Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

23.10.2014

Неионогенные ПАВ. Наибольшее количество ПАВ, применяемых в хлебопекарной промышленности, относится к группе неионогенных. Широкое применение как улучшители качества хлеба и эмульгаторы в составе жира нашли моно- и диглицериды жирных кислот и их производные. Применяют также пропиленгликольмоностеарат, эфиры сахарозы, эфиры сорбита и другие ПАВ.
Применение неионогенных ПАВ изменяет реологические характеристики теста, улучшает качество хлеба и способствует удлинению срока сохранения его свежести. Применение моноглицеридов, обладающих хорошей эмульгирующей способностью, при приготовлении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, облегчает смешивание жиров и воды и диспергирование компонентов в тесте и улучшает качество хлеба. Большинством работ показано их положительное воздействие на структуру мякиша хлеба, что обеспечивает хорошую его мягкость. Более эффективны моноглицериды в гидратной форме.
Гидраты моноглицеридов оказывают на 10—15 % большее умягчающее действие, чем равное количество негидрированных твердых моноглицеридных частиц. Такое повышение эффективности действия объясняется большей дисперсностью гидратов моноглицеридов в тесте, где происходит взаимодействие между компонентами теста и моноглицеридами.
Добавление моноглицеридов при замесе теста из пшеничной муки I сорта снижает вязкость, модуль упругости, период релаксации теста и повышает его эластичность. Свойства клейковины при этом также изменяются.
В процессе созревания теста клейковина сильно набухает, гидратационная способность ее возрастает, после чего начинается процесс ее пептизации и перехода в растворимое состояние. Добавление моноглицеридов увеличивает гицратационную способность клейковины, ее растяжимость и показатель консистенции. Процесс гидратации клейковины в тесте ускоряется, и степень изменения ее усиливается, что способствует ускорению созревания теста. Снижение прочностных характеристик теста с добавлением моноглицеридов при переработке муки с малорастяжимой и малоэластичной клейковиной способствует повышению газоудержания и увеличению удельного объема хлеба.
Для получения лучшего качества изделий для каждой рецептуры должна устанавливаться оптимальная дозировка ПАВ.
Моноглицериды нашли применение в составе специальных видов жиров для хлебопекарной промышленности. При разработке рецептуры и технологии производства жидкого жира для отечественной хлебопекарной промышленности в качестве эмульгаторов испытаны моноглицериды в различных дозировках.

Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Выявлено, что при увеличении содержания моноглицеридов в жире от 1 до 3 % к массе жира улучшается качество хлеба и повышается степень его сохраняемости в свежем виде (табл. 74).
Внесение в тесто жира с добавлением 3 % моноглицеридов в качестве эмульгатора значительно увеличивает сжимаемость мякиша хлеба. При хранении хлеба в течение 10—30 ч сжимаемость этих изделий остается более высокой по сравнению с изделиями, содержащими жир с 1 % эмульгатора.
При добавлении жира в тесто он адсорбируется на поверхности крахмальных зерен гидрофобной частью молекулы, а за счет этого увеличивается число гидрофильных групп, что влечет за собой снижение, сцепления между зернами крахмала.
Внесение с жиром моноглицеридов способствует равномерному распределению жира в тесте в виде отдельных пленок, жир нарушает непрерывность структуры клейковины и крахмала и предупреждает образование твердой и прочной массы.
Моноглицериды обладают синергетическим действием при применении их в сочетании с другими ПАВ, т. е. они улучшают качество хлеба и повышают сжимаемость мякиша, характеризующего его свежесть, в большей степени, чем при введении каждого из этих веществ. Таким препаратом является смесь моноглицеридов (МГС) с пропиленгликольмоностеаратом (ПГМС).
В хлебопечении применяют этоксилированные моноглицериды, которые обладают устойчивостью к механическим толчкам и сотрясениям после расстойки сформованного куска и замедляют черствение хлеба.
Моноглицериды в сочетании с эфиром монокарбоновой кислоты (глицерилмоно-, ди- или трипропионат) применяют для замедления черствения хлеба в качестве фунгицида.
Эффективность моно-, ди- и триэфиров сахарозы определяется их гидрофильно-липофильным балансом. С ростом гидрофилыю-липофильного баланса эфиров сахарозы от 1 до 14 повышается объем хлеба и улучшается структура его мякиша.
Применение эфиров сахарозы, как было показано работами ВНИИХПа, позволяет получить высокие первоначальные показатели физико-химических и гидрофильных свойств мякиша, что способствует сохранению более высокого их уровня при хранении. Кроме того, скорость изменения показателей изделий с этими препаратами при хранении ниже, чем контрольных образцов.
В хлебопекарной промышленности применяют эфиры сорбита с высшими жирными кислотами, a. также с полиоксиэтиленом.
В США для улучшения качества хлеба применяют полисорбат-60, получаемый путем реакции моностеарата сорбита и окиси этилена.
Во ВНИИХПе испытаны эмульгаторы на основе эфиров сорбита: сорбитан С (сорбитанмоностеарат), сорбиталь П-20 (полиоксиэтилен-монолаурат), сорбиталь С-20 (полиоксиэтиленсор битан-моностеарат).
Сравнительные испытания этих эмульгаторов показали, что лучшие результаты по качеству хлеба, а следовательно, и по сохраняемости его в свежем виде дает применение сорбитана С. Применение сорбитана С наиболее эффективно при выпечке хлеба из муки со средней и слабой клейковиной, так как его добавление при замесе теста повышает прочностные характеристики теста.
Аналогичное действие на тесто оказывают эфиры целлюлозы, которые его укрепляют, но не влияют на свойства клейковины. Эфиры целлюлозы повышают водопоглотительную способность муки, которая увеличивается при добавлении 0,5 % метилцеллюлозы на 6—8 %, натриевой соли карбоксилметил целлюлозы — на 1,6—3,2%. Добавление метилцеллюлозы при приготовлении теста из очень слабой муки позволяет получить хлеб нормального качества. При этом отношение Н/D хлеба изменяется с 0,26 у контроля до 0,39 с добавкой препарата, а удельный объем хлеба возрастает на 9 %. Срок сохранения свежести изделий с добавлением этих гидрофильных соединений, обладающих высокой водопоглотительной способностью, удлиняется.
В связи с тем что метилцеллюлоза вырабатывается в России в промышленном масштабе, ее можно применять при переработке муки со слабой клейковиной.
Н. П. Козьмина и В. X. Бердичевский показали, что добавление в тесто гидрофильных коллоидов, эфиров целлюлозы задерживает черствение хлеба.
Они отмечают, что в ГДР применяют Na-карбоксиметилцеллюлозу до 2 % к массе муки для улучшения качества хлебобулочных изделий, ржаного и пшеничного хлеба и сохранения его свежести.
При внесении 1—2 % Na-KMЦ хлеб сохраняет более мягкий мякиш благодаря меньшей влагоотдаче. Добавление 1 % Na-КМЦ к массе муки сохраняет свежесть ржаного хлеба свыше 10 ч, пшеничного массой 1 кг — свыше 6 ч, а мелкоштучных изделий свыше 3 ч.
При добавлении в хлеб препаратов метилцеллюлозы черствение его также замедляется, что установлено с помощью пенетрометра по сжимаемости мякиша. Этот показатель за 24 ч хранения хлеба снизился на 60 %, а с метилцеллюлозой — на 47 %.
Замедление черствения хлеба при добавлении неионогенных ПАВ исследователи объясняют взаимодействием их с крахмалом муки. Сорбируясь на крахмальных зернах, они образуют нерастворимые комплексы, снижая их набухаемость в воде. В результате изменяются свойства крахмала: повышается температура его клейстеризации, снижается прочность студня и гидратация крахмала, определяемая по содержанию связанной воды (табл. 75).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Снижение содержания связанной воды в крахмале с препаратом также показывает на образование комплекса, препятствующего проникновению воды в крахмал.
Значительно изменяются свойства крахмала при добавлении в суспензию его с водой различных эмульгаторов. Это свойство крахмала было установлено ранее Ионгом. Крахмал с водой дает стабильную суспензию с образованием осадка небольшого объема. При внесении моноглицерида в суспензию образуются крупные хлопья и осадок увеличивается в объеме.
Применение седиментационного метода позволило установить, что добавление к суспензии с водой эмульгатора увеличивает объем осажденного крахмала почти вдвое (табл. 76).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

В суспензии моноглицеркды адсорбируются на поверхности крахмала, в результате чего образуются крупные медленно оседающие агрегаты.
Крахмал с ПАВ дает вязкое тесто, из которого получается хлеб лучшего качества, чем без них (табл. 77).
Нa таком свойстве крахмала основана технология приготовления диетических сортов хлеба из одного крахмала (безбелковый хлеб).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Исследователи считают, что поверхностно-активные вещества составляют с амилозной фракцией крахмала комплексы, в которых линейная фракция крахмала — амилоза образует спиральную конфигурацию, включающую молекулы поверхностноактивного вещества, так что последние ориентированы линейно внутри спиральной молекулы крахмала параллельно ее оси.
В процессе выпечки моноглицериды входят в контакт с растворенной гелеобразной амилозой, обволакивающей набухшие гранулы крахмала. Амилоза образует спиральную конфигурацию, включающую молекулу моноглицерида (рис. 43). Это соединение является водонерастворимым. Практически неподвижная амилозная фракция образует гелевую фазу между гранулами крахмала. Это приводит к получению более мягкого мякиша свежевыпеченного хлеба.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Образование комплексов между моноглицеридами и амилозой оказывает большое влияние на состояние мякиша хлеба при хранении. При образовании комплексов уменьшается гибкость молекул амилозы и, следовательно, уменьшается скорость ретроградации ее, а значит, и крахмала. Это явление связано с увеличением сжимаемости мякиша хлеба и задержкой его черствения (в результате снижения скорости кристаллизации крахмала).
Исследована способность моноглицеридов: глицерил монолаурата, монопальмитата, мономиристата, моностеарата, моноарахидата, моноолеата и монолиноолеата — к образованию комплексов с амилозой и амилопектином в водной среде (табл. 78).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Из испытанных моноглицеридов наибольшая способность к комплексообразованию с амилозой у глицерилмонопальмитата, т. е. у моноглицерида насыщенной кислоты. Это объясняют формой молекулы моноглицерида. Насыщенный моноглицерид состоит из прямой цепочки с внешним диаметром в 0,4 нм. Цепочки же ненасыщенного моноглицерида не являются прямыми. Они изогнуты из-за двойных связей и из-за пространственного затруднения не могут так же легко, как молекулы насыщенного моноглицерида, проникать в спираль амилозы (с внутренним диаметром примерно 0,6 нм.
На рис. 44 приведен график зависимости между типом моноглицерида и его способностью образовывать комплексы с амилозой и амилопектином. Комплексообразование амилопектина с моноглицеридами повышается с удлинением цепи молекулы моноглицеридов. Количество моноглицеридов, связанных в комплексы с амилопектином, значительно меньше, чем в комплексах с амилозой. Если с амилозой связывается 112,2 мг глицерилмонопальмитата, то с амилопектином только 15,1 мг.
Определена связь между количеством образуемых комплексов и сжимаемостью мякиша хлеба.
Нa рис. 45 приведен график зависимости между способностью моноглицерида образовывать комплексы с амилозой и сжимаемостью хлеба через 48 и 72 ч.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Амилоза образует также комплексы при взаимодействии с йодом.
При воздействии йодом на амилозу или крахмал, предварительно обработанные ПАВ, цветная реакция ослабевает, потому что ПАВ уже образовали комплексы с амилозой. Поэтому по способности амилозы или крахмала связывать йод судят о степени связывания ими эмульгаторов.
Это подтверждается определением йодсвязывающей способности пшеничного крахмала под действием ПАВ по изменению оптической плотности 0,2 %-ного крахмального клейстера с ПАВ в присутствии йода. Показано, что добавление ПАВ резко снижает способность крахмала связывать йод. Наибольшее влияние на ее изменение оказывают неионогенные ПАВ, наименьшее — амфолиты. Это еще раз подтверждает, что ПАВ взаимодействует с амилозной фракцией крахмала.
Способность амилозы связывать йод уменьшается пропорционально количеству добавленного ПАВ.
Способность ПАВ образовывать комплексы с амилозой предложено характеризовать по индексу комплексообразования амилозы (ИКА):
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Этот показатель в определенной степени зависит от длины углеродной цепочки кислоты. Моноглицериды насыщенных жирных кислот обладают более высоким индексом комплексообразования амилозы. Ненасыщенные моноглицериды жирных кислот обладают меньшей способностью образовывать комплексы с амилозой. Например, ИКА моноглицеридов стеариновой кислоты составляет 92, а негидрогенизированный жир, содержащий 45 % моноолеата, имеет ИКА, равный 35.
Н. П. Козьмина рассматривает механизм воздействия ПАВ, исходя из теории Эрландера, согласно которой образование комплексов ПАВ с крахмальными полисахаридами препятствует агрегации амилозы и крахмала, происходящей при старении мякиша хлеба, и тормозит процесс черствения хлеба.
Повышение сохраняемости в свежем виде хлеба с ПАВ ряд исследователей объясняют изменением содержания связанной воды.
Для характеристики изменений хлеба при хранении предложен метод определения связанной воды по нерастворяющему объему, который используется в исследовательской практике ВНИИХПа. Многочисленные определения степени свежести изделий с различными ПАВ показывают, что с их добавлением хлеб имеет более высокие показатели содержания связанной воды, т. е. ПАВ удлиняют срок сохранения свежести изделий. В. Бушук и В. Меротра с помощью дифференциального термического анализа также установили, что ПАВ оказывают заметное влияние на содержание связанной воды. Проводя аналогию между жирами и ПАВ, они показали, что введение жира уменьшает потерю влаги в период хранения хлеба.
Так, после четырех дней хранения количество связанной воды в контрольном хлебе было 0,3 мг, а в хлебе с жиром — 0,4 мг, т. е. выше на 25 %. Они высказывают предположение, что существует определенная зависимость между содержанием связанной воды и черствением хлеба.
Повышение содержания связанной воды в мякише хлеба с ПАВ установлено также при использовании метода низкотемпературной дифференциальной сканирующей микрокалориметрии (микрокалориметр ДСМ-2). Внесение моноглицеридов повышает количество связанной воды в мякише хлеба, хранившегося в течение 1—48 ч после выпечки, на 8—18% по сравнению с контролем. В мякише модельного хлеба существенно увеличивается связывающая способность денатурированной клейковины при внесении пропионата моноглицеридов и моноглицеридов.
Предполагается, что при черствении хлеба происходит частичное перераспределение форм связывания влаги.
Амфолитные ПАВ. Наиболее широкое применение из амфолитных ПАВ в хлебопекарной промышленности нашли фосфатидные концентраты.
При приготовлении пшеничного теста они проявляют себя как неионогенные поверхностно-активные вещества. Добавление подсолнечного фосфатидного концентрата несколько ослабляет тесто, поэтому его рекомендуется применять для улучшения качества хлеба из средней и сильной муки.
Более эффективным является применение фосфатидных концентратов с улучшителями окислительного действия.
Улучшающее действие фосфатидных концентратов наблюдается при совместном добавлении фосфатидного концентрата (0,5—0,75% к массе муки) и бромата калия (0,001—0,003 % к массе муки) в тесто, содержащее сахар (5 % и более) и жир (2,5 % и более).
Соевые фосфатидные концентраты в зависимости от их модификаций оказывают различное действие на качество хлеба. Применение натуральных, гидроксилированных, гидрогенизированных, спирторастворимых и спиртонерастворимых фосфолипидов показывает, что их добавление в тесто увеличивает объем хлеба и улучшает структуру мякиша (кроме гидрогенизированных фосфатидов). Наибольший улучшающий качество хлеба эффект получен при добавлении спирторастворимых фосфолипидов.
Добавление фосфолипидов к тесту, содержащему от 0,5 до 3 % шортенинга, еще более улучшает качество хлеба.
Фосфатиды используются при обогащении хлеба различными пищевыми добавками. Они улучшают качество хлеба, обогащенного соевой мукой. В рецептуру сортов хлеба повышенной пищевой ценности, разработанных ВНИИХПом, содержащих соевую муку и сухое обезжиренное молоко в количестве свыше 10 %, входит от 2 до 6 % фосфатидных концентратов. С добавлением фосфатидного концентрата улучшается качество хлеба при внесении в тесто сухого обезжиренного молока.
Эффективными улучшителями качества хлеба являются препараты, представляющие собой смесь фосфатидных концентратов с моно- и диглицеридами (Т-Ф, лецидан), а также с сухим молоком (эмультин М-501).
Эмультин М-501 в смеси с витамином С или ацетатом кальция применяют для продления срока сохранения свежести хлеба и ингибирования Bacillus mesentricus (картофельной палочки).
Исследованиями влияния фосфатидного концентрата (1 % к массе муки) на сохранение свежести хлеба установлено, что хлеб имеет более высокий показатель сжимаемости в течение всего периода хранения, что указывает на более длительный срок сохранения хлеба в свежем виде.
Анионные ПАВ. Анионные ПАВ в качестве улучшителей хлеба начали применять значительно позднее, чем неионогенные.
За рубежом нашли применение эфиры моноглицеридов с диацетилвинной кислотой (панодан в Дании, ТЭМ в США, тегомульс в ФРГ, ДАВА-эфиры в Швеции), а также стеарол-2-лактилат кальция — кальциевая соль стеариновой и молочной кислоты. Исследовано действие ПАВ па основе молочной кислоты, янтарной кислоты и др.
Ведущее место в хлебопекарной промышленности Европы как улучшитель занимает эфир диацетилвинной кислоты и моноглицеридов.
Широкие производственные испытания эфира диацетилвинной кислоты и моноглицеридов (МГС-ДВ), выработанного в промышленных условиях, проведены во многих управлениях хлебопекарной и пищевой промышленности России (Челябинское, Рязанское и др.). Получены положительные результаты. Упрхлебом утверждена инструкция по применению диацетилвиннокислого эфира моноглицеридов (МГС-ДВ). В настоящее время осваивается промышленный выпуск диацетилвинно-кислого эфира моноглицеридов (ДВК-эфиров).
Ниже приведены результаты исследований по изучению действия анионных улучшителей на свойства теста, качество хлеба и сохранение его свежести.
Улучшение свойств теста и качества хлеба. Многими исследователями показано, что анионные ПАВ укрепляют тесто и при использовании соответствующей муки значительно улучшают качество хлеба.
Исследования действия МГС-ДВ на реологические свойства теста показывают, что степень улучшения качества хлеба зависит от качества муки, рецептуры и продолжительности брожения теста. МГС-ДВ (или ДВК-эфиры) вносят при замесе теста в виде суспензии в соотношений с водой 1 : 10, приготовленной с помощью сбивальных машин или принудительной рециркуляции (рис. 46).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Определение реологических свойств теста с помощью прибора «Реотест-2» показало, что добавление МГС-ДВ существенно изменяет его вязкость. Тесто с МГС-ДВ из муки как со слабой, так и с короткорвущейся клейковиной имеет более высокую вязкость, чем без него.
Исследования, проведенные в Дании, также показали, что свойства теста улучшаются при добавлении диацетилвиннокислого эфира моноглицеридов (панодан).
Анализ данных, полученных с помощью матурографа и прибора, фиксирующего подъем теста в печи, показывает, что консистенция теста с добавлением эмульгатора выше, чем контрольного образца. При применении эмульгатора значительно увеличивается подъем теста, что указывает на увеличение объема хлеба по сравнению с контролем (табл. 79).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

В процессе приготовления теста в нем происходят определенные изменения белковых веществ. В соответствии с ранее выдвинутой гипотезой глубину изменения белка клейковины, т. е. процесс его созревания, можно характеризовать количеством отмываемой из теста клейковины и содержанием водорастворимого азота.
Исследования, проведенные с применением МГС-ДВ, показали, что его добавление усиливает процесс пептизации белка клейковины и увеличивает количество белковых веществ, переходящих в водный раствор. Исходя из этого, можно считать, что в тесте с МГС-ДВ проходят более глубокие изменения его составных частей, в результате чего ускоряется процесс его созревания. Благодаря этому примерно одинакового преобразования белка в тесте с МГС-ДВ по сравнению с обычным тестом можно достигнуть при более короткой продолжительности его брожения.
В этой связи предложено при применении МГС-ДВ сокращать продолжительность брожения опары или теста.
Целесообразно его использовать при приготовлении теста ускоренным способом с интенсивной механической обработкой. Хорошие результаты получены при выпечке таким способом подового хлеба из пшеничной муки I сорта массой 1 кг. Продолжительность замеса теста на тестомесильной машине интенсивного действия РЗ-ХТИ (ТПП) составляла 0,5 мин при n = 60 об/мин; 1,5 мин при n = 90 об/мин и 1,5 мин при n = 120 об/мин. При этом продолжительность брожения теста сокращается до 40 мин.
Исследованием влияния на реологические свойства теста различных ПАВ установлено, что cтеароилмолочная кислота, относящаяся к анионактивным ПАВ, также укрепляет тесто. При этом эффективная вязкость контрольного теста после замеса составляет 885 Па*с, а теста со стеароилмолочной кислотой —946 Па*с, напряжение сдвига (в Па) соответственно 1325 и 1420.
Анионные ПАВ изменяют свойства крахмала. О действии МГС ДВ на крахмал судили по изменению вязкости водно-мучной суспензии с эмульгатором, определяемой на амилографе (рис. 47). При добавлении МГС-ДВ клейстеризации крахмала наступает при более высокой температуре и показатель максимальной вязкости водно-мучной суспензии повышается по сравнению с суспензией без добавления МГС-ДВ. Это показывает, что добавление МГС-ДВ, адсорбирующегося на поверхности крахмальных зерен, делает их более устойчивыми.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Довольно наглядно наблюдается изменение свойств суспензии крахмала под действием МГС-ДВ. Так, крахмал при смешивании с водой через 5 мин после образования суспензии дает осадок объемом 1,5 мл, а внесение в суспензию МГС-ДВ приводит к ее флокуляции и осадок увеличивается до 20 мл.
Интересны данные, полученные при выпечке хлеба из крахмала с. добавлением МГС-ДВ. Удельный объем такого хлеба повышается па 62 %, сжимаемость мякиша — в 6 раз по сравнению с контрольным хлебом из одного крахмала. Значительно улучшается структура пористости. Если пористость контрольного хлеба крупная, толстостенная, го с добавлением МГС-ДВ он имеет тонкостенную, мелкую, достаточно равномерную пористость.
Исследованиями последних лет установлено значительное влияние пищевых анионных ПАВ на свойства клейковины Н. П. Козьмина и В. В. Плахов показали, что использование эмульгатора панодана в дозировке от 0,25 до 1 % позволяет перевести клейковину из категории очень слабой в очень сильную по показаниям пластометра и по значению удельной растяжимости.
Серия исследований проведена по изучению действия эмульгатора диацетилвиннокислого эфира моноглицеридов (МГС-ДВ) на свойства клейковины. Установлено, что под действием этого улучшителя клейковина упрочняется. В табл. 80 приведены данные по влиянию МГС-ДВ на свойства клейковины.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

При добавлении МГС-ДВ в тесто клейковина, отмытая от теста сразу после замеса, становится более прочной, чем клейковина контрольного теста, что подтверждается показаниями приборов АП-4/1, ИДК-1 и растяжимостью клейковины.
В процессе брожения теста взаимодействие МГС-ДВ с клейковиной усиливается, в результате перед формованием показатели качества клейковины, отмытой от теста, по сравнению с контролем изменились в значительно большей степени.
Такое изменение клейковины в процессе приготовления теста с добавлением МГС-ДВ позволяет рекомендовать этот улучшитель в первую очередь при переработке муки со слабой клейковиной.
Упрочнение белковых веществ при добавлении МГС-ДВ, предположительно, можно объяснить непосредственным взаимодействием последних с белками клейковины.
МГС-ДВ сохраняет свободным один карбоксил, который в водной среде диссоциирует с образованием иона, при этом поверхностной активностью обладает анион COO-, несущий отрицательный заряд.
Действие эфиров моноглицеридов диацетилвинной кислоты осуществляется в кислой среде, где белковые вещества имеют положителный заряд. Поэтому можно предположить, что диацетилвиннокислый эфир моноглицеридов будет стремиться притягиваться к белковым веществам, несущим положительный заряд,
Г. Шустер и В. Адамс, ссылаясь на работы В. Померанца, упрочнение клейковины под действием эфиров диацетилвинной кислоты объясняют тем, что эти эфиры замещают природные липиды пшеничной муки и вступают во взаимодействие с протеинами (гидрофобное с глютенином, электростатическое с альбумином и глобулином, гидрофильное и электростатическое с глиадином).
Аналогичное изменение клейковины вызывает внесение стеарилмолочной кислоты.
Стеарол-2-лактилат кальция и стеарол-2-лактилат натрия (анионные ПАВ) также проявляют способность упрочнять белки. Внесение этих ПАВ при замесе теста ускоряет их связывание со свободными липидами муки. В результате образуется комплекс крахмала, липидов и белка, растворимость которого в 0,05 н. уксусной кислоте снижается.
Прочность связи различных анионных ПАВ с клейковиной неодинакова. При сравнении эфиров диацетилвинной кислоты со стеарол-2-лактилатом кальция установлено, что первые более прочно связываются с клейковиной, чем вторые.
Действие МГС-ДВ на свойства клейковины сравнивалось также с МГК-ЯК (сукцинилированные моноглицериды) и Л-МГС (лактилированные моноглицериды). Эфиры моноглицеридов и янтарной кислоты (МГС-ЯК) вызывают такие же изменения в клейковине, как МГС-ДВ, т. е. упрочняют ее, но эффективность воздействия МГС-ЯК несколько ниже, чем МГС-ДВ. Лактилированные моноглицериды по своему действию на клейковину значительно ближе к неионогенным ПАВ. МГС-ЯК является производным глицерилмоностеарата и ангидрида янтарной кислоты, а Л-МГС — глицерилмоностеарата и молочной кислоты.
Представляют интерес исследования по распределению ПАВ между компонентами теста в процессе приготовления хлеба. Выделение ПАВ из фракций крахмала и белка проводилось по специально разработанной методике, что позволило определить количество улучшителя, связанного с компонентами теста и хлеба (табл. 81).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Как показано в таблице, эмульгаторы в опаре не образуют комплексов с белком и крахмалом. В тесте улучшители связываются с белками клейковины и, как отмечают авторы, более прочную связь образуют анионные ПАВ. Степень связывания с белками зависит от продолжительности замеса теста. При оптимальной продолжительности замеса теста белки имеют наиболее прочную связь.
При нагревании клейковина высвобождает добавку и в тем большей степени, чем длительнее тепловая обработка, а крахмал присоединяет. Так, при температуре 90 °C клейковина содержала 2,0% патрийс.теарол-2-лактилата (SSL), а крахмал 86 % (табл. 82).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Длительность тепловой обработки также оказывает влияние па высвобождение клейковинной добавки. Установлено, что увеличение продолжительности тепловой обработки ускоряет высвобождение ПАВ (табл. 83).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

В процессе выпечки связь между белками клейковины и добавкой снижается и образуется комплекс с крахмалом, т. е. происходит перераспределение ПАВ. Образование комплекса наблюдается не только с амилозой, но и с амилопектином. Авторы отмечают, что эффективность ПАВ как смягчителей мякиша хлеба в значительной мере зависит от степени дисперсности добавки в тесте, перед тем как начинается клейстеризация крахмала.
Улучшающий эффект при применении анионактивных ПАВ зависит от ряда факторов — химического состава эмульгатора, качества перерабатываемой муки, количества вносимого дополнительного сырья, способа внесения ПАВ и др.
Высокие показатели качества хлеба получены при добавлении МГС-ДВ, составной частью которых являются моноглицериды молекулярной дистилляции с содержанием моноэфиров 90 %. Улучшитель такого состава повышает удельный объем хлеба более чем на 30 %, сжимаемость мякиша хлеба увеличивается более чем в 1,5 раза, пористость возрастает с 80 до 83%.
В. Зайбель с сотр. установил, что эффективность действия диацетилового эфира винной кислоты зависит от соотношения количества белка в тесте и дозировки улучшителя. Показано, что при выпечке, хлеба из муки высшего сорта с содержанием белка 11,5 % лучший результат по объему и состоянию мякиша получен с внесением диацетилового эфира винной кислоты в количестве 0,3 %. Увеличение количества эмульгатора до 0,5 % не дало заметных результатов. Хлеб, выпеченный с содержанием белка 14 % при использовании 0,5 % эмульгатора, был лучшего качества, чем при дозировке 0,3 %.
Исследования ВНИИХПа показали, что МГС-ДВ эффективен при переработке муки различного хлебопекарного достоинства. Наибольший улучшающий эффект наблюдается при переработке муки со слабой клейковиной. Улучшается вкус и аромат изделий при добавлении МГС-ДВ.
Нa вкус и аромат хлеба влияет состав кислот, накапливаемых тестом в процессе брожения и вносимых с улучшителем.
В табл. 84 приведено содержание летучих кислот в тесте — хлебе, приготовленном с МГС-ДВ.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

Общее содержание летучих кислот в тесте и хлебе с добавлением МГС-ДВ несколько повышается, однако процентное содержание их ниже, чем нелетучих. Приятный вкус хлебу придает определенное соотношение нелетучих и летучих кислот с преобладающим содержанием нелетучих. Определенную роль играет винная кислота, которая высвобождается в процессе выпечки в количестве до 2 % из эфира.
При хроматографическом методе разделения диацетилвиннокислого эфира моноглицеридов (DAWA-эфиров) на фракции и добавлении их при проведении пробных выпечек выявлено, что фракция, наиболее богатая винной кислотой, обеспечивает наилучшую стабильность брожения теста и требует наиболее длительной его отлежки.
За рубежом применяют ПАВ взамен шортенинга. Показано, что добавление диацетилвиннокислого эфира моноглицеридов вместо шортенинга позволяет получить тесто с хорошими свойствами при обработке.
Использование МГС-ДВ в сочетании с другими улучшителями качества хлеба более эффективно, чем их раздельное применение.
Значительное улучшение качества хлеба получено при совместном применении МГС-ДВ с броматом или йодатом калия, с аскорбиновой кислотой, с ферментными препаратами (амилоризин ШОх и амилоризин Г10х) и другими улучшителями.
При приготовлении хлеба повышенной пищевой ценности вносят сухое обезжиренное молоко, соевую муку, белковые изоляты, которые снижают показатели его качества. Использование различных ПАВ позволяет изменить свойства теста. Так, добавление МГС-ДВ и соевой муки в количестве 8 % при приготовлении пшеничного теста улучшает качество хлеба по сравнению с тестом без внесения МГС-ДВ. Наряду с МГС-ДВ испытаны сукцинилированные моноглицериды, нашедшие применение в США, Англии и других странах, и лактилированные моноглицериды. Внесение сукцинилированных моноглицеридов в количестве 0,25—0,5 % оказывает укрепляющее действие на тесто, повышает его эластичность и силу и улучшает формоустойчивость теста и качество хлеба.
Сравнительная оценка качества хлеба, приготовленного с моноглицеридами различных органических кислот (МГС-ДВ, МГС-ЯК, Л-МГС), показывает, что все они являются улучшителями, но в различной степени. Наибольшее улучшение качества хлеба получено при использовании МГС-ДВ. Такая же закономерность в улучшении качества хлеба получена при сравнении действия МГС-ДВ, стеароилмолочной кислоты, моноглицеридов и фосфатидного концентрата.
Улучшает качество хлеба внесение натриевой и кальциевой солей стеароилмолочной кислоты (натрий- и кальцийстелат).
Установлено положительное влияние натриевой и кальциевой солей стеароилмолочной кислоты на качество казахских лепешек Дамды-нан. Изделия с ПАВ сохраняют свежесть более длительное время по сравнению с контрольными.
Исследованиями влияния на качество хлеба стеарол-2-лактилата натрия, стеарол-2-лактилата кальция, сукцинилированных, гидратированных, этоксилированных моноглицеридов и полисорбата-60 установлена различная эффективность их действия. Показано, что наибольший объем хлеба дает применение стеарол-2-лактилата натрия и стеарол-2-лактилата кальция, несколько меньший результат дает полисорбат-60 и этоксилированные моно- и диглицериды. Сукцинилированные моноглицериды дают еще меньший объем.
Смесь стеарол-2-лактилата и спан-60 наиболее эффективна при производстве сахарсодержащих изделий.
За рубежом разработаны новые ПАВ из эфиров жирных кислот пропиленгликолевых гликозитов (ПГТ) и глицерольных гликозитов (ГГ), полученных непосредственно из крахмала и глюкозы. Эти ПАВ как улучшители испытаны при приготовлении хлеба из пшеничной муки, обогащенной соей (12%). Контрольный хлеб включал етеарол-2-лактилат натрия. По объему образцы имели близкие результаты. Эти улучшители упрочняют тесто путем взаимодействия с белком так же, как и стеарол-2-лактилат натрия, и замедляют образование ретроградированного крахмала после выпечки.
Сохранение свежести хлеба. Анионные ПАВ наряду с улучшением качества хлеба замедляют процесс его черствения.
Эффективным улучшителем является диацетилвинный эфир моноглицеридов (МГС-ДВ). Исследовано применение его для замедления черствения хлеба в процессе его хранения (табл. 85).
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

При добавлении МГС-ДВ сжимаемость хлеба после 10 ч хранения превышает сжимаемость контрольного образца на 40 %, а через 30 ч — на 53 %. Такое улучшение сжимаемости мякиша хлеба с МГС-ДВ вызвано повышением первоначальных показателей его качества и меньшей скоростью снижения сжимаемости мякиша хлеба в процессе его хранения.
Сопоставление приведенных в таблице данных в сочетании с органолептической оценкой позволяет считать, что применение МГС-ДВ удлиняет срок сохранения свежести хлеба на 6 ч и более. Замедление черствения хлеба вызвано изменениями белковых веществ и крахмала.
Внесение МГС-ДВ в количестве 0,2 % к массе муки при производстве лепешек Оби-нон удлиняет срок сохранения их в свежем виде. Показано, что в этих изделиях в процессе хранения в меньшей степени наблюдается снижение содержания влаги.
Длительность сохранения хлеба в свежем виде увеличивается при совместном добавлении МГС ДВ с ферментным препаратом амилосубтилином Г10x. Реологические, свойства мякиша хлеба при этом улучшаются в большей степени, чем при раздельном их применении. Предполагается, что улучшение степени сохранения свежести хлеба при применении МГС-ДВ обусловлено образованием комплексов не только с крахмалом, но и с высокомолекулярными продуктами его гидролиза (амилодекстринами). Это предположение основано на том, что амилодекстрины в присутствии ПАВ изменяют йодсвязывающую способность так же, как и крахмал. Сравнительные испытания анионных и неионогенных ПАВ показывают, что хлеб дольше сохраняется в свежем виде при использовании анионных ПАВ. Наиболее медленно изменялись свойства мякиша у образцов хлеба с МГС-ДВ.
Влияние поверхностно-активных веществ на реологические свойства теста

При исследовании влияния на сохранение свежести хлеба таких ПАВ, как стеарол-2-лактилат натрия, стеарол-2-лактилат кальция, сукцинилированные моноглицериды и полисорбат-60, установлено, что лучшими по сжимаемости мякиша хлеба были изделия с сукцинилированными моноглицеридами, с.теарол-2-лактилатом натрия и моноглицеридами (рис. 48). Исследованиями, проведенными во ВНИИХПе, установлено, что сжимаемость мякиша хлеба с сукцинилированными моноглицеридами (МГС-ЯК) после 36 ч хранения в 2 раза выше, чем контрольного образца без внесения улучшителя.
Скорость черствения хлеба уменьшается при совместном применении ПAB и интенсивной механической обработки теста. При внесении ПАВ интенсивность действия их повышается с увеличением интенсивности замеса теста. Это способствует увеличению общей, пластической упругой деформации мякиша, улучшению структуры пористости и органолептических показателей хлеба.
Наиболее эффективным способом сохранения свежести хлеба является совместное применение ПАВ и упаковки хлеба. При хранении хлеба, приготовленного с МГС-ДВ и упакованного в полиэтиленовые пакеты, в течение 1,3 и 5 сут при 25 °C он был более свежим по сравнению с хлебом без ПАВ .

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: