Giornale internazionale di ricerca applicata e di base. Proprietà strutturali e meccaniche dei prodotti alimentari Caratteristiche delle proprietà strutturali e meccaniche degli impasti di farina

Per un impasto di sabbia appiccicoso, "elastico" con elevata umidità (35,5% anziché 19%), sono stati ottenuti valori di caratteristiche strutturali e meccaniche sottostimati: modulo di elasticità 7,6 103 Pa, viscosità 6,5 105 Pa s.

Pertanto, dai dati ottenuti risulta che la qualità dei prodotti a pasta semilavorata può essere giudicata dalle loro proprietà strutturali e meccaniche.

Per i prodotti a base di pasta di segale, le proprietà reologiche sono di particolare importanza insieme ad altre. La struttura dell'impasto e la qualità dei prodotti finiti dipendono dalle caratteristiche della composizione proteico-carboidrata della farina di segale. L'impasto di segale è caratterizzato dall'assenza di un involucro spugnoso di glutine e dalla presenza di una fase liquida, che è a base di proteine ​​peptizzate, muco, destrine solubili, zuccheri, una parte proteica a rigonfiamento limitato e particelle di crusca.

N. A. Akimova e E. Ya. Troitskaya hanno condotto studi reologici utilizzando metodi di modellazione matematica, il cui scopo era trovare la concentrazione ottimale dei componenti inclusi nella ricetta (compresa la salsa di mele), determinare il miglior rapporto tra loro e descrivere la natura di il flusso della pasta di segale con l'ausilio di equazioni matematiche e, di conseguenza, l'identificazione della qualità del modello e dei campioni di controllo e la definizione di indicatori strutturali e meccanici ottimali del semilavorato di prova.

Gli studi sono stati effettuati utilizzando un viscosimetro rotazionale "Reotest-2" ad una temperatura di 20 0 C. Nel corso dell'esperimento, tenendo conto della natura del test in esame, sono stati selezionati i campi di misura operativi nell'ambito di sono stati trovati i parametri di regime disponibili e i valori degli indicatori (viscosità, sforzo di taglio ultimo), le equazioni di prova del flusso.

Lo studio dei parametri strutturali e meccanici dell'impasto è mostrato in fig. 13.8 e 13.9.

Riso. 13.8. La dipendenza della viscosità effettiva delle ricette di pasta modello dal gradiente di velocità:

1 - un campione con un contenuto di componente mela del 5%;

2 - un campione con un contenuto di componenti di mele del 15%;

3 - un campione con un contenuto di componenti di mela del 25%

Dalla fig. 13.8 mostra chiaramente l'effetto della componente mela sulle proprietà strutturali e meccaniche dell'impasto, con l'introduzione di una quantità aggiuntiva di cui si osserva un forte calo della sua viscosità; nella modalità shear rate di 0,33 ... 16,2 s -1, questo valore è compreso nell'intervallo 0,928 ... 0,029 mPa-s. Al contrario, con una ridotta quantità di mele schiacciate nella struttura dell'impasto, la viscosità aumenta da 0,083 a 1,940 mPa-s.

Riso. 13.9. La dipendenza della viscosità effettiva dell'impasto dal gradiente di velocità:

1 - campione di controllo; 2 - schema ottimale

Durante l'elaborazione dei dati ottenuti su un computer, è stata effettuata un'analisi di regressione delle dipendenze rilevate, che ha mostrato che tra i modelli matematici (lineare, di potenza, iperbolico, esponenziale), i processi in corso possono essere descritti con il più alto grado di affidabilità da equazioni di potenza. I coefficienti di correlazione per i campioni del modello studiato erano rispettivamente r 1 = -0,9859, r 2 = -0,9928, r 3 = -0,9840.

Le dipendenze di potenza trovate η = f(γ), che descrivono la natura del flusso dei campioni di prova del modello, hanno mostrato che gli oggetti in studio appartengono a strutture viscoplastiche che obbediscono alle seguenti equazioni di flusso:

η 1 \u003d 6,737γ -0,766; η 2 \u003d 6,590γ -0,791; η 3 \u003d 6,013γ -0,828.

La natura del flusso dei campioni del modello 1 e 3 differisce dalla natura del flusso del campione 2. La curva ottimale di dipendenza della viscosità dalla velocità di taglio (campione 2) è tra due campioni del modello, la sua viscosità varia entro 1,771 ... 0,062 mPa * s.

Svantaggi del campione 1 - una consistenza densa, eterogenea, un po' friabile, si forma rapidamente una crosta "ventosa", nel campione 3 - una consistenza sparsa, sciolta, si notano macchie di componenti non miscelati; i prodotti durante lo stampaggio non mantengono bene la loro forma, il motivo non viene preservato.

Con l'introduzione di additivi di frutta nella massa di uova di zucchero e grasso nell'impasto, la struttura si liquefa a causa di un relativo aumento del mezzo di dispersione.

In questo caso si può affermare che quando gli additivi della frutta vengono aggiunti alla massa grassa insieme alle uova, si forma un sistema a ridotta mobilità dell'acqua, in relazione al quale diminuisce l'assorbimento di umidità da parte delle proteine ​​della farina durante la successiva impastatura dell'impasto .

Il cambiamento nelle proprietà di resistenza dell'impasto con l'introduzione di una quantità aggiuntiva del componente di mela ha un carattere di legge di potere. Una diminuzione della viscosità effettiva dell'impasto all'aumentare del contenuto della componente di mela in essa contenuta indica una liquefazione della sua struttura. Questo fenomeno può essere spiegato dall'indebolimento del sistema all'aumentare del suo contenuto d'acqua.

Nella scelta del modello di prova ottimale dai modelli di prova, sono stati presi in considerazione non solo gli indicatori reologici, ma anche altri indicatori inclusi nell'indicatore di qualità complesso, nonché le proprietà organolettiche dei prodotti da forno.

Il grafico mostrato in fig. 13.9 mostra che nelle equazioni di flusso che descrivono adeguatamente il processo di seguito, la struttura dei campioni studiati confrontando i campioni di controllo e ottimi viene distrutta a velocità diverse:

Coefficienti di correlazione in questo caso r counter = -0,981, r opt = -0,985.

È stato stabilito il tasso di distruzione della struttura, che è m counter = 2,163, che è molto più alto di m opt = 1,791.

La viscosità del campione di prova di controllo è compresa tra 2,27 e 0,043 mPa-s. Il campione di prova della ricetta sviluppata ha una consistenza meno viscosa di quella di controllo, il che si spiega con l'introduzione nella ricetta di grassi vegetali, nonché di carboidrati e acqua contenuti nelle mele. Inoltre, i valori di viscosità inferiori dell'impasto risultante possono essere spiegati dalla sostituzione della farina di frumento con quella di segale.

Pertanto, gli studi effettuati hanno consentito, utilizzando metodi di modellazione matematica, di perfezionare la ricetta ottimale per un prodotto di pasta di farina di segale semilavorato fondamentalmente nuovo, di studiarne in modo completo le proprietà strutturali e meccaniche e ottenere equazioni di potenza per il flusso del prodotto studiato impasto come impasto viscoplastico, e anche in futuro per fornire una valutazione completa e completa della qualità come impasto semilavorato risultante e un'ampia gamma di prodotti finiti da esso.

Sotto l'influenza delle alte temperature (cottura, doratura), le sostanze ad alto peso molecolare della farina subiscono profondi cambiamenti fisici e chimici. Questi cambiamenti si riducono alla denaturazione termica delle proteine ​​del glutine, che perdono la loro capacità di allungare e degradare l'amido. La variazione delle proteine ​​sotto l'influenza di diverse temperature di riscaldamento può essere giudicata dalla natura delle curve di deformazione di taglio ottenute per un impasto di farina non fermentante da farina preriscaldata a diverse temperature (secondo L. V. Babichenko) (Fig. 13.10).

Riso. 13.10. Curve di deformazione a taglio dell'impasto da farina seccata all'aria e riscaldata a vario

temperature (umidità tra parentesi)

La natura delle curve per campioni di pasta da farina secca all'aria riscaldata a 65, 105 e 120 0 C indica uno sviluppo piuttosto lento di deformazione altamente elastica e flusso con velocità decrescente, mentre il sistema scarico è caratterizzato da un alto valore di elastico effetto collaterale. Un aumento della temperatura di riscaldamento della farina è accompagnato da una diminuzione dell'elasticità dell'impasto. Cambiamenti particolarmente bruschi nelle curve si osservano per impasti di farina riscaldati a 130 °C e oltre. Essi mostrano il rapido sviluppo di deformazioni elastiche (i valori dei moduli di taglio e della viscosità dell'impasto con un contenuto di umidità del 45% sono riportati in Tabella 13.7).

Come si può vedere dalla tabella, con l'aumento della temperatura di riscaldamento della farina, il modulo di taglio dell'impasto aumenta. Per l'impasto a base di farina riscaldata a 150 0 C, è quasi 30 volte superiore a quello per l'impasto a base di farina non riscaldata.

L'impasto è un sistema colloidale solido-liquido polidisperso che ha proprietà sia elastico-elastiche che viscoplastiche, sulla cui superficie compaiono proprietà di adesione.Le proprietà fisiche dell'impasto di segale sono in gran parte determinate dalle proprietà della sua fase liquida molto viscosa. L'impasto di segale è caratterizzato da elevata viscosità, plasticità e bassa capacità di allungamento, bassa elasticità.

La viscosità dell'impasto di segale cambia durante la fermentazione (tabella 2.6).

Tabella 2.6 - Dipendenza della viscosità dell'impasto da forno (in kPa s) dalla durata della fermentazione e dalla velocità di taglio

Come si può vedere dalla Tabella 2.6, con un aumento della velocità di taglio, la viscosità dell'impasto diminuisce per qualsiasi durata della fermentazione, caratteristica tipica per la maggior parte delle masse di prova. All'aumentare del tempo di fermentazione, diminuisce anche la viscosità. Si noti che a tempi di fermentazione di 120 e 150 minuti a tutte le velocità, la viscosità quasi non differisce.

2.1.2.3 Proprietà di cottura della farina di segale

Le proprietà di cottura della farina di segale sono determinate dai seguenti indicatori:

capacità di produzione di gas;

il potere della farina;

il colore della farina e la sua capacità di scurire;

dimensione della macinatura.

Capacità di generazione del gas della farina. La capacità di formare gas della farina è la capacità dell'impasto preparato da essa di formare anidride carbonica.

Durante la fermentazione alcolica causata dai lieviti nell'impasto, i saccaridi in esso contenuti vengono fatti fermentare. Soprattutto, nel processo di fermentazione alcolica si formano alcol etilico e anidride carbonica, e quindi è dalla quantità di questi prodotti che si può giudicare l'intensità della fermentazione alcolica. Pertanto, la capacità di formazione di gas della farina è caratterizzata dalla quantità di anidride carbonica per ml formata durante 5 ore di fermentazione di un impasto preparato con 100 g di farina, 60 ml di acqua e 10 g di lievito ad una temperatura di 30° C.

La capacità di formare gas dipende dal contenuto dei propri zuccheri nella farina e dalla capacità di formare zucchero della farina.

Gli zuccheri propri della farina (glucosio, fruttosio, saccarosio, maltosio, ecc.) vengono fatti fermentare proprio all'inizio del processo di fermentazione. E per ottenere un pane della migliore qualità, è necessario avere una fermentazione intensiva sia durante la maturazione dell'impasto, sia durante la lievitazione finale e nella prima cottura. Inoltre, i monosaccaridi sono necessari anche per la reazione della melanoidinoobrazovanie (formazione del colore della crosta, del gusto e dell'odore del pane). Non è quindi il contenuto di zuccheri nella farina ad essere più importante, ma la sua capacità di formare zuccheri durante la maturazione dell'impasto.

La capacità di formare zucchero della farina è la capacità di una miscela di acqua e farina da essa preparata di formare l'una o l'altra quantità di maltosio a una determinata temperatura e per un certo periodo di tempo. La capacità di formare zucchero della farina è determinata dall'azione degli enzimi amilolitici sull'amido e dipende sia dalla presenza e quantità di enzimi amilolitici (a- e β-amilasi) nella farina, sia dall'attaccabilità dell'amido di farina. Il normale grano di segale non germogliato contiene una quantità abbastanza grande di α-amilasi attiva. Durante la germinazione del grano, l'attività dell'α-amilasi aumenta molte volte. Nella farina di segale, la β-amilasi è circa 3 volte meno attiva rispetto alla farina di frumento e l'α-amilasi è più di 3 volte attiva.

Tutto ciò porta al fatto che la mollica di pane di segale ha sempre una viscosità maggiore, rispetto al pane di farina di frumento, di qualità ridotta. Ciò è dovuto al fatto che l'α-amilasi attiva idrolizza facilmente l'amido in una quantità significativa di destrine, che, legando l'umidità, riducono la sua associazione con proteine ​​e grani di amido; una grande quantità di acqua è allo stato libero. La presenza di un po' di umidità libera e non legata all'amido renderà il pangrattato umido al tatto.

Conoscendo la capacità di formazione di gas della farina, si può prevedere l'intensità della fermentazione dell'impasto, l'andamento della lievitazione finale e la qualità del pane. La capacità di formazione di gas della farina influisce sul colore della crosta. Il colore della crosta è dovuto in gran parte alla quantità di zuccheri non fermentati prima della cottura.

Il potere della farina. Il punto di forza della farina è la capacità della farina di formare un impasto che, dopo l'impasto e durante la fermentazione e la lievitazione, possiede determinate proprietà strutturali e meccaniche. Per forza, la farina è divisa in forte, media e debole.

La farina forte contiene molte sostanze proteiche, dà una grande resa di glutine crudo. Gli impasti di glutine e farina forte sono caratterizzati da elevata elasticità e bassa plasticità. Le proteine ​​nelle farine forti si gonfiano in modo relativamente lento durante l'impasto, ma generalmente assorbono molta acqua. La proteolisi nell'impasto procede lentamente. L'impasto ha un'elevata capacità di trattenere i gas, il pane ha la forma corretta, il grande volume, la porosità ottimale nelle dimensioni e nella struttura. Va notato che una farina molto forte dà al pane un volume inferiore. Il glutine e l'impasto di tale farina sono troppo elastici e non abbastanza estensibili.

La farina debole forma un glutine anelastico, eccessivamente estensibile. A causa dell'intensa proteolisi, l'impasto a base di farina debole ha una bassa elasticità, un'elevata plasticità e una maggiore viscosità. I pezzi di pasta formati durante il periodo di lievitazione sono sfocati. I prodotti finiti sono caratterizzati da basso volume, porosità insufficiente e vaghezza (prodotti per focolare).

La farina media dà glutine crudo e impasti con buone proprietà reologiche. L'impasto e il glutine sono abbastanza resistenti ed elastici. Il pane ha una forma e una qualità che soddisfano i requisiti della norma.

Il colore della farina e la sua capacità di scurirsi durante la preparazione del pane. Il colore della mollica è correlato al colore della farina. La farina scura farà il pane con una mollica scura. Tuttavia, la farina di colore chiaro può, in alcuni casi, dare al pane una mollica scura. Pertanto, per caratterizzare la dignità di cottura della farina, non è importante solo il suo colore, ma anche la capacità di scurire.

Il colore della farina è determinato principalmente dal colore dell'endosperma del chicco da cui viene macinata la farina, nonché dal colore e dalla quantità di particelle di granella periferica (crusca) nella farina.

La capacità della farina di scurire durante la lavorazione è dovuta al contenuto di fenoli, tirosina libera nella farina e all'attività degli enzimi O-difenolo ossidasi e tirosinasi, che catalizzano l'ossidazione dei fenoli e della tirosina con la formazione di melanine di colore scuro .

Granulometria di farina di segale. Le dimensioni delle particelle di farina sono di grande importanza nell'industria dei prodotti da forno, influenzando in larga misura la velocità dei processi biochimici e colloidali nell'impasto e, di conseguenza, le proprietà dell'impasto, la qualità e la resa del pane.

La macinazione della farina sia insufficiente che eccessiva ne pregiudica le proprietà di cottura: una farina eccessivamente grossolana darà un pane di volume insufficiente con porosità della mollica grossolana, a pareti spesse e spesso con una crosta di colore chiaro; il pane di farina eccessivamente macinata è ridotto di volume, con una crosta dal colore intenso, spesso con una mollica di colore scuro. Il pane per focolare fatto con tale farina può essere vago.

Il pane della migliore qualità si ottiene da farine con granulometria ottimale. La macinazione ottimale, a quanto pare, dovrebbe essere diversa per farine di grano con quantità e soprattutto qualità differenti di glutine.

Numero del campione	Tempo di attesa, h	e 10 , papà	η 10 papà Insieme a	η/E, s	P, %	E, %	Per , %	Per , %
1 2	0 2 0 2	8,5/6,0 3,5/2,9 12,0/7,6 6,4/3,8	5,9/5,4 1,9/6,2 6,4/5,4 3,2/8,4	69/89 53/220 50/71 50/221	72/67 78/45 77/73 78/45	74/64 82/65 78/67 76/70	59/52 47/50	68/-15 50/-55

Nota. Il numeratore mostra i dati sul test non errante, il denominatore - su quello roaming.

L'impasto a base di farina di frumento di grado I ha una struttura labile meno complessa rispetto all'impasto a base di farina di grado II: contiene processi di idrolisi meno attivi, contiene meno zuccheri e altri composti che modificano le proprietà elastiche della struttura nel tempo. Per questo motivo le differenze nella struttura dell'impasto non fermentante di farina di grado I dovrebbero essere le più evidenti.

Come i risultati della tabella. 4.1, subito dopo l'impasto, l'impasto non fermentante di entrambi i campioni aveva moduli di taglio e viscosità, plasticità ed elasticità relative erano grandi e η/E meno della pasta fermentata. Dopo 2 ore di fermentazione, la viscosità dell'impasto e η/E non è diminuito, come in un impasto non fermentante, ma, al contrario, è aumentato e la plasticità è diminuita. Per questo motivo, l'indicatore Per aveva un valore negativo, caratterizzando non la liquefazione, ma un aumento della viscosità della struttura.

I risultati del confronto delle proprietà meccaniche della pasta di frumento non fermentante e in fermentazione da due campioni di farina di grado II sono riportati nella tabella. 3.1, sostanzialmente confermano integralmente gli schemi stabiliti per gli impasti da farina di grado I; sono tuttavia di indubbio interesse perché il processo di stagionatura è durato fino a 24 ore.È noto che la fermentazione del lievito di pane pressato al dosaggio abituale (circa 1% in farina) termina solitamente in un intervallo di tempo di 3-4 ore ( durata della fermentazione dell'impasto) . Trascorso questo tempo, l'impasto viene reintegrato con una porzione fresca di farina e mescolato, dopodiché riprende la fermentazione in esso. In assenza di additivi per farina e miscelazione, la fermentazione alcolica è inferiore alla fermentazione acida. Tale impasto, acquisendo quantità eccessive di alcol etilico e acidi, dissolve le proteine ​​​​del glutine (diluisce), perdendo anidride carbonica - riduce il volume, diventa più denso. Da tavola. 3.1 si può notare che l'impasto in fermentazione dopo 6 ore e soprattutto dopo 24 ore di fermentazione in termini di moduli di taglio, viscosità, plasticità relativa ed elasticità si avvicina a questi indicatori di impasto non fermentante. Ciò dimostra che i processi di fermentazione del lievito che durano fino a 6 ore sono la ragione principale per differenze significative nella struttura dell'impasto in fermentazione dalla sua struttura non fermentante. Gli esperimenti hanno stabilito che i campioni di pasta di frumento in fermentazione da farina di I e II grado hanno una struttura che ha proprietà più perfette di elasticità-elasticità (modulo di taglio inferiore), maggiore viscosità e stabilità dimensionale. (η/E), oltre ad una maggiore stabilità nel tempo rispetto ad una struttura di impasto non fermentante. Il motivo principale di queste differenze dovrebbe essere considerato il processo di fermentazione alcolica del lievito di birra nella fermentazione dell'impasto, la formazione di pori pieni di gas in esso, che provocano un aumento permanente del volume, lo sviluppo di deformazioni elastoplastiche e il rafforzamento del struttura dovuta all'orientamento dei polimeri nei piani di taglio. La fermentazione acida al suo interno è meno significativa e, come mostrato di seguito, influisce su queste proprietà modificando i processi di rigonfiamento e dissoluzione dei composti della farina.

DIPENDENZA DELLE PROPRIETÀ MECCANICHE DELL'IMPASTO DI FEMINAZIONE E DELLA QUALITÀ DEL PANE DAL TIPO E DAL TIPO DI FARINA

La qualità dei prodotti a base di pane - la loro resa volumetrica, la forma, la struttura della porosità e altre caratteristiche, sono determinati dal tipo di farina e sono di conseguenza nominati dai GOST.

La struttura dell'impasto in fermentazione è il materiale diretto da cui si ottengono i prodotti del pane mediante trattamento termico in forno. È stato interessante studiare le proprietà biochimiche e strutturale-meccaniche della fermentazione della pasta di frumento a seconda del tipo di farina. A tale scopo, sette campioni di grani rossi teneri sono stati macinati in un mulino da laboratorio con macinazione a tre gradi con una resa totale media del 78%. Successivamente sono state studiate le capacità gassose e di mantenimento dei gas della farina, le caratteristiche strutturali e meccaniche dell'impasto fermentato dopo la lievitazione, nonché le proteine ​​grezze del glutine e il loro contenuto nella farina, volume specifico (in cm 3 /d) modellato, così come NASCOSTO pane tondo cotto secondo GOST 9404-60. I risultati sono mostrati in tabella. 4.2. Hanno dimostrato che la resa di farina di alta qualità, anche in condizioni di macinazione sperimentale di laboratorio, oscilla in modo significativo e più forte, maggiore è il suo grado. Pertanto, la tecnologia di macinazione del grano dovrebbe influenzare la composizione chimica e, di conseguenza, la struttura dell'impasto. È uno dei numerosi fattori significativi che influenzano gli indicatori di qualità di farine, impasti e prodotti del pane.

Tabella 4.2

Caratteristiche biochimiche e strutturale-meccaniche

proteine ​​del glutine di pasta e pane fermentati

(dati medi)

Nota. Il numeratore contiene dati sulle proteine, al denominatore - sul test.

Le proprietà tecnologiche del grano e della farina di ogni grado sono caratterizzate principalmente dalla loro capacità di formare gas. Questa proprietà caratterizza la capacità del grano e della farina di convertire l'energia chimica di ossidazione dei carboidrati in energia termica e meccanica del movimento dell'impasto in fermentazione, superando l'inerzia della sua massa. La determinazione della capacità di formazione di gas della farina è accompagnata dalla presa in considerazione della quantità di CO rilasciata 2 . Il suo importo, ritardato dal test, lo determina. ritenzione di gas per aumento di volume. Questo indicatore fisico-chimico caratterizza per il suo valore inverso la permeabilità ai gas del test per l'anidride carbonica. Quest'ultimo dipende dalla struttura e dalla grandezza del principale elastico-plastico (E, η, η/E) caratteristiche di prova. Gli esperimenti hanno dimostrato che la capacità di formazione di gas della farina è aumentata in modo significativo dal più alto al primo e al secondo grado, mentre la resa volumetrica del pane, al contrario, è diminuita.

La capacità di trattenere i gas dell'impasto dipende direttamente dalla capacità di formare gas; nonostante ciò, non è aumentato in valori assoluti e relativi (in % alla formazione di gas), ma è diminuito sensibilmente e regolarmente con una diminuzione della qualità della farina. Esiste una stretta relazione diretta tra il valore assoluto di CO trattenuta dall'impasto e le caratteristiche volumetriche del pane (Resa volumetrica, volume specifico). Quanto sopra ci consente di concludere che queste caratteristiche della qualità del pane sono determinate principalmente non da proprietà biochimiche, ma fisico-chimiche (permeabilità ai gas) e meccaniche (η, e eη/E) test. Questi ultimi dipendono principalmente dalle rispettive proprietà delle proteine ​​grezze del glutine e dal loro contenuto nell'impasto.

Gli esperimenti hanno dimostrato che il contenuto di proteine ​​grezze del glutine aumenta naturalmente con una diminuzione della forza del grano e della capacità di umidità (viscosità) della farina e delle sue varietà. La struttura proteica della farina premium aveva un modulo di taglio e, in media, viscosità più elevati rispetto alla struttura proteica della farina di grado I. Ciò indica il loro peso molecolare statistico più elevato. Le proteine ​​della farina di grado I avevano un modulo di taglio e una viscosità inferiori a queste caratteristiche delle proteine ​​della farina di grado II, ma le superavano in valore. η/E. Questo ne caratterizza la grande elasticità e stabilità dimensionale.

La capacità di trattenere i gas dell'impasto e la resa volumetrica dei prodotti da pane dipendono direttamente dalla durata del periodo di rilassamento dello stress delle proteine ​​del glutine e dell'impasto, o η/E . Il rapporto tra viscosità e modulo delle proteine ​​del glutine della farina di grado II era significativamente inferiore a quello delle proteine ​​della farina di qualità superiore e di grado I.

La capacità di trattenere i gas dell'impasto a base di farina di frumento varietale dipendeva dai rispettivi valori del suo modulo di taglio e viscosità. Queste caratteristiche con una diminuzione del grado di farina sono diminuite in modo simile alla capacità di ritenzione del gas.

È stato accertato che l'impasto in fermentazione a base di farina di primissima qualità con un contenuto di umidità del 44%, come le proteine ​​grezze del glutine di questa farina, presentava i valori più significativi di moduli di taglio, viscosità e rapporto viscosità/modulo , e la plasticità relativa più bassa. Da questa prova sono stati ottenuti prodotti di pane della massima porosità, volume specifico del pane modellato, nonché il rapporto tra altezza e diametro del pane focolare. Pertanto, nonostante la viscosità significativa, la minima formazione di gas a causa dell'elevata η/E da questa farina si ricavavano impasti e pane ad alta resa volumetrica. Alta viscosità e η/E contribuito alla produzione del pane da focolare con il massimo N / A .

L'impasto di farina di primo grado con un contenuto di umidità del 44% in termini di ritenzione di gas, caratteristiche meccaniche e qualità del pane era leggermente inferiore alla qualità dell'impasto di farina di grado più alto, aveva una viscosità ridotta di 14- 15%, η/E test, N / A . Ciò indica che la diminuzione della viscosità dell'impasto di farina di grado I ha contribuito sia allo sviluppo del volume specifico del pane formato sia all'aumento della spalmabilità del pane focolare.

L'impasto di farina di grado II aveva un contenuto di umidità più elevato (45%). Nonostante la maggiore formazione di gas, era significativamente inferiore all'impasto della farina di grado più alto e I in termini di ritenzione di gas e viscosità. Il rapporto tra viscosità e modulo di questo test, come quello delle proteine ​​del glutine, era inferiore e la plasticità relativa era superiore a quella del test da farina di grado più alto e I. La qualità dei prodotti da forno risultanti era molto inferiore alla qualità dei prodotti a base di farina di grado più alto e I.

Al fine di chiarire l'influenza delle caratteristiche strutturali e meccaniche dell'impasto in fermentazione sulle proprietà fisiche dei prodotti del pane, abbiamo differenziato i risultati degli esperimenti in due gruppi. Il primo gruppo di campioni di ogni grado aveva, in media, moduli di taglio e viscosità superiori alla media aritmetica, il secondo gruppo ne aveva di più bassi. Sono state inoltre prese in considerazione le caratteristiche di ritenzione gassosa dell'impasto e le proprietà elasto-plastiche delle proteine ​​grezze del glutine (Tabella 4.3).

Tabella 4.3

Caratteristiche medie degli impasti ad alta e bassa viscosità

Da tavola. 4.3 si può notare che il volume specifico del pane di farina premium non dipende dalla capacità di trattenere i gas dell'impasto, che si è rivelato pressoché identico per entrambi i gruppi di campioni. Il volume specifico del pane di farina di I e II grado dipendeva da un valore leggermente superiore della capacità di trattenere il gas dell'impasto del secondo gruppo di campioni. La quantità di glutine crudo in entrambi i gruppi di campioni per tutti i tipi di farina si è rivelata approssimativamente la stessa e non poteva influire sulla qualità del pane.

La viscosità dell'impasto di farina del grado più alto di entrambi i gruppi di campioni si è rivelata inversamente correlata e il rapporto tra viscosità e modulo era direttamente proporzionale ai corrispondenti indicatori delle loro proteine ​​​​del glutine grezze, per l'impasto di farina di I e II varietà di entrambi i gruppi di campioni - al contrario.

Le proprietà strutturale-meccaniche dei prodotti alimentari svolgono una duplice funzione: sono intese non solo per le caratteristiche quantitative, ma anche per quelle qualitative dei prodotti alimentari. Strutturale- m proprietà meccaniche (reologiche). - caratteristiche dei beni, manifestate durante la loro deformazione. Caratterizzano la capacità dei beni di resistere alle forze esterne applicate o di cambiare sotto la loro influenza. Questi includono resistenza, durezza, elasticità, elasticità, plasticità, viscosità, adesione, tissotropia, ecc.

Queste proprietà dipendono non solo dalla composizione chimica dei prodotti, ma anche dalla struttura o struttura. Gli indicatori delle proprietà strutturali e meccaniche caratterizzano la qualità (coerenza) dei prodotti alimentari, cambiano notevolmente durante la loro distruzione e sono presi in considerazione nella scelta delle condizioni per la loro lavorazione tecnologica, trasporto e conservazione.

Forza - la capacità di un corpo solido di resistere alla distruzione meccanica quando gli viene applicata una forza esterna di tensione e compressione.

La resistenza di un materiale dipende dalla sua struttura e porosità. La forza è importante per le caratteristiche quantitative di prodotti alimentari come pasta, zucchero raffinato, biscotti, cracker. Se i prodotti alimentari non sono abbastanza forti, aumenta la quantità di scarti e briciole Questo indicatore viene preso in considerazione quando si trasforma il grano in farina, quando si schiaccia l'uva, quando si tritano le patate, ecc.

Durezza- resistenza superficiale locale del corpo, che è caratterizzata dalla resistenza alla penetrazione di un altro corpo più solido al suo interno.

La durezza degli oggetti dipende dalla loro natura, forma, struttura, dimensione e disposizione degli atomi, nonché dalle forze di coesione intermolecolare. La durezza viene determinata quando si valuta il grado di maturazione di frutta e verdura fresca; la durezza di cracker e prodotti di agnello viene utilizzata per giudicare i processi di raffermazione .

Deformazione - la capacità di un oggetto di cambiare dimensione, forma e struttura sotto l'influenza di influenze esterne che causano lo spostamento delle singole particelle l'una rispetto all'altra. La deformazione delle merci dipende dall'entità e dal tipo di carico, dalla struttura e dalle proprietà fisiche e chimiche dell'oggetto.

Le deformazioni possono essere reversibili e irreversibili (residuali). Con la deformazione reversibile, le dimensioni, la forma e la struttura originali dei prodotti vengono completamente ripristinate dopo la rimozione del carico e con la deformazione irreversibile non vengono ripristinate. La deformazione reversibile può essere elastica, quando si ha un ripristino istantaneo della forma e delle dimensioni dell'oggetto, ed elastica, quando il restauro richiede un periodo di tempo più o meno lungo. La deformazione residua è la deformazione rimanente dopo la fine dell'azione delle forze esterne. La deformazione irreversibile residua è anche chiamata plastica.

Se le forze esterne applicate al corpo sono così grandi che le particelle del corpo che si muovono nel processo di deformazione perdono la loro connessione reciproca, si verifica la distruzione del corpo.

I prodotti alimentari, di regola, sono caratterizzati da una composizione multicomponente; sono caratterizzati sia da deformazione elastica ed elastica, sia da deformazione plastica.

Elasticità - la capacità dei corpi di ripristinare istantaneamente la loro forma o volume originale dopo la cessazione delle forze deformanti. Questo indicatore viene utilizzato per determinare l'elasticità dell'impasto, il glutine nell'impasto di frumento, i prodotti a base di pane e altri beni. Questa proprietà caratterizza beni quali, ad esempio, prodotti gonfiabili in gomma (pneumatici, giocattoli, ecc.).

Elasticità- la proprietà dei corpi di ripristinare gradualmente forma o volume per qualche tempo dopo la cessazione delle forze deformanti.

Questa proprietà viene utilizzata anche per valutare la qualità del pane (condizione della briciola), della carne e del pesce, dell'impasto senza glutine. Pertanto, l'elasticità della mollica di pane, carne e pesce funge da indicatore della loro freschezza, poiché la mollica perde la sua elasticità quando rafferma; quando carne e pesce sono troppo maturi o viziati, il tessuto muscolare si ammorbidisce molto e perde anche la sua elasticità.

Plastica- la capacità di un oggetto di deformazioni irreversibili, a seguito delle quali cambia la forma originale e, dopo la cessazione dell'influenza esterna, viene preservata la nuova forma. La plastilina è un tipico esempio di materie plastiche. La plasticità delle materie prime alimentari e dei semilavorati viene utilizzata nello stampaggio dei prodotti finiti. Quindi, grazie alla plasticità della pasta di grano, è possibile dare una certa forma a prodotti da forno, pasticcerie di farina, agnello e pasta. La plasticità è posseduta da masse di caramello caldo, caramelle, cioccolato e marmellata. Dopo la cottura e il raffreddamento, i prodotti finiti perdono plasticità, acquisendo nuove proprietà (elasticità, durezza, ecc.).

Durante il trasporto, lo stoccaggio e la vendita di prodotti, si dovrebbe tenere conto della sua capacità di deformarsi e della sua dipendenza dai carichi meccanici e dalla temperatura del prodotto.Quindi, grassi commestibili, prodotti a base di margarina, burro di vacca, pane a basse temperature hanno una resistenza relativamente elevata e a temperature elevate - plasticità. Pertanto, il trasporto, ad esempio, di pane caldo (non raffreddato) può portare alla deformazione dei prodotti e all'aumento della percentuale di difetti sanitari.

Va notato che praticamente non esistono corpi capaci solo di deformazioni reversibili o irreversibili. In ogni materiale o prodotto si manifestano diversi tipi di deformazioni, ma alcuni sono più caratterizzati da deformazioni reversibili, elasticità, elasticità, mentre altri sono plastici. Le deformazioni elastiche sono più inerenti ai beni che hanno una struttura cristallina, le deformazioni elastiche - nei beni costituiti da composti organici ad alto peso molecolare (proteine, amido, ecc.), Plastica - nei beni con legami deboli tra le singole particelle.

Le differenze fondamentali tra deformazioni elastiche, elastiche e plastiche risiedono nei cambiamenti strutturali che si verificano sotto l'influenza di una forza esterna. Con deformazioni elastiche ed elastiche cambia la distanza tra le particelle e con deformazioni plastiche cambia la loro posizione relativa.

Come risultato dell'azione esterna a lungo termine, la deformazione elastica può trasformarsi in plastica. Questa transizione è associata a rilassamento - caduta di sollecitazione all'interno del materiale a una deformazione iniziale costante.

Un esempio è la deformazione di frutta e verdura sotto l'influenza della gravità degli strati superiori, il pane appena sfornato sotto shock o pressione. In questo caso, il prodotto potrebbe perdere parzialmente o completamente la capacità di ripristinare la sua forma a causa di un cambiamento nella posizione relativa delle particelle.

Viscosità(attrito interno) - la capacità di un fluido di resistere al movimento di una delle sue parti rispetto a un'altra sotto l'influenza di una forza esterna.

La viscosità dei prodotti liquidi viene determinata utilizzando un viscosimetro. La viscosità viene utilizzata per valutare la qualità di merci a consistenza liquida e viscosa (sciroppi, estratti, miele, oli vegetali, succhi, liquori, ecc.). La viscosità dipende dalla composizione chimica (contenuto di acqua, solidi, grassi) e dalla temperatura del prodotto. Con un aumento del contenuto di acqua e grasso, oltre alla temperatura, diminuisce la viscosità delle materie prime, dei semilavorati e dei prodotti finiti, il che ne facilita la preparazione, la viscosità aumenta con l'aumento della concentrazione delle soluzioni, il loro grado di dispersione.

La viscosità indica indirettamente la qualità dei prodotti liquidi e viscosi, caratterizza il grado di prontezza durante la lavorazione delle materie prime, influisce sulle perdite durante il loro spostamento da un tipo di contenitore all'altro.

Appiccicosità (adesione)- la capacità dei prodotti di esibire forze di interazione con un altro prodotto o con la superficie del contenitore in cui si trova il prodotto. Questo indicatore è strettamente correlato alla plasticità, alla viscosità dei prodotti alimentari. L'adesione è tipica di prodotti alimentari come formaggio, burro, carne macinata, ecc. Si attaccano alla lama del coltello quando vengono tagliati, ai denti quando vengono masticati. La viscosità dei prodotti è determinata al fine di controllare questa proprietà durante la produzione e lo stoccaggio delle merci.

Strisciamento La proprietà di un materiale di deformarsi continuamente sotto un carico costante. Questa proprietà è tipica di formaggi, gelati, burro di vacca, marmellate, ecc. Nei prodotti alimentari compare molto rapidamente lo scorrimento, che deve essere tenuto in considerazione durante la loro lavorazione in deposito.

Tissotropia- la capacità di alcuni sistemi dispersi di ripristinare spontaneamente la struttura distrutta dall'azione meccanica. Si trova in molti semilavorati e prodotti dell'industria alimentare e della ristorazione pubblica, ad esempio nelle gelatine.

La pasta compattata fornita alla matrice è un materiale elastico-plastico-viscoso.

L'elasticità del test è la capacità del test di ripristinare la sua forma originale dopo una rapida rimozione del carico, si manifesta sotto carichi piccoli e di breve durata.

La plasticità è la capacità di un impasto di deformarsi. Sotto carichi prolungati e significativi (al di sopra del cosiddetto limite elastico), l'impasto della pasta si comporta come un materiale plastico, ad es. dopo aver rimosso il carico, mantiene la forma datagli, si deforma. È questa proprietà che consente di formare una pasta cruda di un certo tipo dall'impasto.

Viscosità - è caratterizzata dall'entità delle forze di adesione delle particelle l'una all'altra (forze di coesione). Maggiore è il valore delle forze di coesione dell'impasto, più viscoso (forte) è, meno plastica è.

L'impasto di plastica richiede meno energia per lo stampaggio, è più facile da modellare. Quando si utilizzano matrici metalliche da un impasto più plastico, si ottengono prodotti con una superficie più liscia. Con un aumento della plasticità, l'impasto diventa meno elastico, meno durevole, più appiccicoso, aderisce più fortemente alle superfici di lavoro della camera della vite e della vite e i prodotti grezzi di tale impasto si attaccano più fortemente e non mantengono bene la loro forma .

Le proprietà reologiche della pasta compattata, cioè il rapporto tra le sue proprietà elastiche, plastiche e di resistenza è determinato dai seguenti fattori.

Con l'aumento del contenuto di umidità dell'impasto, la sua plasticità aumenta e la forza e l'elasticità diminuiscono.

Con un aumento della temperatura dell'impasto, si osserva anche un aumento della sua plasticità e una diminuzione della forza e dell'elasticità. Tale dipendenza si osserva anche a temperature superiori a 62,5 °C, cioè al di sopra della temperatura di gelatinizzazione dell'amido di frumento. Questo perché l'impasto della pasta non ha abbastanza umidità per gelatinizzare completamente l'amido a quella temperatura.

Con l'aumento del contenuto di glutine, le proprietà di resistenza dell'impasto diminuiscono e la sua plasticità aumenta. L'impasto ha la viscosità (resistenza) più alta quando la farina contiene circa il 25% di glutine crudo. Quando il contenuto di glutine crudo è inferiore al 25%, con una diminuzione delle proprietà plastiche dell'impasto, diminuisce anche la sua forza. Il glutine crudo appiccicoso e altamente elastico aumenta la plasticità dell'impasto e ne riduce notevolmente l'elasticità e la forza.

Con una diminuzione delle dimensioni delle particelle di farina, la forza aumenta e la plasticità dell'impasto da essa diminuisce: l'impasto della farina da forno è più forte di quello dei semigrani e dei semigrani è più forte di quello dei grani. Il rapporto ottimale tra resistenza e proprietà plastiche è tipico per particelle della farina originale con una dimensione da 250 a 350 micron.