4.3. Визначення форм зв’язку вологи в хлібі з пектиновмісними порошками

Якість хліба і особливо схильність його до черствіння в значній мірі залежить від співвідношення в ньому зв’язаної і вільної води.

За даними наукової літератури в збереженні хлібом свіжості важливу роль має вміст в ньому саме міцно зв’язаної води.

Основним видом зв’язку води в напівфабрикатах та готових виробах є фізико-хімічний, який поєднує адсорбційно й осмотично зв’язану вологу.

За П.О.Ребіндером, адсорбційно зв’язана волога – це шар води товщиною в декілька сот молекул, що адсорбовані на поверхні крохмального зерна. Ця вода вважається зв’язаною, оскільки енергія її зв’язку з полімерами (крохмальними зернами) дуже висока [57].

Осмотично зв’язана волога (волога набухання й структурна волога) вважається вільною, бо вона має малу енергію зв’язку з матеріалом.

Ця вода поглинається біополімерами без виділення тепла. Вона не відрізняються від звичайної води, але є недоступною для розчинення водорозчинних сполук тіста.

Механічно зв’язана вода – це вода, зв’язана макро- і мікрокапілярами, і волога змочування, має нижчу енергію зв’язку, ніж вода зв’язана осмотично. Вона ідентична звичайній воді. Її розглядають як вільну воду. Саме ця вода обумовлює інтенсивність біохімічних, мікробіологічних, колоїдних процесів, вступає в хімічні реакції.

В процесі дозрівання тіста і випічки тістових заготовок масова частка вільної води зменшується. Зміна співвідношення вільної і зв’язаної води у хлібі впливає на стан м’якушки і характеризує ступінь збереження свіжості в процесі зберігання хліба [83, 180].

Для визначення кількості води з різними формами зв’язку при збагаченні хліба пектиновмісними порошками, застосовували метод диференційованого термічного аналізу. Цей метод дозволяє вивчати процеси, які відбуваються при нагріванні матеріалу. Суть його полягає в тому, що зразок (матеріал, що досліджується) й еталон (матеріал, який не змінюється під час досліджень) завантажують в робочий об’єм й нагрівають з постійною швидкістю. При цьому вимірюється температура зразка (крива ДТГ), а за допомогою диференціальної термопари безперервно регіструється різниця між температурами зразка й еталона (крива ДТА). Паралельно з вимірами температури робочого та еталонного зразків проводиться їх зважування. Під час нагрівання відбувається видалення вологи, що призводить до зменшення ваги зразка. Зміна ваги зразка (крива ТГ) та різниця мас еталонного та робочого зразків (крива ДТГ) під час нагрівання реєструється паралельно з кривими ТА і ДТА.

В дослідах пектиновмісні порошки додавали в кількості 3 % до маси борошна.

Визначали зміну масової частки вільної і зв’язаної вологи в процесі зберігання. Хліб зберігали 48 годин. За цим методом до вільної води умовно відносять вологу макрокапілярів: осмотично зв’язану і вільну вологу, до зв’язаної – адсорбційно зв’язану і вологу мікрокапілярів.

Проведений аналыз дериватограми хліба з ЯПП і БПП через 4, 48 годин зберігання, а також хліба без добавок.

При підвищенні температури нагрівання вище 100°С у всіх зразків на дериватограмі видно два ендотермічних піка (криві ДТА і ДТГ), але в зразках з порошками цей пік утворюється при більш високій температурі, ніж контрольного зразка, що свідчить про вищу температуру видалення вологи зразків з ЯПП і БПП. Тобто, у цих зразках вода зв’язана більш міцно, ніж у контрольному зразку. Це спостерігається, очевидно, внаслідок того, що адсорбційні центри колоїдної системи, якими можуть бути гідроксильні групи полісахаридів міцно зв’язують воду. У зразках з ПВП їх більше ніж у хлібі без добавок, внаслідок цього волога виділяється з них важче.

Оскільки пектини БПП низькометоксильовані вони містять більше вільних гідроксильних груп, що призводить до більш високої температури виділення води із зразків з БПП, ніж з ЯПП.

При підвищенні температури від 20 до 115 - 120°С, залежно від зразка хліба, відбувається виділення вільної води. Вище цієї температури видаляється адсорбційно зв’язана вода і вода мікрокапілярів.

Аналізуючи отримані результати (табл. 4.3), бачимо, що в свіжому хлібі з ПВП вміст зв’язаної води більше, ніж в контрольному зразку на 18 %.

Під час зберігання хліба відбувається перерозподіл зв’язаної і вільної вологи. Вільна вода випаровується, система набуває нового рівноважного стану внаслідок переходу частин зв’язаної води у вільний стан. Швидкість втрати зв’язаної води в процесі зберігання хліба з добавками менша, ніж у контрольному зразку.

Таблиця 4.3

Кінетичні параметри дериватограм м’якушки хліба

Зразки	Тривалість зберігання	Дегідратація м’якушки		Втрати зв’язаної вологи, %
		Вільна вода, %	Зв’язана вода, %
Хліб без добавок	4 години 48 годин	76,2 79,1	23,8 20,9		- 12
Хліб з ЯПП	4 години 48 годин	71,2 73,5	28,8 26,5		- 8
Хліб з БПП	4 години 48 годин	71,0 72,6	29,0 27,4		- 5,5

Так, через 48 годин зберігання вміст зв’язаної води в зразках хліба з ЯПП і БПП більший від контрольного зразку на 26 – 31 %. В зразках хліба без добавок протягом зберігання втрати зв’язаної води становили 12 %, в той час як в хлібі з ЯПП і хлібі з БПП ці зміни становили 8 % і 5,5 % відповідно.

Отже, проведені дослідження дають змогу стверджувати, що використання ЯПП і БПП дозволяє подовжити термін зберігання пшеничного хліба.