Температура теста

12.09.2015

Температура теста является одним из основных факторов, пользуясь которыми технолог регулирует ход технологического процесса. Изменение температуры влияет на ферментативные, микробиологические и коллоидные процессы, происходящие в тесте, опаре или заварке при их приготовлении.
Достаточно сказать, что при приготовлении заварки в результате температурного воздействия происходит основной процесс клейстеризации крахмала; температура заварки является, кроме того, фактором, влияющим на скорость амилолитического осахиривания крахмала теста.
He меньшее влияние температура опары, теста или затора, закисающего при приготовлении жидких дрожжей, оказывает на микрофлору теста и ее жизнедеятельность. Накопление кислотности опары или теста находится, например, в прямой зависимости от температуры. Скорость и эффект коллоидных процессов (набухания, клейстеризации, пептизации и др.), происходящих в тесте, также в значительной мере регулируется температурным фактором.
Если оставить в стороне специфические процессы приготовления заварки и жидких дрожжей и ограничиться рассмотрением температур, используемых при приготовлении пшеничной опары и теста, то можно констатировать, что для этих фаз обычно применяется на производстве температура, колеблющаяся в пределах 26—32°.

Влияние температуры опары и теста на микрофлорутеста

Следует иметь в виду, что оптимальная температура размножения хлебопекарных дрожжей лежит на уровне 25°, в то время как оптимальная температура спиртового брожения колеблется около 35°. О влиянии различной температуры на газообразование в опаре, в тесте на опаре и в безопарном тесте можно судить по данным опытов, проведенных в лаборатории кафедры технологии хлебопечения МТИПП Герасимовой (табл. 50).
Температура теста

Температура теста

Чем выше температура опары или теста, тем более благоприятны температурные условия для жизнедеятельности молочнокислых бактерий теста. Поэтому повышение температуры теста обычно вызывает в нем усиленное накопление кислотности.
В табл. 51 приведены значения кислотности опары и теста, приготовлявшихся при разных температурах (опыты Герасимовой).
Влияние температуры теста на его физические свойства

В результате повышения температуры снижается эластичность клейковины и увеличиваются ее растяжимость и расплываемость. Особенно резко ухудшается при повышении температуры качество слабой клейковины.
В табл. 52 мы приводим полученные в нашей лаборатории результаты, характеризующие влияние температуры на физические свойства клейковины, отмытой из сильной и средней муки и отлеживавшейся в воде.
Температура теста
Температура теста

Повышение температуры теста влечет за собой ухудшение его физических свойств. В табл. 53 мы приводим численное выражение фаринограмм 4-часового брожения теста из двух образцов муки, воды, 1% соли и 2% дрожжей. Фаринограммы эти изображены на рис. 41.
Неблагоприятное влияние повышения температуры теста (в пределах 20—35°) на его физические свойства было установлено и в других работах.
Данные, приведенные в табл. 52 и 53, говорят о том, что при приготовлении теста из сильной муки можно (а в некоторых случаях нужно) применять повышенную температуру (30—32° и выше), в то время как тесто из слабой муки целесообразно готовить при пониженной температуре.
Температура теста

К повышению температуры прибегают для ускорения процесса приготовления теста; понижением температуры теста замедляют процесс брожения теста или опары.
Определение температуры воды, обеспечивающей получение теста заданной температуры

При решении вопроса о том, какой температуры нужно взять воду, чтобы при данной температуре муки в известной рецептуре теста получить тесто определенной температуры, надо учитывать, что:
1) удельная теплоемкость муки изменяется в зависимости от изменения влажности муки;
2) при смешивании муки с водой в процессе приготовления теста выделяется известное количество так называемой гидратационной теплоты, вызывающей соответствующее повышение температуры теста;
3) при замесе теста тестомесильной машиной часть энергии, затрачиваемой на приведение в движение тестомесилки, а также расходуемой непосредственно в процессе замеса теста, превращается в теплоту, соответственно повышая температуру теста.
С этих моментов, обычно не учитываемых и не освещенных в нашей литературе, мы и начнем рассмотрение вопроса о температуре воды, необходимой для получения теста заданной температуры.
Удельная теплоемкость муки. Удельная теплоемкость муки определяется удельной теплоёмкостью сухого её вещества и изменяется в зависимости от ее влажности.
Температура теста
Температура теста

В специальной литературе принято удельную теплоемкость сухого вещества муки принимать за 0,3, удельную же теплоемкость муки (с обычной влажностью около 13—14%), обычно принимают за 0,4, не диференцируя ее в зависимости от процента влажности муки.
Исследованиями Винклера и Геддеса установлено, что удельная теплоёмкость сухого вещества муки равна 0,397. Удельная теплоемкость муки различной влажности определяется по табл. 54. Для производства с достаточной точностью принимаем удельную теплоёмкость сухого вещества муки равной 0,4.
Гидратационная теплота муки. По исследованиям Винклера и Геддес, гидратационная теплота муки резко изменяется в связи с изменением влажности муки и в очень незначительной степени зависит от количества и качества входящих в состав муки белковых веществ и крахмала.
Зависимость между процентом влажности муки и ее гидратационной теплотой, по Винклеру и Геддес, показана в табл. 55.
В нашей работе, проведенной в 1932 г. во ВНИИХ, мы получили следующие значения для гидратационной теплоты ржаной муки разной влажности (табл. 56).
Температура теста

На рис. 42 мы приводим кривую теплоты гидратации муки, полученную Винклером и Геддесом для пшеничной муки и нами для ржаной муки. Степень повышения температуры теста или опары за счет гидратационной теплоты муки зависит от влажности муки и от соотношения в тесте муки и воды.
В общем виде прирост температуры теста за счет теплоты гидратации (условимся обозначать его через Δtгидр) может быть выражен формулой
Температура теста

где: Qгидр — теплота гидратации в калориях на 1 кг муки данной влажности;
M — количество муки в тесте (или опаре) в килограммах;
T — количество теста (или опары) в килограммах;
Cm — удельная теплоёмкость теста (или опары).
Qгидр мы можем найти для муки определенной влажности из табл. 49.
M и T даны в рецептуре теста, a Cm, зависящее от влажности муки и от величины M и Т, может быть определено по формуле
Температура теста

где: См — удельная теплоёмкость муки, находимая для муки определённой влажности по табл. 55;
В — количество воды по рецептуре теста в килограммах;
M и T — то же, что и в предыдущей формуле.
Теплота механической энергии замеса. Чтобы привести в движение тестомесильную машину (с пустой дежой или пустой месильной камерой) необходимо затратить определенную мощность.
При замесе одной порции (дежи) теста необходимо затрачивать на привод тестомесильной машины мощность большую, чем при холостом движении машины.
Если мощность выражать в киловаттах (квт) или в лошадиных силах (л. с.), а время замеса порции теста (или опары) — в минутах, то мощность, затрачиваемая непосредственно на замес теста (условимся обозначать ее буквой N), может быть в общем выражена формулой
N = A л. с./мин — Б л. с./мин,

где: А — общее количество л. с./мин за время замеса порции теста;
Б — количество л. с., мин за то же время холостого движения тестомесилки.
Исходя из того, что 1 л. с./мин эквивалентна 10,54 кал, а 1 квт/мин эквивалентен 14,3 кал, теплоту механической энергии замеса одной порции теста (условимся обозначать ее Qмех) можно выразить так:
Qмех — К(А л. с./мин— Б л. с./мин)*10,54 кал,

или
Qмех = K(A квт/мин — Б квт/мин)*14,3 кал,

где К — коэффициент перехода к тесту тепловой энергии, образовавшейся из механической энергии замеса.
Очевидно, что не вся тепловая энергия, образующаяся из механической энергии замеса, переходит к тесту, почему К всегда будет меньше единицы. Значения К различны для тестомесильных машин разных конструкций и могут быть определены только опытным путем.
Прирост температуры теста за счет перехода части механической энергии замеса в тепловую (Δtмех) зависит:
1) от количества тепла, образуя (Δtмех) при замесе теста из механической энергии замеса и переходящего к тесту (Qмех),
2) от количества теста в деже (T),
3) от удельной теплоемкости теста, определяемой соотношением в тесте муки и воды и влажностью муки (Ст).
В общем виде Δtмех может быть выражена формулой:
Температура теста

где: T — количество теста в деже (в кг);
Cт — удельная теплоёмкость теста.
He располагая еще опытными данными, которые позволили бы определить, какая именно часть механической энергии замеса, превращенная в тепловую, переходит к тесту, мы можем все же примерно подсчитать Δtмех допустив условно, что К = 0,5. Для уяснения производственного значения Δtмех мы приводим ниже примерный подсчет Δtмех по обычной в России тихоходной тестомесилке Союзпродмашины (модель «А» типа Венара), используя в качестве исходного материала для подсчета работу Toпopнина. Для сравнения мы даем примерный расчет по быстроходной тестомесилке.
Тестомесилка сист. Венара делает 30 циклов хода месильного рычага в минуту, при изготовлении 375 кг безопарного пшеничного теста, содержащего 50 л воды на каждые 100 кг муки и имеющего удельную теплоемкость около 0,65; длительность замеса приблизительно 7 мин., непосредственно на замес теста тратится примерно 18 квт/мин.
При К = 0,5 Qмех = 0,5*18*14,3 = 128,7 кал и Δtмех будет:
Температура теста

Для быстроходных машин считается минимальным расход 72 л. с./мин на замес 162 кг теста из 100 кг муки. Отсюда
Температура теста

Прирост температуры за счёт перехода механической энергии замеса в тепло при работе на распространенных у нас тихоходных месилках типа Венара не превышает 0,5° и им в производственных условиях легко можно пренебречь. На быстроходных месилках отмечается повышение температуры теста на 3,5° или даже больше. Поэтому все современные месилки этого типа конструируются обычно с водяной рубашкой для охлаждения месильной камеры.
Определение температуры воды для получения теста заданной температуры. Температуру воды, необходимой для получения теста заданной температуры, можно определить по следующей формуле:
Температура теста

где: tв — искомая температура воды;
tm — заданная температура теста;
M — количество муки (в кг);
tм — температура муки непосредственно перед замесом теста;
См — удельная теплоёмкость муки;
В — количество воды (в л);
Д — количество дрожжей (в кг);
tд — температура дрожжей непосредственно перед замесом теста;
Сд — удельная теплоёмкость дрожжей;
NaCl — количество соли (в кг);
Qраств — теплота растворения соли в калориях на 1 кг соли;
tNaCl — температура соли непосредственно перед замесом;
CNaCl — удельная теплоёмкость соли.
Формула выведена при предположении, что температура воздуха в помещении, в котором происходит замес, и температура дежи равны tm (заданной температуре теста).
Если мы произведем ряд подсчетов температуры воды, необходимой для получения теста заданной температуры, то установим, что обычные для производственной практики значения колеблются:
Температура теста

Исходя из этого, мы с достаточной для производственных целей точностью можем сумму трех последних членов формулы принимать за единицу, если приготовляется безопарное тесто (с прибавлением соли), и считать равной нулю, если приготовляется опара (куда соль не прибавляют).
Упрощенная формула имеет вид:
Температура теста

в которой n = 1, если приготовляется безопарное тесто, и n = 0, в случае приготовления опары.
Все остальные обозначения остаются те же, что и в полной формуле.
Если в распоряжении предприятия нет ни данных, характеризующих влажность муки, ни возможностей её определить, можно применять приводимую ниже ориентировочную формулу температуры воды, необходимой для получения безопарного теста или опары заданной температуры:
Температура теста

где: tв — искомая температура воды;
tm — заданная температура теста;
tм — температура муки;
M — количество муки (в кг);
В — количество воды (в л);
n — величина, значения которой в летнее время принимаем за 1, в весеннее и осеннее — за 2 и в зимнее — за 3.
Для определения температуры воды при заливе опары (кваса, головки и т. п.) можно пользоваться следующей ориентировочной формулой:
Температура теста

где: В — количество воды, идущей на залив опары;
tв — искомая температура этой воды;
tm — заданная температура теста;
tм — температура муки;
М — количество муки, идущей на замес (в кг);
On — количество опары (в кг);
tоn — температура опары;
Сon — теплоёмкость опары, определяемая по упрощенной формуле:
Температура теста

где: Mon — количество муки в опаре;
Bon — количество воды в опаре;
n — величина в летнее время равная — 1 (если жарко), или 0 (если прохладно), а в весеннее и осеннее время +1 или +2 (а зависимости от погоды), в зимнее время +2.