Таб. 13.6. Структурно-механические характеристики различных видов теста при 20 °С

Для липкого, «затяжистого» песочного теста с повышенной влажностью (35,5 % вместо 19 %) получены заниженные значе­ния структурно-механических характеристик: модуль упругости 7,6 • 103 Па, вязкость 6,5 • 105 Па • с.

Таким образом, из полученных данных следует, что о качест­ве полуфабрикатов теста можно судить по их структурно-меха­ническим свойствам.

Для изделий из ржаного теста особое значение наряду с дру­гими имеют реологические свойства. Структура теста и качество готовых изделий зависят от особенностей белково-углеводного состава ржаной муки. Для ржаного теста характерны отсутствие губчатого клейковинного каркаса и наличие жидкой фазы, осно­ву которой составляют пептизированный белок, слизи, раство­римые декстрины, сахара, ограниченно набухающая часть бел­ков, отрубянистых частиц.

Н. А. Акимова и Е. Я. Троицкая проводили реологические исследования с применением методов математического моде­лирования, целью которых были нахождение оптимальной кон­центрации компонентов, входящих в рецептуру (в том числе яблочного пюре), определение лучшего соотношения между ними, описание характера течения ржаного теста с помощью математических уравнений, а следовательно, выявление качест­ва модельных и контрольных образцов и установление оптимальных структурно-механических показателей исследуемого полуфабриката теста.

Исследования проводили с помощью ротационного вискози­метра «Reotest-2» при температуре 20 ⁰С. В процессе экспери­мента, учитывая характер исследуемого теста, были подобраны рабочие диапазоны измерений в рамках имеющихся режимных параметров и найдены значения показателей (вязкость, предель­ное напряжение сдвига), определены уравнения течения теста.

Исследование структурно-механических показателей теста приведено на рис. 13.8 и 13.9.

Рис. 13.8. Зависимость эффективной вязкости модельных рецептур теста от градиента скорости:

1 — образец с содержанием яблочного компонента 5 %;

2— образец с содержанием яблочного компонента 15 %;

3 — образец с содержанием яблочного компонента 25 %

Из рис. 13.8 отчетливо видно влияние яблочного компонента на структурно-механические свойства теста, при введении до­полнительного количества которого наблюдается резкое сниже­ние его вязкости; в режиме скоростей сдвига 0,33... 16,2 с^-1 эта величина находится в пределах 0,928...0,029 мПа-с. И, наоборот, при уменьшенном количестве измельченных яблок в структуре теста вязкость возрастает с 0,083 до 1,940 мПа-с.

Рис. 13.9. Зависимость эффективной вязкости теста от градиента скорости:

1 — контрольный образец; 2 — оптимальный образец

При обработке полученных данных на компьютере был про­веден регрессионный анализ найденных зависимостей, который показал, что среди математических моделей (линейной, степенной, гиперболической, экспоненциальной) с наибольшей долей достоверности происходящие процессы можно описать степен­ными уравнениями. Коэффициенты корреляции для исследо­ванных модельных образцов были соответственно r₁ = -0,9859, r₂= -0,9928, r₃ = -0,9840.

Найденные степенные зависимости η = f(γ), описывающие характер течения модельных образцов теста, показали, что ис­следуемые объекты относятся к вязкопластическим структурам, которые подчиняются следующим уравнениям течения:

η₁ = 6,737γ^-0.766; η₂ = 6,590γ^-0.791; η₃ = 6,013γ^-0.828.

Характер течения модельных образцов 1 и 3 отличается от характера течения образца 2. Оптимальная кривая зависимости вязкости от скорости сдвига (образец 2) находится между двумя модельными образцами, его вязкость изменяется в пределах 1,771...0,062 мПа*с.

Недостатки образца 1 — плотная, неоднородная консистен­ция, немного крошливая, быстро образуется «заветренная» ко­рочка, у образца 3 — растекающаяся, неплотная консистенция, заметны вкрапления непромешанных компонентов; изделия при формовании плохо сохраняют форму, рисунок не сохраняется.

При введении фруктовых добавок в сахарожировую яичную массу в тесте происходит разжижение структуры в результате от­носительного увеличения дисперсионной среды.

В этом случае можно говорить о том, что при введении фрукто­вых добавок совместно с яйцами в жировую массу образуется сис­тема с пониженной подвижностью воды, в связи с чем уменьшает­ся адсорбция влаги белками муки при последующем замесе теста.

Изменение прочностных свойств теста при введении в него дополнительного количества яблочного компонента имеет степенной характер. Уменьшение эффективной вязкости теста по мере увеличения содержания в нем количества яблочного ком­понента свидетельствует о разжижении его структуры. Это явле­ние можно объяснить ослаблением системы по мере увеличения содержания в ней воды.

При выборе оптимальной из исследуемых моделей теста учи­тывали не только реологические, но и другие показатели, входя­щие в комплексный показатель качества, а также органолептические свойства выпеченных изделий.

График, изображенный на рис. 13.9, показывает, что в адек­ватно описывающих процесс уравнениях течения, приведенных ниже, структура исследуемых путем сравнения контрольного и оптимального образцов разрушается различными темпами:

Коэффициенты корреляции при этом r_контр = -0,981, r_опт = -0,985.

Установлен темп разрушения структуры, который составляет m_контр = 2,163, что значительно больше, чем m_опт = 1,791.

Вязкость контрольного образца теста находится в пределах 2,27...0,043 мПа-с. Образец теста разработанной рецептуры имеет менее вязкую консистенцию, чем контрольный, что объ­ясняется введением в рецептуру растительных жиров, а также углеводов и воды, содержащейся в яблоках. Кроме того, более низкие значения вязкости полученного теста могут быть объ­яснены заменой пшеничной муки ржаной.

Таким образом, проведенные исследования позволили с по­мощью методов математического моделирования уточнить опти­мальную рецептуру принципиально нового полуфабриката теста из ржаной муки, всесторонне исследовать его структурно-меха­нические свойства и получить степенные уравнения течения изу­чаемого теста как вязкопластичного теста, а также в дальнейшем дать всестороннюю комплексную оценку качества как получен­ного полуфабриката теста, так и широкого ассортимента готовых изделий из него.

Под действием высоких температур (выпечка, пассерование) высокомолекулярные вещества муки претерпевают глубокие фи­зико-химические изменения. Эти изменения сводятся к тепло­вой денатурации белковых веществ клейковины, теряющих спо­собность к растяжению и деструкционным изменениям крахма­ла. Об изменении белков под влиянием различных температур нагревания можно судить по характеру кривых деформаций сдвига, полученных для мучного небродящего теста из муки, предварительно нагретой до различных температур (по данным Л. В. Бабиченко) (рис. 13.10).

Рис. 13.10. Кривые деформации сдвига теста из муки воздушно-сухой и прогретой до различных

температур (в скобках влажность)

Характер кривых для образцов теста из воздушно-сухой муки, нагретой до 65, 105 и 120 ⁰С, свидетельствует о достаточно мед­ленном развитии высокоэластической деформации и течении с убывающей скоростью, при этом разгруженная система харак­теризуется высоким значением упругого последействия. Повы­шение температуры нагрева муки сопровождается снижением эластичности теста. Особенно резкие изменения кривых наблю­даются для теста из муки, нагретой до 130 °С и выше. Они пока­зывают быстрое развитие упругих деформаций (величины моду­лей сдвига и вязкости теста влажностью 45 % приведены в табл. 13.7).

Как видно из таблицы, при повышении температуры нагрева муки возрастает величина модуля сдвига теста. Для теста из муки, нагретой до 150 ⁰С, она почти в 30 раз больше, чем для теста из ненагретой муки.