilaza u brašnu Pod pojmom "kompleks protein-proteinaza" podrazumijevaju se proteini brašna (uglavnom glijadin i glutenin), proteolitičke enzime koji ih hidroliziraju, kao i aktivatori i inhibitori proteolize. Pojam "ugljikohidratno-amilazni kompleks" uključuje šećer, škrob i amilaze.
Kompleks protein-proteinaza. Kompleks protein-proteinaza, a prije svega gluten, glavni je čimbenik koji određuje jačinu brašna. Gluten iz pšeničnog brašna je visoko hidratizirani kompleks koji se uglavnom sastoji od proteina glijadina i glutenina. Njihov omjer, prema V.S.Smirnovu, u glutenu iz vrhunskog brašna kreće se od 1:1,6 do 1:1,8. S povećanjem prinosa brašna on se smanjuje i u glutenu iz brašna 2. razreda kreće se od 1:1,1 do 1:1,2. Oba ova proteina su heterogena, svaki se sastoji od nekoliko frakcija.
Gliadin ima molekularnu masu od 27 000 do 65 000 Bubreći u vodi, stvara relativno tekuću sirupastu masu, koja se odlikuje ljepljivom, viskoznom, visoko rastezljivom i neelastičnom konzistencijom.
glutenin molekule su veće, njihova molekularna težina kreće se od stotina tisuća do nekoliko milijuna. Hidratizirani glutenin tvori gumastu, kratko rastezljivu masu visoke otpornosti na deformacije, elastičnu i relativno žilavu.
Sirovi gluten kombinira strukturna i mehanička svojstva ovih proteina i zauzima međupoložaj: glutenin je osnova, a gliadin je njegov princip lijepljenja.
U sirovom glutenu udio vode je 64-70%. Osim vode, proteini čvrsto drže male količine škroba, šećera, lipida i mineralnih elemenata. U glutenu su neproteinske tvari (u% suhe tvari): od vrhunskog brašna - 8-10; 1. - 10-12; 2.-16-22. Utvrđeno je da su lipidi, ugljikohidrati i mineralni elementi u glutenu u kemijski vezanom stanju - u obliku lilo- i glikoproteina, a čestice škroba i ljuske mehanički se zadržavaju. Lipidi koji čine gluten utječu na njegova svojstva. Njihovo djelovanje objašnjava se činjenicom da nezasićene masne kiseline, oksidirajući i stvarajući perokside i hidroperokside, potiču oksidaciju sulfhidrilnih skupina - SH uz stvaranje disulfidnih veza - S - S -, koje jačaju intramolekularnu strukturu proteina, čineći ga gušći. Disulfidne veze nastaju unutar jedne proteinske molekule i između različitih molekula glutenskih proteina. Određeni dio lipida ostaje nepovezan s proteinima i služi kao lubrikant između proteinskih molekula, dajući glutenu dodatnu elastičnost.
Svojstva glutena i metode za njihovo određivanje propisane su normom koja uređuje količina glutena. Sadržaj sirovog glutena trebao bi biti (u % težine brašna, ne manje): u krupici - 30, premium - 28, 1. - 30, 2. - 25, tapeta - 20.
Kvaliteta glutena karakteriziran uglavnom organoleptički bojom i mirisom, kao i čvrstoćom, elastičnošću i rastezljivošću. Kvalitetan gluten ima bijelu boju sa žućkastom ili sivkastom nijansom i blagim, ugodnim mirisom na brašno. Gluten smanjene kvalitete ima sivu boju, ponekad smećkastu nijansu i neugodan miris.
Kvalitetan gluten je elastičan, vezan, nakon deformacije brzo vraća svoj prvobitni oblik i ne lijepi se za ruke. Loš gluten nije elastičan, lijepi se za prste i ima mazivu, ponekad spužvastu ili mrvičastu konzistenciju.
Gluten se smatra jakim ako se komad od 4 g rasteže manje od 10 cm, srednje istezanje - od 11 do 16 i slabo - više od 16 cm.
Standard dijeli gluten u tri skupine prema navedenim pokazateljima: I - dobra elastičnost, duga ili srednja rastezljivost; II - dobra elastičnost i kratka elongacija ili zadovoljavajuća elastičnost, kratka, srednja ili duga elongacija; III - slaba elastičnost, jako istezanje, ogibljenje pri istezanju, lomljenje težine pod vlastitom težinom, kao i neelastično, lebdeće, nekoherentno.
Kvaliteta glutena može se prilično objektivno pokazati njegovom hidratacijskom sposobnošću. Prema G.N.Pronina, varira (u% sirovog glutena): za vrhunsko brašno - od 175 do 188, 1. - od 172 do 197 i 2. - od 166 do 186.
Definicija suhog glutena (u % težine brašna na suhu tvar) eliminira utjecaj fluktuacija sadržaja vlage u brašnu i hidratacijske sposobnosti glutena, stoga objektivnije karakterizira brašno i u većoj je korelaciji s sadržajem bjelančevina. Sadržaj suhog glutena (u%): u vrhunskom brašnu - 9,4-10, ZG 1. - 10,2-12,7; 2. - 8,7-11,7.
Lopta za pečenje od 2 g glutena omogućuje predviđanje u određenoj mjeri volumenskog prinosa kruha. Kvalitetna glutenska kuglica ima volumen 4,5-5,5 cm 3, a omjer visine i promjera je 1,1-1,2.
Rasprostranjenost lopte od 10 g sirovog glutena, određenog na temperaturi od 30 °C, za jedan, dva i tri sata kušanja, prilično objektivno odražava kvalitetu i neizravno ukazuje na aktivnost proteolitičkih enzima. Promjer kuglica (polovica zbroja dvaju okomitih mjerenja) glutena srednje kvalitete približno je jednak (u mm): na početku određivanja - oko 30; nakon 1 sata - od 40 do 50; nakon 2 sata - od 50 do 55; nakon 3 sata - od 55 do bO.
Karakterizacija kvalitete glutena može se provesti pomoću instrumenata, najčešći je mjerač deformacije glutena IDK-1, u kojem se na kuglicu glutena mase 4 g djeluje sila P = 1,18 N u trajanju od 30 s što je instrument dublji uronjena u gluten, slabija je. I. M. Reuter daje sljedeću gradaciju kvalitete glutena (H def - kriteriji kvalitete u jedinicama instrumenta): jako - 60-70, prosječno - 71-80, zadovoljavajuće - 81-100, slabo - više od 100. Ako je rezultat dobiven na IDK -1, pomnožen s 0,2, dobivate rastezljivost glutena u centimetrima.
Dakle, proučavanje kvalitete glutena standardnim i dodatnim metodama omogućuje nam prilično objektivno i sveobuhvatno karakterizirati njegova svojstva. Međutim, na proces ispiranja glutena utječu mnogi čimbenici, uključujući temperaturu i tvrdoću vode, trajanje pranja, količinu potrošene vode itd. Osim toga, proteini glutena i vina izolirani su iz prirodnog okoliša, pa stoga njihova svojstva ne potpuno podudaraju s njihovim ponašanjem u testu. Stoga, iako je proučavanje glutena nešto brže i lakše, određivanje jačine brašna na temelju svojstava tijesta daje pouzdanije rezultate.
Proteolitički enzimi su druga komponenta kompleksa protein-proteinaza; u zdravom zrnu pšenice imaju relativno nisku aktivnost. Međutim, u neispravnom zrnu i brašnu od njega naglo se povećava. Proteaze, djelujući na gluten, smanjuju njegovu elastičnost i povećavaju fluidnost. Proteoliza nije uvijek popraćena stvaranjem slobodnih aminokiselina, tj. uništavanjem primarne strukture proteina. U početnom stadiju proteoliza zahvaća tercijarnu i kvaternarnu strukturu proteinske molekule, uzrokujući njezinu dezagregaciju i stvaranje polipeptida.
Inhibirati (usporiti) oksidirajuća sredstva za proteolizu sposobna oksidirati sulfhidrilne skupine u disulfidne skupine.
Aktivatori proteolize su redukcijska sredstva koja uništavaju disulfidne mostove između proteinskih molekula i time slabe gluten. Brašno i kvasac, posebno stari, sadrže tripeptid glutation koji ima jak redukcijski učinak. Aminokiselina cistein ima isto svojstvo. Ne provode se posebne studije aktivnosti proteolitičkih enzima pri ocjeni brašna. Njihovo djelovanje ocjenjuje se kvalitetom glutena te strukturno-mehaničkim svojstvima tijesta.
Karakteristike “jačine” brašna temeljene na strukturnim i mehaničkim (reološkim) svojstvima tijesta. Tijesto je hidratizirani koloidni kompleks – polidisperzoid. Ima određenu unutarnju strukturu i osebujna strukturna i mehanička svojstva koja se kontinuirano mijenjaju. Metode koje omogućuju njihovu karakterizaciju istovremeno karakteriziraju "jačinu" brašna.
Određivanje “jačine” brašna prema rastezivosti kuglice tijesta bez kvasca predložio prof. L. Ya-Auerman. Koristeći ovu metodu, tijesto se mijesi sa sadržajem vlage od 46,3%; 100 g tijesta se uvalja u kuglu i drži jedan, dva i tri sata, uzimajući u obzir ne samo svojstva glutena, već i ukupni učinak proteinskih tvari, proteolitičkih enzima i neškrobnih polisaharida na reološka svojstva tijesto. Nakon 3 sata odmora, promjer kuglice tijesta od jakog brašna povećava se na ne više od 83 mm, srednje - na 97, slabo - više od 97 mm.
Određivanje "snage" brašna na temelju konzistencije tijesta provodi se konzistometrom (penetrometrom). Istodobno se proučavaju strukturna i mehanička svojstva tijesta prema kojima se prosuđuje aktivnost proteolitičkih enzima koji uzrokuju dezagregaciju glutena i smanjenje njegove elastičnosti. Za testiranje, tijesto se mijesi pri konstantnom sadržaju vlage za svaku vrstu brašna. Držati u termostatu na temperaturi od 35 °C 60, 120 i 180 minuta (Ko, Keo, Ki20 i Kieo) i odrediti dubinu bušenja tijesta bušilicom pod djelovanjem sile P = 50 g. (0,49 N). Što je punč dublje uronjen u tijesto, to je brašno slabije i veća je K vrijednost u standardnim jedinicama uređaja. Dakle, u kvalitetnom brašnu 1. razreda, Ko ne prelazi 100, Kbo - do 120, Ki20 - do 150 i Kieo - do 180.
Učitavanje...