Процеси, що відбуваються під час утворення тіста

Утворення тіста під час замішування відбувається за рахунок про­цесів, найважливішими з яких є колоїдні, фізико-механічні, біохімічні та мікробіологічні. Усі процеси протікають одночасно і залежать від тривалості замісу, температури, від якості та кількості сировини, що використовується.

Під час замісу тіста більш активно протікають колоїдні та фізико-хімічні процеси. При цьому складові компоненти борошна і додат­кової сировини починають взаємодіяти з водою і між собою. Усе, що здатне розчинятися, переходить у розчин, формуючи рідку фазу тіста. Колоїдні процеси, які відбуваються з білковими речовинами і крох­малем борошна відіграють провідну роль в утворенні пшеничного тіста. Вони ретельно будуть розглянуті нижче.

Біохімічні процеси викликаються дією ферментів борошна і дріжджів. Особливу важливість мають процеси ферментативного гідролізу білків, крохмалю, пентозанів, а також окислювально-віднов­ні перетворення, які відбуваються в тісті під дією ферментів. Унас­лідок гідролітичних процесів збільшується кількість речовин, що здатні переходити в рідку фазу тіста, змінюються властивості компо­нентів тіста і його реологічні характеристики.

Мікробіологічні процеси пов’язані з життєдіяльністю дріжджів і молочнокислих бактерій, які вносяться у тісто цілеспрямовано, а також з борошном та іншими компонентами рецептури. Під час замішування тіста ці процеси тільки розпочинаються, а при його дозріванні протікають дуже інтенсивно.

Ступінь розвитку всіх названих процесів на стадії замішування визначає інтенсивність тістоутворення.

Тісто є структурованою системою і його реологічні властивості залежать від багатьох чинників, таких, як: властивості борошна, склад рецептури, вологість, температура, тривалість та інтенсивність замішування.

Під час утворення тіста, насамперед, відбувається зв’язування води біополімерами борошна (білками, крохмалем, пентозанами тощо), а також такими інгредієнтами рецептури як цукор, сіль, жир, яйця та інші. Ці компоненти неоднаково зв’язують воду.

Для отримання окремих видів тіста, у першу чергу, пісочного, цукрового, бісквітного, застосовують короткочасне замішування для того, щоб уповільнити процеси набрякання основних біополімерів борошна. Більш тривале оброблення цих видів тіста призводить до одержання густого, «затягнутого» тіста, що не бажано. Тобто для утворення пластичності тіста з обмежено набряклими білками борош­на тривалість замішування повинна бути мінімальною, але достат­ньою для формування однорідної структури.

У той же час, для виготовлення, наприклад, дріжджового, затяж­ного, листкового тіста, інтенсивне замішування необхідне для надання йому належної пружності та еластичності. Тривалість замішування пружно-еластичного тіста залежить від співвідношення маси вільної і зв’язаної води на одиницю маси борошна. Чим більше маса вільної води в тісті, тим, за інших однакових умов, коротше тривалість замішування, і навпаки.

На початку змішування компонентів тіста з водою протікають такі процеси як змочування частинок борошна, їх гідратація, агломерація, у результаті чого утворюється нееластична маса. За подальшої меха­нічної обробки білкові молекули дещо розпушуються, послаблюється їх міцелярний каркас, структура клейковини перебудовується, стає еластичнішою. Також інтенсифікуються осмотичні процеси, збільшу­ється кількість зв’язаної води, повніше набрякають білки і крохмаль. Унаслідок цього тісто стає еластичним, сухішим на дотик.

Під час енергійного перемішування набряклі водонерозчинні білко­ві речовини злипаються між собою і утворюють тривимірну губчасто-сітчасту неперервну структуру – клейковинний каркас (рис. 5.1, а). Він обумовлює специфічні реологічні властивості тіста – пружність, еластичність, розтяжність. У тісті в клейковинний каркас вкраплені набряклі зерна крохмалю, целюлоза і нерозчинні геміцелюлози та частки оболонок зерна (рис 5.1, б).

Вважається, що крохмаль і некрохмальні поліцукриди під час змі­шування з водою самостійно не здатні утворювати традиційне тісто, хоча поглинають значну кількість води. Слід відмітити, що на сьогоднішній день відомі спеціальні способи, використання яких дозволяє утворити безклейковинне тісто для хліба і кондитерських виробів.

Рис. 5.1. Мікроструктура:
а) відмитої з тіста клейковини (х200); б) тіста (х1 000)

Роль складових частин пшеничного борошна
в утворенні тіста

Пшеничне борошно є основою більшості борошняних кондитер­ських та булочних виробів і відіграє велику роль в утворенні тіста з властивими йому реологічними характеристиками. Основними скла­довими частинами пшеничного борошна, які беруть участь в утво­ренні структури тіста, є білкові речовини. крохмаль, целюлоза, гемі­целюлози і пентозани. Вони мають різну структуру, хімічні й фізичні властивості, тому внесок кожної складової частини борошна у форму­вання структури тіста теж різний.

Білки. Найважливіше значення в утворенні структури тіста нале­жить білковим речовинам пшеничного борошна, які в присутності води, перш за все, набрякають. Набрякання – перший етап розчинення білків, що властиво їм як високомолекулярним сполукам. Набрякання не завжди закінчується розчиненням. Так, наприклад, альбумінова і глобулінова фракції білків після набрякання у воді розчиняються і переходять у розчин. Водночас гліадинова і глютенінова фракції біл­ків, що набрякають обмежено у воді, утворюють основну масу клей­ковини. Ці білкові речовини борошна здатні поглинати і зв’язувати воду в 2,0…2,5 рази більше своєї маси. Причому приблизно 25 % цієї кількості води зв’язується адсорбційно та капілярно і 75 % – осмотично. Гідратація клейковинних білків призводить до збільшення об’єму і маси клейковини в тісті. Кількість сирої клейковини залежить від ступеня набрякання білків борошна. Реологічні властивості (розтяжність, еластичність, пружність) клейковини обумовлені гліади­новою і глютеніновою фракціями.

На початку замішування тіста відбувається осмотичне зв’язування води вільним проміжним білком, потім білком, що оточує окремі зерна крохмалю (так званий прикріплений білок). Швидше поглинає воду білок дрібних часток борошна, а повільніше той, що знаходиться в його більш крупних частках. Зв’язуючи воду, білкова молекула значно збільшується в об’ємі.

Білки клейковини під час набрякання можуть осмотично зв’язувати не лише воду, а й розчинні та навіть пептизовані в рідкій фазі складові частини борошна.

Суттєву роль у гідратації білкових молекул відіграє іонна та моле­кулярна адсорбція, обумовлена наявністю в білках полярних груп. При цьому вільні полярні групи забезпечують іонну адсорбцію, а зв’я­зані – молекулярну. Адсорбційно зв’язана вода утримується молеку­лярними силами біля поверхні колоїдних частинок. Вільні полярні групи білка (карбоксильні, амінні, гідроксильні) дисоціюють на іони у розчинах, набувають заряду, навколо якого й орієнтуються диполі во­ди. Гідратація білкової молекули у цьому випадку обумовлена іонною адсорбцією. Величина молекулярної адсорбції постійна для кожного білка, іонна – залежить від рН середовища.

Адсорбційна вода зв’язується полярними групами білка не лише за рахунок електростатичного тяжіння, але і завдяки водневим зв’язкам. Різні полярні групи здатні утримувати біля себе різну кількість дипо­лів води: пептидна – 2, гідроксильната амінна – по 3, карбоксильна – 4.

Гідратація білків складається з двох стадій. Початкова стадія гідра­тації є екзотермічним процесом та полягає в міцелоутворенні, тобто навколо білкових міцел у рідкій фазі тіста утворюються сольватні обо­лонки. Перший шар, орієнтований навколо полярних центрів, міцно зв’язаний з білком. У ході подальнюї гідратації тепловий ефект набря­кання прогресивно зменшується. Це зумовлено тим, що молекули води, які вкривають гідратною оболонкою електронегативні групи колоїдів, після насичення водневих зв’язків починають утримуватися силами електростатичного тяжіння. Відомо, що дані сили обернено пропорційні квадрату відстані. За рахунок цього вода в периферійних шарах водяних оболонок утримується вже такими малими силами, що може бути видалена дією невеликих зовнішніх тисків.

Під час набрякання білка диполі води розміщуються між її молеку­лами, розштовхуючи їх, що зменшує силу взаємодії між поліпептид­ними ланцюгами білка та опір проникненню нових молекул води. Тобто у більш гідратованій системі цей процес йде швидше, аніж у менш гідратованій. Водночас, у разі нарощування товщини гідратної оболонки відбувається швидке зменшення сил притягаєння води, і процес набрякання сам собою гальмується.

В агрегатній стійкості білкових міцел суттєву роль відіграють та­кож структура і властивості примежових прошарків води біля поверх­ні макромолекул, що набрякають. Існування примежових шарів води товщиною 7–10 нм біля гідратної поверхні призводить до появи структурної складової розклинюючого тиску П5.

Вплив основних технологічних параметрів
замішування на процес тістоутворення

Великий вплив на процес тістоутворення і реологічні властивості тіста мають технологічні параметри, передусім вологість, температура тіста і спосіб замішування.

Вологість тіста. Вода, як уже відмічалось, відіграє важливу роль під час приготування тіста, тому що її взаємодія з рецептурними компонентами обумовлює консистенцію і структуру готових виробів. Загальна вологість тіста вказує на кількість води в ньому, але не характеризує її причетність до хімічних і біохімічних змін. Стійкість структури тіста під час замішування та подальшої обробки значною мірою залежить від співвідношення в ньому вільної та зв’язаної води.

Вільна вода – це вода, не зв’язана полімерами і доступна для протікання біохімічних, хімічних і мікробіологічних реакцій.

Зв’язана вода – це асоційована вода, що міцно зв’язана з різними компонентами тіста (білками, ліпідами, вуглеводами тощо) за рахунок хімічної і фізичної взаємодій. Вона має знижену молекулярну рухли­вість та не замерзає за температури – 40 °С. За класифікацією П.А. Ре­біндера розрізняють зв’язки води з матеріалами: хімічні, адсорбційні, капілярні та осмотичні.

У тісті співвідношення вільної та зв’язаної води істотно коли­вається залежно від його виду, вологості, рецептури. Та вода, що утримується макромолекулярною матрицею біополімерів тіста, за властивостями може розглядатися як вільна, тому що може бути виділена з продукту, більшість зв’язків у ній – водневі. Найміцніше зв’язаною в тісті є так звана органічно зв’язана вода. Її досить мало у високовологих системах і знаходиться вона, наприклад, у щілинах білка або у складі кристалогідратів цукру. Іншою досить міцно зв’яза­ною водою є адсорбована вода у вигляді моношару біля більшості гідрофільних труп речовин. Вона також знаходиться в мікрокапілярах. До моношару примикає мультишарова вода (вода полімолекулярної адсорбції). Таким чином, зв’язана вода складається з органічної, адсорбованої речовин у вигляді моно- та мультимолекулярних шарів.

Кожен вид тіста має свою, строго задану вологість. Вона залежить від низки чинників, у першу чергу, від водопоглинальної здатності борошна.

Водопоглинальна здатність борошна – це та кількість води, яка необхідна під час замішування для одержання тіста оптимальної кон­систенції, що забезпечує нормальну обробку тіста на всіх етапах виробництва.

Цей показник визначається за формулою:

(5.1)

де Х – водопоглинальна здатність борошна;

G_в – маса води, що поглинута під час замішування тіста;

G_m – маса тіста, що утворилася.

Вода сприяє набряканню біополімерів борошна, а також розчи­ненню його складових частин і сировини, яка додасться у тісто. Від кількості води залежать вологість тіста, його фізичні властивості, швидкість протікання колоїдних і ферментативних процесів. Кількість води, що використовується для замісу тіста, залежить від виду тіста і водопоглинальної здатності борошна. Вода, яка поглинається тістом, розподіляється наступним чином (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Розподіл води між складовими частинами борошна, %

У разі зниження вологості борошна на 1 % його водопоглинальна здатність підвищується на 1,8…1,9 %. Вона залежить від виходу і крупності помелу борошна. Із підвищенням виходу ця властивість борошна зростає. Борошно крупного помелу з одного і того ж зерна однакового виходу зв’язує менше води за певний проміжок часу, ніж тонко подрібнене, за рахунок меншої площі поверхні часток. Середня водопоглинальна здатність пшеничного борошна вищого сорту – 52, першого – 52, другого – 56. Це пов’язано з тим, що низькі сорта борошна містять значно більше оболонкових часток і геміцелюлоз, здатних зв’язувати більше води, ніж крохмаль. На водопоглинальну здатність борошна також суттєво впливає присутність у тісті рецеп­турних компонентів, у першу чергу, таких як цукор, сіль і жир. Молекула цукру зв’язує велику кількість води, знижуючи набрякання колоїдів борошна. Водопоглинальна здатність борошна за умови додавання 1 % цукру зменшується на 0,6 %. У разі збільшення кіль­кості цукру у тісті ця здатність борошна зменшується ще істотніше. Сіль у концентраціях до 2 % підвищує гідратаційну здатність клей­ковини і водопоглинальну здатність борошна Жири під час замішу­вання тіста зв’язуються з білками крохмалем, а можливо, і з іншими компонентами борошна і тим самим дещо знижують поглинання води борошном.

Водопоглинальна здатність суттєво впливає на якість тіста і гото­вих виробів. У виробничих умовах кількість води під час замішування тіста необхідно уточнювати для кожного виду виробів окремо залежно від рецептури і водопоглинальної здатності борошна. Регулювання вологості тіста здійснюють на початку замішування, бо додавання води або борошна у замішене тісто не дозволяє одержати рівномірний розподіл сировини за його масою, тому що його структура майже повністю сформувалась.

Вологість і температуру різних видів тіста наведено в табл. 5.2.

Таблиця 5.2

Поиск по сайту: