Замес и образование теста

12.09.2015

Приготовление теста из муки, воды и других ингредиентов в процессе его замеса не ограничивается только получением равномерно промешанной массы. С первого же момента соприкосновения муки и воды начинаются процессы связывания воды коллоидами муки и набухание этих коллоидов с поглощением воды. Одновременно с этим начинаются процессы ферментативного гидролиза (протеолиза, амилолиза и др.). Постепенно начинаются и микробиологические процессы, в частности процесс брожения, вызываемый дрожжами, а также процесс кислото-накопления в результате спиртового и молочнокислого брожения. Углекислый газ, выделяющийся при брожении, обусловливает чисто физический процесс разрыхления теста.
Все это делает процесс образования теста во время его замеса и в последующий период очень сложным комплексным процессом.
В какой мере на процесс образования теста влияют коллоидно-химические и биохимические факторы, показывают фаринограммы 60-минутного замеса теста из сильной муки и воды (рис. 43-а) и из той же муки, воды плюс 0,025 цистеина (рис. 43-б) и 0,16% цистеина (рис. 43-в). Цистеин, содержащий в своем составе группу — SH, относится к числу очень эффективных, активаторов протеиназ муки.

Замес и образование теста

Если тесто приготовляют из сильной муки и воды, первый максимум кривой фаринограммы достигается в течение 1—2 мин. Этот максимум, по данным Бунгенберг-де-Ионга обусловлен механическим смешиванием муки и воды и переходом их в тестообразное состояние.
На 24-й минуте замеса кривая фаринограммы теста из сильной муки и воды достигает своего второго максимума.
Второй максимум кривой обусловлен в основном процессом набухания коллоидных частиц теста, сопровождающимся поглощением и связыванием воды.
Примерно на 48-й минуте замеса мы наблюдаем некоторую как бы приостановку уже ниспадающей кривой фаринограммы, отвечающую третьему максимуму кривой. Третий максимум связан с возрастанием в этот момент липкости теста, вследствие которой тесто прилипает к стенкам месилки фаринографа.
Таким образом, для данного образца очень сильной муки характерен замедленный ход процесса набухания коллоидных частиц теста, при котором максимум набухания отделен на кривой от ,максимума смешения более чем двадцатью минутами очень интенсивного замеса.
На рис. 43-б приведена фаринограмма замеса теста из этой же муки, искусственно ослабленной добавкой активатора протеолиза-цистеина. Примерно на 3-й минуте замеса достигается максимум смешения. Затем в результате очень интенсивного действия активированных протеиназ муки физические свойства теста претерпевают ухудшение, и кривая начинает резко падать. Процесс набухания, однако, постепенно приостанавливает падение кривой, а затем, пересиливая ухудшающее действие протеолиза, несколько улучшает консистенцию теста. Примерно на 11-й минуте отмечаем максимум набухания. Примерно на 27-й минуте зам,еса этого теста наблюдается максимум липкости теста. Таким образом, искусственное ослабление муки активированием в ней протеолиза резко изменяет скорость и соотношение сил в процессах набухания и протеолиза. Увеличением дозировки цистеина, например до 0,16%, можно довести тесто до состояния, характеризуемого фаринограммой на рис. 43-в.
Эффект протеолиза здесь настолько велик, что ни о каком максимуме набухания ка кривой фаринограммы уже говорить не приходится: примерно через полторы минуты замеса тесто в результате протеолиза превращается в сметанообразную массу.
В тесте из слабой муки процесс набухания идет во много раз скорее, поэтому на кривой замеса из такой муки максимум набухания практически совпадает с максимумом смешивания.
Рассмотрим ближе процесс набухания коллоидных частиц теста, обусловливающий в столь значительной мере его физические свойства.
Крахмал и белковые вещества муки относятся к числу коллоидных веществ мицеллярного строения. По современным воззрениям, строение молекул ряда белковых веществ имеет глобулярный характер.
Взаимодействие с водой высокоагрегированных коллоидов мицеллярного строения может быть: 1) мицеллярно-поверхностное (по Катцу — интермицеллярное — междумицеллярное), когда вода, взаимодействуя с поверхностью мицелл, не проникает внутрь их, и 2) внутримицеллярное (по Катцу — интрамицеллярное), при котором вода проникает внутрь мицеллы, между составляющими ее молекулярными цепочками, спиралями и образованиями. Для глобулярных белков можно предполагать и интраглобулярное проникновение воды.
Как при мицеллярно-поверхностном, так и при внутримицеллярном взаимодействии с водой, внешняя и внутренняя поверхность таких мицеллярных коллоидов, как белки, сольватизируется далеко не равномерно.
Сольватизируются гидрофильные точки, обусловленные такими атомными группами, как ОН, СООН, NH и др. Липофильные точки с атомными группами CH3, CH2, C6H5 и др. не сольватизируются, не покрываются водной пленкой и поэтому обеспечивают связь между отдельными цепочками в мицелле силами сцепления.
Пo мере увеличения внутримицеллярного взаимодействия вода, проникая внутрь мицелл, как бы раздвигает, расклинивает эти мицеллы и при недостаточной силе сцепления липофильных точек отдельных цепочек в мицелле может вообще привести к разрушению (дезагрегации), деструкции мицелл на отдельные молекулярные цепочки главных валентностей. При этом дезагрегированные части мицелл переходят в коллоидный раствор — пептизируются.
Такой вид набухания коллоидного вещества, завершающийся постепенным его переходом в раствор, принято называть неограниченным набуханием.
Если силы сцепления липофильных точек молекулярных цепочек в мицеллах достаточно велики, мицеллы такого вещества могут набухать без дезагрегации и последующей пептизации. Такой вид набухания принято называть ограниченным набуханием.
В процессе хлебопечения мы сталкиваемся как с тем, так и с другим видами набухания коллоидов теста. Достаточно напомнить, что клейковина, например в слабых растворах молочной кислоты, может набухать либо неограниченно, постепенно пептизируясь (тем более, чем слабее клейковина), либо ограниченно (у сильной клейковины). На этом основаны способы определения качества клейковины по ее удельной набухаемости и по пептизации клейковины в молочнокислом растворе, определяемой по степени мутности раствора (способ Берлинера, Проскурякова и др.).
В процессе набухания гидрофильных коллоидов в воде можно различать две фазы.
1. Фаза связывания воды гидрофильными атомными группами как внешней, так и внутренней поверхности мицелл. При образовании на этих поверхностях водяных пленок выделяется значительное количество тепла (теплота смачивания или гидратации). Количество воды, связываемое этим путем, сравнительно невелико, и объем набухающего коллоида увеличивается незначительно.
2. Фаза всасывания воды внутрь набухающих мицелл вследствие присутствия внутри мицеллы растворимой фракции, создающей' избыточное осмотическое давление.
Осмотическое набухание связано со значительным увеличение объема набухающего коллоидного вещества вследствие сильного поглощения этим веществом воды (или другого растворителя) и не сопровождается выделением тепла.
Замес и образование теста

Кульман, изучая набухание пшеничной муки и ее крахмала ii клейковины, получил данные, характеризующие ход набухания крахмала и его фракций — амилопектина и амилозы, равно как и клейковины и ее фракций при разных температурных условиях.
Набухание крахмала. В интервале между 50—60° происходит резкое увеличение скорости и эффекта набухания (рис. 44, а). Очевидно, что то незначительное набухание, которое наблюдается при температуре до 50°, обусловливается явлениями поверхностной сольватации, почти полностью завершающейся за первый час набухания. При 60° происходит уже заведомо осмотическое набухание, очевидно связанное с начинающимся процессом клейстеризации крахмала.
Изучая процессы взаимодействия амилопектина и амилозы пшеничного крахмала с водой при разных температурах, Кульман установил, что главную роль в связывании воды крахмалом играет амилопектин. Действие амилозы начинается лишь при повышении температуры, когда она, как более легко растворимая фракция зерна крахмала, создает внутри этого зерна большое осмотическое давление. Это давление вызывает все больший приток растворителя, вследствие чего амилопектиновая оболочка лопается, зерно крахмала разрушается, и происходит процесс клейстеризации.
Набухаемость клейковины. Максимум набухания клейковины (рис. 44, б) приходится на интервал между 20—30°. Дальнейшее повышение температуры ведет к уменьшению набухаемости клейковины, которая при 70° и выше остается неизменной.
Снижение набухаемости клейковины по мере увеличения температуры выше 30° Кульман связывает с процессом ее денатурации. Набухание клейковины не носит явно выраженного осмотического характера и происходит в основном за счет сольватации гидрофильных групп мицелл белка.
Набухание муки (рис. 44, в) при разных температурах является результатом особенностей набухания крахмала и клейковины при тех же температурах.
Набухание муки при низких температурах (около 30°) в основном определяется набуханием клейковины, а при высоких температурах (выше 50°) — набуханием крахмала. Слабая клейковина набухает быстро, но дает более низкий конечный эффект набухания, в то время как сильная клейковина набухает медленнее, имея при этом высокий конечный эффект.
Приведенные на рис. 43 фаринограммы замеса подтверждают это положение: ослабление качества клейковины активацией протеолиза действительно ускорило процесс набухания теста.
Влияние длительности и интенсивности замеса на образование теста, на его физические свойства, сказывается тем сильнее, чем слабее мука и чем выше температура теста (сама по себе являющаяся фактором, ослабляющим тесто).
В первой стадии замеса механическое воздействие на тесто способствует его образованию, достижению им оптимальных физических свойств. Этот оптимум достигается тем быстрее, чем слабее мука, так как в тесте из слабой муки процессы набухания клейковины и ее ферментативного распада происходят во много раз быстрее, чем в тесте из сильной муки.
При замедленном достижении оптимума физических свойств тесто из сильной муки способно более или менее длительно удерживать их на достигнутом уровне, так как процессы протеолиза в таком тесте протекают достаточно медленно, а процессы набухания не приводят к расклиниванию, разрушению, дезагрегации мицелл белковых веществ, обладающих достаточно большими силами сцепления.
Совершенно иначе все эти процессы происходят в тесте из слабой муки. После быстрого достижения оптимума физических свойств следует не менее быстрое ухудшение их, объясняемое в основном форсированно протекающими процессами протеолиза, и в какой-то мере, вероятно, и дезагрегирующим действием, которое процесс набухания оказывает на белковые вещества, сцепленные в этом случае значительно менее прочно.
Механическое воздействие замеса форсирует как достижение тестом оптимума его физических свойств, так и дальнейшее их ухудшение. Поэтому замес теста из слабой муки должен быть короче и менее интенсивным.
Чрезмерно длительный или чрезмерно интенсивный замес теста из слабой муки будет приводить к разрушению как макроструктуры теста, обусловливаемой его клейковинным губчатым скелетом, так в какой-то мере и его микроструктуры (мицеллярной структуры белковых веществ). Такое разрушение структуры теста приводит к резкому ухудшению его эластичности и к понижению его консистенции, так как часть внутримицеллярной воды при дезагрегации белковых мицелл освобождается, тесто становится липким и влажным наощупь.
Этот процесс ухудшения физических свойств теста при чрезмерном механическом воздействии на него хорошо известен практикам-пекарям, приготавливающим тесто вручную («запаривание» теста).
Тесто из очень сильной муки с чрезмерно прочно агрегированными мицеллами белковых веществ и слабым протеолизом, наоборот, нуждается даже в очень интенсивной механической обработке для ослабления белковой структуры теста.
Влияние длительности и интенсивности замеса на образование теста и его физические свойства за последние годы привлекало к себе внимание многих исследователей. Еще в 1936 г. было показано, что для каждой муки существует свое, оптимальное для физических свойств теста, время замеса, превышение которого ведет к резкому ухудшению этих физических свойств.
Определение целесообразной длительности замеса теста из той или иной партии муки является, следовательно, существенным в технологии хлебопекарного производства. Бесспорно, что замес теста следует кончать только тогда, когда тесто будет хорошо промешано и оно будет представлять однородную массу. Ho следует ли кончать замес после удовлетворения этих требований? Ответ, очевидно, будет различным в зависимости от силы муки, из которой измесится тесто. Замес теста из слабой муки следует прекращать после того, как оно будет хорошо промешано. Для теста из сильной муки целесообразно удлинять (или интенсифицировать) его замес.
Момент окончания замеса определяют пока еще в большинстве случаев наощупь. Следует считать целесообразным, чтобы лаборатория хлебозавода наряду с указаниями соотношения муки и воды и других ингредиентов теста и его температуры задавала бы тестомесу и длительность замеса с учетом типа тестомесильной машины и показателей силы муки.
К сожалению, какой-либо объективной методики, применимой в производственных условиях для установления момента целесообразного окончания замеса теста, еще не существует, и здесь работникам лаборатории придется исходить из производственного опыта работы по замесу теста на тестомесильных машинах данной конструкции.
Длительность замеса теста тестомесильной машиной сист. Венара в зависимости от числа качаний месильного рычага в минуту и от свойства теста колеблется в пределах 4—8 мин.