Процеси, що відбуваються під час утворення тіста
Пшеничне тісто. Першорядна роль в утворенні пшеничного тіста відводиться білкам. Білки зв'язують воду осмотичне — 75 і адсорбційне — 25 %.
Вважається, що при утворенні пшеничного тіста відбувається насамперед осмотичне зв'язування води спочатку вільним проміжним білком, потім білком, що оточує і скріпляє окремо лежачі зерна крохмалю (прикріплений білок), і ще пізніше білком, що міститься в більш крупних частинках борошна.
Поглинаючи воду осмотично, білкова молекула розпушується, значно збільшується в об'ємі.
Під час замішування в результаті механічної дії набухлі, збільшені в об'ємі водонерозчинні білкові речовини (клейковинні білки) виходять за межі міжкрох-мальної щілини у вигляді джгутиків, плівок, злипаються між собою і утворюють тримірну губчасто-сітчату неперервну структуру, так званий клейковинний каркас, який надає тісту еластичності та пружності. В цей каркас вкраплені зернакрохмалю, нерозчинні пентозани, частинки оболонок зерна. Мікроструктура тіста представлена на рис. 5.1. Білки клейковинного каркасу при набуханні ос-мотично поглинають не лише воду, але й розчинені або пептизовані складові борошна і тіста, що містяться в його рідкій фазі.
На початку замішування утворюється нееластична маса. Під час подальшої механічної обробки тіста відбувається деполімерізація клейковинних білків внаслідок розриву дисульфідних зв'язків між пептидними ланцюгами, а також розщеплення нековалентних зв'язків — водневих, гідрофобних і сольових містків. Структура клейковинного каркасу перебудовується, він набуває пластичності.
Вважається, що механізм пластифікації полягає в тому, що
спіральні поліпептиди розпушеної білкової молекули відщеплюються, розтягуються в білкові плівки і розташовуються у вигляді пластин, в яких включені зерна крохмалю.
Внаслідок розпушення білкової молекули, ослаблення міцності міцелярного каркасу інтенсифікуються осмотичні процеси, повніше набухають білки, підвищується кількість зв'язаної води, в результаті чого тісто стає сухішим на дотик, еластичним, плівки клейковини набувають здатності затримувати диоксид вуглецю.
На швидкість процесів, які відбуваються на різних етапах замішування, впливають співвідношення між кількістю борошна і води, температура тіста, сорт борошна, вміст у ньому білків, крупнота помелу, інтенсивність замішування.
Процеси гідратації та набухання білків відбуваються тим швидше, чим більше води в тісті. Максимальне набухання білків відбувається при температурі ЗО оС, коли білок поглинає води 2,0-2,5 г/г. При вищій температурі набухання білків зменшується.
Частина білків набухає необмежене і переходить у стан в'язкого колоїдного розчину.
Крохмаль складає основну масу борошна. Під час змішування борошна з водою він зв'язує воду швидше, ніж білок. Зерна крохмалю зв'язують воду в основному адсорбційне, і лише незначна частина її зв'язується мікрокапілярами. При цьому об'єм крохмальних зерен збільшується незначно.
Швидкість і величина водопоглинання залежать від стану крохмального зерна. Цілі зерна крохмалю поглинають максимально 0,3-0,4 г/г води на суху речовину, а ушкоджені — 2-3 г/г. Тому із збільшенням вмісту ушкоджених зерен крохмалю водопоглинальна здатність борошна підвищується.
Оскільки крохмаль зв'язує воду швидше, ніж білок, при надмірній кількості ушкоджених зерен вода швидко поглинається крохмалем, її може не вистачити для набухання білків, тоді тісто не набуває еластичності. Вважається, що в пшеничному борошні нормальної якості ушкоджених зерен має бути не більше 15 % всіх зерен крохмалю.
Для утворення тіста з еластичною структурою потрібно, щоб клейковинні білки були еластичними і огортали тонкою плівкою всі зерна крохмалю. Якщо
білків недостатньо або клейковина не еластична, тісто матиме низьку газоутри-мувальну здатність.
Пентозани, що містяться в пшеничному борошні, як водорозчинні, так і не розчинні у воді, відіграють суттєву роль в утворенні тіста з певними структурно-механічними властивостями. У пшеничному сортовому борошні їх вміст складає 2,1 -3,4, а обойному — до 7,0 % на суху речовину. Водорозчинні пентозани в тісті утворюють в'язкі розчини. В'язкість їх значно перевищує в'язкість білкових розчинів тієї ж концентрації. Пентозани поглинають воду в основному осмотичне.
Як відзначалося раніше, водорозчинні пентозани поглинають в 15, а нерозчинні — в 10 разів більше води по відношенню до їх маси. Завдяки цьому вони значно підвищують водопоглинальну здатність тіста, зміцнюють його консистенцію.
Поряд з високою водопоглинальною здатністю пентозани можуть утворювати з білками агломерати, що також сприяє підвищенню в'язкості тіста, покращанню його пластичності.
Під час замішування тіста з борошна високого виходу певну частину води адсорбційне зв'язують оболонкові частинки борошна. Вони мають більшу на 20 % здатність зв'язувати воду, ніж борошно. Тому зі збільшенням виходу борошна підвищується його водопоглинальна здатність внаслідок збільшення вмісту висівкових частинок.
У процесі замішування тіста значна частина ліпідів переходить у зв'язаний стан з білковими речовинами. Це сприяє покращанню еластичності тіста.
Вважається, що поглинута і зв'язана вода між компонентами тіста розподіляється таким чином, %: цілі зерна крохмалю — 26,4; ушкоджені зерна крохмалю — 19,1; білки клейковини — 31,2; пентозани — 23,4.
В утворенні тіста певну роль відіграє поглинання тістовою заготовкою під час замішування деякої кількості повітря. Внаслідок оклюзії повітря зменшується густина тіста, воно збільшується в об'ємі. Кисень повітря, що поглинається, взаємодіє з компонентами тіста, особливо з ліпідами, відбувається окислення білкових сполук тіста, зміцнюється його консистенція.
У тісті, що утворилося в результаті замішування борошна з водою та іншими компонентами, одночасно наявні три фази: тверда, рідка, газоподібна.
Тверду фазу складають нерозчинні білки, що утворюють у тісті клейковин-ний каркас і надають йому розтяжності та еластичності; крохмаль і частинки оболонок зерна, а також нерозчинні пентозани роблять тісто пластичним.
Рідка фаза є в'язким розчином, який складається зі зв'язаної адсорбційне складовими борошна води, розчину солей, цукрів, водорозчинних білків, пентозанів. У пшеничному борошні частина цієї фази частково осмотично поглинається білками, а решта омиває набухлі білки, зерна крохмалю, частинки оболонок.
Газоподібна фаза утворюється внаслідок насичення тіста кульками повітря під час замішування, незначного виділення диоксиду вуглецю дріжджами, частково вноситься в тісто з борошном і водою. Частина кульок повітря знаходиться у вигляді емульсії газу в рідкій фазі тіста, а частина — у вигляді кульок, що включені в набухлі білки. Вважається, що в замішеному тісті міститься до 10 % газоподібної фази. Кисень цієї фази знижує дезагрегацію білків протеолітичними ферментами борошна.
Таким чином, тісто є полідисперсною біоколоідною системою. Від співвідношення фаз у цій системі залежать фізичні властивості тіста. Зі збільшенням вмісту рідкої фази тісто стає липким.Швидкість утворення тіста, його властивості залежать від складу і стану колоїдів у цій системі.
Під час замішування тіста фізичні, колоїдні, біохімічні процеси відбуваються одночасно і впливають один на одного.
Процеси, що сприяють адсорбційному і осмотичному зв'язуванню вологи, збільшенню об'єму твердої фази, обумовлюють утворення тіста густої консистенції, еластичного, сухого на дотик.
Процеси, що приводять до дезагрегації та необмеженого набухання, пепти-зації біополімерів і, у зв'язку з цим. збільшенню вмісту рідкої фази в тісті, погіршують консистенцію тіста, роблять його липким.
Інтенсивність цих процесів у значній мірі залежить від сили борошна. Складові слабкого борошна в більшій мірі схильні до ферментативної дезагрегації й тому утворюють тісто з низькими структурно-механічними властивостями.
Механізм утворення тіста й роль різних процесів при цьому наочно ілюструють фаринограми замішування пшеничного тіста (рис. 5.2). Як видно з фарино-
грами, через 1-2хв після замішування крива досягає певного максимуму. Це характеризує перехід змішаної сировини у стан зв'язаної маси. Під час подальшого замішування внаслідок процесів набухання й дії гідролітичних фер-
ментів спостерігається утворення нової консистенції з певною еластичністю і пружністю. У результаті пластифікації клейковинного каркасу крива досягає другого максимуму. Цей період складає 4 — 5 хв. Після цього в результаті поглиблення процесів ферментативної та механічної дезагрегації білків, а також їх пептизації, які переважають у цей період, процесу набухання, відбувається поступове розрідження консистенції тіста. Тісто із пшеничного борошна є твердо-рідким тілом. Воно одночасно має пружно-еластичні та пластично-в'язкі властивості. Причому еластичність, в основному, обумовлена білками клейковини, а пластично-в'язкі властивості — крохмалем, пентозанами і оболонками.
На швидкість утворення тіста і його фізичні властивості значно впливає температура, тому вона є одним із параметрів, що задаються під час приготування тіста. Вона залежить від температури сировини і регулюється температурою води, що призначена для замішування тіста. У процесі замішування температура тіста дещо підвищується внаслідок перетворення частини механічної енергії замішування в теплову, а також екзотермічності процесів гідратації частинок борошна. Нормальною вважається початкова температура тіста 28-30 °С.
Підвищення температури на початку замішування прискорює утворення тіста, але в подальшому внаслідок інтенсифікації гідролітичних процесів це може призвести до зниження в'язкості тіста, погіршення його реологічних властивостей.
Житнє тісто. Внаслідок специфічності білково-протеїназного і вуглеводно-амілазного комплексів житнього борошна в процесі утворення з нього тіста колоїдні та біохімічні процеси відбуваються набагато інтенсивніше, ніж у тісті з пшеничного борошна.
Під час змішування житнього борошна з водою воно поглинає значно більше води, ніж пшеничне. Так, водопоглинальна здатність житнього обойного борошна складає 78-82 %, тоді як пшеничного — до 70 %.
Висока водопоглинальна здатність житнього борошна обумовлена швидким набуханням білків, підвищеною гідратаційною здатністю пентозанів, значна частина яких водорозчинна.
Оскільки значна частина білків житнього борошна необмежене набухає і не утворює клейковинного каркасу, у тісті формується в'язка рідка фаза. Основними її складовими є необмежене набухлі, пептизовані білки і водорозчинні пентозани.
Тверду фазу житнього тіста складають частково набухлі зерна крохмалю, що адсорбували на своїй поверхні частину вільної води тіста, обмежено набухлі білки, нерозчинні пентозани, частинки оболонок. Така структура житнього тіста обумовлює його високу в'язкість і пластичність. Оскільки гліадин і глютенін житнього борошна не утворюють клейковинного каркасу, еластичність і пружність тіста незначні.
На фізичні властивості житнього тіста впливає співвідношення пептизова-них і обмежено набухлих білків, яке в значній мірі залежить від кислотності жит-
нього тіста. Формоутворювальна здатність його забезпечується в'язкістю, а газоутримувальна обумовлена величиною поверхневого натягу.
Аналіз фаринограми замішування житнього тіста (рис. 5.3) свідчить про те, що порівняно з пшеничним воно значного швидше утворюється, має нижчу пружність меншу
стабільність, швидше розріджується. Це є наслідком з одного боку обмеженого набухання крохмалю та високої гідратації білків і пентозанів, а з іншого боку — дезагрегації полімерів житнього борошна під дією гідролітичних ферментів.
