Технолтгія виробництва дріжджових кулінарних виробів

Формування площі фактичного контакту відбувається протягом певного часу τ_к. Крім того, збільшення дійсної площі контакту, наприклад, тіста, може відбуватися в результаті евакуації бульбашок газу із зони контакту в об'єм самого тіста. При зближенні двох тіл і на початку їх зіткнення виникає міжмолекулярна взаємодія. Перша стадія процесу формування адгезії (рис. 2.5) приводить до утворення номінальної площі контакту. Під номінальною площею контакту, або номінальним контактом, S_н слід розуміти площу проекції харчової маси на гладку поверхню.

Формування площі номінального контакту пов'язане з мак- рореологічними процесами, тобто тими процесами реології, які відбуваються в масі самого зразка. Ці процеси відбуватимуться в певний час τ'_к. Вони визначаються в'язкістю маси і величиною тиску Р'_к, яке випробовує маса в процесі контакту з твердою поверхнею. Крім міжмолекулярної взаємодії в адгезію починають включатися хімічні зв'язки, а також капілярні сили, і може виявитися розклинюючий тиск. Формується фактична площа контакту.

Більшість твердих поверхонь, використовуваних в харчовій промисловості, не є гладкими. Вони шорсткі. На них є тріщини, впадини, поглиблення та інші нерівності. У ці нерівності структурована маса проникатиме і обволікатиме виступи, утворюючи фактичну площу контакту S_ф. У всіх випадках площу фактичного контакту S_ф перевищує площа номінального контакту, тобто S_ф> S_К ( рис. 2.5, г, е).

Друга стадія процесу формування адгезії  пов'язана з мікрореологією. Відбувається копіювання рельєфу поверхні і заповнення її виїмок. Особливості заповнення виїмок в'язкими тілами розглянуті В.Е. Гулем [204]. Цей процес відбувається в певний час τ"_к , а також викликаний тиском контакту Р"_к.

Третя стадія процесу формування адгезійної взаємодії пов'язана з безпосередньою взаємодією адгезіва і субстрата.

Структуровані харчові маси змінюють свої властивості з часом. Час контакту структурованих пружно-в'язко-пластичних харчових мас з поверхнями устаткування є одним з найважливіших технологічних параметрів.

У самій харчовій масі за рахунок  бродіння і інших мікробіологічних і біохімічних процесів змінюються фізико-хімічні і реологічні властивості, які можуть змінювати величину адгезії. При зміні зовнішніх умов (температури, тиску на масу та ін.) можуть мінятися в'язкість заготівки і виникнути вторинні структурні зміни, що впливають на адгезію. Крім того, можуть виникнути дифузія і адсорбція деяких компонентів харчових мас, виникнути хімічні зв'язки між адгезівом і субстратом. Всі ці вторинні процеси змінюють природу адгезійної взаємодії.

Стадії формування адгезійної взаємодії можна представити залежно від тривалості контакту адгезіва і субстрата; при цьому змінюються сили адгезії, міцність адгезії і площа. Особливості подібних змін показані на рис. 2.6.

 

 

 

 

Рисунок 2.6. Зміна площі контакту S_к, сили і міцності адгезії F_ад, F_отр залежно від часу τ_к і тиску Р_к контакту; І, II, III-стадії формування площі фактичного контакту

Перехід з однієї стадії в іншу характеризується точками перегину, які відповідають формуванню площі  номінального S_Н і фактичного S_ф контактів. За наявності третьої стадії адгезія може декілька збільшуватися або залишатися постійною. Збільшення адгезії на рис. 2.6. показано пунктирною лінією. Якщо яка-небудь із стадій відсутня або часовий інтервал не дозволяє зафіксувати одну з них, то замість трьох ділянок ламаної лінії отримують лінію з однією точкою перегину.

Фактично в процесі переробки  харчових мас і в умовах їх контакту з поверхнями можуть одночасно змінюватися час і тиск контакту [220], тобто вони взаємозв’язані. Міцність адгезії змінюється з часом контакту при різному контактному тиску [207].

За іншими даними [207], зв'язок між  міцністю адгезії, тиском і часом контакту можна представити у вигляді:

F_отр=a+b∙τ_к+c∙P_к,

де, а, b і с - емпіричні коефіцієнти.

Згідно з аналітичними даними міцність адгезії, збільшується нелінійно залежно  від тиску контакту. Для тіста виявлено незначне збільшення міцності адгезії при зростанні часу і тиску контакту [222]. Більший вплив на міцність адгезії надає вологість тіста. Із зростанням вологості від 40 до 44% міцність адгезії збільшується до 130 кПа і відрив стає когезійним. У цих умовах визначити особливості формування площі контакту не представляється можливим.

Таким чином, прямопропорційна залежність між міцністю адгезії, часом і тиском контакту зберігаються в певних умовах. Ці умови перш за все пов'язані з певним діапазоном значень часу і тиску контакту [223].

Отже, сила адгезії, яка виникає  при контакті структурованих харчових мас, визначається площею фактичного контакту і тією взаємодією, яка виникає  на межі розділу фаз. Площа фактичного контакту залежить від параметрів реології харчових мас, часу і тиску контакту. Як і у всіх випадках, адгезія структурованих упруго-вязко-пластических харчових мас визначається властивостями контактуючих поверхонь і зовнішніми умовами.

Структурованих систем багато, тому є прагнення створити моделі цих систем і на основі цих моделей розглядати реологію пружно-в'язко-пластичних харчових мас [223]. Моделі реологій простих і складних систем приведені в роботах [202, 207, 224, 225]. Моделі структурованих систем відображають адгезійні властивості цих систем і визначають кількісно і якісно [226-231] зв'язок поверхневих і об'ємних властивостей адгезіва.

Властивості структурованих тіл представляють  у вигляді моделей реологій, в  основі яких лежать три закони, що пов'язують напругу (γ) з деформацією (σ). Їм відповідають три елементарні моделі (елементи) матеріалів, що ідеалізуються, відповідають основним характеристикам реології (пружність, пластичність, в'язкість): ідеальне пружне тіло Гука, ідеальне пластичне тіло Сен-Вена-Кулона і ідеальне в'язке тіло Ньютона (ньютонівська рідина).

Тісто (як і багато харчових мас) є «живим» харчовим об'єктом, структура його змінюється в процесі дозрівання, тобто з часом одночасно змінюються і параметри реології. Його поверхневі властивості, в першу чергу адгезія, залежатимуть від властивостей муки, технології приготування тіста, інтенсивності і тривалості замісу, вологості, наявності різних добавок і інших чинників. В процесі бродіння властивості тіста змінюються, тому адгезія на різних стадіях дозрівання одного і того ж тіста буде різною.

У зв'язку з цим застосовують універсальні модельні об'єкти з фіксованими в часі параметрами реології. Згідно з експериментальними даними, подібним об'єктом для багатьох харчових структурованих, зокрема вязкопластических мас, є дієтичні добавки, зокрема шроти рослинної сировини.

Під час експериментальних досліджень було визначено залежність адгезійного напруження тістових мас від впливу різновидів і вмісту шроту та часу контакту із робочим органом технологічного обладнання, виготовленим із нержавіючої сталі. (табл. 2.6).

Таблиця 2.6. Дослідження адгезійного напруження тістових заготовок з різновидами шротів

Час контакту тістових заготовок із робочим органом  технологічного обладнання, хв	Вміст шроту, %
	1	2		3		4		5		6		7
Контроль, Па
180	124,5
300	171,2
420	178,0
Шрот із насіння  гарбуза
180	119,3		109,4		96,1		76,6		57,5		51,9		46,3
300	155,7		139,3		123,0		84,0		63,0		56,8		50,0
420	162,8		146,4		129,8		110,0		67,4		64,9		51,0
Шрот із насіння  гарбуза зі спіруліною
180	100,7		97,3		91,5		75,1		52,8		19,8		14,2
300	146,4		126,1		124,5		114,9		106,3		64,9		45,4
420	158,5		144,3		130,0		123,6		108,8		71,4		52,5
Шрот із насіння  розторопші
180	115,5		88,1		46,3		42,0		26,0		7,4		5,3
300	151,4		108,8		89,0		56,8		29,7		19,2		10,5
420	160,0		115,0		100,1		57,8		33,4		20,4		10,8
Шрот із насіння  вівса
180	122,0		106,3		87,1		79,4		68,3		47,3		45,4
300	133,8		120,8		98,9		89,6		71,7		56,0		51,9
420	136,2		125,4		102,3		90,8		73,2		60,6		55,9
Шрот із насіння  льону
180	103,5		132,5		170,2		258,3		328,3		197,1		109,1
300	149,5		176,4		236,6		282,6		367,0		252,4		120,8
420	157,6		189,7		241,3		287,3		370,1		260,4		129,7

Дослідження адгезії тістових заготовок  показали, що на величину адгезійного  напруження, значною мірою впливає  час контакту заготовки з робочим  органом обладнання. При контакті більше 5–ти хв, значного збільшення адгезійного напруження не відбувалося. Шроти із насіння гарбуза, гарбуза зі спіруліною, розторопші, вівса знижують адгезійне напруження, шроти із насіння льону – підвищують його, хоча при внесенні добавки вище 5% спостерігається зворотня залежність (рис. 2.8). Це підтверджує показники впливу кількості та якості клейковини на адгезійне напруження. Цікавий момент, де шрот із насіння льону має не кращі показники кількості та якості клейковини, але при внесенні його вище 5%  тісто стає більш пружнє, затяжне, що й пояснює послаблення адгезійної міцності. Таким чином, було обгрунтовано підсистему В (розробленої нової принципової технологічної схеми) щодо зменшення налипання тістових мас до поверхні технологічного обладнання та підвищення виходу напівфабрикату дріжджового з використанням таких  дієтичних добавок, як шротів із насіння гарбуза, гарбуза зі спіруліною, розторопші та вівса.

Рис. 2.8. Дослідження адгезійного напруження тістових заготовок з різновидами шротів

2.3.4. Розробка принципової технологічної схеми та проекту рецептури нової технології.

На основі різнобічних аналітичних  даних була проведена розробка рецептури  і технології виробництва борошняних кулінарних виробів для оздоровчого  харчування, а саме дріжджового н/ф  «Пиріжок печений з плодово-ягідним  наповнювачем» та н/ф Вареники «Ранкові».

 Була проведена серія пробних  лабораторних випічок дріжджового  напівфабрикату «Пиріжки печені  з плодово-ягідним наповнювачем»,  в ході яких встановлено, що  оптимальна доза шроту із насіння  вівса становить 3% (відповідає попереднім дослідженням визначення кількості і якості клейковини борошна з додаванням шроту) та здійснено повну заміну олії соняшникової (в традиційній рецептурі) на олію з насіння гарбуза як антиоксиданта. Спроба значно збільшити вміст шроту в складі рецептури завдяки шляхом додавання ламінарії японської дало позитивний результат. У кулінарний виріб Вареники «Ранкові» було введено 12% шроту гарбуза та 1,5% ламінарії японської.

Рецептури були апробовані в умовах кондитерського цеху (табл. 2.7, 2.9).

Технологія приготування дріжджового кулінарного виробу «Пиріжжки печені з плодово-ягідним наповнювачем оздоровчої дії» з натуральними дієтичними добавками

В діжу вливають підігріту  до температури 35-40°С воду (60-70% від загальної  кількості рідини), додають розведені у воді і проціджені дріжджі, просіяну муку (35-60%) і перемішують до отримання однорідної консистенції. Поверхню опари посипають мукою, діжу накривають кришкою і ставляють в приміщення з температурою повітря 35-40°С на 2,5-3 год для бродіння. Коли опара збільшиться в об’ємі в 2-2,5 рази і починає падати, до неї додають рідину, що залишилася, з розчиненими в ній сіллю і цукром, яйця, ванілін, лимонну кислоту, потім все перемішують, всипають залишившуся муку, просіяний шрот та замішують тісто. Перед закінченням замісу добавляють розтоплений маргарин, олію із насіння гарбуза. Діжу закривають кришкою і залишають на 2-2,5 год для бродіння. За час бродіння тісто обминають 2-3 рази. Дріжджове тісто, приготоване опарним способом, викладають на підпилений мукою стіл, відрізають від нього кусок масою 1-1,5кг, закатують його в джгут і ділять на куски потрібної маси (58г). Далі куски формують в кульки, дають їм розтоятися 5-6 хв і розкатують на круглі коржики товщиною 0,5-1см. На середину кожного накладають плодово-ягідну начинку (по 25г на пиріжок) і защипують краї, придаючи пиріжку форму «човника». Сформовані пиріжки укладають швом вниз на кондитерський лист, попередньо змазаний рослинною олією, для розтойки. За 5-10 хв перед випічкою вироби змазують яйцем. Пиріжки випікають при температурі 200-240°С 8-10 хв.

Таблиця 2.7. Проект рецептури фірмового виробу “Пиріжки печені із дріжджового тіста з плодово-ягідним наповнювачем”

№ п/п	Найменування сировини	Витрати сировини, г на 1 порцію
		брутто	нетто
1	Борошно пшеничне вищого ґатунку	36,4	36,4
2	Шрот із насіння  вівса	1,1 (3%)	1,1 (3%)
3	Дріжджі пресовані	0,7	0,7
4	Цукор-пісок	8,5	8,5
5	Сіль кухонна	0,4	0,4
6	Маргарин	4	4
7	Олія із насіння  гарбуза	0,4	0,4
8	Ванілін	0,04	0,04
9	Лимонна кислота	0,04	0,04
10	Вода	15	15
	Маса тіста	-	58
11	Для фаршу: Начинка плодово-ягідна	25	25
12	Жир для змазки листів	0,2	0,2
13	Яйця курячі для змазки пиріжків	1/30шт	1,5
	Вихід:	-	75