Влияние температуры матрицы на содержание крахмальных зерен с кристаллической структурой в макаронных изделиях

Исходная мука	Температура матрицы, °С	Содержание крахмальных зерен с кристаллической структурой, %
		в массе изделии	в поверхностном слое
Твердая пшеница: крупка	50 80 120	86 76 62	87 62 22
полукрупка	50 80 120	83 75 59	83 50 18

а— изделия из крупки твердой пшеницы; б — изделия из полукруики твердой пшеницы; в — изделия из хлебопекарной муки высшего сорта, Заштриховано — в поверхностном слое изде­лий; не заштриховано — в общей массе изделий

50 80 120

Температура матрицы, °С

Рис. 20. Изменение содержания декстри­нов в макаронных изделиях в зависимос­ти от температуры матрицы

Анализ содержания декстри­нов показывает, что при тем­пературе матрицы 80 "С оно остается на достаточно высоком уровне по сравнению с темпе­ратурой 50 °С и более или менее значительно нарастает при температуре матрицы 120 °С. Это связано с большей стабильностью крахмала по сравнению с белком при крат­ковременных воздействиях на тесто повышенных температур, которые оказывают влияние на крахмал лишь в небольшом по толщине поверхностном слое формуемых макаронных изде­лий. Об этом же свидетельст­вуют и результаты определения оптической анизотропности на поляризационном микроскопе, характеризующие количество зерен крахмала, сохранивших нативную кристаллическую структуру. Причем увеличение содер­жания декстринов и желатинированных крахмальных зерен, заключенных в денатурированную клейковинную матрицу, тоже желательно, поскольку оно будет способствовать повышению степени усвояемости углеводов и сокращению длительности варки изделий до готовности.

Следовательно, формование макаронных изделий через нагре­тую матрицу сопровождается положительными изменениями свойств белка и крахмала в поверхностном слое изделий, глубина которых увеличивается с увеличением температуры матрицы.

Однако основная цель применения режимов высокотемпера­турного формования — повышение производительности пресса. Результаты наших опытов, приведенные в виде графиков на рис. 21, свидетельствуют о двукратном увеличении производи­тельности лабораторного пресса при температуре матрицы 80 °С по сравнению с традиционным режимом (при температуре мат­рицы 50 °С). Дальнейшее повышение температуры влечет за собой и дальнейшее увеличение скорости выпрессовывания, од­нако при температуре матрицы свыше 120 °С начинает наблю­даться вспучивание поверхности выпрессовываемых сырых изде­лий вследствие значительного перепада температур изделий и воздуха и резкого испарения влаги из изделий. Однако надо отметить, что при формовании изделий через нагретую до темпе­ратуры 110+5 °С металлическую матрицу без тефлоновых вставок выпрессовываются изделия с абсолютно гладкой поверхностью. Это явление связано с тем, что испаряющаяся в формуемых изделиях влага (при соприкосновении с горячей поверхностью канала матрицы) создает между поверхностью изделий и фор­мующей щелью матрицы паровую прослойку, предотвращающую прилипание тестовой поверхности изделия к поверхности щели.

При возникновении паровой прослойки резко возрастает и скорость выпрессовывания изделий. Монотонный же характер ее нарастания в интервале температур нагрева матрицы от 50 до 100 °С связан с увеличением пластичности формуемого теста: в силу кратковременного контакта теста с поверхностью канала матрицы до ее температуры нагревается лишь поверхностный слой формуемого изделия. Внутренние же слои нагреваются до температуры не выше 60 °С, что наглядно видно из эксперимен­тальных замеров температуры выпрессовываемой массы сырых изделий, а также данных, приведенных нами выше, по измене­нию состояния белка и крахмала в поверхностном слое и в общей массе изделий. При такой температуре заваривания теста не происходит, а текучесть его в условиях отсутствия внутренне­го смещения слоев в канале матрицы максимальная.

Увеличение текучести теста сопровождается не только увели­чением скорости выпрессовывания, но и снижением давления прессования. При этом надо иметь в виду, что только при определенных значениях давления прессования, а именно не менее 5...6 МПа, можно получить тесто, реологичес­кие характеристики которого обеспечивают прочную структуру формуемых изделий.

Полученные зависимости показывают, что при влажности теста из крупки 32 % с повышением температуры матрицы от 40 до 80 °С производительность пресса для данной матрицы увеличивается почти в 2 раза, а давление снижается на 37,5 %. Использование теста с более низкой влажностью (29 %) позволяет повысить давление прессования: при температуре матрицы 80 °С до величины традиционного режима (темпе­ратура матрицы 50 °С, влажность теста 32 %). И хотя про­изводительность пресса при этих двух режимах практически одинакова, достигается значительный эффект в снижении расхода теплоты на последующую сушку: кроме 3 % разницы во влажности теста выпрессовывание сырых изделий через горячую матрицу приводит к испарению влаги с поверхности выпрессовываемых изделий — влажность их снижается еще при­мерно на 3 % по сравнению с традиционным режимом. Это дает возможность, во-первых, избежать слипания сырых из­делий в сушилке и, во-вторых, при одинаковом количестве изделий, поступающих в сушилку, значительно смягчить режим сушки, обеспечивая этим высокую прочность продукта.

Повысить давление прессования, не меняя практически влаж­ность теста, можно также подачей холодной воды в рубашку шнекового цилиндра. При этом сохранится увеличение произво­дительности пресса при горячей матрице.

Аналогичные зависимости были получены при выработке изделий из полукрупки, но в этом случае воз­растают давление прессования и производительность при уве­личении температуры матрицы. Это связано с более высокой водопоглотительной способностью частиц полукрупки по срав­нению с крупкой и, следовательно, с большей вязкостью теста при одинаковых значениях влажности. Такая тенденция проявляется в еще большей степени при использовании хле­бопекарной муки. Таким образом, при высоко­ температурном режиме формо­вания макаронных изделий ва­рьированием температуры на­грева матрицы, влажности заме­шиваемого теста и степени охлаждения шнековой камеры можно достичь не только повышения производительности пресса, но и менять в широких диапазонах давление прессова­ния и степень снижения влаж­ности выпрессовываемых сырых изделий. При этом, как показа­ли многочисленные анализы использования высокотемператур­ных режимов формования мака­ронных изделий на лабораторном прессе и промышленных прессах ЛПЛ-2М, боль­шего увеличения производительности пресса можно добиться, вырабатывая так называемые низкопроизводительные виды изделий (из хлебопекарной муки, полукрупки, изделий с яичными добавками), а также при использовании матриц с низкой про­пускной способностью, (низким коэффициентом живого сече­ния). Средние полученные данные прироста производительности пресса при температуре матриц с тефлоновыми вставками 70...80 °С и давлении прессования 6...7 МПа составили (%): для изделий из крупки твердой пшеницы 10, для изделий из полу­крупки твердой пшеницы 20, для изделий из хлебопекарной муки 25, для изделий из крупки с яичными добавками 15, для изделий из хлебопекарной муки с яичными добавками 30.

Увеличение производительности пресса должно сопровож­даться соответствующим увеличением подачи тестовой массы в шнековую камеру, иначе это неизбежно приведет к падению давления прессования и выпрессовыванию белесых изделий (па прессах без вакуумирования теста в месильном корыте). Поэтому при увеличении массы выпрессовываемых изделий необходимо увеличить подачу в первую очередь муки: именно этим приемом можно снизить влажность теста. Если же влажность теста пред­полагают оставить на прежнем уровне, то в соответствии с коли­чеством добавляемой муки увеличивают и количество подавае­мой в корыто воды.

Как и в случае разработки высокотемпературных режимов замеса, основным критерием выбора оптимальных параметров высокотемпературного режима формования является качество готовых изделий.

Они показывают, что использование бронзовой матрицы без тефлоновых вставок, нагретой до 100 °С, повы­шает степень шероховатости поверхности изделий и, как следствие, снижает числовую оценку цвета. При температуре матрицы выше 100 °С поверхность изделий становится гладкой и соответственно снижается доля белого компонента в цвете сухих изделий. Одновременно с повышением температуры матрицы увеличивается доля коричневого компонента в цвете изделий, особенно это характерно для полукрупки. Это явление связано не с процессом ферментативного потемнения, а с протеканием реакции Майяра: более низкие сорта пшеничной муки содержат большее количество белков и Сахаров, участ­вующих в этой реакции. Однако для всех видов исходной муки цвет изделий, полученных при температуре матрицы 100...110 °С, был близок к цвету изделий, выработанных по традиционной технологии, а состояние их поверхности было лучше.

Т а б л и ц а 6

Влияние температуры матрицы на цвет макарон

Вид исходной муки и температура матри-цы, °С	Содержание компонентов в цвете сухих макарон %			Числовая оценка цвета, ед.	Состояние поверхности макарон
	белый	желтый	коричне­вый
Бронзовая матрица без тефлоновых вставок
Крупка твердой пшеницы:
менее 50	60	37	3	1,12	Слабошероховатая
80...90	62	28	10	0,68	Шероховатая
90... 100	47	35	18	0,84	Слабошероховатая
100...110	44	39	17	1,00	Гладкая, восковидная
Полукрупка твердой пшеницы:
менее 50	60	21	19	0,43	Слабошероховатая
50...60	55	14	31	0,24	Шероховатая
80...90	55	11	34	0,18	»
90...100	35	17	48	0,26	Слабошероховатая
100...110	19	23	58	0,34	Гладкая, восковидная
Хлебопекарная мука высшего сорта:
менее 50	62	23	15	0,50	Слабошероховатая
70...80	73	7	20	0,12	Шероховатая
90...100	55	11	34	0,18	Слабошероховатая
100... 110	38	21	41	0,35	Гладкая, восковидная
Бронзовая матрица с тефлоновыми вставками
Крупка твердой пшеницы:
менее 50	45	41	14	1,12	Гладкая
70...80	43	42	15	1,15	»
80...90	44	41 ,	15	1,11	»
90... 100	45	37	18	0,91	»
100...110	43	39	18	0,99	»

При формовании изделий через матрицу с тефлоновыми вставками, когда вследствие антиадгезионных свойств тефлона поверхность изделий всегда гладкая, их цвет практически не менялся и имел высокую числовую оценку независимо от темпе­ратуры матрицы. В то же время при температурах 90... 100 °С несколько снижается содержание желтого компонента и одно­временно увеличивается содержание коричневого компонента в цвете сухих изделий. Влияние температуры бронзовой матрицы без вставок и с тефлоновыми вставками на потерю сухих веществ в сварен­ных макаронах приведено на рис. 15. В случае использова­ния матриц с тефлоновыми ставками, когда при всех тем­пературах матрицы макароны имеют гладкую поверхность, минимальные потери сухих ве­ществ при варке наблюдаются при температуре матрицы 80... 100 °С. Это связано с про­цессами денатурации белка в поверхностном слое изделий и с фиксированием клейковинного каркаса. Некоторое увеличение потери сухих веществ при дальнейшем повышении температуры матрицы можно объяснить более глубоким прогревом теста во входной части формующего канала матрицы, где еще не сформирован окончательный вид тестовой заготовки, и в тесте происходит смещение слоев.

При формовании изделий через матрицу без тефлоновых вставок характер изменения потери сухих веществ при варке связан главным образом с изменением степени шероховатости поверх­ности макарон. Так, при температуре 110... 120 °С, когда поверх­ность изделий гладкая, потери сухих веществ минимальные и ниже, чем у изделий, отформованных при традиционном низко­температурном режиме. С повышением температуры матрицы в пределах 50...80 °С увеличивается степень шероховатости изде­лий (см. табл. 6), соответственно увеличиваются и потери сухих веществ. Однако для всех видов муки это увеличение потери сухих веществ не превышает 5 % исходного значения (при тем­пературе матрицы 40 °С).

Результа­ты анализов варочной жидкости, оставшейся после варки верми­шели, изготовленной из крупки твердой пшеницы и хлебопекар­ной муки высшего сорта при традиционном режиме (ТР: темпе­ратура замеса около 40 °С, температура формования 45...50 °С), при высокотемпературном режиме замеса (ВТРЗ: температура замеса 60...65 °С, температура формования 65...70 °С) и при вы­сокотемпературном режиме формования (ВТРФ: температура за­меса около 40 °С, температура матрицы ПО... 120 °С), приведены в табл. 7.

Таблица 7