Proprietatile reologice ale aluatului

Proprietăţile reologice exprimă deformarea în timp a aluatului sub acţiunea forţelor exterioare care se

exercită asupra lui.

Aluatul preparat din faină de grâu este un corp vâscoelastic neliniar. El posedă proprietăţi care sunt

caracteristice atât corpurilor solide cât şi celor lichide şi, de aceea, are un comportament intermediar

între corpurile solide ideale şi cele fluide: atunci când este supus la solicitări, o parte din energie este

disipată, iar altă parte este înmagazinată. După descărcare, defor-maţia este parţial recuperată

Proprietăţile reologice ale aluatului sunt elasticitatea, viscozitatea, relaxarea, fluajul.

Elasticitatea este conferită de gluten, dar în special de glutenină, şi constă în faptul că aluatul se

deformează reversibil până la o anumită forţă aplicată, după care el se deformează ireversibil

(plastic). Aluatul prezintă o elasticitate instantanee, care apare în momentul aplicării forţei, şi o

elasticitate întârziată, care apare după îndepărtarea forţei.

Viscozitatea este proprietatea de a se opune deformării. Viscozitatea aluatului este o viscozitate

aparentă, structurală, care, spre deosebire de viscozitatea lichidelor, depinde nu numai de temperatură

şi presiune, ci şi de o serie de alţi factori cum sunt viteza de forfecare, felul aparatului de măsurat,

procesul la care a fost supus anterior aluatul.

Relaxarea este procesul de resorbire, de scădere a tensiunilor interne din aluat, cu menţinerea formei.

Resorbirea tensiunilor se face prin trecerea treptată a deformaţiei elastice în deformaţie plastică.

Relaxarea nu are loc până la anularea tensiunilor interne, ci până la o limită determinată, care

constituie limita de elasticitate sub care relaxarea nu evoluează.

Timpul (perioada) de relaxare 9 [s], după Maxwell, este intervalul de timp în care tensiunea

iniţială, la deformaţie constantă, se micşorează de e ori (e reprezintă baza logaritmilor naturali =

2,7183).

Fluajul este proprietatea unui corp de a se deforma lent şi continuu în timp sub acţiunea unei sarcini

constante.

• Mărimi reologice. Se definesc, pe scurt, principalele mărimi. Tensiunea (о, т) [Pa] - reprezintă forţa

aplicată pe unitatea de suprafaţă transversală a unui corp.

Deformaţia (e, y) - modificarea formei sau/şi a volumului unui corp sub acţiunea solicitărilor

externe. Deformaţia poate fi elastică, şi se recuperează după îndepărtarea forţei aplicate, sau poate fi

vâscoasă, şi rămâne nerecuperată.

Viteza de deformaţie (e,y), [s-1] - sub acţiunea solicitărilor externe corpuri deformabile se pot

deforma cu viteze diferite. Viteza de deformaţie depinde de mărimea solicitării şi de-timpul de

solicitare şi reprezintă derivata deformaţiei în raport cu timpul.

Factori care influenţează proprietăţile reologice ale aluatului.

Proprietăţile teologice ale aluatului joacă un rol mare în procesele de producţie, în care aluatul este

supus acţiunii forţelor care provoacă apariţia de tensiuni şi—i determină deformarea.

Proprietăţile reologice ale aluatului sunt influenţate de o serie de factori: calitatea fainii, umiditatea

aluatului, temperatura, prelucrarea mecanică, durata de fermentare (perioada de relaxare), felul

adaosurilor.

Calitatea fainii Calitatea făinii, respectiv conţinutul de proteine şi raportul glutenine/gtiadine, are

influenţă mare asupra proprietăţilor aluatului.

In timpul procesului tehnologic aluatul este supus la solicitări de întindere şi de forfecare.

Solicitarea la întindere se consideră că este predominantă în timpul fermentării şi este dată de efectul

mecanic al dioxidului de carbon, care întinde peliculele de gluten/aluat.

Solicitarea la forfecare este predominantă în timpul frământării.

întinderea aluatului în timpul fermentării, inclusiv în prima parte a coacerii, are loc biaxial şi se

produce la viteze scăzute ale tensiunii. Viscozitatea la întindere (elongaţională) este responsabilă de

abilitatea acestuia de a reţine gazele de fermentaţie şi de a-şi mări volumul şi creşte cu conţinutul de

proteine al făinii (fig. 6.23), dar scade la înrăutăţirea calităţii acestora (tabelul 6.S).

Viscozitatea la rupere prin întindere şi tensiunea de rupere cresc cu conţinutul de proteine al făinii,

ceea ce explică performanţele bune de coacere ale făinurilor cu conţinut mare de proteine.

Responsabile de viscozitatea aluatului sunt gliadinele, care contribuie astfel la extensibilitatea

aluatului, în timp ce gluteninele conferă elasticitate şi rezistenţă, mărind rezistenţa la rupere. La

creşterea raportului glutenine/gliadine, aluatul poate fi alungit mai mult până la rupere, dar

viscozitatea la rupere este mult mai mică faţă de situaţia în care gliadinele sunt în proporţie mai mare.

Studiul comportării la forfecare a aluatului cu ajutorul viscozimetrului rotativ (dinamic) a arătat că, la

solicitarea prin forfecare, acesta îşi măreşte viscozitatea, dovedind creşterea rezistenţei lui. Creşterea

viscozităţii are loc până la ruperea aluatului, când aceasta scade. Viscozitatea maximă la forfecare

scade cu creşterea conţinutului de proteine, dar creşte cu raportul glutenine/gliadine (fig. 6.24).

Acest comportament neobişnuit la forfecare (scăderea viscozităţii maxime cu conţinutul de proteine)

ar putea fi determinat de celălalt component aflat în cantităţi mari în aluat, amidonul.

Cercetările experimentale au arătat că interacţiunile dintre proteinele glutenice şi amidon joacă un rol

important în reologia aluatului. Prin amestecarea amidonului provenit din surse diferite (grâu slab,

grâu puternic, grâu dur, orez, porumb, secară, <*văz, cartof) cu gluten provenit din aceeaşi faină s-au

obţinut aluaturi cu proprietăţi reologice diferite.

Studiul proprietăţilor reologice ale aluatului la forfecare a arătat că făinuri de calităţi diferite au

modulul de elasticitate G, modulul de viscozitate G" şi unghiul de fază tg 6 diferite. Făinurile de

calitate bună au valori mai mari pentru G şi C" şi valori mai mici pentru tg 5 faţă de făinurile de

calitate slabă, ceea ce arată ci aluaturile provenite din făinuri bune şi foarte bune sunt mai elastice

decât cele provenite din făinuri slabe. Aceşti parametri-cresc cu frecvenţa de oscilaţie a forţei aplicate

(fig. 6.25). Pentru aluatul din făina de grâu G'> G".

Fracţiunea solubilă în apă din făină influenţează proprietăţile reologice şi de coacere ale aluatului.

Creşterea conţinutului în substanţe solubile în apă reduce valorile G şi G" şi măreşte valoarea tg 5,

arătând că ele fac aluatul să fie mai vâscos.

Indepărtarea fracţiunii solubile în apă din făină determină creşterea absorbţiei apei şi a timpului de

frământare. Făinurile cu absorbţii mici ale apei şi durate mici de frământare conţin o cantitate mai

mare de fracţiuni solubile în apă decât făinurile cu absorbţii ale apei şi durate de frământare mai mari.

Influenţa umidităţii aluatului

Proprietăţile reologice ale aluatului, elasticitatea şi viscozitatea, cresc până la anumite valori ale

conţinutului de apă, corespunzătoare urnflării maxime a proteinelor, după care valoarea lor scade.

Consistenţa optimă se obţine atunci când aluatul conţine suficientă apă pentru umflarea

componentelor făinii. La o umflare a componenţilor care se consideră optimă pentru panificaţie,

aluatul are cea mai mare rezistenţă şi elasticitate. Aceasta influenţează favorabil asupra stabilităţii

formei aluatului şi asupra calităţii pâinii.

La o cantitate de apă în aluat insuficientă, nu se atinge umflarea optimă a proteinelor glutenice,

aluatul se obţine cu elasticitate redusă, iar produsele au volum şi porozitate insuficient dezvoltate.La

un exces de apă, aluatul are consistenţă mică şi rezistenţă slabă, iar produsele sunt aplatizate şi cu

porozitate grosieră.

Influenţa umidităţii aluatului asupra modulului de elasticitate, asupra viscozităţii şi japonului

viscozitate/modul de elasticitate este complexă (fig. 6.26). Pentru făinuri de calităţi diferite,

diferenţele pentru aceşti parametri sunt mari pentru umidităţi mici ale aluatului şi sunt mici pentru

umidităţi mari (53%). Explicaţia pentru aceasta este că o dată cu creşterea umidităţii aluatului creşte

cantitatea de apă liberă din aluat