Замес опары и теста

Процесс замешивания опары осуществляется на тестомесильных машинах или на месилках сравнительно облегченной конструкции. Основной целью замешивания опары является получение однородной во всей массе смеси соответствующих количеств муки, воды и дрожжей. Отсутствие в этой смеси комочков муки обычно принимается за показатель завершенности процесса замешивания опары.

Длительность и интенсивность процесса замешивания опары, как и ее повторного промешивания могут оказывать известное влияние на качество хлеба. Однако значительно больше влияют на ход технологического процесса приготовления хлеба и на его качество проведение замеса теста и изменения, происходящие в нем при этом. Мы рассматриваем замес теста, приготовляемого безопарным способом, при котором в тесто при его замесе вносятся все основные виды сырья.

В процессе замеса из муки, воды, соли и дрожжей (а для ряда сортов хлеба сахара и жира) образуется тесто, однородное во всей массе.

Замес теста должен, однако, обеспечить и придание ему таких свойств, при которых оно перед направлением на разделку было бы в состоянии, оптимальном для протекания операций деления, формования, расстойки и выпечки и получения хлеба возможно лучшего качества.

С самого начала замеса мука приходит в соприкосновение с водой, дрожжами и солью и в массе образующегося при этом теста начинает происходить ряд процессов. Во время замеса теста наибольшее значение имеют процессы: физико-механические, коллоидные и биохимические. Микробиологические процессы, связанные с жизнедеятельностью дрожжей и кислотообразующих бактерий муки, в процессе замеса теста еще не успевают достичь интенсивности, при которой они могли бы играть практически ощутимую роль.

Частицы муки при замесе теста начинают быстро впитывать воду, набухая при этом. Слипание набухающих частиц муки в сплошную массу, происходящее в результате механического воздействия на замешенную массу, приводит к образованию теста из муки, воды и другого сырья. Ведущая роль в образовании пшеничного теста с присущими ему свойствами упругости, пластичности и вязкости принадлежит белковым веществам муки. Нерастворимые в воде белковые вещества муки, образующие клейковину, в тесте связывают воду не только адсорбционно, но и осмотически. Осмотическое связывание воды в основном и вызывает набухание этих белков, приводящее их в состояние, в известной степени подобное тому, в котором они находятся в отмытой из теста клейковине.

Набухшие белковые вещества при замесе теста в результате механических воздействий как бы «вытягиваются» из содержащих их частиц муки в виде пленок или жгутиков, которые в свою очередь соединяются (вследствие слипания, а частично и образования «сшивающих» их химических ковалентных и других связей-мостиков) с пленками и жгутиками набухшего белка смежных частиц муки. В результате этого набухшие водонерастворимые белки образуют в тесте трехмерную губчато-сетчатую непрерывную структурную основу — как бы губчатый каркас («скелет»), который в основном обусловливает специфические структурно-механические свойства пшеничного теста — его растяжимость и упругость.

Этот белковый структурный каркас часто называют клейковинным. Это может создать представление о том, что он построен только из клейковины в том ее составе и состоянии, в каком мы ее получаем после отмывания из теста.

Следует отметить, что клейковина в этом виде и состоянии является искусственным продуктом, образующимся в результате и при условии ее отмывания из теста. В тесте, в том числе и в его структурном белковом каркасе, клейковины в этом привычном для нас составе и состоянии нет.

Общим у белкового каркаса теста и комочка отмытой клейковины является лишь то, что они в основе имеют набухший водонерастворимый белок муки. В тесте в белковый каркас вкраплены зерна крахмала и частицы оболочек зерна. Белковые вещества, составляющие основу этого каркаса, при набухании могут осмотически поглощать не только воду, но и растворенные и даже пептизированные в жидкой фазе составные части муки и теста. В тесте на состояние белковых веществ его каркаса действуют сахара, соли, в том числе поваренная соль, внесенная в него, и кислоты.

На структуру белка в этом каркасе оказывает окислительное воздействие кислород пузырьков воздуха, механически захваченного при замесе теста. В тесте на белок его каркаса действует и протеиназа муки, находящаяся во фракции водорастворимых белков в его жидкой фазе.

Количество свободной воды в жидкой фазе теста, могущее принимать участие в набухании белка, во много раз меньше тех количеств воды, с которыми белок муки соприкасается при отмывании из теста клейковины. При отмывании из теста клейковины образующие ее водорастворимые белки муки подвергаются длительному воздействию избыточного количества воды при одновременных интенсивных механических манипуляциях с тестом и постепенно отмывающейся из него клейковиной. При этом происходит выделение и удаление с отмывкой водой всего, что способно отделиться от набухшего белка механически (крахмал, частицы оболочек). Одновременно этой водой могут быть растворены или «вымыты» соли, сахара, кислоты, ферменты и перешедшие в жидкую фазу теста пептизированные белки и сильно набухшие слизи.

Все это вносит существенные различия в состав, состояние, структуру и свойства белкового каркаса в тесте и клейковины, отмытой из этого теста.

Между реологическими свойствами теста, количеством и свойствами отмытой из него клейковины существует, однако, определенная зависимость. По мере брожения теста его реологические свойства, состояние его белкового каркаса существенно изменяются. Значительно изменяются, как будет показано далее, и свойства отмываемой из теста клейковины.

Белковые вещества теста способны поглотить и связать воды в два — два с лишним раза больше своей массы. Из этого количества воды менее четвертой части связывается адсорбционно. Остальная часть воды впитывается осмотически, что приводит к набуханию и резкому увеличению объема белков в тесте.

Крахмал муки составляет количественно основную часть теста. С точки зрения связывания в тесте воды большое значение имеет то, что часть зерен крахмала муки (обычно около 15%) при размоле повреждена. Установлено, что если целые зерна крахмала муки могут связать влаги максимум 44% на сухое вещество, то поврежденные зерна крахмала могут поглотить воды до 200%.

Целые зерна крахмала в отличие от белков связывают воду в основном адсорбционно, поэтому объем их в тесте увеличивается весьма незначительно.

В тесте из муки большого выхода, например обойной, существенную роль в связывании воды играют частицы оболочек зерна (отрубистые частицы), которые связывают влагу адсорбционно вследствие наличия в них большого числа капилляров. Именно поэтому влагоемкость муки большого выхода более высока.

Зерна крахмала, частицы оболочек и набухшие нерастворимые в воде белки составляют «твердую» фазу теста. Зерна крахмала и частицы оболочек в отличие от белков придают тесту свойства только пластичности.

Говоря о распределении воды в пшеничном тесте, нельзя не отметить и роли так называемых слизей (водорастворимых пентозанов), которые могут в определенных условиях поглощать воду при набухании в количестве до 1500% на сухое вещество.

Наряду с твердой фазой в тесте имеется и жидкая фаза. В части воды, не связанной адсорбционно крахмалом, белками и частицами оболочек зерна, находятся в растворе водорастворимые вещества теста — минеральные и органические (водорастворимые белки, декстрины, сахара, соли и др.). В этой фазе, очевидно, находятся и очень сильно набухающие пентозаны (слизи) муки.

Часть водонерастворимых белков, обычно набухающих в воде ограниченно, в известных условиях может начать набухать неограниченно и в результате этого пептизироваться и переходить в состояние вязкого коллоидного раствора. Это явление может происходить при структурной дезагрегации набухших белков теста вследствие интенсивного протеолиза, чрезмерных механических воздействий или действия иных факторов, разрывающих поперечные дополнительные связи между структурными элементами белка. Чаще всего это может происходить при замесе теста из очень слабой муки, структурная прочность белка которой понижена.

Жидкая фаза пшеничного теста, включающая перечисленные выше его составные части, может частично находиться в виде свободной вязкой жидкости, окружающей элементы твердой фазы (набухшие белки, зерна крахмала и частицы оболочек зерна). Однако в пшеничном тесте значительная часть жидкой фазы, содержащей в основном относительно низкомолекулярные вещества, может быть осмотически поглощена набухшими белками теста. Вероятно, основная часть жидкой фазы теста осмотически связана его белками в процессе набухания.

Наряду с твердой и жидкой фазами в тесте имеется газообразная фаза. Обычно считают, что газообразная фаза в тесте появляется только в результате процесса брожения в виде пузырьков углекислого газа (диоксида углерода), выделяемых дрожжами. Однако, установлено, что и во время замеса, когда еще не приходится говорить о выделении газа бродильной микрофлорой теста, в нем образуется газообразная фаза. Это происходит благодаря захвату и удержанию тестом (окклюзии) пузырьков воздуха. Было показано, что количество газа в тесте в процессе замеса нарастает. При умышленно увеличенной длительности замеса содержание газовой фазы может достигать 20% от общего объема теста.

Даже при нормальной длительности замеса теста в его объеме может содержаться до 10% газообразной фазы. Часть воздуха вносится в массе муки и в очень небольших количествах — с водой до замеса теста.

Попутно отметим, что этой газообразной фазе, образованной в тесте во время замеса, исследователи этого вопроса отводят существенную роль в образовании пористости мякиша хлеба.

Очевидно, что часть пузырьков захваченного при замесе воздуха может находиться в виде эмульсии газа в жидкой фазе теста, а часть — в виде газовых пузырьков, включенных в набухшие белки теста.

Жир при внесении в тесто может находиться как в виде эмульсии в жидкой фазе, так и в виде адсорбционных пленок па поверхности частиц твердой фазы теста.

Таким образом, тесто непосредственно после замеса можно рассматривать как дисперсную систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз.

Очевидно, что соотношение массы отдельных фаз должно в значительной мере обусловливать реологические свойства теста. Повышение доли свободной жидкой и газообразной фазы несомненно «ослабляет» тесто, делая его более жидким и более текучим. Увеличение доли свободной жидкой фазы — одна из причин повышенной липкости теста.

Наряду с описанными выше физико-механическими и коллоидными процессами при замесе теста одновременно начинают происходить и биохимические процессы, вызываемые действием ферментов муки и дрожжей.

Основное влияние на свойства теста при весьма непродолжительном замесе могут оказывать процессы протеолиза и в меньшей мере — амилолиза. Известную роль может играть и ферментативное расщепление слизей (пентозанов) муки.

В результате гидролитического действия ферментов в тесте происходит дезагрегация и расщепление веществ, на которые они действуют (белок, крахмал и др.). Вследствие этого увеличивается количество веществ, способных переходить в жидкую фазу теста, что должно приводить к соответствующему изменению его реологических свойств.

Следует отметить, что соприкосновение во время замеса массы теста с кислородом воздуха существенно влияет на процесс протеолиза в нем. Опытами было показано, что при замесе в атмосфере азота, воздуха или кислорода реологические свойства теста были неодинаковыми.

Наилучшими реологическими свойствами обладало тесто, замешенное в атмосфере кислорода, несколько худшими — замешенное в атмосфере воздуха и значительно худшими — замешенное в атмосфере азота. Объясняется это влиянием окислительных процессов на состояние белково-протеиназного комплекса муки.

Механическое воздействие на тесто на разных стадиях замеса может по-разному влиять на его реологические свойства.

В самой начальной стадии замеса механическая обработка вызывает смешение муки, воды и других видов сырья и слипание набухающих частиц муки в сплошную массу теста. На этой стадии замеса механическое воздействие на тесто обусловливает и ускоряет его образование.

Еще некоторое время после этого механическое воздействие на тесто может улучшать его свойства, способствуя ускорению набухания белков и образованию в тесте губчатого клейковинного структурного остова.

Дальнейший замес теста может приводить уже не к улучшению, а к ухудшению его реологических свойств, что может быть вызвано механическим разрушением как клейковинного остова, так и структурных элементов набухших белков теста. Особенно резко это проявляется при замесе теста из слабой муки, в котором структурный остов наименее прочен.

Температура теста в процессе замеса несколько повышается. Причинами этого являются выделение теплоты гидратации частиц муки и переход части механической энергии замеса в тепловую, воспринимаемую тестом. На первых стадиях замеса повышение температуры ускоряет образование теста и достижение им оптимума реологических свойств. Дальнейшее повышение температуры, увеличивая интенсивность гидролитического действия ферментов и снижая вязкость теста, может привести к ухудшению его реологических свойств.

Кратко описанные выше физико-механические, коллоидные и биохимические процессы происходят при замесе теста одновременно и взаимно влияют друг на друга. Влияние отдельных процессов на реологические свойства теста при замесе различно.

Те процессы, которые способствуют адсорбционному и особенно осмотическому связыванию влаги и набуханию коллоидов теста и в связи с этим увеличению количества и объема твердой фазы, улучшают реологические свойства теста, делают его более густым по консистенции, эластичным и сухим на ощупь.

Те же процессы, которые способствуют дезагрегации, неограниченному набуханию, пептизации и растворению составных частей теста и в связи с этим увеличению количества жидкой фазы в нем, ухудшают реологические свойства теста, делая его более жидким по консистенции, более тягучим, липким и мажущимся.

Противоположное по направленности влияние этих двух групп процессов на реологические свойства теста может быть иллюстрировано полученными нами фаринограммами.

Эти фаринограммы умышленно продленного до 60 мин замеса получены для теста из очень сильной пшеничной муки. Фаринограмма а относится к тесту из муки и воды; фаринограмма б— к тесту из того же количества муки и воды и 0,025% цистеина.

На фаринограмме замеса теста из муки и воды можно видеть, что через 1-2 мин после замеса кривая достигает первого максимума. Затем наблюдается некоторый спад кривой и последующий ее подъем. Второй максимум подъема кривой был достигнут постепенно на 24-й минуте замеса теста, после чего происходит постепенный спад кривой, несколько задерживающийся примерно на 48-й минуте замеса, когда наблюдается как бы третий максимум на кривой фаринограммы.

Значительно более четко эти три максимума видны на кривой фаринограммы

замеса теста из муки, воды и 0,025% цистеина. Первый максимум был достигнут после 2 мин замеса, после чего наблюдалось резкое падение кривой, быстро переходящее в подъем, завершающийся вторым максимумом на 11-й минуте замеса. Затем наблюдалось постепенное понижение кривой с четко заметным, но значительно менее резко выделяющимся третьим максимумом, приходящимся на 27-28-ю минуту замеса.

Чем можно объяснить наличие на кривых этих фаринограмм замеса отмеченных трех максимумов?

Первый максимум характеризует момент перехода смешиваемого сырья в состояние теста.

Второй максимум может быть объяснен процессами адсорбционного и особенно осмотического связывания воды набухающими белковыми и другими коллоидами теста.

Известное снижение уровня консистенции теста, наблюдающееся после достижения первого максимума, связано с тем, что на этом интервале процесса замеса действие гидролитических ферментов, разжижающих тесто, превосходит по интенсивности процессы набухания частиц муки, пока еще замедленные. Через некоторое время процесс набухания начинает идти с интенсивностью, достаточной для того, чтобы превысить разжижающее действие ферментов теста. Падение кривой после второго максимума свидетельствует о том, что гидролитические ферментативные процессы, а также процессы пептизации и механической дезагрегации белков теста начинают вновь преобладать над уже замедлившимся процессом набухания, что и приводит к дальнейшему постепенному разжижению теста.

Весьма нечетко выраженный третий максимум на кривой фаринограммы связывают с возрастанием липкости теста к этому периоду замеса. Добавление к тесту 0,025% цистеина резко увеличило интенсивность протеолиза и дезагрегацию набухающих белков теста. Поэтому на фаринограмме замеса теста падение кривой после достижения первого максимума выражено особенно четко. Поэтому же и второй максимум, вызванный дальнейшим набуханием теста, на этой фаринограмме был достигнут в два с лишним раза быстрее, чем в тесте из муки и воды.

Следует отметить, что в тесте из слабой муки процессы набухания происходят скорее и быстрее перекрываются очень интенсивно идущими процессами гидролитического распада, дезагрегации и пептизации. Поэтому на фаринограммах замеса теста из слабой муки первый и второй максимумы совпадают и кривая имеет только один максимум.

Ухудшающее влияние чрезмерной длительности и интенсивности замеса теста на его реологические свойства сказывается тем сильнее, чем слабее мука и чем выше температура теста. Поэтому тесто из сильной муки следует месить дольше, чем тесто из слабой муки. Для достижения оптимальных реологических свойств тесто из сильной муки необходимо месить некоторое время и после того, как оно превратится в однородную массу без остатков непромешенной муки.