Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Естествознание arrow Энциклопедия питания. Том 6. Процессы, происходящие в продуктах при обработке
Посмотреть оригинал

Процессы, происходящие при черствении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий

Черствение хлебобулочных изделий - изменения их физических и вкусовых свойств при хранении, сопровождающиеся повышением жесткости и снижением упругости корочки и мякиша, а также ухудшением аромата и вкуса.

При хранении хлебобулочных и мучных кондитерських изделий в обычных температурных условиях (20...25 °С) через 8... 10 часов появляются первые признаки черствения, которые со временем усиливаются. Черствение изделий обусловливается сложными процессами, которые происходят с высокополимерными веществами их мякиша и приводят к ухудшению его структурно-механических свойств. Мякиш приобретает жесткость, а корочка из хрустящей становится мягкой, эластичной.

Следует иметь в виду, что скорость, степень и характер изменений крахмала при черствении зависят от влажности мучных изделий. При влажности продукта ниже определенной критической величины процессы, обусловливающие черствение, почти не происходят. Поэтому в сухарных изделиях черствения практически не наблюдается, а в изделиях из песочного теста идет во много раз медленнее, чем в хлебе, булочных, бисквитных изделиях.

Вследствие сложных превращений, протекающих одновременно в корочке и мякше, происходит ухудшение потребительских свойств изделий.

Температура корочки только что выпеченного хлеба 150-180 °С, а температура мякиша 95-97 °С. Горячий хлеб остывает до температуры хлебохранилища за 2-4 ч. Причем вначале остывает корочка и прилегающий к ней слой, а затем - нижележащие слои. Возникающая разность температур стимулирует обратный переход влаги: наблюдается миграция воды из мякиша в корочку, что повышает ее влажность до 12... 14%. При этом меняется физическое состояние корочки - она теряет твердость и хрупкость, становится мягкой, эластичной и резиноподобнй. При достаточно длительном хранении корочка снова становится твердой за счет большой потери влаги, причем и подкорковый слой становится жестким и твердым. Таким образом, изменение структурно-механических свойств корочки в большой степени обусловлено изменением в процессе хранения ее влажности.

Мякиш при черствении теряет упругость и эластичность, становится жестким и крошливым, способность поглощать воду снижается. Происходят также изменения и в микроструктуре мякиша.

Вкус и аромат изделий при хранении постепенно ослабевают, что объясняется испарением части летучих веществ, диффузией некоторых из них из корочки в мякиш, переходом части из них в связанное состояние, а также окислением некоторых альдегидов. При длительном хранении изделия могут приобретать специфический вкус и запах черствого (лежалого) хлеба, что можно объяснить накоплением промежуточных продуктов реакции меланоидинообразования, медленно происходящей при хранении.

Процесс черствения изучается уже более ста лет, но и сегодня его сущность и механизм до конца не изучены. На сегодняшний день ученые склоняются к мнению, что черствение связано с потерей влаги (усыханием), старением оклейстеризованого крахмала и денатурированных белков, а также изменением форм воды в черствых хлебобулочных изделиях.

Ретроградацию крахмала можно объяснить изменениями состояния зерна и крахмальных полисахаридов - амилозы и амилопектина, их обратимой агрегацией. Одним из распространенных объяснений процесса черствения явдяется следующее. Крахмальные зерна при этом находятся в аморфном состоянии, они набухают и увеличиваются в объеме. При хранении хлеба происходит ретроградация крахмала, которая сопровождается переходом его из аморфного состояния в кристаллическое. При ретроградации разветвленные цепи молекулы амилопектина, взаимодействуя между соой, образуют ассоциаты. Наряду с этим происходит также агрегация линейных цепей молекул амилозы вследствие возможного образования между ними водородных связей по гидроксильным группам. При этом образуются агрегаты в виде сетчатой структуры. Это обусловливает уменьшение объема крахмальных зерен увеличение их твердости, в результате чего мякиш хлеба становится твердым и жестким (рис. 11.19).

Ретроградация крахмальных полисахаридов

Рис. 11.19 - Ретроградация крахмальных полисахаридов:

а и б - гидратированая и ретроградированая амилоза соответственно; в и г - гидратированый и ретроградированый амилопектин соответственно

Агрегацию амилопектина и амилозы может тормозить образование комплексов крахмальных полисахаридов с белковыми веществами или липидами. Уменьшение крахмальных зерен в объеме, образование воздушных прослоек между ними и свернувшимся белком является причиной, обусловливающей повышенную способность черствых изделий крошиться.

Ретроградированый амилопектин может быть частично возвращен в исходное состояние нагреванием при 50...60 °С, но восстановить свойства ретроградированой амилозы значительно сложнее, что обусловлено образованием кристаллических участков линейными молекулами амилозы.

При черствении хлебобулочных изделий вследствие дальнейшей денатурации белков происходят дальнейшее снижение их гидратационной способности. А это приводит к уплотнению структуры мякиша. Высвобожденная из белков вода мигрирует в крахмал. Однако, эти изменения белков мякиша происходят в несколько раз медленнее по сравнению со скоростью процесса ретроградации крахмала. Кроме того, крахмала в хлебе в 5-6 раз больше, чем белков, поэтому естественно, что основную роль в черствении хлеба играют изменения крахмала.

Существенную роль при черствении иделий играют изменения состояния воды. Так, снижение количества связанной воды является следствием изменений, происходящих с крахмалом и белками при черствении изделий. Такие процессы, как изменение соотношения свободной и связанной воды, ее структурирование в микрокапиллярах в молекулах биополимеров, определяют изменения свойств мякиша и характеризуют степень сохранения его свежести.

Продление сроков сохранения свежести хлебобулочных изделий является актуальной проблемой хлебопечения.

Основными путями торможения процессов черствения хлебобулочных изделий являются:

  • - создание соответствующих условий хранения (при температуре +60 °С или-15 °С);
  • - упаковка изделий;
  • - регулирование технологических факторов, повышающих качество продукции;
  • - регулирование состава рецептуры и внесение добавок, способствующих замедлению процессов черствения.

Создание соответствующих условий хранения. Одним из эффективных способов сохранения свежести изделий продолжительное время является их замораживание. Охлажденные после выпечки изделия укладывают в лотки или вагонетки и помещают в холодильные камеры. Замораживание осуществляется при температуре -20...-30 °С. Замороженные изделия хранят при температуре -15...-20°С не более 10 суток. Размораживание производят при температуре окружающей среды или горячим воздухом с температурой 50 °С в специальных шкафах, хлебопекарских печах, токами высокой частоты или другими способами.

При сохранении изделий в замороженном состоянии уменьшаются его потери на усыхание, сохраняется качество свежевыпеченной продукции.

В последние годы распространение получают технологии изделий из предварительно замороженных тестовых заготовок. Эта технология базируется на замедлении или временной приостановке жизнедеятельности микроорганизмов в тесте при его охлаждении или заморозке, что обусловливает возможность хранения тестовых заготовок от нескольких дней или недель до 3...5 месяцев. По этой технологии изготавливают в основном мелкоштучные булочные и сдобные изделия. Перед отправкой в пекарню или другим потребителям (отделы супермаркетов, рестораны, кафе, школьные буфеты и др.) их упаковывают в полиэтиленовые пакеты и картонные коробки и перевозят транспортными средствами с холодильными камерами, в предприятия, в которых их размораживают и выпекают.

Упаковка изделий наиболее экономичный способ удлинения продолжительности сохранения свежести, а также снижения потерь на усушку, улучшение санитарно-гигиенических условий хранения и транспортирования продукции.

Для упаковывания используют бумагу или полимерные пленки. Выбор материала зависит от вида изделий, продолжительности и условий хранения. Упаковочные материалы должны соответствовать санитарно- гигиеническим условиям, быть технологичными, стойкими к действию микроорганизмов.

Бумага для упаковки - пергамент, подпергамент, пергамин - имеет свойства водо- и жиронепроницаемости. Эту бумагу в основном используют для упаковки сухарей, соломки, хлебных палочек.

Целлофан используют для упаковывания изделий с влажностью не более 15% (печенье, пряники, кукурузные палочки). Материал стойкий по отношению к жирам, имеет низкую газопроницаемость, но высокую гигроскопичность, поэтому упакованные в него изделия с повышенной влажностью высыхают, а сухие при хранении в условиях повышенной влажности воздуха увлажняются. Целлофан не подлежит

термосвариванию.

Полиэтиленовые пленки низкой плотности имеют высокую эластичность, морозостойкость (до -70 °С), термостойкость (до 60 °С), водостойкость, паронепроницаемы, легко термосвариваются. Но эти пленки имеют низкую прочность, проницаемы для воздуха, поэтому для упаковывания изделий с высоким содержанием жира непригодны из-за окисления последнего. Эти пленки широко используются для упаковывания хлебных изделий, пищевых концентратов и др.

Полиэтиленовые пленки высокой плотности, а также пленки из полипропилена имеют лучшую прочность, термостойкие, но пленку из полипропилена нельзя использовать для замороженного теста, т. к. она морозостойка только до температуры -15 °С. Для упаковывания изделий под вакуумом рекомендуется пленка типа САРАН - сополимер полихлорвинила с винилиденом. Она водо- и араматонепроницаема.

Используются также и другие виды пленок, такие как фольга, фольга в комбинации с бумагой и пленкой. Упакованные изделия могут быть нарезаны. Перед упаковкой они должы быть охлаждены, но упаковка совсем остывших изделий, потерявших значительную часть влаги нецелесообразна, поскольку они быстро черствеют.

Регулирование технологических факторов. Черствение изделий, обусловленное потерей воды и старением биополемеров, сложный процесс, зависящий от многих технологических факторов. К ним можно отнести качество изделий, вид и сорт муки, состав рецептуры, параметры технологических режимов их приготовления и условий хранения.

Как правило, изделия из дрожжевого теста, имеющие большой объем, хорошо развитую тонкостенную пористость, эластичный мякиш, дольше сохраняют свежесть. Замедлить процесс черствения могут технологические мероприятия, направленные на увеличение степени набухания биополимеров муки и ферментативного гидролиза крахмала и белков. Поэтому медленнее черствеют изделия, приготовленные опарным способом, поскольку эти процессы происходят более глубоко, чем при безопарном. Эффективны в этом отношении усиленная механическая обработка теста, оптимальные режимы расстойки и выпечки изделий, а также соблюдение норм увлажнения пекарной камеры.

Влияние компонентов рецептуры на процессы черствения. К рецептурным ингредиентам, замедляющим процессы черствения, относятся сахаристые вещества и патока, заварки, жиры, различные белковые продукты (яйца и яичные продукты, сырая и сухая клейковина, соевые концентраты).

Сахар, мед и продукты гидролиза крахмала - мальтозная и глюкозная патоки способны задерживать процесс черствения. Заваривание некоторой части муки несколько замедляет процесс черствения изделий, например заварных пряников.

Внесение в тесто жиров также способствует более долгому сохранению свежести хлеба и хлебобулочных изделий. Наиболее эффективно в этом отношении добавление жиров совместно с поверхностно-активными веществами в виде тонкодисперсных эмульсий.

Крахмал различных видов муки клейстеризуется и стареет не одинаково. Крахмал ржаной муки клейстеризуется при более низкой температуре, легко связывает значительное количество влаги, что обуславливает более медленное черствение изделий из ржаной муки.

Черствение задерживается в присутствии в тесте пентозанов. Поэтому известно, что изделия из ржаной муки, в которой содержится значительно больше пентозанов, чем в пшеничной, черствеют медленнее.

Лучше сохраняют свежесть изделия из высокобелковой муки или с добавлением препаратов белков. Они делают структуру мякиша хлеба крепче, усиливая гидратационные связи, что замедляет потерю влаги. Приготовление изделий из дрожжевого теста на молоке или сыворотке также способствует сохранению свежести готовых изделий.

Влияние пищевых добавок на процессы черствения. В последние годы при изготовлении мучных кондитерских и хлебобулочных изделий находят применение пищевые добавки и хлебопекарные улучшители различные по принципу действия. Для торможения процессов черствения вносятся пищевые добавки, которые делятся на основные четыре группы (рис. 11.20).

Добавки, удлинняющие сроки хранения хлебобулочных изделий

Рис. 11.20 - Добавки, удлинняющие сроки хранения хлебобулочных изделий

К добавкам, замедляющим ретроградацию крахмала, относятся, глюкозный и глюкозо-фруктозный сироп, патока, белый солод, солодовые экстракты. Считается что растворимые декстрины, встраиваясь в пространственную структуру крахмала, задерживает его ретроградацию.

Способствуют торможению ретроградации крахмала и амилолитические ферментные препараты, расщепляющие его до мальтозы и декстринов, увеличивая количество связанной воды. При их внесении также снижается скорость рекристаллизации амилопектиновой фракции крахмала за счет встраивания олигосахаридов в его структуру.

Поверхностно-активные вещества, образуя комплексы с крахмальными полисахаридами, препятствуют процессу черствения и агрегации амилозы и амилопектина, происходящей при их ретроградации.

К замедлению процесса черствения хлеба приводят также и грибные протеазы, которые частично разрушают связи в белковых молекулах. С целью воздействия на молекулы клейковины применяют ферментные препараты бактериальных протеаз и папаин. Но надо учитывать, что ферментные препараты такого действия следует применять в случае использования муки с чрезмерно сильной или короткорвущейся клейковиной.

Достаточно хорошие результаты в плане замедления черствения изделий дает внесение в тесто клейковины, которая связывает в тесте воду в 2-3 раза больше своей массы.

Достаточно эффективно применение гидрофильных добавок, способных дополнительно связывать в мякише воду и не терять ее интенсивно при хранении. К таким веществам относят агар, пектиновые вещества, каррагенан и его соли, производные целлюлозы, растительные и микробные камеди, а также разнообразные добавки овощей и фруктов, содержащие некрахмальные полисахариды (пасты, пюре, порошки и т. п.).

Чаще всего используют низкоэтерифицированные пектины, добавление которых в тесто в количестве 0,1...0,2% к массе муки позволяет не только значительно продлить сохранение свежести хлеба, но и увеличить выход продукции за счет большего количества связанной воды.

Торможение процесса черствения изделий в присутствии полисахаридов с ярко выраженными гидрофильными свойствами связывают с тремя основными причинами. К первой относится предположение, о том, что они способны выделять связанную ими при выпечке воду, обусловливая дополнительную клейстеризацию крахмала. Второй причиной считают то, что они конкурируют с крахмалом за поглощение воды и тем самым снижают его гидратацию. Третья причина - вода ими связывается крепче, чем крахмалом.

В производственной практике применяютя различные модифицированные крахмалы. Установлено, что наиболее благоприятно на качество и сохранность свежести хлеба влияют окисленные и амилопектиновые крахмалы. Ценные свойства также имеют гидролизованный, окисленный, фосфатный и набухающие крахмалы. Набухая, крахмалы выполняют в тесте такую же роль, как и мучные заварки.

Поверхностно-активные (стеароиллактилат кальция и натрия, дистилированные моноглицериды, эфиры сахарозы и др.) вещества весьма существенно влияют на качество хлеба и тормозят процессы черствения в нем. Они, образуя комплексы с крахмальными полисахаридами, препятствуют процессу черствения и агрегации амилозы и амилопектина, которая происходит при ретроградации крахмала.

В качестве консервантов в тесто добавляют различные химические и натуральные ингредиенты, которые эффективно подавляют развитие бактерий и грибковых плесеней. К ним относятся сорбиновая кислота и ее соли (Е-200, Е-201, Е-202, Е-203). Сорбиновая кислота содержится в некоторых ягодах и плодах (клюква, рябина) и как консервант применяется давно. За рубежом широко применяются соли пропионовой кислоты (Е-281, Е-282, Е-283). В общем, на торможение процесса черствения положительно влияют все пищевые кислоты: винная, лимонная и молочная. Например, известно, что ржаной и ржанопшеничный хлеб черствеют медленнее, чем пшеничный хлеб потому, что кислотность такого хлеба выше за счет накопления молочной кислоты при молочнокислом брожении. Довольно часто применяют аскорбиновую кислоту (Е-300) и некоторые ее соли, которые помимо того, что являются окислителями и укрепляют клейковину муки, еще и являются хорошими антиоксидантами, сглаживающими последствия контакта мякиша хлеба с кислородом воздуха.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы