ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА МУКИ, ПАРАМЕТРОВ ЗАМЕСА И ПРЕССОВАНИЯ НА СВОЙСТВА ТЕСТА И КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ

Уплотненное в шнековой камере пресса макаронное тесто перед формованием должно обладать следующими основными свойствами:

- быть однородным по влажности и температуре, не иметь муч­нистых включений- непромесов, затвердевших крошек и ко­мочков подсохшего теста;

- обладать достаточной пластичностью, текучестью,

- отформованные сырые изделия не рвались, не раз­ламывались и не трескались при дальнейшей обработке - раз­делке;

- тесто должно быть достаточно вязким, плот­ным, чтобы не прилипать к рабочим органам прессующих уст­ройств;

- отформованные сырые изделия не сли­пались и сохраняли свою форму.

Все эти свойства определяются главным образом тремя основ­ными факторами:

- качеством муки,

- параметрами замеса теста,

- параметрами прессования.

Как было упомянуто выше, клейковина является одним из главных структурообразующих компонентов макаронного теста, определяя его основные технологические свойства — пластич­ность, текучесть и вязкость. При этом оптимальное соотношение вязкопластичных свойств уплотненного теста и сырых макарон­ных изделий достигается при содержании сырой клейковины в исходной муке на уровне 28 % .

Естественно, нативная клейковина, отмытая из муки нор­мального качества, обладает упруго-эластичными свойствами. Однако при нагнетании уплотненного макаронного теста к матрице происходят интенсивное трение теста о лопасти шнека, что приводит к разрыву белковых молекул и потере упругоэластичных свойств клейковины. В ре­зультате этого процесса, который называется механической де­струкцией, клейковина становится губчатой, короткорвущейся.

Размер частиц муки (гранулометрический состав) оказывает существенное влияние на физические, структурно-механические свойства теста и сырых изделий. Чем меньше размер частиц муки, тем больше их удельная поверхность и, следовательно, водопоглотительная способность.

Для повышения пластичности макаронного теста из хлебопекарной муки при замесе следует добавлять большую долю воды, чем при использовании макаронной круп­ки. Если этого не делать, то очень вязкое тесто из хлебопекарной муки будет с трудом продавливаться через отверстия матрицы. В результате этого возрастает противодавление в шнековой камере и прессовой головке, интенсифицируются трение теста о лопасти шнека и трение внутренних слоев теста друг о друга, возрастает степень механической деструкции клейковины, снижается ее связующая способность, выпрессовываются непрочные, ломкие изделия.

Мы уже отмечали, что при прочих равных условиях оптималь­ное соотношение пластичности и прочности макаронного теста и выпрессовываемых сырых изделий достигается при размерах частиц исходной муки 200...350 мкм. При работе с хлебопекарной мукой, размер частиц которой обычно меньше 150 мкм, достичь этого оптимума вязкопластичных свойств теста можно, как мы установили, увеличением влажности теста. Но все же хлебопекарную муку нежелательно использовать для про­изводства макаронных изделий: связующая способность ее клей­ковины меньше, чем связующая способность клейковины мака­ронной муки; она дает больший распыл при транспортировании и образует своды в бункерах; при добавлении большего количества воды при замесе требуется более длитель­ная сушка изделий.

С другой стороны, крупка с размером частиц до 500 мкм и более требует меньше воды при замесе теста по сравнению с мелкой крупкой с размером частиц 200...350 мкм и тем более с хлебопекарной мукой. Однако при современных кратковремен­ных режимах обработки макаронного теста использование такой крупки может привести к ухудшению внешнего вида высушен­ных изделий. Несколько худшее качество изделий из хлебопекарной муки компенсируется более низкой ценой, что в ряде случаев может быть экономически более выгодно в связи с расширением рынка их сбыта.

Вследствие рассмотренных различий в водопоглотительной способности муки разного гранулометрического состава и, как следствие, в свойствах теста для производства макаронных изде­лий всегда желательно иметь муку, как можно более выравнен­ную по гранулометрическому составу. И совсем нецелесообразно смешивать порошкообразную муку с крупитчатой, в частности хлебопекарной и макаронной. Так поступают иногда для повышения макаронных свойств хлебопекарной муки. Однако в этом случае следует говорить не об улучшении качества изделий из хлебопекарной муки, а об ухудшении качества изделий из крупки твердой пшеницы и о нерациональном использовании дефицитной макаронной муки.

Назначение стадии смешивания ин­гредиентов макаронного теста, условно называемой замесом теста, - получение крошковатой, мелкокомковатой сыпучей массы, равномерно увлажненной по всему объему. При этом для получения однотонного цвета изделий, без белых частиц непро-меса, все частицы муки должны полностью пропитаться влагой (пастифицироваться), чтобы при дальнейшей доработке теста в шнековой камере пресса произошла полная их пастификация.

Вследствие этого продолжительность замеса макаронного теста определяется двумя факторами:

- достижением равномерного распределения воды по всей массе теста, образующегося в тесто­месильной емкости,

- скоростью проникновения влаги внутрь частиц муки.

Чем в более распыленном виде будет по­даваться вода в месильную емкость, тем быстрее и более равно­мерно она распределится по всей тестовой массе. При подаче воды в корыто в виде одной струи она впитывается отдельными порциями муки, встречающими струю, и затем требуется дли­тельное и интенсивное вымешивание для перераспределения влаги по всему объему теста.

Целесообразно подавать воду в корыто в разбрызганном состоянии, т.е. в виде множества мелких струек, или в распыленном виде. Устройство представляет собой камеру 5, в которую подают муку и воду. Мука распыляется через сопло 7, куда она нагнета­ется по трубопроводу 8 сжатым воздухом от воздуходувки 9. В трубопровод мука поступает из промежуточного бункера 11 через дозатор 10 с приводом 12. Вода необходимой температуры из бака-смесителя 4 подается насосом 3 по трубопроводу 2 к соплу /, через которое она в виде мельчайших капелек распыляется в камере навстречу частицам муки. Конструкция сопел позволяет регулировать количество и скорость распыления через них муки и воды в соответствии с заданными параметрами. Равномерно и быстро увлажненные частицы муки падают на ленту транспорте­ра 6, который подает их на окончательное вымешивание в коры­то тестосмесителя.

Другой эффективный способ ускорения равномерного распре­деления влаги в макаронном тесте - интенсификация смешива­ния муки и воды. Для этого в многокорытных прессах тестоме­сильный вал первого корыта вращается с большей частотой, чем валы последующих корыт, а в современных прессах фирмы «Паван» муку и воду предварительно смешивают в центробеж­ном мукоувлажнителе «Турбоспрей». Это устройство представля­ет собой прозрачный цилиндр небольших размеров, внутри кото­рого вращается вал с частотой около 3000 мин. На валу по винтовой линии закреплены лопасти в виде штырей. В цилиндр подсасываются мука и вода в заданном соотношении. Частицы муки быстро и равномерно увлажняются и поступают в корыто тестосмесителя.

Интенсивность пропитывания частиц муки влагой определя­ется в первую очередь размерами частиц муки. Естественно, более крупные частицы требуют более длительного вымешива­ния. Кроме того, при одинаковом размере частиц влага будет медленнее проникать в частицы продуктов помола твердой пше­ницы, чем в менее плотные частицы продуктов помола мягкой пшеницы.

При старом, периодическом способе производства макарон­ных подготовка теста к прессованию дли­лась около часа. В этом случае было оправдано использование крупки с размерами частиц до 500 мкм и более, которые за такой длительный период приготовления теста полностью про­питывались влагой и пастифицировались. С переходом на непрерывный способ замеса и прессования теста на шнековых прессах, на которых длительность об­работки не превышает 20 мин, потребовалось использование крупки более тонкого помола (размер частиц не более 350 мкм).

Более крупные частицы крупки не успевают пол­ностью пропитаться влагой и, сохраняя свою индивидуальность, просматриваются на поверхности сухих макаронных изделий в виде белых точек. Часто такой дефект наблюдается при работе с крупкой на однокорытных прессах, в которых длительность замеса не превышает 9...10 мин. Поэтому на одно­корытных прессах непрерывного действия более целесообразно вырабатывать макаронные изделия из муки тонкого помола, в частности из хлебопекарной муки. Правда, при использовании матриц без тефлоновых вставок шероховатая поверхность изделий будет скрывать следы непромесов, а если отформованные изделия сушат при жестких режимах, то на фоне микротрещин и воздушных пузырьков непромешенные частицы не будут выделяться на поверхности готовых изделий.

Таким образом, для производства макаронных изделий с однотонным цветом без следов непромесов при наличии крупки с размером частиц до 350 мкм и тем более до 500 мкм необходи­мо использовать многокорытные прессы, продолжительность за­меса теста в которых составляет 16...20 мин. При работе на прессах с продолжительностью замеса 8... 10 мин целесообразно использовать муку с размерами частиц не более 200...250 мкм (полукрупку или хлебопекарную муку)

Кроме рассмотренных факторов продолжительность и интен­сивность замеса макаронного теста оказывают определенное вли­яние на структурно-механические свойства формуемых сырых макаронных изделий.

Прочность сырых изделий возрастает с увеличением продол­жительности замеса, достигая своего максимального значения, а затем начинает снижаться. Пластичность изделий при этом все время увеличивается. Подобная зависимость сохраняется для лю­бого значения влажности теста. Однако при меньших значениях влажности прочностные свойства сырых изделий выше. Зависи­мость пластических свойств изделий от влажности иная: чем ниже влажность, тем менее пластичны изделия, и наоборот, - с увеличением влажности пластичность возрастает.

Установлено, что наиболее эффективным является двухстадийный замес:

- на первой стадии интенсивное перемешивание теста,

- на второй - перемешивание при пони­женной частоте вращения месильного вала.

На основании полученных данных был рекомендован следующий режим замеса теста:

I стадия - частота вращения вала 140 мин, продолжительность замеса 11 мин;

ІІ стадия - частота вращения вала 40 мин, продолжительность замеса 5 мин.

Для выполнения этого режима следует иметь, по крайней мере, двухкорытный тестосмеситель. Вследствие непродолжительности замеса макаронного теста и относительно низкой доли влаги в нем биохимические процессы на этой стадии находятся в начальном состоянии и не оказывают практического влияния на свойства теста и отформованных сырых изделий.

Основная фаза биохимических процессов проте­кает во время сушки изделий при использовании низкотемпера­турных режимов сушки. Однако параметры замеса (влажность и температура теста) и использование вакуумирования могут в до­статочной степени отразиться на глубине протекания биохими­ческих процессов в изделиях во время последующей сушки.

В то же время в тесте, налипшем на вал и стенки тестоме­сильного корыта, которое долгое время остается без движения, могут протекать значительные по глубине микробиологические процессы. Это может привести к закисанию теста, вследствие чего необходимо периодически, через 1-2 ч работы пресса, счи­щать налипшее на вал, лопатки и стенки корыта тесто.

Влажнасть теста

Влажность макаронного теста - один из двух главных пара­метров (наряду с температурой теста), которые технолог может менять в определенных пределах, оказывая влияние на физичес­кие свойства теста, сырых изделий и качество продукции.

При поступлении на предприятие определенной пар­тии муки влиять на ее макаронные свой­ства весьма сложно: нет возможности изменить грануломет­рический состав муки, нельзя увеличить влажность муки и изме­нить свойства клейковины. Еще в большей степени ограничены возможности в условиях непрерывного процесса замеса и прессова­ния теста на шнековом прессе определенной марки: нельзя изменить продолжительность и интенсивность замеса теста, техни­ческие параметры шнека и матрицы.

В то же время увеличение влажности теста приводит к увели­чению толщины сольватных оболочек, окружающих частицы муки в уплотненном тесте, а значит, к снижению когезионной прочности теста. Вследствие этого с увеличением влажности снижаются вязкость теста и прочность сырых изделий, увеличи­вается их пластичность.

Таким образом, для приготовления теста из порошкообразной муки с реологическими свойствами, т. е. с соотношением плас­тичности и вязкости, идентичными свойствам теста из крупитча­той муки, можно повысить влажность теста при замесе в преде­лах 1...2 %.

Иными словами, при переводе работы пресса с круп­ки твердой пшеницы на хлебопекарную муку для поддержания режима формования изделий на прежнем уровне необходимо увеличить количество воды, подаваемой в корыто пресса для замеса теста. Естественно, это относится к тому случаю, когда содержание влаги и клейковины в хлебопекарной муке примерно такое же, как в крупке. Уменьшение же клейковины приводит к снижению пластичности теста и выпрессовываемых сырых изде­лий и требует дополнительного увеличения влаги в тесте.

С повышением влажности теста увеличиваются пластичность, текучесть теста и облегчается процесс его выпрессовывания через матрицы. Это приводит к снижению давления прессования и к увели­чению скорости выпрессовывания, т. е. к повышению произво­дительности пресса. Однако если при работе на поршневых прессах такая зависимость наблюдалась при повышении влаж­ности теста до 34 % и выше, то для шнековых прессов скорость выпрессовыва­ния сырых изделий увеличивается только до повышения влаж­ности теста примерно до 32 %. Дальнейшее повышение влажнос­ти при замесе теста приводит к образованию крупных комков, плохо проходящих сквозь входное отверстие шнековой каме­ры. Поэтому, хотя пластичность теста и повышается, плохое пи­тание им шнековой камеры ведет к резкому падению давле­ния прессования и, как следствие, к снижению скорости выпрессовывания.

Таким образом, с точки зрения экономичности ра­боты шнекового пресса оптимальная влажность теста 32 %. Но при этом надо учитывать и другие факторы: гранулометрический состав, содержание клейковины в исходной муке, а также способы разделки и сушки изделий. Наконец, надо еще раз отметить, что влажность теста влияет на степень шероховатости поверхности изделий при использовании матриц без тефлоновых вставок, что также связано с влиянием влажности теста на величину давления прессования.

Рассматривая зависимость влажности теста от величины дав­ления прессования, следует иметь в виду, что уменьшение влаж­ности теста приводит к увеличению давления прессования и, казалось бы, к увеличению скорости выпрессовывания изделий.

Следовательно, при конкретных условиях формования теста оптимальные соотношения скорости выпрессовывания сырых изделий и величины давления прессования следует находить эм­пирическим путем: с одной стороны, необходимо поддерживать давление на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить до­статочную прочность выпрессовываемых изделий, с другой сто­роны, величина давления не должна превышать определенного предела, установленного для конкретного пресса, во избежание его поломки.

Следует отметить, что на шнековых прессах встреча­ется явление, когда снижение влажности теста практически не увеличивает величины давления прессования, но приводит к снижению скорости выпрессовывания сырых изделий. Это явле­ние наблюдается при работе на изношенных шнеках с матрица­ми, имеющими низкую пропускную способность (коэффициент живого сечения 0,05...0,1 ед.). В этом случае резко возрастает противодвижение теста в зазоре между шнеком и стенкой каме­ры, вследствие чего снижается подача высоковязкого, низкотеку­чего теста к матрице.

Температура теста

Вторым важным технологическим параметром, которым может оперировать технолог в процессе замеса теста, является температура теста.

В условиях старой технологии прессования макаронного теста на поршневых прессах, когда тесто не испытывало относительного смещения внутренних слоев вплоть до его выпрессо­вывания через отверстия матри­цы (ламинарный характер дви­жения теста), скорость выпрес­совывания и давление прессования зависели следую­щим образом от температуры теста. При увеличении темпера­туры приблизительно до 60 °С скорость выпрессовывания уве­личивалась, а давление прессо­вания снижалось. Это связано с увеличением пластичных и снижением вязкостных свойств теста вследствие ослабления межмолекулярных связей в структуре теста при повышении его температуры. Однако даль­нейшее увеличение температуры теста приводило к резкому уве­личению давления на матрицу и резкому падению скорости вы­прессовывания изделий. Такой характер изменения текучести теста при ламинарном движении объясняется тем, что при тем­пературах выше 60 °С происходит денатурация клейковины, «за­печатывание» связанных крахмальных зерен, ко­торые, в свою очередь, набухают в результате повышения темпе­ратуры и уплотняют фиксирующуюся белковую матрицу. В результате этого процесса, который называется завариванием теста, оно становится плотным и с трудом поддается формова­нию. Исходя из сказанного, оптимальной температурой теста при его формовании на поршневых прессах являлась температу­ра 55 °С.

При прессовании теста на шнековых макаронных прессах рас­сматриваемые зависимости имеют иной характер.

При нагнетании уплотненного теста к матрице в шнековой камере внутренние слои теста испытывают постоянные деформа­ции сдвига, смещения слоев. Наблюдается турбулентный харак­тер движения теста. При увеличении температуры выше 60 °С структура теста не фиксируется: денатурирующаяся клейковина, находящаяся в постоянном смещении, не может сформировать устойчивую структурную решетку вплоть до продавливания теста через отверстия матрицы. Набухающие же зерна крахмала увеличивают свою пластичность, повышая текучесть теста. В результа­те этого при формовании теста на шнековых прессах увеличение температуры приводит к постоянному росту скорости выпрессо­вывания изделий и снижению давления прессования в исследованном нами интервале температур вплоть до 90 °С.

Оптимальной температурой теста перед матрицей следует считать температуру 55...60 °С, хотя для увеличения производительности пресса (в первую очередь при использовании матриц с низкой пропускной способностью) без заметного снижения качества изделий можно применять вы­сокотемпературный режим замеса, при котором температура теста перед матрицей составляет около 65 °С.

Увеличивать температуру теста перед матрицей выше 50...55 °С следует только внешним подводом теплоты к тесту и ни в коем случае не разогревом теста в результате интенсивного трения его о лопасти шнека и внутреннего трения слоев. Пос­ледний случай является показателем чрезмерного «перетирания» теста в шнековой камере, приводящего к глубокой механотермической деструкции клейковины и потере ею связующих свойств в еще большей степени, чем в результате только термической деструкции при таких же температурах.

Внесение добавок

Доза внесения наиболее распространенных в макаронном производстве белковых обогатителей и овощных добавок с целью повышения пищевой ценности, вкусовых свойств или изменения цвета изделий обычно не превышает 5 % массы муки (в расчете на сухое вещество добавок). При этом снижается относительная доля сырой клейковины в тесте. Но при такой дозировке и при наличии в исходной муке не менее 28...30 % сырой клейковины такое снижение почти не отражается на прочности структуры теста и изделий, а следовательно, и на варочных свойствах изделий: клейковины достаточно для полно­го связывания зерен крахмала и сухих веществ добавок.

При добавлении яичных обога­тителей, содержащих желток, следовательно, и жир, уменьшается текучесть теста, в результате чего производительность пресса снижается в среднем на 5 %.

Несколько большая доза предусмотрена технологическими инструкциями для молочных продуктов: 8 % для сухого молока и 24 % для нежирного творога. Такая доза приво­дит уже к заметному ослаблению структуры макаронных изделий, что сказывается на увеличении потери сухих веществ при варке изделий.

Для сохранения преимуществ введения в макаронные изделия молочных добавок было предложено использо­вать в качестве кисломолочного продукта кефир.

Кефир позволяет не только повысить биологическую цен­ность макаронных изделий, но и улучшить их варочные свойства благодаря тому, что в процессе варки изделий происходит коагу­ляция молочного белка (створаживание), способствующая по­добно клейковине фиксированию структуры изделий.

Добавление кефира хотя и увеличивает потери сухих веществ при варке вермишели по сравнению с вермишелью, изготовлен­ной без добавок, однако в меньшей степени, чем добавление традиционно предусмотренных молочных добавок - сухого мо­лока и тем более творога. Это обусловлено тем, что белки сухого молока и творога не обладают связующими свойствами, посколь­ку в первом случае они не створаживаются при варке изделий, а во втором - вносятся в изделия уже в створоженном состоянии. Белок же кефира, створаживаясь при варке изделий, в опреде­ленной степени, хотя и в меньшей, чем клейковина, закрепляет зерна крахмала в структуре изделий. Однако для предотвращения створаживания белка кефира до формования теста, т. е. до фор­мирования структуры изделий, температура теста при замесе и прессовании не должна превышать 45 °С.

Кроме улучшения варочных свойств молочных макаронных изделий добавление кефира, повышая кислую реакцию теста, снижает активность полифенолоксидазы и частично предотвра­щает потемнение изделий в процессе их дальнейшей сушки.

Наконец, при внесении кефира в муку в количестве 30...35 % не нужна вода для замеса теста, так как влаги, содержащейся в кефире, достаточно для приготовления теста нормальной кон­систенции с влажностью 30...32 %.

При внесении в тесто тех или иных добавок, в первую очередь не содержащих связующий белок (в частности, витамины, овощные продукты), надо иметь в виду, что при варке изготовленных из этого теста изделий в варочную воду переходит от 20 до 50 % внесенных добавок. Поэтому такие добавки целесообразно вносить в короткорезаные изделия, предназначенные для приготовления супов, т. е. без слива варочной жидкости.

В последние годы с целью экономии ресурсов пшеницы полу­чило распространение производство макаронных изделий с до­бавлением до 10...15 % крахмала и муки других злаковых, а также клубневых и бобовых культур. При подмешивании куку­рузной муки к хлебопекарной муке высшего сорта изделия при­обретают желтый оттенок; при добавлении рисовой муки или кукурузного крахмала к низким сортам пшеничной муки (полу­крупке или муке I и 11 сортов) получаются изделия более свет­лых оттенков. При этом для приготовления изделий однотонного цвета желательно, чтобы размер частиц добавляемых крахмалсодержащих продуктов по возможности совпадал с размером час­тиц пшеничной муки или был меньше последних, а для предот­вращения чрезмерного ослабления структуры изделий необходи­мо использовать пшеничную муку с содержанием сырой клейковины не менее 30...32 %.

Для укрепления структуры макаронных изделий с крахмалсодержащими добавками рекомендуют проводить предварительную клейстеризацию или желатинирование этих до­бавок, в результате чего крахмал приобретает клеящие, связую­щие свойства.

В первом случае путем варки и высушивания водной суспензии получают набухающий крахмал.

Во втором случае путем горячей экструзии увлажненного крахмалсодержа-щего сырья получают экструзионный крахмал.

Однако добавление крах­мала в таком виде снижает прочность структуры макаронных изделий в большей степени, чем добавление тех же доз того же крахмала в нативном состоянии, т. е. не подвергшегося терми­ческому воздействию. Потери сухих веществ при варке изделий с модифицированным крахмалом были в среднем на 20 % выше, чем потери сухих веществ при варке изделий с нативным крах­малом. Объяснение этому явлению дают результаты наших ана­лизов изменения когезионной прочности гидратированных» ве­ществ: клейковины, клейстеризованного рисового крахмала и их смеси в соотношении 1:1.

Прочность когезии клейковины крахмала и их смеси сразу после увлажнения до влажности 40 % примерно равна и увели­чивается в течение 15-минутной отлежки. Следовательно, замена части клейковины набухающим крахмалом не приводит к значи­тельному снижению прочности структуры теста и сырых мака­ронных изделий. Однако во время варки клейковины и набухаю­щего крахмала происходят некоторое снижение прочности коге­зии денатурированной клейковины (примерно на 18 %) и резкое снижение- прочностикрахмала (примерно на 52 %), структура которого в процессе варки не фиксируется в отличие от клейковины, а распадается.

При внесении в тесто нативного крахмала (в виде зерен), несмотря на то, что со­держание клейковины в тесте снижается, ее связующие свойства остаются без измене­ния, а после варки снижаются незначительно. Клейстеризованный же крахмал в тесте об­разует с клейковиной гомоген­ную однородную гелеобразную связующую массу. Доля этой связующей массы больше, чем доля клейковины в первом варианте, но при варке ее связующие свойства резко уменьшаются: внедренный в клейковину клейстеризованный крахмал ослабляет прочность белкового каркаса в сваренных изделиях, что приводит к значительным потерям сухих веществ.

Таким образом, добавление к пшеничной муке крахмалсодержащих продуктов в клейстеризованном или желатинированном виде менее желательно, чем в нативном состоянии. При добавле­нии продуктов в клейстеризованном виде не только в большей степени ухудшаются варочные свойства изделий, но и требуется предварительная специальная обработка крахмала, что осложняет процесс производства и повышает стоимость продукции.