Вакуумирование теста

Вакуумирование макаронного теста стали впервые использо­вать с внедрением шнековых прессов. Это было связано с тем, что по сравнению с формованием теста на поршневых гидравли­ческих прессах, где давление прессования достигало 15 МПа и более, переход на формование теста на шнековых прессах пер­вых моделей, где давление не превышало 6 МПа, сопровождался снижением плотности и прочности макаронных изделий.

При формовании теста, прошедшего вакуумную обработ­ку, т. е. из которого удалены пузырьки воздуха, повышается прочность сырых изделий в среднем на 40 % и прочность сухих изделий в среднем на 20 %. В прессах первых конструкций вакуумирование теста осу­ществлялось в шнековой камере. Такая же система используется в прессах ЛПЛ-2М. Эффективность такой систе­мы невелика из-за скоротечности прохождения тестом вакуумного канала и трудности отсоса воздуха из уплотненной массы 1сста. Вследствие этого с конца 50-х годов фирма «Брайбанти» стала выпускать прессы, в которых вакуумирование теста прово­дят в отдельном корыте перед поступлением крошковатой массы и шнековую камеру. Отсос воздуха из такой массы весьма эф­фективен и захватывает весь объем теста.

Применение вакуумирования теста с последующим формова­нием его через матрицы с тефлоновыми вставками кроме упро­чения структуры изделий приводит к получению более насыщен­ного желтого цвета изделий (естественно, при использовании продуктов помола твердой пшеницы или при добавлении к хле­бопекарной пшенице, например, витамина В2). Это было увяза­но с процессом окисления каротиноидных пигментов при учас­тии фермента липоксигеназы, который действует только в при­сутствии кислорода воздуха. Для полного исключения окисления пигментов на всем протяжении замеса макаронного теста фирма «Паван» оснастила свои прессы тестосмесителем, в котором сме­шивание муки и воды с самого начала осуществляется под ваку­умом. Несколько позже подобную систему тестосмесителя стали использовать и в прессах французской фирмы «Бассано». Однако следует напомнить, что уже с первых минут замеса теста образуются связанные и прочносвязанные комплексы жиров с белками, которые предохраняют каротиноиды от разру­шения даже при наличии кислорода. Поэтому улучшение цвета изделий при вакуумировании теста связано не с предотвращени­ем окисления каротиноидных пигментов, а с двумя другими процессами. Во-первых, при гладкой поверхности изделий отсут­ствие воздушных пузырьков во внутренних слоях изделий вакуумированного теста повышает их прозрачность: лучи света прони­кают на большую глубину изделий, и большее количество моле­кул пигментов участвует в избирательном светопоглощении, поэтому глаз человека воспринимает цвет таких изделий более насыщенно-желтым. Во - вторых, при отсутствии кислорода воздуха во время замеса теста отсутствует процесс потемнении теста, связанный с активностью фермента полифенолоксидазы, я также замедляется его протекание при сушке изделий: снижения доли темного компонента цвета изделий увеличивает долю желтого компонента.

При отсутствии вакуумирования теста на шнековых макарон­ных прессах зачастую выпрессовываются белесые макаронный изделия даже при использовании муки из твердой пшеницы или яичных добавок. Долгое время одни специалисты полагали, что в основе этого явления лежит процесс разрушения каротиноидных пигментов в результате перегрева теста при интенсивном его перетирании в шнековой камере пресса, другие — считали, что это явление — следствие механической денатурации клейковины, плохого удерживания ею зерен крахмала, которые, выступая на поверхность изделий, придают им белый цвет.

Однако наши исследования показали, что белесый цвет мака­ронных изделий обусловлен исключительно физическим процес­сом насыщения теста множеством мельчайших пузырьков возду­ха при его интенсивном перетирании в шнековой камере, иными словами, является следствием своеобразного взбивания теста в шнековой камере и получения пенообразной структуры. В ре­зультате этого цвет изделий становится белым даже при наличии значительного количества каротиноидных пигментов. При прес­совании крутого макаронного теста возрастает интенсивность его перетирания, в результате чего оставшийся в тесте воздух пре­вращается в микропузырьки, распределенные по всему объему теста. В результате перетирания тесто разогревается, повышается его пластичность, снижается давление прессования, величина которого становится недостаточной для выдавливания пузырьков воздуха из формуемого теста.

Устранить выпрессовывание белесых изделий на шнековых прессах без вакуумирования теста или с неэффективной систе­мой вакуумирования можно двумя способами. Первый — по­вышением давления прессования, что будет способствовать более полному выдавливанию воздуха из теста при его уплотнении в шнековой камере. Охладив тесто путем подачи холодной воды в рубашку шнекового цилиндра и повысив таким образом давле­ние прессования, можно добиться желаемого результата. Однако при охлаждении теста увеличивается его вязкость, а значит, воз­растает интенсивность его перетирания — растет расход энергии на прессование, снижается скорость выпрессовывания, а беле­сый цвет не всегда исчезает.

Более эффективным является дру­гой способ. Для этого повышают пластичность теста, в частнос­ти, увеличивают влажность или повышают температуру, но толь­ко не за счет перетирания теста, а путем предварительного нагревания его перед поступлением на прессование.

Наличие пузырьков воздуха в изделиях из невакуумированного теста является причиной еще одного дефекта внешнего вида изделий, который возникает в начальной стадии сушки при температуре выше 60...65 °С. Пузырьки воздуха расширяются внутри еще пластичных изделий и затем появляются на поверхности сухих изделий в виде множества светлых точек, особенно ухудшающих вид изделий с гладкой поверхностью. Поэтому нельзя использовать высокотемпературные режимы в самом начале сушки не вакуумированных изделий.

Количество адсорбированного воздуха пропорционально по­верхности частиц и обусловлено взаимодействием Ван-дер- Ва­льсовых сил. Удельная поверхность мучных продуктов зависит от крупноты частиц. По данным Г. Ф. Глушенко, полученным на приборе ПСХ-4 на основании расчета соотношения между дис­персностью частиц муки, пористостью слоя и его воздухопрони­цаемостью, удельная поверхность крупки из твердой пшеницы составляет в среднем 1325 см /г, полукрупки — 1950 см /г и хлебопекарной муки — 3245 см /г при среднем размере частиц соот­ветственно 322, 218 и 131 мкм.

Разработанный теми же исследователями прибор позволил определить содержание воздуха в тесте, сырых и сухих изделиях. Степень насыщения теста и изделий воздухом оценивалась показателем воздухосодержания К_в (%).

К_в= 0,7(V_в/Vп)100,

где 0,7 — переводной коэффициент; V_в— объем воздуха в пробе, мл;V_п — объем пробы перед испытанием, мл.

На лабораторном макаронном прессе и реконструированном производственном прессе ЛПЛ-2М был исследован процесс ва­куумной обработки теста при замесе. Каждый пресс имел два тестомесильных корыта. В первом предварительно интенсивно смешивались мука и вода, во втором — завершался замес теста под вакуумом. В обоих прессах тесто поступало из первого во второе корыто через вакуумный затвор.

В выпрессовываемых сырых изделиях определяли содержание
воздуха. Характер кинетики деаэрации аналогичен для любого мака­ронного теста. Однако абсолютное значение коэффициента воз­духосодержания зависит от типа исходной муки. Так, при степе­ни разрежения 10 кПа коэффициент воздухосодержания теста из крупки был на 40 %меньше, чем у теста из хлебопекарной муки. Это связано с различной степенью

дисперсности твердой фазы тестовой массы: в тесте из порошкообразной муки размер пу­зырьков механически захваченного воздуха меньше, в нем более развита сорбирующая поверхность частиц муки и их микрока­пилляров. Поэтому деаэрировать такое тесто труднее.

Опытным путем было выявлено, что температура и влажность макаронного теста в используемых на практике диапазонах их изменения не оказывают существенного влияния на количество воздуха, поглощаемого тестом. В то же время давление прессова­ния существенно влияет на интенсивность деаэрации. Независи­мо от вида исходного сырья величина давления оказывает влия­ние на величину остаточного содержания воздуха в макаронных изделиях. Зависимость носит линейный и обратный характер — большему давлению соответствует меньший коэффициент воздухосодержания. Таким образом, остаточное содержание воздуха в изделиях отформованных из теста, вакуумированного в шнековой камере пресса ЛПЛ-2М, более чем в два раза выше, чем в изделиях из теста вакуумированного в процессе замеса. С учетом того факта, что при продавливании теста через перепускной канал происходит дополнительная механическая деструкция клейковины и снижается подача теста к матрице (уменьшается давление прессования), целесообразность использования системы вакуумирования пресса ЛПЛ-2М вызывает большое сомнение. Об этом свидетельствуют также опыты эксплуатации пресса
ЛПЛ-2М с отключением вакуум-насосов и со шнеками, на которых спилены кольцевые шайбы: это позволяет повысить производительность пресса без снижения качества изделий.

На основании результатов вышепредставленного исследования оптимальным определен режим вакуумирования макаронного теста на стадии его замеса при остаточном давлении 10...40 кПа и длительности вакуумирования 5...7 минут. При таком режиме коэффициент воздухосодержания макаронных изделий постигает следующих значений: для изделий из крупки – 0,8 %, полукрупки — 0,9, хлебопекарной муки — 1 %.

Однако, чтобы предотвратить начало процесса потемнение теста во время замеса, лучшей системой вакуумирования макаронного теста следует считать систему прессов «Паван», где процесс приготовления теста на всем протяжении осуществляется под разрежением.

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). Естественно, 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.

Однако следует заметить, что 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 % 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, связанных с увеличением их пищевой ценности с одновременным повышением качества изделий в сваренном виде, 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 %.

Рис.15. Влияние молочных продуктов на потерю сухих веществ при варке вермишели из полукрупки: 1 – творог; 2 – сухое молоко; 3 - кефир

При подмешивании кукурузной муки к хлебопекарной муке высшего сорта изделия приобретают жёлтый оттенок; при добавлении рисовой муки или кукурузного крахмала к низким сортам пшеничной муки (полукрупке или муке I и II 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 час­ти 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 ряд специалистов рекомендуют проводить предварительную клейстеризацию или желатинирование этих добавок, в результате чего крахмал приобретает клеящие, связую­щие свойства. В первом случае путем варки и высушивания модной суспензии получают набухающий крахмал, во втором случае путем горячей экструзии увлажненного крахмалсодержащего сырья получают экструзионный крахмал. Однако в результате наших исследований было выявлено, что 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 (рис. 16).

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- прочности крахмала (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.

клейковины ( /), клейстеризованного крахмала

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.