4.2 Анализ структурообразования теста на основе мкс

Образование теста является сложным процессом, поэтому технологическая операция смешивания рецептурных компонентов при получении тестообразных масс является одной из наиболее важных, так как на этой стадии происходит получение однородной массы, формируется ее определенная структура. Известно, что по характеру связи между рецептурными компонентами тесто относится к группе коагуляционных структур. Структурообразование с начала возникновения дисперсной структуры является суммарным выражением непрерывно происходящих и накладывающих один на другой физико-химических процессов растворения, гидратации, коагуляции [6,12,101].

Условием достижения однородности при смешивании является такое перераспределение различных твердых фаз между собой и жидкой средой, при котором концентрация их в локальном объеме дисперсной системы и во всем ее объеме не отличается друг от друга.

Процесс устранения неоднородности структуры возможен лишь при предельном ее разрушении, поддерживаемым ⁴ с помощью внешних механических воздействий до тех^ор, пока концентрация всех компонентов в локальных участках объема дисперсной системы и во всем ее объеме не станет одинаковой.

Наиболее типичные коагуляционные структуры образуют частицы твердой фазы в жидкой дисперсной среде и характеризуются сравнительно слабыми по силе контактами между частицами. Продолжительность этих контактов определяется ван-дер-ваальсовыми молекулярными силами сцепления по лиофобным участкам макромозаичной поверхности частиц через тончайшие прослойки дисперсионной среды. Фиксированная толщина этих прослоек соответствует минимальной величине свободной поверхности энергии системы.

Сила взаимодействия частиц дисперсной фазы в коагуляционной структуре составляет приблизительно Ю"¹⁰ н. Такого рода структуры образуют пространственный трехмерный каркас.

В случае равномерного распределения свободного молекулярно-силового поля по поверхности или с увеличением объемного содержания дисперсной фазы образуется контактная коагуляционная структура. Наличие структуры придает дисперсной среде такие механические свойства, как упругость, пластичность, вязкость, которые непосредственно связаны с молекулярными взаимодействиями в этих системах, особенностями строения и теплового движения их структурных элементов друг с другом и с молекулами дисперсионной среды [104].

Для исследования процесса структурообразования теста на основе мучных композитных смесей были приготовлены образцы сахарного, сдобного, затяжного теста из МКС, маргарина и воды в универсальной смесительно- формующей установке и получена графическая зависимость удельной мощности привода УСФУ от продолжительности смешивания.

На начальной стадии смешивания частиц мучной композитной смеси с жидкой фазой происходит их гидратация молекулами воды. На поверхности частиц мучной смеси образуются многослойные прослойки иммобилизованной воды. В прослойках структурированной жидкости, разделяющих твердые частицы, возникают диполь-дипольные и ион-дипольные взаимодействия с образованием пространственной сетки водородных связей. Сильное структурирование водяных прослоек вызывает первоначальное упрочнение структуры. Капиллярные и коагезионные силы взаимодействия частиц мучной смеси в жидкой фазе достигают максимальной величины, затем снижаются и полностью исчезают после смачивания частиц МКС жидкой фазой в процессе замеса.

В результате исследования процесса структурообразования теста установлено, что для всех образцов характерен рост мощности привода в начальный период замеса, а в дальнейшем она снижается и стремится к постоянной величине, т.е. происходит завершение процесса замеса, который характеризуется образованием однородной массы с заданной структурой (рис. 18).

Процесс структурообразования сахарного, сдобного и затяжного теста на основе МКС протекает по разному.

Для получения пластичного сахарного теста необходимо соблюдение определенных условий, ограничивающих набухание белков и крахмала муки. В рецептуру сахарного теста входит небольшое количество воды, много сахара и жира. С увеличением массовой доли сахара в тесте количество гидратированной воды увеличивается, что ограничивает набухание белков муки, а жиры, адсорбируясь на поверхности белковых мицелл и крахмальных зерен, также препятствуют набуханию коллоидов муки и увеличивают содержание жидкой фазы теста. Вследствие этого ослабляется связь между компонентами твердой фазы теста, что делает его более пластичным. Для получения такой консистенции необходимо приложить определенное количество энергии, которую можно распределить небольшими импульсами за определенный промежуток времени и наоборот (рис. 18, кривая 1).

С увеличением влажности, массовой доли маргарина и сахара, что характерно для сдобного печенья, количество коллоидно-связанной воды будет уменьшаться, а количество гидратированной молекулами сахарозы воды увеличиваться, а также будет увеличиваться содержание жидкой фазы теста в результате адсорбции жира, что приведет к увеличению вязкости теста. В этом случае удельная мощность смешивания и формования будет увеличиваться (рис 18, кривая 2).

1200 Вт/кг1Ю0 " 1000 900 800 700 600

Руд⁵⁰⁰

400 300 200

При замесе затяжного теста, для которого характерна высокая влажность, но низкое содержание жира и сахара, увеличивается мощность смешивания и формования, кроме того увеличивается продолжительность замеса для получения теста с заданными упруго-эластичными свойствами. В процессе замеса затяжного теста свободная влага быстро проникает в межмолекулярное пространство белковых молекул, вызывая их набухание, при этом увеличивается зазор между отдельными ветвями мицелл, в которой диффундируют гидратированные молекулы сахара и других веществ. Как было отмечено ранее, на формирование каркаса теста существенное влияние оказывает продолжительность замеса теста. Чем больше продолжительность, тем быстрее достигается тот рубеж дегидратации набухших белковых молекул, за которым и следует их агрегирование, коагуляция (рис. 18, кривая 3).

													1
																		3
												i						2
																		1