Глава 4:Химическая кинетика и катализ.

4.1. Кинетика процессов выпечки и сушки

пищевых продуктов в общественном питании.

Кинетика процесса выпечки хлебобулочных изделий. Основным движущим фактором процесса выпечки является прогрев теста — влажного коллоидного капиллярно-пористого материала. Механизм выпечки обусловлен характером переноса теплоты и

влаги внутри материала (хлеба). Перемещение влаги в коллоидных капиллярно-пористых материалах обусловлено наличием в них градиента потенциала переноса. Прогрев мучных изделий в кондитерских пекарских печах, происходящий в условиях лучистого и конвективного теплообмена, вначале вызывает миграцию влаги в материале в направлении теплового потока, т.е. внутрь образца (явление термовлагопро-водности), затем начинается интенсивное испарение влаги при перемещении поверхности (зоны) испарения внутрь материала.

Эти процессы в свою очередь влияют на прогрев теста-хлеба или хлебобулочных изделий. Как показывают экспериментальные ианалитические исследования, процесс выпечки состоит из двух периодов.

Первый период — период переменного (возрастающего) объема и увеличивающейся скорости влагоотдачи. В поверхностном слое образца создается значительный температурный градиент (до 140 К/см), и образование корки происходит в определенной

мере за счет термовлагопроводности. При этом поток влаги, направленный внутрь образца, переносит также некоторое количество теплоты. За счет неизотермического термоградиентного массопереноса величина эквивалентного коэффициента теплопроводности увеличивается на 14—17 %.

Наряду с этим в первом периоде протекают коллоидные процессы, имеющие эндотермический характер, в результате которых влага в тесте-мякише связывается клейстеризующимся крахмалом.

Второй период — период постоянного объема и постояной скорости влагоотдачи (при постоянном режиме пекарной камеры).

При этом образование корки происходит путем углубления зоны испарения, влажность внутренней части образца (мякиша) почти не изменяется, а испарение протекает главным

образом в зоне, расположенной на границе корки и мякиша, из которой влага перемещается в виде пара. В какой-то мере испарение протекает в корке, из которой часть особо прочно адсорбционно-связанной влаги удаляется после продвижения зоны испарения внутрь. Прочная связь влаги в мякише-корке и удаление ее в виде пара характерны для процесса выпечки, при котором увеличивается способность коллоидов связывать влагу.

В конце процесса выпечки объем хлеба может несколько уменьшиться за счет усадки поверхностных (обезвоженных) слоев.

Сушка представляет собой тепловой процесс, обеспечивающий обезвоживание различных продуктов. Процесс сушки осуществляется за счет подвода теплоты к высушиваемому продукту, в результате чего происходит испарение влаги. В общественном питании сушке подвергают твердые, пастообразные и жидкие продукты

(мясо, хлеб, яйца, бульоны, молоко и т.д.). Сушку сырья применяют с целью получения нового продукта, имеющего более широкую область использования, например производство сухого молока и различных мол очно-растительных продуктов.

Химическая связь влаги с веществом представляет собой молекулярную связь молекул вещества с молекулами воды. Химически связанную влагу невозможно удалить путем сушки из вещества. Для этого применяют прокаливание продукта или воздействуют

на него специальными химическими веществами. Физико-химическая связь влаги с материалом бывает трех видов:

При адсорбционной связи влага удерживается на внутренней поверхности

капилляров и пор продуктов;

При осмотической связи удерживаемая влага (вода) связана с продуктом

за счет сил осмотического давления;

При структурной связи влага удерживается внутри клеток растительного

и животного происхождения.

Рассмотренные виды влаги характерны для твердых веществ. Многие жидкости также подвергаются сушке, суспензии и эмульсии.

Равновесная влажность материала является одной из характеристик процесса сушки; ее сущность рассмотрим на следующем примере. Если какой-нибудь влажный продукт поместить в изолированную емкость с влажным воздухом, то в результате взаимодействия продукта с воздухом либо часть влаги и продукта перейдет в

воздух, либо продукт поглотит часть влаги из воздуха. После такого взаимодействия установится состояние равновесия между продуктом и влажным воздухом. Очевидно, что равновесная влажность зависит от парциального давления водяного пара (например,

в изолированной емкости) при заданной температуре. Таким образом, в зависимости от параметров воздуха, который используют в качестве сушильного агента, продукт можно высушить только до равновесной влажности, определяемой относительной

влажностью воздуха.

Количество удаляемой из продукта влаги определяется как разность между влажностью исходного продукта и его равновесной влажностью при заданных условиях сушки.

Кинетика процесса сушки. При сушке влага перемещается от центра к периферии. Подобное перемение, или миграция, влаги представляет собой диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентрации влаги. Количество

мигрирующей влаги под действием разности ее концентраций можно рассчитать по уравнению:

WB = -KB(dC/dn)Sx,

где Къ — коэффициент влагопроводности, м2/с; dC/dn — градиент

концентрации влаги в продукте, кг/м4; S— поверхность контакта

продукта с.

В общественном питании солнечный свет может оказать отрицательное

влияние на качество пищевых продуктов. Например, при долгом хранении молока на солнечном свете изменяется содержание витаминов (кроме витамина D), молочный жир окисляется, что сообщает молоку неприятный привкус.