40 50 60 70 80 90 Температура, °

Рис. 17. Изменение когезионной проч­ности сырой клейковины макаронноготеста, подвергшегося термической де­струкции (1), термомеханической деструкции (2) и механотермической де струкции (3)

Таким образом, замес мака­ронного теста при температуре до 70 °С с последующим его прессованием не приводит к более значительному изменению структуры макаронных изделий, изготовленных на шнековом прессе, чем при традиционном ре­жиме замеса и прессования, когда температура теста у матрицы не превышает 50...55 °С. В то же время, как показывает кривая 3, достижение температуры теста у матрицы выше 55 °С за счет перетирания теста в шнековой камере ведет к резкому снижению когезионных свойств клейковины.

Анализы изменения фракционного состава белков гельфильтрацией на сефадексе, результаты которых приведены в табл. 3, подтверждают вывод о том, что при замесе макаронного теста, температура которого была до 70 °С, клейковинные белки не претерпевают глубоких денатурациоиных изменений. Приведен­ные данные показывают, что с ростом температуры теста при замесе происходит некоторое изменение соотношений фракций белка.

Таблица 3

Влияние температуры макаронного теста на изменение состава белковых фракций

Фракции белка	Распределение фракций, % от обшей массы белка в тесте после замеса при 40 °С
	после замеса при температуре, °С						после прессования при температуре. °С
	40	60		70		80	40				60	70				80
Высокомолекулярные
I (глютенин, ММ=120000…128000)	61,8		53,6	45,4		34,9	36,7				35,3	29,9				24,9
II (глютенин, ММ=70000...75000)	9,1		9,4	11,1		7,8	15,1				15,4	16,9				17,4
Низкомолекулярные
III (глиадин, ММ=42000...45000)	21,5		22,0		21,5	16,3		9,6		8,8			7,5		6,4
Iv (глиадин в присутствии альбумина и глобулина ММ=18000...2100)	7,6		10,0		12,5	19,9			13,6		15,8			18,6		23,2

С повышением температуры на стадии замеса до 70 °С общее содержание высокомолекулярных фракций несколько уменьша­ется в основном за счет снижения глютенина с большой молеку­лярной массой, тогда как количество глютенина с меньшей мо­лекулярной массой незначительно увеличивается. Общее содер­жание низкомолекулярных фракций белка возрастает по мере увеличения температуры теста до 70 °С, главным образом за счет фракции IV. При температуре замеса 80 °С наблюдаются более выраженные изменения соотношения белковых фракций в сто­рону снижения глютенина и глиадина с большой молекулярной массой и соответственно повышения глиадина с меньшей молекулярной массой, что, по-видимому, связано с частичным переходом высокомолекулярных фракций белка в низкомолекулмрные вследствие углубления степени тепловой денатурации белки. При сопоставлении фракционного состава белка теста после прессования видно, что общая, доля фракций по сравнению с тестом после замеса меньше, поскольку растворимость белка в процессе прессования теста несколько снижается в результате частичной механической деструкции. Кроме того, фракция II увеличивается, а фракция III уменьшается по сравнению с тестом после замеса, что можно объяснить той же причиной.

Во время прессования макаронного теста, замешенного при температурах 50...70 °С, степень деструкции его крахмальных зерен изменяется незначительно, но при температурах 30 и 90 °С этот процесс углубляется: в первом случае в результате повыше­нии вязкости теста, следовательно, и интенсификации его механической деструкции в шнековой камере, во втором — в результате воздействия на тесто высокой температуры и достаточных по величине истирающих усилий (термомеханическая деструкция).

Рассматривая влияние температуры теста: на его реологические свойства, мы уже говорили, что нагрев макаронного теста и перед его уплотнением в шнековой камере пресса увеличивает пластичность и текучесть теста. В результате этого увеличение температуры теста приводит к росту скорости выпрессовывания изделий, т. е. к росту производительности пресса и при температурах, превышающих 50...55 °С, которые, исходя из старой технологии формования макаронных изделий на поршневых прессах. Ранее считали оптимальными для достижения наибольшей производительности шнекового пресса. Однако при температуре замеса теста выше 65...70 °С наблюдается заметное снижение варочных свойств макаронных изделий в результате ослабления клейковинной матрицы структуры изделий. Поэтому оптималь­ной рекомендуемой нами температурой макаронного теста после замеса на шнековых прессах является температура около 60 °С, с тем чтобы перед матрицей она составила не более 65 °С с учетом прироста температуры теста в шнековой камере при таких усло­виях замеса примерно на 5 °С. Такой режим называется высоко-температурным режимом замеса.

Таким образом, при применении высокотемпературного заме­са в шнековой камере происходят уплотнение и формование пластичной массы теста, что снижает степень, перетирания теста и увеличивает его текучесть, хотя и приводит к некоторому росту термической денатурации клейковины. При традиционной низ­котемпературной технологии замеса вязкость уплотняемого и формуемого теста выше, следовательно, степень его перетирания в шнековой камере возрастает, а текучесть снижается. Перетира­ние ведет к увеличению температуры теста, которую снижают подачей холодной воды в рубашку шнекового цилиндра. Однако при этом вязкость теста вновь увеличивается и скорость выпрес­совывания, т. е. производительность пресса, снижается. Отсутст­вие же тепловой денатурации клейковины при традиционном режиме замеса и прессования компенсируется увеличением сте­пени механической денатурации в результате большей вязкости теста и увеличения сдвиговых, истирающих усилий. Поэтому когезионная прочность клейковины макаронного теста, заме­шенного при традиционном режиме и выпрессовываемого при температуре 50 °С, примерно равна когезионной прочности клейковины теста, замешенного при высокотемпературном ре­жиме и выпрессовываемого при температуре 65 °С.

Как показали многочисленные производственные испытания, высокотемпературный режим замеса макаронного теста наряду и сохранением нормального качества изделий дает следующие пре­имущества по сравнению с традиционным низкотемпературным режимом замеса:

- увеличивается производительность пресса на 10...15 %, и не такую же величину снижается расход энергии на прессование, что обусловлено повышением текучести теста при нагревании его перед прессованием;

- предотвращается выпрессовывание белесых изделий вследст­вие повышения пластичности теста, а значит, снижения интен­сивности процессов перетирания теста в шнековой камере и насыщения его мельчайшими пузырьками воздуха;

- не требуется расхода воды на охлаждение шнековой камеры; сокращается продолжительность сушки изделий и предотвра­щается их слипание вследствие испарения около 3 % влаги с поверхности выпрессовываемых сырых изделий и образования подсушенной корочки в результате разницы температур изделий и окружающего воздуха;

- улучшается цвет изделий в результате частичной тепловой инактивации фермента полифенолоксидазы.

Достичь температуры теста во время замеса порядка 60 °С увеличением температуры воды, подаваемой в тестомесильное корыто, не удается, поскольку даже при горячем замесе, когда температура воды составляет около 90 °С, температура теста не превысит 50 °С. К тому же подача горячей воды нежелательна вследствие заваривания части муки, соприкасающейся со струей воды. Поэтому одним из наиболее простых способов реализации высокотемпературного режима замеса макаронного теста являет­ся оснащение тестомесильного корыта пресса внешним обогре­вателем: паровой или водяной рубашкой, электронагревателем и т. п. На рис. 18 в качестве примера представлена конструкция нагревателя корыта пресса ЛПЛ-2М, использованная на макаронной фабрике в Росто­ве-на-Дону.

Тестомесильное корыто 1 пресса снабжено паровым обогревателем, представляю­щим собой четыре полуци­линдра 4 (трубы диаметром около 12 см, распиленные вдоль на две половины), приваренные 1 наружной стенке корыта и соединенные между собой трубками 3 для последовательного прохождения пара. Давление пара регу­лируют вентилем 6 на входе пара в обогреватель и контролируют по манометру 7. Кроме того, имеются датчики 2 контроля тем­пературы теста после замеса и датчики 5 контроля температуры отработавшего пара. Для предотвращения подсыхания теста при замесе вследствие испарения из него влаги решетчатая крышка корыта заменена крышкой из листового железа со слоем теплоизоляции и с узкими прорезями для визуального контроля теста в корыте.

Рис. 18. Корыто пресса ЛПЛ-2М с обогревателем

Отработавший пар

Наиболее целесообразно применять высокотемпературный режим замеса при производстве короткорезаных макаронных из­делий, поскольку при выпрессовывании длинных изделий под­сушка их поверхности будет придавать ломкость сырым издели­ям, что усложнит процесс их разделки. Кроме того, применение высокотемпературного режима замеса имеет свои сложности при использовании прессов с вакуумированием теста в месильных корытах, в которых вместе с отсосом воздуха удаляется влага, испаряющаяся из нагреваемой тестовой массы. Наконец, высо­котемпературный режим замеса нежелателен для теста с яичны­ми добавками вследствие более низкой температуры денатурации яичного белка, чем клейковины теста.

Влияние температуры матрицы на цвет, потери сухих веществ, варочные свойства макаронных изделий

П ри разработке высокотемпературных режимов формования исходили из того, что кратковременный нагрев макаронного геста при прохождении его через каналы горячей матрицы воз­можен при более высоких температурах, чем 65...70 °С. Иными словами, на степень денатурации клейковины и потерю ею свя­зующих (когезионных) свойств кроме температуры и влажности теста оказывает влияние также продолжительность воздействия температуры на тесто.

Рис.19 Изменение содержания отмываемой из макаронного теста сырой клейковины в зависимости от продолжительности нагрева теста при температурах 1-50°С; 2-60°С; 3-70°С; 4-80°С

На рис. 19 приведены кривые влияния тем­пературы и продолжительности нагрева макаронного теста влаж­ностью 32+0,5 % на количество отмываемой из теста сырой клейковины. Эти кривые показывают резкое снижение содержа­ния отмываемой из теста клейковины с увеличением как темпе­ратуры, так и продолжительности ее воздействия. При этом для получения изделий нормального качества степень тепловой дена­турации клейковины не должна превышать степень механичес­кой денатурации, которая наблюдается при перетирании теста в шнековой камере пресса.

Для оценки состояния белка и степени его денатурации при формовании изделий через нагретые матрицы было оп­ределено содержание белка в высушенных размолотых изделиях, а также в поверхностных слоях, соскобленных с сухих изделий на глубину 0,1...0,2 мм. Результаты анализов, приведенные в табл. 4, показывают, что для изделий из всех видов иссле­дованного сырья характерна тенденция к снижению доли водорастворимого белка с увеличением температуры матрицы. Причем для хлебопекарной муки это снижение по сравнению с традиционным режимом (температура матрицы 50 °С) вы­ражено в большей степени, чем для продуктов помола твердой пшеницы.

Таблица 4

Влияние температуры матрицы на содержание водорастворимого белка в макаронных изделиях

Исходная мука	Температура матрицы °С	Содержание водорастворимого белка
		в массе изделия		в поверхностном слое
		%	% снижения от содержания при 50 °С	%	% снижения от содержания при 50 °С
твердая пшеница: крупка	50 80 120	5,0 4,7 4,1	0 6,0 18,0	4,8 4,1 3,7	0 14,6 25,0
полукрупка	50 80 120	4,7 4,1 3,6	0 12.8 23,4	4,7 3,9 3,3	0 17,0 29,8
хлебопекарная мука высшего сорта	50 80 120	4,7 4,0 3,4	0 14,9 27,7	4,4 3,5 2,8	0 20,4 36,4

Снижение содержания белка в поверхностных слоях изделий более выражено, чем в общей массе размолотых изделий. Этот факт следует считать положительным, поскольку денатурация ненка, сопровождающаяся фиксированием клейковинного каркаса, происходит в формующих каналах матрицы, т. е. в период укрепления формы сырых изделий и отсутствия относительного «мощения слоев теста.

Изменения свойств крахмала при формовании теста через нагретые матрицы оценивались по содержанию декстринов в вермишели и макаронах (рис. 20) и по оптической анизотроп­ности крахмальных зерен (табл. 5).

Таблица 5