8.2. Физико-химические превращения белковых веществ при черствении

Массовая доля белка в пшеничной муке существенно влияет на показатели качества хлебобулочных изделий в процессе чер­ствения.

Добавление в тесто сухой клейковины в количестве 5 % к массе муки увеличивает объем изделий и сжимаемость мякиша, который становится более эластичным и приобретает тонкопо­ристую равномерную структуру (А.Ф. Горячева и др., 1970). Из­делия с сухой клейковиной характеризовались как более свежие при хранении их в течение 3 - 48 ч (табл. 8.1).

Введение крахмала в тесто не дает положительного эффекта. Однако следует заметить, что сжимаемость мякиша не находится в прямой зависимости от содержания белка в хлебе.

В процессе черствения хлеба происходят изменения в белко­вой фракции мякиша, что приводит к уплотнению структуры и снижению гидратационной способности. На скорость черстве­ния влияет соотношение крахмала и белка, при этом структура крахмала такова, что черствение протекает независимо от того, сколько белка будет добавлено в тесто (Эрландер, 1969).

Однако, мякиш хлеба имеет губчатую структуру, в которой не­прерывную фазу составляют коагулированные белковые вещества, а крахмальные зерна лишь вкраплены в них, поэтому можно счи­тать, что в процессе черствения хлеба изменяются физические свойства белковых веществ. Эти изменения происходят в 4 - 6 раз медленнее по сравнению со скоростью ретроградации крахмала, содержание которого в муке в 5 — 7 раз больше массовой доли бел­ка. При хранении происходят изменения гидратированных белков клейковины, что приводит к снижению гидратационной способ­ности и отдаче свободной воды. Эти изменения связывают с уве­личением степени денатурации белков или изменением их кон

формации. Крахмал создает градиент влажности на поверхности раздела путем поглощения свободной влаги (Е. Виллхофт, 1971). Математическое описание процесса перераспределения сво­бодной влаги между клейковиной и крахмалом в процессе чер-ствения модельной системы представлено в следующем виде:

G → P + m (H₂0)

Sa + m (H₂0) → Sa'

где G - белок мякиша охлажденного хлеба;

P- белок с измененной структу­рой вследствие черствения и высвобожденной влагой;

Sa - крахмал, созда­ющий градиент влажности на поверхности раздела G/Sa при поглощении свободной влаги;

m (H₂0) - общая массовая доля влаги по всей поверхности раздела G/Sa мякиша;

Sa' - крахмал с увеличенной долей влаги.

Миграция влаги в этой модельной системе (крахмал и клей­ковина, подверженные термическому воздействию при 100 °С в течение 1 ч и последующему хранению при температуре 25 °С в течение 20 ч) происходит путем диффузии. Белковая фракция претерпевает изменения, связанные с образованием свободной влаги. Снижение влажности белковой фракции ведет к сниже­нию эластичности мякиша и увеличению его жесткости.

8.3. Физико-химические, тепло- и массообменные процессы, протекающие при усушке

Усушка, т.е. потеря массы хлеба, начинается сразу после вы­хода его из печи. Этот процесс обусловливается тепло- и массообменными процессами внутри хлеба и на его поверхности. Харак­тер усушки зависит от перемещения влаги, связанной адсорбционно и капиллярно. Скорость перемещения влаги пропорцио­нальна градиенту влажности.

В коллоидных капиллярно-пористых телах, в том числе и в хлебе, термовлагопроводность слагается из термодиффузии жид­кости и пара, капиллярной термовлагопроводности и относи­тельной термодиффузии пара и воздуха (А.Ф. Горячева, Р.В. Кузьминский, 1983).

Процесс усушки подразделяют на два периода. Период пере­менной скорости длится до того момента, когда температура хле­ба приближается к температуре окружающего воздуха. Испаре­ние влаги из хлеба в это время является результатом повышенной температуры хлеба, а также более высокой температуры мякиша по сравнению с быстро остывающей коркой; этот температурный градиент вызывает перемещение влаги к корке. В первый момент после выхода хлеба из печи перемещение влаги к корке происхо­дит в результате разности концентраций влаги во внутренних и внешних слоях хлеба.

После остывания хлеба наступает период постоянной скоро­сти потери влаги. Процесс усыхания продолжается с меньшей скоростью. Диффузия влаги при этом происходит в результате превышения влажности готового хлеба над его равновесной влажностью, составляющей около 16%. Это второй период усуш­ки — период постоянной скорости потери влаги.

Скорость усыхания наибольшая в первом периоде усыхания и ниже во втором. На усыхание хлеба оказывают влияние дли­тельность охлаждения свежевыпеченного хлеба, температура воздуха в остывочном отделении, его относительная влажность, скорость движения воздуха, способ укладки хлеба, влажность и упек хлеба, способ его выпечки (в формах или на поду), объем и масса хлеба, способ хранения.

Наряду с усыханием хлеба протекает процесс его черствения — это два взаимосвязанных процесса.