Влияние жиров на характеристики хлеба
Жир вводится в хлебобулочные изделия для повышения их пищевой ценности, улучшения качества и удлинения срока сохранения свежести изделий.
В хлебопекарной промышленности России для массовых сортов хлеба применяют в основном маргарин и растительное масло в дозировке от 1,5 до 8 % к массе муки.
Маргарин является твердым продуктом и при разогревании для подачи на производство расслаивается на фракции, что приводит к неточному его дозированию и затрудняет процесс механизации приема и подачи жиров.
За рубежом (США, ФРГ, Англия и др.) вырабатывают специальные виды жиров типа шортенингов, представляющие собой многокомпонентные смеси и содержащие различные масла, гидрогенизированные и переэтерифицированные жиры, а также поверхностно-активные вещества. Эти продукты безводны, не расслаиваются и имеют различную консистенцию в зависимости от назначения.
Все более широкое распространение находят жидкие растительные шортенинги, которые сохраняют жидкую консистенцию при комнатной температуре, что облегчает транспортирование их по трубам и дозирование.
В качестве жидких продуктов в них применяют подсолнечное, хлопковое, соевое, кукурузное и другие жидкие масла. Твердыми компонентами такого жира являются животные жиры и высокогидрированные растительные масла.
Одним из основных компонентов жира являются эмульгаторы. К их числу можно отнести моноглицериды и их эфиры с органическими кислотами, пропиленгликольмоностеарат, стеарол-2-лактилат натрия или стеарол-2-лактилат кальция, диацетилвиннокислый эфир моноглицеридов и др.
Широкое распространение в качестве эмульгаторов нашли дистиллированные моноглицериды, получаемые в промышленном масштабе путем переэтерификации пищевых жиров и глицерина с последующей очисткой их молекулярной дистилляцией. Применяют их под фирменными названиями: димодан (Дания), миватекс (Франция), миверол (США), мивацет, юнимал (Голландия), тегомульс (ФРГ) и др.
Д. Майснер (США) отмечает, что моно- и днглицериды обладают не только хорошей эмульгирующей способностью, но и являются улучшителями качества хлебобулочных изделий из муки нормальной и с пониженными хлебопекарными свойствами В случае применения моноглицеридов в сочетании с жирами количество их меняется в зависимости от содержания жира. Так, если по рецептуре на 100 кг муки вносят 1 % жира, то при этом рекомендуется добавлять 115 г миверола, а на 2 % жира — 218 г.
В Дании в состав шортенингов вводят моно- и диглицериды в количестве от 2 до 3,5 % к массе жира, а также эфиры моноглицеридов с молочной кислотой гомодан.
Эмульгаторы гомодан и тегомульс — эфиры моноглицеридов и молочной кислоты — применяются для изготовления шортенингов такой консистенции, которая позволяет перекачивать их насосом при температуре 25—30 °C. Добавление 1—5 % их в шортенинг способствует улучшению качества хлеба.
В составе шортенингов применяют сукцинилированные моноглицериды, являющиеся производными глицерилмоностеарата и ангидрида янтарной кислоты. Внесение их в количестве 0,25 0,5 % к массе муки повышает эластичность теста, его растяжимость и «силу». При этом улучшаются физические свойства теста формоустойчивость и качество хлеба; увеличивается объем, улучшается структура пористости, он дольше сохраняет свежесть.
В качестве эмульгаторов используют также эфиры проииленгликоля и высших жирных кислот. Введение пропиленгликольмоностеарата при выработке пластичного шортенинга дает хорошо диспергированный продукт, а наличие в нем твердой фракции предотвращает объединение пор, заполненных газом.
При выработке шортенингов применяют также эмульгаторы, являющиеся смесью моно- и диглицеридов с очищенным соевым лецитином (лецидан 3365) и сложную смесь модифицированных фосфатидных концентратов, неполных глицеридов и сухого молока (эмультин М-501 фирмы «Лукас Me-ер» — ФРГ).
Эмульгаторы стеарол-2-лактилат натрия и стеарол-2-лактилат кальция при выработке хлеба используют как в составе шортенингов, так и взамен их. При добавлении в смеси с жирами их вносят в опару или тесто в количестве 0,5—1 % к массе муки, что позволяет повысить устойчивость теста к замесу и получить изделия хорошего объема при различной продолжительности брожения опары.
Установлена возможность замены шортенинга стеарол-2-лактилатом натрия и стеарол-2-лактилатом кальция при добавлении в хлеб обычный и с повышенным содержанием белка. Введение в тесто улучшителей 0,25—0,5% к массе муки дает хлеб такого же качества или выше, чем при добавлении в тесто 3 % шортенинга, по объему, сжимаемости мякиша и сохранению свежести.
Улучшающее действие их объясняется лучшей растворимостью и диспергируемостью в тесте, образованием более устойчивых комплексов с белками и углеводами муки по сравнению с шортенинга ми.
Совместное применение моноглицеридов и стеарол-2-лакти-лата натрия в шортенинге, содержащем масло соевых бобов, улучшает качество хлеба, замедляет его черствение и позволяет сократить количество жира (эмульгатора) на 10—25 %. Смесь эмульгаторов более равномерно распределяется в массе шортенинга, образуется хорошо диспергированная масса, что ускоряет контакт ее с крахмалом муки и образование теста. Такое тесто лучше обрабатывается машинами. Для поддержания дисперсии эмульгаторов в течение длительного периода рекомендуется периодическое ее перемешивание в чане, где осуществляется ее хранение.
С. Симон также отмечает, что обеспечение хорошего качества хлеба при минимальном использовании шортенингов на основе растительных масел (особенно масла соевых бобов) стало возможным в связи с расширяющимся применением эмульгаторов.
В хлебопекарной промышленности США используется несколько видов эмульгаторов и улучшителей, среди которых особенно важное место занимают моно- и диглицериды.
Нa эффективность применения шортенингов влияет качество муки. Исследованиями установлено, что использование шортенинга дает больший эффект при применении муки хорошего качества (табл. 17).
Добавление шортенингов в хлеб увеличивает его объем, улучшает структуру пористости, а также сохраняет свежесть. Это объясняется образованием в тесте пленок жира, способствующих пластификации теста, а также адсорбцией его на поверхности крахмальных зерен гидрофобной частью молекулы, благодаря чему увеличивается число гидрофильных частей. Последнее влечет за собой снижение сцепления между зернами крахмала и предупреждает образование твердой и прочной массы.
Исследованиями, проведенными в России, показано, что в хлебопекарной промышленности целесообразно применять специальные жиры, использование которых улучшает качество хлеба, способствует сохранению его свежести и позволяет организовать бестарную перевозку и хранение жиров.
Исследованиями по изучению влияния химического состава жира на показатели качества хлеба установлено, что он оказывает существенное влияние на реологические свойства клейковины, теста и качество хлеба. Под действием жиров клейковина становится более эластичной, что объясняется взаимодействием вводимых жиров с жиром муки. Под влиянием жиров в зависимости от их химического состава вязкость теста снижается (табл. 18) и улучшаются эластические свойства клейковины, что повышает газоудерживающую способность теста и удельный объем хлеба.
На основе проведенных исследований в качестве основного компонента специальных видов жиров предложено использовать растительное масло — подсолнечное, хлопковое и др. Растительное масло как компонент входит в рецептуру некоторых хлебобулочных изделий, используется в составе жироводных эмульсий.
Гидрожиры (саломас) с различной температурой плавления испытаны как твердые компоненты жиров. Гидрожиры получают путем гидрирования растительного масла при последовательном насыщении водородом высоконепредельных жирных кислот и их триглицеридов при температуре до 200 °С и содержании катализатора 0,1—0,15 %.
Твердые жиры должны иметь высокую температуру плавления (44—73 °C), низкое йодное число (1—20) и способность кристаллизоваться в жировой смеси в β-кристаллической форме.
Известно, что жиры могут находиться в различных кристаллических формах. Многие жиры могут существовать в четырех полиморфных формах, другие в двух или трех модификациях кристаллической структуры. На основе исследований Хлучевой дифракции отдельных триглицеридов найдены четыре формы жира: альфа (α), бета прим (β'), промежуточная форма и бета (β). Их точки плавления повышаются от а формы до β-формы. При быстром охлаждении растопленный жир кристаллизуется в α-форму, которая является наименее стабильной модификацией. Эта кристаллическая фаза подвергается необратимому изменению: α-форма→β'-форма→промежуточная→β-форма. При приготовлении изделий наиболее подходящей является β'-форма. Кристалл жира в p-форме состоит из мелких иголочек.
Твердая фракция жира при внесении его в тесто оказывает влияние на объем хлеба. При подъеме тестовой заготовки в первый период после по садки в печь твердая фракция, находящаяся в свободном состоянии, способствует его формоудержанию и повышению объема выпеченного хлеба.
Для создания специального вида жира большое значение имеет подбор эмульгатора и его дозировка.
В России в качестве эмульгаторов жира применяют фосфатидные концентраты, эмульгаторы Т-1, Т-2 и др.
Фосфатидные концентраты являются побочными продуктами при производстве растительных масел. Эмульгатор T-2 представляет собой смесь моно- и диацетилтриглицеридов. Его получают путем этерификации полиглицерина с предельными жирными кислотами.
Совместными работами ВНИИ хлебопекарной промышленности, Московского филиала ВНИИЖа и МТИППа создан специальный жидкий жир для хлебопекарной промышленности (ОСТ 18-197—74).
Жир предназначен для использования в рецептуре изделий взамен маргарина и представляет собой эмульсию растительных жиров с эмульгаторами и другими компонентами, обеспечивающую жиру стойкую подвижную консистенцию.
При разработке рецептуры жидкого жира исследовано влияние количества эмульгаторов в жире на качество хлеба.
Исследование реологических свойств теста на приборе Толстого— Николаева (табл. 19 и рис. 10) показывает, что повышение доли жидкой фракции в жире приводит к снижению модуля упругости и периода релаксации, т. е. прочностных характеристик. При увеличении содержания растительного масла в жире с 77 до 92 % вязкость теста после замеса уменьшается на 10%, модуль упругости — на 37%, период релаксации — на 26 %.
Свойства теста изменяются также в зависимости от количества эмульгаторов (моноглицеридов — МГС), входящих в состав жира. При увеличении их количества от 1 до 3 % к массе жира вязкость теста снижается на 16,1 %, модуль упругости — на 33%, период релаксации — на 47% при одновременном повышении эластичности на 25 %. Дальнейшее увеличение доли моноглицеридов в жире способствует упрочнению теста.
Состав жира существенно влияет также на качество хлеба (рис. 11).
С повышением количества жидкой фракции в жире, вносимом в тесто, растет удельный объем хлеба, при этом сжимаемость мякиша (его мягкость) в значительной степени зависит от содержания эмульгатора в жире. При повышении жидкой фракции в жире следует увеличивать количество эмульгатора для улучшения сжимаемости мякиша хлеба. Хлеб лучшего качества получается при использовании жира с 10—15% твердой фракции, 87—82 % жидкой и 3 % поверхностно-активных веществ.
В качестве эмульгаторов в жире используются дистиллированные, лактилированные и сукцинилированные моноглицериды, а также эфиры диацетилвинной кислоты с моноглицеридами.
Наиболее эффективным является жир, в состав которого вводятся в качестве эмульгатора эфиры диацетилвинной кислоты с моноглицеридами.
В хлебе жир распределяется между его компонентами. Р. Р. Болдвин приводит данные о следующем распределении жира: 20 % составляет несвязанный жир, 24 % жира связано с крахмальными фракциями и 56 % с белковыми фракциями.
Применение жидкого жира для хлебопечения улучшает физические свойства теста и качество хлеба. Это объясняется равномерным распределением жиров в массе теста благодаря однородной микроструктуре, а также наличием в их рецептуре эффективных эмульгаторов, способствующих усилению и ускорению процесса гидратации теста и необходимых его изменений.
Исследовано влияние состава жиров на подъем теста — хлеба и на изменение температуры центра теста — хлеба в процессе выпечки.
Наибольший улучшающий качество хлеба эффект получен при добавлении жировой смеси из 10 % твердых и 90 % жидких триглицеридов. Предполагается, что это можно объяснить особенностями химического состава жировой смеси: оптимальным соотношением в ней жидких и твердых триглицеридов.
Жировые продукты оказывают влияние и на температуру центра теста — хлеба при выпечке. Она изменяется в зависимости от состава и свойств вносимых жиров. Наиболее быстрое прогревание теста наблюдается при добавлении подсолнечного масла. При увеличении количества твердой фракции (гидрированное хлопковое масло) в составе жира температура в центре теста — хлеба повышается медленнее.
В тесте — хлебе с жировым продуктом эндотермические процессы проходят при более высокой температуре. Предполагается, что жировые продукты, вносимые в тесто, взаимодействуют с его крахмальной и белковой фракциями, что и способствует повышению температуры клейстеризации крахмала и денатурации белка в тесте — хлебе при выпечке.
Использование жидкого жира взамен маргарина, как уже было отмечено выше, улучшает качество хлеба и способствует сохранению его потребительской свежести. Изменение показателей качества хлеба при хранении зависит от вида вносимого в составе жира эмульгатора и его дозировки.
Наиболее эффективным является использование жира, в состав которого вводится эфир моноглицеридов и диацетилвинной кислоты (МГС-ДВ) в количестве 3 % к массе жира.
В табл. 20 приведены показатели качества хлеба с добавлением 5 % жидкого безводного жира, в состав которого введен МГС-ДВ. В качестве контроля испытывали хлеб с добавлением маргарина.
Из табл. 20 следует, что хлеб с добавлением жира и МГС-ДВ имеет более высокие первоначальные показатели, характеризующие свежесть. В процессе хранения эти показатели снижаются, но остаются более высокими по сравнению с контролем (изделиями на маргарине).
Сравнение показателей общей деформации мякиша хлеба, его удельной набухаемости и способности связывать воду показывает, что применение жидкого жира, в состав которого эмульгаторами введены эфиры моноглицеридов и диацетилвинной кислоты, позволяет удлинить срок сохранения хлеба в свежем виде.
В хлебопечении можно использовать переэтерифицированные растительные и животные жиры.
Методы переэтерификации растительных (хлопковое масло) и животных (костного, свиного) жиров разработаны во ВНИИ жиров. Переэтерификация позволяет при низкой температуре (16—50 °С) получать твердые и жидкие жиры с заданными физико-механическими свойствами и полным сохранением физиологически ценных полиненасыщенных жирных кислот.
Как показали работы BНИИХП, добавление переэтерифицированного хлопкового масла в тесто способствует улучшению качества хлеба и удлинению срока сохранения его свежести. Переэтерифицированное хлопковое масло, обладая высокими пластическими свойствами, при комнатной температуре имеет однородную, мазеобразную консистенцию.
Хлеб с переэтерифицированным хлопковым маслом имел лучшие показатели качества по сравнению с хлебом, в тесто для которого был внесен маргарин. Применение переэтерифицированного хлопкового масла повышает прочностные характеристики теста по сравнению с тестом, в которое добавлен маргарин.
МТИППом совместно с ВНИИЖем разработан жидкий жир на основе переэтерифицированных жиров (пластифицированного саломаса).
Жидкий жир используется в хлебопекарной промышленности для всех сортов изделий, в рецептуру которых входит маргарин. Вместо килограмма маргарина, предусмотренного рецептурой, с учетом содержания влаги в нем по ГОСТ 240—72 17 % вносится 0,83 кг жидкого хлебопекарного жира.
Одним из преимуществ жидких жиров является их бестарное транспортирование.
Бестарное транспортирование жидких жиров применяется в ряде стран. Типичная установка для хранения жира на хлебопекарных предприятиях Англии представляет собой баки для хранения жира и насосы для перекачки его, а также линии разгрузки прибывающих цистерн. Баки для хранения жира изготавливаются из нержавеющей стали или из мягкой стали с покрытием.
Для соблюдения постоянной температуры жиров (24—25 °С) осуществлен подвод тепла к бакам и к линиям транспортирования жира. Для этого бак делают с двойными стенками, между которыми циркулирует вода.
Для приема, хранения и транспортирования жидкого жира на хлебопекарных предприятиях России монтируются установки из типового оборудования (рис. 12).
Жидкий жир поступает на хлебопекарное предприятие в автоцистернах с термоизоляцией, затем по гибкому шлангу, подключенному к трубопроводу, насосом 1 подается в емкости для хранения 2, снабженные мешалкой и водяной рубашкой.
Емкости устанавливаются на первом или цокольном этаже и предназначаются для хранения 5-суточного запаса жира (запас жира принят в соответствии с нормами технического проектирования предприятий хлебопекарной промышленности).
Из емкостей для хранения жир подается в производственные емкости 3, предназначенные для приема И хранения жира на одну смену. Для перекачки жира из емкостей для хранения в производственные предусматривается установка насоса. Производственные емкости, снабженные мешалкой и водяной рубашкой, устанавливаются над дозировочной аппаратурой 4 для подачи жира самотеком.
Из производственных емкостей жидкий жир поступает самотеком по трубопроводам через дозировочную аппаратуру в тестомесильную машину 5.
Жидкий жир нашел широкое применение в хлебопекарной промышленности, что позволяет повысить качество хлеба и удлинить срок сохранения его свежести по сравнению с. применением маргарина.