Технолтгія виробництва дріжджових кулінарних виробів

Для вивлення характеру змін властивостей клейковини при використанні пшеничного борошна з додаванням шротів із насіння  гарбуза, гарбуза зі спіруліною, льону, розторопші та вівса проводились дослідження на модельних системах із різною їх часткою внесення (від 1 до 7%). За контроль обрана пшенична клейковина, відмита з тіста, виготовленого згідно стандартної методики.

За результатами теоретичних і  експерементальних досліджень є  доцільним використання шротів із насіння  гарбуза, гарбуза зі спіруліною, льону, розторопші для бісквітного та пісочного тіста, шроту із насіння вівса – для дріжджового, листкового і заварного (рис. 2.5).

Такий розподіл ґрунтується на даних  досліджень якості та кількості клейковини (рис. 2.6; 2.7). Із графіків видно, що шроти із насіння гарбуза, гарбуза зі спіруліною, льону, розторопші послаблюють клейковину  борошна, шрот із насіння вівса, навпаки, укріплює її. Зниження кількості відмитої клейковини, порівняно з контролем, можна пояснити навністю у складі шротів значної кількості жирів та біологічно активних компонентів ліпідної природи. Взаємодіючи з білками пшеничного борошна, вони знижують їх здатність до створення міцної просторової структури клейковинного каркассу, послаблюють її пружність.  Відомо, що для отримання високоякісних виробів із дріжджового та листкового тіста при використанні «сильного» пшеничного борошна в тісто вносять добавки, які збільшують еластичність клейковини. Отже, в незначній кількості шрот із насіння вівса можна використовувати у вищезгаданих технологіях.

Використання ж інших різновидів шротів можливе в разі регулювання  кількості (%) клейковини у борошні  для приготування напівфабрикатів  з тіста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.5. Шляхи використання різновидів шротів з насіння рослин у борошняному кулінарному виробництві

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.6. Визначення кількості клейковини у борошні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.7. Визначення якості клейковини у борошні

 

Аналізуючи наукові роботи вчених, найбільш доцільним є збільшення вмісту шротів до 10 % від маси борошна, що дозволить ще більш підвищити харчову і біологічну цінність виробів, збагачених біологічно-активними речовинами. Тому виникає необхідність у проведенні детальних досліджень  стосовно виявлення можливості максимального використання нетрадиційної сировини з насіння олійних культур у вирішенні вищезазначених проблем.

Згідно літературних даних, досягнення оптимальних показників якості продукції при вмісті шроту 10 % і вище можна здіснити додаванням в модельні експозиції тістових заготовок від 0,5 до 1,5% ламінарії японської для укріплення клейковини борошна.

 

2.3.3. Дослідження адгезійного напруження тістових мас від впливу різновидів шроту та часу контакту із робочим органом технологічного обладнання.

У харчових технологіях при підготовці сировини до переробки, виробництві напівфабрикатів, готових виробів їх пакуванні й зберіганні велике значення має взаємодія продукту з різними поверхнями.

Адгезія (від латинського adhesion – прилипання, зчеплення, тяжіння) – зв'язок між різнорідними тілами, що конденсують, при їх молекулярному контакті [2]. Вона визначає зв'язок харчових мас з поверхнями технологічного устаткування (ємкості, транспортери, трубопроводи, арматура і так далі) і виступає як супутне явище по відношенню практично до всіх харчових мас. Інтенсивність контакту між харчовими дисперсними системами й поверхнею залежить від ряду факторів.

Адгезія здійснюється на межі розділу  фаз Т-Т і Т-Ж і виникає  в співвідношенні частинок сипких харчових мас, рідини, структурованих (пружно-в'язко-пластичних) тіл, плівок, що визначає різнорідність тіл, що конденсують, по агрегатному стану і формі цих тіл. Тверда поверхня, до якої прилипає одне з контактуючих тіл (адгезів), називають субстратом.

У табл. 2.1. дані смислові значення термінів, що характеризують адгезію [3, 4, 5].

В процесі контакту адгезіва і субстрата, коли відстань між тілами, що конденсують, досягає молекулярних розмірів, виникає адгезійна взаємодія при збереженні межі розділу фаз. В результаті цієї взаємодії адгезів і субстрат втрачають свою індивідуальність і утворюється адгезійна система або адгезійне з'єднання. Адгезійне з'єднання зумовлює генерування через межі розділу фаз сил тяжіння (атракційних сил), що перевищують сили відштовхування (репульсивних сил). Ці сили виникають на молекулярному рівні, їх джерела можуть бути розташовані на міжфазовій поверхні контактуючих тіл. Порушення адгезійної взаємодії може відбутися тільки за рахунок зовнішньої дії.

 У табл. 2.2. приведена класифікація по видах адгезії і перелік харчових мас.

Таблиця 2.1. Термінологія адгезії

Поняття	Термін	Уточнення	Визначення
Явище	Адгезія	Прилипання, тяжіння, зчеплення.	Дано в тексті
Об'єкти	Адгезів	Рідина, частинки, структуровані  тіла, плівки і покриття (рис. 1.1)	Одне з контактуючих конденсованих тіл, яке прилипає до субстрата
	Субстрат	Підкладка, поверхня	Одне з контактуючих конденсованих тіл, до якого прилипає адгезів
Процес	Адгезіонна взаємодія	Прилипання, склеювання, змащування	Утворення адгезійної системи  в результаті зв'язку між адгезівом  і субстратом
Результат (наслідок адгезії)	Адгезійна система, адгезійне з'єднання	Адгезія і субстрат як єдине ціле. Зв'язок між адгезівом  і субстратом через прошарок проміжної  речовини	Тіла, між якими реалізована  адгезійна взаємодія. Частий випадок  адгезійної системи при склеюванні, формуванні покриттів і отримання композиту
Адгезіометрія	Оцінка величини адгезійної взаємодії	Сила або робота	Зовнішнє зусилля, необхідне для порушення адгезійної взаємодії
		Рівноважна робота	Адгезія і порушення  адгезійної взаємодії розглядається  як рівноважний і оборотний процес
		Адгезійна міцність, у  разі адгезії плівок і структуризації харчових мас	Зовнішнє зусилля, необхідне  не тільки для порушення адгезійної взаємодії, але й для деформації перебігу зразка та інші побічні явища
		Непрямі параметри і  неруйнуючі методи	Параметри, які характеризують адгезію побічно або з використанням  неруйнуючих методів

 

Таблиця 2.2. Класифікація харчових мас  з урахуванням особливості їх адгезії

Харчові  маси	Межа фаз	Площа контакту	Супутні явища	Представники
Сипкі (рис. 1.1, а, б)	Т-Т	Переривиста	Аутогезія	Мука, крупа, цукор, крохмаль, сіль, кава, какао, яєчний порошок, сухе молоко, дитяче харчування та ін.
Пружно-в`язко-пластичні (рис. 1.1, в)	Т-Т	Суцільна	Когезія	Тісто, цукеркові маси, креми, пасти, м'ясо і м'ясні вироби, риба і рибні вироби, сир, вершкове масло, маргарин, джеми, варення, овочі, фрукти та ін.
Рідкі (рис. 1.1, г, д)	Ж-Т	Суцільна	Когезія	Масло рослинне, виноводочні  вироби, безалкогольні напої, соки, молоко, харчові емульсії, майонез, розчини, рідкі добавки та ін.
У вигляді плівок (рис. 1.1, е)	Т-Т	Суцільна	Когезія	Оболонка сира, ковбасних  і інших виробів. Футеровка різних поверхонь лакофарбними, полімерними  і іншими матеріалами

 

Адгезія – складне, багатообразне  явище. Сукупність всіх складових, які  визначають це різноманіття, приведена на рис. 2.2 [3].

Харчові маси є біологічно складними  і хімічно активними об`єктами. Вони змінюють свої властивості в процесі переробки і приготування продуктів харчування. Так, при безопарному способі приготування тіста протягом 2-4 год. міняється вміст кислот і дріжджів, відбувається ферментативний гідроліз білків і крохмалю, механічне диспергування клейковини і розпушування тіста діоксидом вуглецю [27]. Ці та інші  процеси змінюють фізико-хімічні та колоїдно-хімічні властивості тіста, хімічні зв'язки і міжмолекулярну взаємодію, що визначає адгезію.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2. Класифікація і особливості адгезії

У табл. 2.4 представлені параметри, кількісно  визначаючі різні види адгезії. Формування адгезії – складний процес. Після контакту тіста з поверхнею відбувається заповнення виїмок шорсткостей поверхні, тобто копіювання поверхні субстрата. Це копіювання визначається об`ємними параметрами реології тіста, що відбувається в часі. Таким чином, утворення адгезійної системи (табл. 2.1) певною мірою є кінетичним процесом.

Сукупність методів дослідження  агезії називають адгезіонометрією (табл. 2.1), а спеціально сконструйовані прилади, що її визначають, - адгезіометрами. У табл. 2.4 представлені способи оцінки адгезії за допомогою прямих методів (за допомогою зусилля при порушенні контакту двох тіл). Можливе визначення адгезії з використанням методів неруйнуючих (при збереженні незмінної адгезійної системи) і непрямих (що характеризують адгезію в зіставних умовах лише відносно) методів.

Таблиця 2.4. Кількісна оцінка різних видів адгезійної взаємодії

№ п/п	Вид адгезії	Умови, що визначають адгезію	Оцінка	Символ	Особливості методів  вимірювання
1.	Рідини	Без порушення контакту	Робота адгезії, Дж/м2	Wад	Тільки рівноважна адгезія
2.	Частинок	Шляхом порушення адгезіної  взаємодії	Сила і питома сила адгезії Н, Н/м2	Fад, FадN	Фактичні значення адгезійної взаємодії
3.	Пружно-в`язко-пластичних тіл	Шляхом порушення адгезійної взаємодії	Адгезійна міцність, сила, енергія зовнішньої дії Дж/м2, Н, Н/м2	Wотр	Адгезія і побічні  явища
4.	Плівок	Шляхом порушення адгезійної взаємодії	Адгезійна міцність Дж/м2	Wотр	Адгезія і побічні  явища

 

Адгезія харчових мас специфічна і  має ряд особливостей, які обумовлені перш за все властивостями цих мас [26]. Специфічні властивості харчових мас адгезіва можна представити наступною схемою (рис. 2.3).

Рисунок 2.3. Специфічність харчових адгезівів

На адгезію харчових мас впливають  особливості сировини і технологія. Адгезія тіста визначатиметься способом його приготування (опарним або безопарним), сортом муки і видом її помелу, присутністю добавок у вигляді поверхнево-активних речовин, дріжджів і органічних кислот.

Зниження адгезії харчових мас  можна досягти шляхом зміни властивостей самих мас, регулюванням технологічного процесу, застосуванням проміжного шару між заготівкою і поверхнею устаткування, за допомогою антиадгезійних матеріалів. Поверхневі і об`ємні властивості харчових мас взаємозв'язані. Шляхом зміни вологості, введення різних добавок і так далі можна змінювати властивості харчових мас. В деяких випадках адгезія залежатиме від тривалості контакту харчових мас з поверхнею устаткування, їх температури і інших параметрів технологічного режиму. Змінюючи в допустимих межах ці та інші параметри, можна  певною мірою впливати на величину адгезії харчових мас. Аналітичні дослідження показують, що зменшити негативний вплив адгезії можна, використавши сучасні методи моделювання й аналізу процесів у зоні контакту поверхня-продукт і всебічного вивчення цього явища (рис. 2.4).

 

                                                                                                                                                                                                                              

                                                                                                                             

 

Рисунок 2.4. Адгезія маси продукту (1) за наявності на поверхні (3) проміжного шару (2)

Процесс формування контакту і адгезії пружно-пластичних харчових мас можна представити у вигляді трьох стадій (рис. 2.5 і табл. 2.5). Слід розрізняти макрореологію маси структурованих тіл і реологію на межі адгезія-субстрат, мікрореологію.

 

 

 

 

 

Рисунок 2.5. Формування площі контакту структурованого адгезіва залежно від конфігурації поверхні субстрата:

а, б - гладкою; в, г - на виїмках і на виступах (д, е) шорсткої поверхні; а, в, д — на початку контакту; б, г, е — після  закінчення часу формування площі фактичного контакту.

 

Таблиця 2.5. Стадії формування адгезії пружно-в'язко-пластичних харчових мас

Стадії	Процеси		Параметри характеризують
	реології	адгезії	реологію	адгезію
Утворення площі номінального контакту	Макрореології	Міжмолекулярна взаємодія, частково капілярна, електрична сили, що розклинюють тиск	η, Е, G	τ`к, Р`к, S`н
Формування площі фактичного контакту	Макрореології	То ж, дифузія, адсорбція, хімічний зв'язок	η, Е, G	τ``к, Р``к, Sф
Протікання вторинних  процесів	Зміна структури і  зовнішніх умов	Физико-хімічні і біохімічні процеси		t, τк, Рк

 

Утворення площі номінального контакту, заповнення виїмок поверхні і формування площі фактичного контакту, що має  постійну величину, є необхідними  передумовами адгезії. Ці стадії здійснюються під дією зовнішнього навантаження Р_к. В якості його може бути зовнішня сила, що виникає після контакту заготівки з поверхнею, а також тиск, що створюється за рахунок маси самого продукту.