BURLUC ROMULUS MARIAN

TEHNOLOGIA ŞI CONTROLUL CALITĂŢII ÎN INDUSTRIA

PANIFICAŢIEI

Galati 2007

2

Cuprins

1. MATERII ALIMENTARE UTILIZATE ÎN PANIFICAŢIE…………………………4 1.1. Făina de grâu………………………………………………………………………4 1.2. Făinuri din alte cereale şi legume………………………………………………..18 1.3. Apa ………………………………………………………………………………19 1.4. Drojdia de panificaţie…………………………………………………………….19 1.5. Sarea……………………………………………………………………………...21 1.6. Zaharurile (îndulcitorii)………………………………………………………….23 1.7. Grăsimile…………………………………………………………………………24 1.8. Laptele şi subprodusele de lapte…………………………………………………25 1.9. Ouale……………………………………………………………………………..26 1.10. Fibrele alimentare………………………………………………………………..26 1.11. Condimentele…………………………………………………………………….26 1.12. Seminţele uleioase……………………………………………………………….26 1.13. Conservanţii……………………………………………………………………...26 1.14. Premixurile……………………………………………………………………….27 1.15. Controlul calităţii materiilor alimentare………………………………………….27 1.16. Test de autoevaluare……………………………………………………………..31 2. DEPOZITAREA, PREGĂTIREA ŞI DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE...32 2.1. Depozitarea materiilor alimentare………………………………………………..32 2.2. Pregătirea materiilor alimentare………………………………………………….34 2.3 Dozarea materiilor alimentare……………………………………………………38 2.4. Test de autoevaluare……………………………………………………………..39 3. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC ŞI METODE DE PREPARARE A ALUATULUI…………………………………40 3.1. Schema de operaţii unitare a procesului tehnologic………………………. ……40 3.2. Metode de preparare a aluatului………………………………….………………41 3.3. Test de autoevaluare……………………………………………………………..44 4. PREPARAREA ALUATULUI………………………………………………….…...45 4.1. Frământarea aluatului……………………………………………………………45 4.1.1. Bazele ştiinţifice ale procesului de frământare…………………………………..45 4.1.2. Fazele aluatului…………………………………………………………………..53 4.1.3. Proprietăţile reologice ale aluatului……………………………………………...53 4.1.4. Temperatura aluatului……………………………………………………………53 4.1.5. Durata de frământare…………………………………………………………….55 4.1.6. Frământătoare (malaxoare)………………………………………………………56

3

4.2. Fermentarea aluatului……………………………………………………………59 4.2.1. Bazele ştiinţifice ale fermentării aluatului………………………………………59 4.2.2. Parametri de fermentare…………………………………………………………69 4.2.3. Instalaţii de fermentare………………………………………………………….70 4.3. Refrământarea aluatului…………………………………………………………71 4.4. Test de autoevaluare…………………………………………………………….71 5. PRELUCRAREA ALUATULUI……………………………………………………72 5.1. Răsturnarea aluatului din cuve…………………………………………………..72 5.2. Divizarea aluatului………………………………………………………………72 5.3. Premodelarea (rotunjirea) aluatului……………………………………………..74 5.4. Repausul intermediar. Fermentarea intermediară……………………………….76 5.5. Modelarea finală…………………………………………………………………78 5.6. Fermentarea finală……………………………………………………………….80 5.7. Condiţionarea aluatului înainte de coacere………………………………………85 5.8. Test de autoevaluare……………………………………………………………..86 6. COACEREA……………………………………………………………………..87 6.1 Procese care au loc în timpul coacerii……………………………………………87 6.1.2. Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii……………………………102 6.1. Regimul de coacere…………………………………………………………….104 6.2. Durata coacerii………………………………………………………………….106 6.3. Pierderi de masă la coacere……………………………………………………..108 6.4. Consumul de căldură pentru coacerea pâinii…………………………………...108 6.5. Cuptoare………………………………………………………………………...110 6.6. Test de autoevaluare……………………………………………………………113 7. DEPOZITAREA PÂINII……………………………………………………….114 7.1 Răcirea pâinii…………………………………………………………………...114 7.2 Învechirea pâinii………………………………………………………………...115 7.3 Test de autoevaluare……………………………………………………………118 8. BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………………..119

4

1. MATERII ALIMENTARE UTILIZATE ÎN PANIFICAŢIE 1.1. Făina de grâu

Făina de grâu este principala materie alimentară care se utilizează în industria panificaţiei. Ea rezultă prin măcinarea grâului în diferite variante de extracţie.

Compoziţia chimică şi biochimică a făinii Făina de grâu are o compoziţie chimică variabilă (tabel 1.1.) care depinde de soiul grâului,

condiţiile climatice şi agrotehnice de cultură, gradul de maturizare biologică, tehnologia de măcinare şi gradul de extracţie.

Variaţia compoziţiei făinii cu gradul de extracţie(% făină din 100grâu) este determinată de repartizarea neuniformă în bobul de grâu a componentelor sale chimice şi biochimice.

Făina de grâu este formată din apă, care reprezintă 13-15% din masa sa, şi substanţă uscată, care conţine proteine, glucide, lipide, substanţe minerale, vitamine, pigmenţi şi enzime.

Natura constituenţilor, proporţia în care sunt prezenţi şi calitatea lor influenţează calitatea făinii.

Tabel 1.1.Compoziţia chimică generală a făinii de grâu (pentru 100 g făină)

Glucide [g] Substanţe minerale (mg) Tipul făinii*

Um

idita

te, [

g]

Prot

eine

(N

x5,7

), [g

]

Lip

ide

[g]

Tot

ale

Mon

o- şi

D

iglu

cide

,

Am

idon

Cel

uloză

Cen

uşă

, [g]

Mac

ro-

elem

ente

Mic

ro-

Ele

men

te,

Vita

min

e, [m

g]

Făina tip 500 14 10,3 0,9 74,2 1,8 67,7 0,1 0,5 342 3,72 Făină tip 700 14 10,6 1,3 73,2 1,7 67,1 0,2 0,7 476 5,70 9,10 Făină tip 1100 14 11,7 1,8 70,8 1,8 62,8 0,6 1,1 558 8,99 11,7 Făina tip 1500 14 12,5 1,9 68,2 2,4 55,8 1,9 1,5 799 9,61 13,0

* tipul făinii reprezintă conţinutul mineral (cenuşa) exprimat în % la 100 substanţă uscată

Compoziţia chimică a făinii Proteinele. Făina conţine în medie 10-12% proteine iar conţinutul minim pentru a fi

panificabilă este de 7,0%. Conţinutul de proteine al făinii depinde de soiul şi calitatea grâului din care provine, de

părţile anatomice care intră în formarea făinii şi de gradul de extracţie al acesteia. Variaţia conţinutului de proteine al făinii cu gradul de extracţie se datorează repartizării

neuniforme a proteinelor în bob. Creşterea conţinutului total de proteine este aproape liniară până la extracţia simplă de 90% şi creşte brusc în intervalul 90-98%, datorită conţinutului mai mare de proteine din stratul aleuronic (fig. 1.1.)

Fig. 1.1. Variaţia conţinutului de proteine cu extracţia făinii

5

Calitatea proteinelor făinii are o variaţie invers proporţională faţă de conţinutul lor. Ea scade odată cu creşterea gradului de extracţie.

Compoziţia proteinelor din grâu Proteinele grâului sunt formate din: proteine neglutenice(solubile) şi proteine glutenice.

Proteinele neglutenice (solubile) reprezintă circa 15% din totalul proteinelor, şi 0,13 – 0,45% faţă de masa făinii. Sunt foarte eterogene şi cuprind albumine (3-5%), globuline (5-11%), proteine sub formă de complecşi cu lipidele şi glucidele, proteine coagulante, proteine spumante, enzime, peptide, aminoacizi.

Rolul tehnologic al proteinelor solubile Proteinele solubile au următoarele acţiuni: -proteinele şi peptidele care conţin cisteină pot intra în reacţie cu oxidanţii şi în reacţiile de schimb sulfhidril – disulfuric influenţând proprietăţile reologice ale aluatului; -sub formă hidrolizată pot fi utilizate drept sursă azotoasă de către microbiota aluatului;

-alături de glucidele reducătoare, produsele lor de hidroliză pot intra în reacţia Maillard contribuind la colorarea cojii şi formarea aromei. Proteinele glutenice reprezintă circa. 85% din totalul proteinelor făinii şi constituie

proteinele de rezervă ale endospermului. Deoarece sunt prezente numai în endosperm, conţinutul acestora în făinuri scade odată cu creşterea gradului de extracţie, mai pronunţat peste 70%.

Proteinele glutenice sunt formate din prolamine şi gluteline. Dintre prolamine în făina de grâu este prezentă gliadina, iar dintre gluteline, glutenina. Structura proteinelor glutenice

Structura primară este determinată de tipul, numărul şi succesiunea aminoacizilor în lanţul polipeptidic.Ea se realizează prin intermediul legăturilor peptidice.

Structura secundară se realizează prin intermediul legăturilor de hidrogen între gruparea carbonilică a unui aminoacid şi gruparea aminică a aminoacidului vecin. Aceste interacţiuni sunt cauza aranjării speciale a lanţurilor polipeptidice într-o structură elicoidală ordonată numită α-helix (circa 20% din totalul lanţurilor) şi sub formă de β- turn (spirală cu pas şi diametru variabili).

Natura şi succesiunea aminoacizilor din lanţurile polipeptidice determină formarea între diferitele zone ale aceluiaşi lanţ polipeptidic, parţial spiralat, a unui număr mare de legături, covalente (legături disulfurice) şi necovalente (legături de hidrogen, hidrofobe, ionice) care determină împachetarea lor spaţială, realizând structura terţiară a proteinelor.

Împachetarea spaţială, tridimensională a lanţurilor polipeptidice are loc astfel încât nivelul energetic atins este minim.

Molecula astfel obţinută, având structură terţiară, poartă numele de subunitate proteică, protomer sau monomer.

Lanţurile proteice cu structură terţiară (subunităţi proteice, protomeri sau monomeri) pot interacţiona între ele printr-o serie de legături covalente şi necovalente, rezultând o moleculă cu structură cuaternară numită oligomer. Această structură este definită de natura şi numărul monomerilor, precum şi de legăturile stabilite între acestea. De asemenea, se referă la aşezarea spaţială a monomerilor în cadrul moleculei.

Dintre proteinele glutenice, gliadina este o proteină monomeră, cu structură terţiară, iar glutenina o proteină polimer formată din mai mulţi oligomeri cu structură cuaternară..

Gliadina reprezintă proteina din grâu solubilă în soluţii apoase de alcool 70%, şi este insolubilă în apă şi alcool absolut. Reprezintă 35-45% din totalul proteinelor făinii şi 4-6 % din masa bobului.

Gliadinele sunt proteine monomere a căror conformaţie este stabilizată de legături de hidrogen, în principal, interacţii hidrofobe şi legături disulfurice intramoleculare. Gliadinele α, β, γ în structura secundară au lanţurile spiralate sub formă de α- helix, iar ω- gliadinele sub formă de β- turn.

6

Masa moleculară a majorităţii gliadinelor este de 30000-40000. Glutenina reprezintă proteina care rămâne după ce s-au extras albuminele, globulinele şi

gliadinele cu soluţie alcoolică 70%. Glutenina reprezintă 40-45% din totalul de proteine al făinii şi 4-6 % din masa bobului.

Conţinutul ei în făină creşte odată cu creşterea cantităţii de proteine. Este insolubilă în apă şi alcool absolut, dar este solubilă în soluţii diluate de acizii, baze, uree, surfactanţi.

Glutenina a cărei masă moleculară variază de la 80 000 Da la 1-3 mil. Da, este considerată a fi un polimer cu grad mare de agregare. Pentru structura sa, pe baza elementelor de structură identificate, au fost formulate mai multe modele. Unul dintre acestea, care se corelează cu însuşirile ei funcţionale, consideră că glutenina este formată din oligomeri legaţi între ei prin legături disulfurice intermoleculare, stabilite între resturile de cisteină din zonele terminale ale subunităţilor proteice (fig.1.2.). Astfel glutenina, spre deosebire de gliadină, unde sunt prezente numai legături disulfurice intramoleculare, are în structura sa atât legături disulfurice intramoleculare cât şi legături disulfurice intermoleculare. Acestea din urmă sunt considerate legături reologic efective faţă de cele intramoleculare care sunt considerate reologic neefective.

Fig. 1.2. Modelul ipotetic al structurii gluteninei b-conformaţia subunităţilor HMW de glutenină; b- structura macromoleculei de glutenină

- subunitate proteică; 1- legături disulfurice reologic efective; 2- legături disulfurice reologic neefective;

Glutenina se caracterizează prin elasticitate mare şi extensibilitate mică. Ea este considerată principalul component al proteinelor glutenice.

Rolul tehnologic al proteinelor glutenice Proteinele glutenice influenţează decisiv desfăşurarea procesului tehnologic şi calitatea

pâinii. Ele intervin în următoarele procese: - la frământare, leagă aproximativ jumătate din apa absorbită de făină; - în urma hidratării şi acţiunii mecanice de frământare formează glutenul sub forma unei

reţele de filme proteice de care depind în cea mai mare parte proprietăţile reologice ale aluatului, rezistenţa, extensibilitatea, elasticitatea, consistenţa ;

- la fermentare, reţeaua glutenică reţine gazele de fermentare conducând la obţinerea produselor afânate;

- la coacere, în urma coagulării formează scheletul proteic al pâinii cu rol important în fixarea formei şi volumului acesteia;

- produsele de hidroliză cu grupare amino liberă participă în reacţia Maillard de formare a melanoidinelor care intervin în colorarea cojii,

- intervin în formarea substanţelor de aromă; - reduc viteza de învechire a pâinii.

7

Sintetic, principalele proteine ale făinii de grâu şi caracteristicile lor sunt prezentate în figura 1.4.

Proteine totale100%

15% 85%

Proteine neglutenice (solubile) Proteine glutenice (de rezervã)

Albumine(3-9%) Gliadine(prolamine) Glutenine(gluteline)Globuline (6%) MW 25000 - 100000 MW 100000- 3 mil Peptide (monomeri) (polimer) Aminoacizin Proteine spumante ω-GL α-GL β-GL γ -GL subunitãti subunitãtiProteine cuagulante LMW HMWEnzime bogate în sulf Inhibitori de enzime Proprietãti Proprietãti - extensibilã - putin extensibilã - putin elasticã - elasticã - solubilã în solutie - solubilã în solutii de alcool 70% diluate de baze, acizi, uree, surfactanti

Fig 1.4. Principalele proteine ale făinii de grâu Hidraţii de carbon (glucidele). Ocupă proporţia cea mai mare în compoziţia făinurilor

depăşind în făinurile de extracţie mică 82% . Dintre glucide, amidonul este componentul cu ponderea cea mai mare în făinurile de grâu.

El este prezent practic numai în endosperm şi de aceea conţinutul lui descreşte cu creşterea extracţiei făinii, mai accentuat pentru extracţii peste 70%. Pentru extracţie până la 70%, conţinutul de amidon variază între 75 şi 80-82%, iar peste aceste extracţii scade ajungând la circa 67% pentru extracţii de 90% (fig.1.4.).

Amidonul este un poliglucid nefermentescibil format din două componente macromoleculare, amiloza şi amilopectina. Amiloza constă din lanţuri liniare formate din resturi de glucoză legate α (1,4), iar amilopectina din lanţuri ramificate, în care ramificaţiile sunt fixate pe lanţul principal prin legături α (1,6).

Fig. 1.4. Variaţia conţinutului de amidon cu extracţia făinii

În făinuri, amidonul este prezent sub formă de granule de diferite forme, lenticulare şi rotunde, de mărimi diferite şi cu diferite grade de deteriorare mecanică, în funcţie de soiul grâului din care s-au obţinut, de condiţiile climatice, de cultură şi de intensitatea măcinişului.

Mărimea granulei de amidon de grâu variază în limitele 1-30 μm. Din punct de vedere calitativ, în făinuri sunt prezente granule de amidon intacte şi granule de amidon deteriorate, corodate. Cu cât acţiunea mecanică de măcinare este mai intensă şi sticlozitatea bobului mai mare, cu atât deteriorarea granulei este mai mare.

Structura granulei de amidon Amidonul nativ de grâu este birefringent în lumină polarizată cu o structură parţial

cristalină. Cristalinitatea este atribuită amilopectinei. În zonele cristaline amilopectina formează

8

helixuri duble aranjate într-o structură ordonată, unde un rol important îl au legăturile de hidrogen.

Dintre granule, cele mici au grad de cristalinitate mai mare decât granulele mari. Gradul de cristalinitate al amidonului este estimat la 0-60%.

Pe baza datelor acumulate, se admite pentru granula de amidon de grâu o structură în straturi, care se deosebesc prin indici de refracţie, densitate, cristalinitate şi rezistenţă la atacul enzimatic.Rezistenţa diferită faţă de enzime a acestor straturi este evidenţiată de faptul că hidroliza granulei are loc prin canale radiale “în dinte de fierăstrău”. Straturile amorfe şi cristaline înconjoară o regiune centrală (hilum) care prezintă rezistenţă mare la acţiunea enzimelor.

Moleculele de amidon se orientează radial, respectiv perpendicular pe inelele cristaline/ amorfe şi pe suprafaţa granulei. La suprafaţa granulei de amidon sunt prezente cantităţi mici de lipide , proteine şi minerale.

Rolul tehnologic al amidonului Amidonul intervine în următoarele procese: - la frământarea aluatului, participă la hidratarea făinii, un rol important în acest proces

avându-l granulele de amidon deteriorate mecanic; - în aluat, granulele de amidon fiind înconjurate de pelicule proteice, mărimea granulei

influenţează valoarea forţelor de interacţiune şi deci însuşirile reologice ale aluatului; - în timpul procesului de fermentare, în urma hidrolizei de către enzimele amilolitice

formează maltoza, principalul glucid fermentescibil din aluat. Acesta, în urma fermentării produsă de drojdie, formează dioxidul de carbon care afânează aluatul;

- în procesul de coacere, însuşirea amidonului de a gelatiniza are un rol deosebit, granulele de amidon preluând funcţii importante prin legarea apei eliberată de proteine în urma coagulării;

- maltoza formată în urma hidrolizei enzimatice a amidonului participă la formarea culorii cojii şi a substanţelor de aromă;

- joacă rolul principal în învechirea pâinii. Poliglucidele neamidonoase. Se găsesc în pereţii celulelor şi în învelişul bobului. Se

împart în trei grupe: celuloză, β- glucani şi pentozani. Între aceştia predomină poliglucidele necelulozice.

Celuloza. Este prezentă în proporţie însemnată în straturile periferice ale bobului şi aproape absentă în endosperm. De aceea conţinutul în celuloză al făinurilor este mic pentru extracţii sub 70% şi creşte pentru extracţii peste 70%.

β- Glucanii sunt prezenţi în cantitate mică în grâu. Pentozanii. Bobul de grâu conţine circa 7% pentozani. Cea mai mare parte a acestora se

găseşte în înveliş şi stratul aleuronic şi foarte puţin în endosperm (1,27-2,33%). În urma măcinării, partea principală a pentozanilor rămâne în tărâţe. În făină, conţinutul de

pentozani este de 1,2-4,2%. Sunt mai bogate în pentozani făinurile de extracţie mare, care conţin şi părţi din straturile periferice ale bobului, faţă de cele de extracţii mici.

După solubilitatea lor, pentozanii se împart în: pentozani solubili în apă şi pentozani insolubili în apă (60% din total).

Rolul pentozanilor în panificaţie Pentozanii au proprietatea de a absorbi cantităţi mari de apă, din care cauză pot influenţa

distribuţia apei în aluat şi pâine. Pentozanii solubili absorb o cantitate mare de apă, de circa trei ori mai mare decât masa lor (raportată la substanţă uscată), iar pentozanii insolubili de 10 ori mai mare.

Pentozanii solubili în apă măresc consistenţa şi timpul de dezvoltare a aluatului şi îmbunătăţesc calitatea pâinii, în timp ce pentozanii insolubili în apă măresc consistenţa aluatului dar reduc timpul de frământare şi volumul pâinii.

9

Se apreciază că prezenţa în făină a pentozanilor solubili în apă este indispensabilă pentru obţinerea pâinii cu volum normal.

Glucidele solubile în apă Sunt formate din dextrine, zaharoză, maltoză, glucoză, fructoză şi mici cantităţi de rafinoză şi trifructozan. Conţinutul de glucide fermentescibile, zaharoză, glucoză, fructoză, maltoză în care zaharoza este predominantă (80%) este de 1,1-1,8%, conţinutul lor crescând cu extracţia făinii .

Lipidele. Sunt prezente în cantitate mică în făinuri. Conţinutul lor creşte cu gradul de extracţie al făinii, ele fiind localizate în principal în germene şi stratul aleuronic (sub formă de lipide de rezervă) şi mai puţin în endosperm .

În făinuri, lipidele se găsesc sub formă de lipide simple (mono-,di- şi trigliceride, acizi graşi liberi) care sunt predominante şi lipide complexe (lecitina), în cantităţi mici.

Trigliceridele reprezintă principalele lipide ale grâului şi făinurilor de grâu. După polaritate, lipidele din făină se împart în lipide nepolare (gliceride, acizi graşi liberi)

reprezentând 59% din totalul de lipide şi lipide polare, fosfolipide (26%) şi glicolipide (15%). Din punct de vedere al extractibilităţii, lipidele făinii se împart în două grupe: lipide

extractibile şi lipide neextractibile (fig. 1.5.). Lipidele extractibile sunt formate din lipide libere (∼60%) care se pot extrage cu eter de

petrol, în care intră majoritatea trigliceridelor şi acizilor graşi, şi lipide legate(40%), formate din trigliceride(1/3)şi fosfolipide şi glicolipide(2/3).

Lipide totale existente în fãinã 1,4-2%

Lipide nepolare Lipide polare (PL-polar lipids)

0,13% 0,07% 0,18% 0,22% Glicolipide(GL) Fosfolipide(PhL) Glicolipide(G) Fosfolipide(PhL)

1,4% 0,6%

0,8%

(NPL-nonpolar lipids)

Lipide libere FL(free lipids)

Lipide extractibile Lipide neextractibile SL.(starchlipids)

0,6% Lipide legate BL (bound lipids)

0,2% Lipide Lipide polare nepolare (PL) (NPL)

Fig.1.5. Clasificarea lipidelor din făină

Cea mai mare parte a lipidelor legate sunt fixate de proteine. Glutenina conţine circa 80% dintre acestea, iar gliadina 5%. Lipidele legate de glutenină sunt lipide polare şi nepolare, iar lipidele legate de gliadină şi albumine sunt mai ales nepolare.

Lipidele neextractibile cuprind lipidele aderente la granula de amidon (SL) şi se extrag cu apă saturată cu butanol (WSB) la 90-100°C. Ele reprezintă aproximativ 0,6% faţă de total lipide. Sunt formate din fosfolipide, glicolipide şi acizi graşi.

Rolul lipidelor în panificaţie.Deşi sunt prezente în proporţie mică, lipidele făinii joacă un rol tehnologic important deoarece în aluat ele formează complecşi cu proteinele şi amidonul influenţând proprietăţile reologice ale aluatului, calitatea pâinii şi prospeţimea ei.

Sărurile minerale. Conţinutul de săruri minerale al făinurilor variază după curba lui Mohs (fig.1.6.) Din curbă rezultă că făinurile cu extracţie până la 50% au o variaţie mică a conţinutului mineral cu gradul de extracţie, făinurile cu extracţie de 50-94% au o variaţie foarte mare a conţinutului mineral cu gradul de extracţie datorită conţinutului mineral mare al stratului

10

aleuronic (7% din masa sa), prezent în aceste făinuri, pentru ca la extracţii mai mari de 94% variaţia să fie mai mică, aceste făinuri conţinând mult înveliş (pericarpul conţine 3,5% substanţe minerale faţă de masa sa).

Făinurile conţin o serie de elemente minerale, fosfor, calciu, magneziu, fier, potasiu, sodiu, zinc, clor ş.a.. Cele mai multe (fosforul, calciu, magneziu, fierul) sunt prezente sub formă de compuşi insolubili a căror proporţie creşte cu gradul de extracţie.

Fig. 1.6. Variaţia conţinutului mineral al făinurilor de grâu cu gradul de extracţie (curba lui Mohs)

Vitaminele. Făinurile conţin vitamine din grupul B- B1, B2, B6, vitamina PP, unele cantităţi de acid folic şi acid pantotenic precum şi vitamina E.

Datorită repartiţiei neuniforme în bob a vitaminelor conţinutul lor în făină creşte cu gradul de extracţie. Făinurile de extracţii mici sunt sărace în vitamine, iar cele de extracţii mari au un conţinut apreciabil.

Conţinutul de vitamine variază cu soiul grâului. Grâul tare este mai bogat în vitaminele B1 şi PP, în timp ce grâul moale conţine mai mult vitaminele B6, acid folic, acid pantotenic. Condiţiile climatice influenţează puţin conţinutul de vitamine. Prin măcinare o parte importantă de vitamine este îndepărtată, din vitaminele complexului B pierzându-se aproximativ 65%.

Pigmenţii. Făinurile conţin pigmenţi carotenoidici, xantofile şi flavone. Carotenii şi xantofilele (hidroxi α– carotenul) se găsesc în endosperm şi deci în făinurile albe, iar flavonele (şi dintre acestea tricina) în părţile periferice ale bobului şi de aceea sunt prezenţi în făinurile negre. În cantităţi mai mari, carotenii sunt prezenţi în germene.

Conţinutul de pigmenţi carotenoidici ai făinii este de 0,1-0,4 mg/100 g făină, din care β-carotenul reprezintă 2-12%, iar xantofila şi esterii ei 71- 88%.

11

Dintre flavone este prezentă tricina (trihidroxi, dimetoxi flavona). Mai sunt prezenţi produşi de descompunere a clorofilei de coloare galben-brună.

Compoziţia biochimică a făinii Conţinutul de enzime al făinii depinde de gradul de extracţie, de condiţiile climatice din

perioada de maturizare şi recoltare, gradul de maturizare biologică a bobului, eventualele degradări pe care le suferă boabele înainte sau după recoltare (încolţire, atacul ploşniţei grâului ş.a.), soiul grâului.

În bobul de grâu enzimele sunt concentrate în cea mai mare parte în germene, la periferia endospermului (stratul subaleuronic) şi stratul aleuronic. De aceea făinurile de extracţie mică au un conţinut mai mic de enzime decât făinurile de extracţie mare, care conţin părţi periferice ale bobului în proporţie mai mare.

Enzimele prezente în făină fac parte din clasele hidrolaze, oxido-reductaze, transferaze, liaze, sintetaze, izomeraze.

Pentru panificaţie cele mai importante sunt hidrolazele şi oxidoreductazele. - hidrolaze: enzime amilolitice, enzime proteolitice, lipaze, pentozanaze, fitaza; - oxido-reductaze: lipoxigenaza, catalaza, peroxidaza, asorbat-oxidaza, dehidroascorbat

reductaza, protein sulfhidril reductaza Hidrolazele Enzimele amilolitice Făinurile de grâu conţin α şi β- amilaza. Ele hidrolizează legăturile

α(1,4) din structura poliglucidelor. α- Amilaza, în făinurile normale, este prezentă sub formă de urme. Ea este absentă în

făinurile provenite din grâne sticloase sau cultivate şi recoltate în condiţii de climat secetos şi este prezentă în cantităţi mari în făinurile provenite din grâu încolţit (creşte de aproximativ 100 ori).

β-Amilaza este prezentă în cantităţi suficiente pentru sistemul aluat. Amilazele sunt prezente în făinuri (ca şi în bob) parţial în stare legată, inactivă,

aproximativ 1/3 din total şi parţial în stare liberă, activă. Acţiunea pe care o produc asupra amidonului constă într-o acţiune de corodare (de

sensibilizare a granulei), acţiune de lichefiere şi acţiune de dextrinizare pentru α-amilaza şi într-o acţiune de zaharificare pentru β- amilaza.

Cele două amilaze se deosebesc nu numai prin acţiunea asupra granulei de amidon, ci şi prin parametri optimi de activitate.

α- Amilaza este termorezistentă şi acidosensibilă. Activează optim la pH 4,5-5 şi la temperatura de 60-66°C; la 75°C este inactivată în proporţie de 50%, iar la 83°C este distrusă complet. Aceste valori scad cu scăderea pH-ului. Este activată de ionii de Ca+2.

β- Amilaza este mai sensibilă la temperatură şi mai rezistentă la aciditate decât α- amilaza. Activează optim la pH de 4,6 –5 şi la temperatura de 48-510C, la 600C este inactivată în proporţie de 50%, iar la 70-750C este distrusă complet. Conţine grupări –SH în centrul său activ, esenţiale pentru activitatea enzimei. Temperaturile optime şi de inactivare ale amilazelor sunt influenţate de pH.

La pH-ul de 2,5 şi temperatura de 300C sunt inactivate ambele enzime. Enzimele amilolitice sunt din punct de vedere tehnologic cele mai importante enzime.

Catalizând hidroliza amidonului, ele asigură aluatului necesarul de glucide fermentescibile. Enzimele proteolitice (proteaze) sunt prezente în cantitate mică în făinurile din grâu

sănătos, dar sunt în cantităţi mari în făinurile din grâu atacat de ploşniţa grâului şi în cea provenită din grâu încolţit (creşte de 10- 20 de ori).

Ca şi amilazele , proteazele sunt prezentate parţial în stare legată, inactivă, aproximativ ¾ din total şi parţial în stare liberă activă. Enzima legată este complexată cu proteinele şi este stabilă termic la 500C, faţă de enzima liberă care este instabilă la 500C.

12

La pH-ul din aluat de 5,8 numai 10-25% din enzimele proteolitice ale făinii sunt extractibile şi cedate aluatului.

Din punct de vedere al mecanismului de acţiune, enzimele proteolitice ale făinii se împart în :

- proteinaze, care acţionează în interiorul lanţului polipeptidic (sunt endopeptidaze) şi au acţiune de înmuiere a aluatului. Au fost studiate pe azocazeină şi edestină;

- peptidaze, care acţionează la capetele lanţului polipeptidic (sunt exopeptidaze) eliberând aminoacizi (N solubil). Au fost studiate pe hemoglobină. Se împart în carboxipeptidaze, care hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare carboxilică liberă şi aminopeptidaze, care hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare amino liberă.

În făinuri predomină proteinazele (enzime de înmuiere). Enzimele proteolitice, catalizând hidroliza proteinelor, sunt importante tehnologic pentru

proprietăţile reologice ale aluatului şi pentru formarea de aminoacizi care participă la formarea melanoidinelor ce colorează coaja pâinii şi pentru formarea substanţelor de aromă.

Lipaza se găseşte în cantităţi mici în făinuri (2-3 u.L/g). Cele mai bogate sunt făinurile de extracţie mari şi cele mai sărace făinurile de extracţii mici, deoarece în bob enzima este localizată mai ales, în germene, stratul aleuronic şi în cantităţi foarte mici în endosperm.

Lipaza hidrolizează gliceridele din făină eliberând acizi graşi şi glicerină. Hidroliza are loc în trepte, eliberând, în primul rând, acizii graşi din poziţiile 1 şi 3. Activează optim la pH 7,4 şi temperatura de 380C. Umiditatea optimă a substratului este de 20%, dar ea activează şi la umidităţi mai scăzute, până la 8%, nefiind inhibată în absenţa apei libere. Acest lucru face ca lipaza să acţioneze în timpul maturizării grâului şi făinii. Acizii graşi eliberaţi, între care acidul linoleic este preponderent, sunt substrat pentru lipoxigenaza.

În timpul frământării şi fermentării activitatea lipazei făinii este foarte redusă.

Fitaza este o fosfatază care hidrolizează acidul fitic şi fitina (sarea dublă de calciu şi magneziu a acidului fitic) formând acid fosforic şi inozitol, respectiv fosfaţi acizi de calciu şi magneziu, acid fosforic şi inozitol.

Fitaza este puternic activată la încolţire (de circa 8 ori). Ea acţionează în aluat mărind gradul de asimilare a calciului şi fierului din pâine.

Activează optim la pH 5 şi temperatura de 550C. Este relativ termostabilă, astfel că acţionează în prima parte a coacerii. Enzima nu-şi pierde activitatea timp de 10 min la 800C, dar se inactivează rapid după 800C. Stabilitatea termică a enzimei este dependentă de pH; la pH scăzut este puţin stabilă, cere pentru activitate Mg2+.

Este importantă din punct de vedere nutriţional. Pentozanazele Sunt grupate sub numele de pentozanaze sau hemicelulaze sau xilanaze,

enzime capabile să hidrolizeze arabinoxilanii prezenţi în făină. Oxido-reductazele Oxido-reductazele făinii pot fi împărţite în două grupe: - enzime care necesită pentru activitatea lor oxigenul molecular : lipoxigenaza,

polifenoloxidaza, ascorbat oxidaza, sulfhidril oxidaza; - enzime care au ca substrat sau necesită prezenţa apei oxigenate: catalaza, peroxidaza. Lipoxigenaza Enzima catalizează oxidarea în prezenţa oxigenului molecular a acizilor graşi

polinesaturaţi, 1,4 pentadienici, forma cis, adică cei care au duble legături separate printr-o grupare metilen, în poziţia ω8 (acizii linoleic şi linolenic), în stare liberă sau sub formă de monogliceride şi nu oxidează acizii din structura trigliceridelor.

Reacţia conduce la formarea hidroperoxizilor acizilor graşi. Activează optim la pH 6-6,5 şi temperatura de 450C. La 650C prezintă numai urme de

activitate.

13

În aluat are rol de albire şi de îmbunătăţire a proprietăţilor reologice ale aluatului. Efectul este slab datorită conţinutului redus de enzimă în făinuri.

Polifenoloxidaza oxidează compuşii fenolici formând chinone, care după o serie de reacţii, conduce la polimeri coloraţi în brun.

Tirozinaza este o fenoloxidază. În prezenţa oxigenului ea catalizează oxidarea tirozinei cu formarea de melanine conducând la închiderea culorii miezului.Activează optim la pH 4,7-5,2.

Ascorbat oxidaza este o globulină. Catalizează oxidarea acidului ascorbic la acid dehidroascorbic (DHA) în prezenţa oxigenului. Activează optim la pH 6,3.

Dehidroascorbat reductaza catalizează reducerea acidului dehidroascorbic la acid ascorbic. Sulfhidril oxidaza oxidează glutationul redus la glutation oxidat eliberând apă oxigenată.

Dispar astfel unele grupări tiol şi se formează apa oxigenată care facilitează activitatea enzimelor catalaza şi peroxidaza.

Catalaza Conţinutul în catalază al făinurilor este influenţat de extracţia făinii şi soiul grâului. Cele mai bogate sunt făinurile de extracţii mari şi cele provenite din grâne de primăvară, care conţin de circa 5 ori mai multă enzimă decât cele de toamnă.

Peroxidaza catalizează oxidarea, cu ajutorul apei oxigenate, a grupărilor fenolice şi aminice. Ea poate, de asemenea, să producă reticularea covalentă a proteinelor şi pentozanilor analog cu cea produsă de polifenoloxidaza.

Catalaza şi peroxidaza, prin gruparea lor hematinică, sunt capabile să oxideze lipidele nesaturate cu apariţia de radicali liberi, intermediari, provocând deci reacţii similare cu cele catalizate de lipoxigenază.

Diferenţele existente în compoziţia chimică şi biochimică a făinurilor de diferite extracţii se reflectă în calitatea pâinii. Pâinea obţinută din făinuri de extracţie mică are miezul mai bine afânat decât cea obţinută din făinuri de extracţie mare. În schimb, pâinea obţinută din făinuri de extracţie mare, ca urmare a conţinutului mai mare de enzime are aromă mai pronunţată.

Încărcarea microbiologică a făinii Făina conţine o microbiotă foarte variată. Concentraţia ei reprezintă 10-106 ufc/g făină

(unităţi formatoare de colonii). În făinurile normale, microbiota este formată în principal din bacterii şi în proporţie mai

mică din drojdii şi mucegaiuri. Conţinutul de drojdii al făinurilor este de 0-103 celule/g. Bacteriile prezente în făină joacă un rol important în fermentaţia lactică din aluat. Nu este admisă prezenţa în făină a bacteriilor patogene. Însuşiri organoleptice, fizice, chimice şi coloidale ale făinii Însuşirile organoleptice ale făinii sunt: culoarea, gustul, mirosul. Culoarea făinii este dată de culoarea alb- galbenă a particulelor provenite din endosperm,

care conţine pigmenţi carotenoidici şi de culoarea închisă a tărâţelor prezente în făina, care conţine pigmenţi flavonici. Pe măsură ce creşte gradul de extracţie creşte proporţia de tărâţe şi culoarea făinii se închide .

Culoarea mai este influenţată şi de mărimea particulelor. Particulele mari aruncă umbră pe suprafaţa făinii, astfel că nuanţa acesteia este mai închisă. Micşorarea granulozităţii făinii prin măcinare conduce la deschiderea culorii făinii.

Culoarea făinurilor mai poate fi influenţată de prezenţa mălurii sau a altor particule străine. Mirosul şi gustul Făina de grâu sănătoasă are gust puţin dulceag şi miros plăcut, specific.

Mirosul şi gustul de iute, de rânced, de mucegai dovedesc alterarea făinii sau prezenţa unor seminţe de buruieni neîndepărtate în curăţătorie.

Gustul puternic dulceag este dat de germinarea grâului, iar gustul fad se întâlneşte la făina supraîncălzită la măcinare.

14

Făina este sensibilă la mirosurile puternice din mediu. Ea poate să preia mirosuri străine în timpul transportului sau a depozitării, dacă în apropiere se află substanţe cu miros puternic (ex. petrol, benzină, fenol).

Cel mai frecvent, mirosul anormal al făinii este dat de substanţele care se formează în făină în urma descompunerii unor componente ale acesteia, atunci când este depozitată în condiţii necorespunzătoare.

Toate aceste făinuri sunt nepanificabile. Aspectul general se referă la prezenţa impurităţilor mari, vizibile cu ochiul şi la infestare. Însuşiri fizice Granulozitatea (fineţea) Se referă la mărimea particulelor care o compun, respectiv la

proporţia de particule mai mari şi particule mai mici. Granulozitatea făinii este influenţată de intensitatea de măcinare, de gradul de extracţie şi

de soiul grâului din care se obţine. Conform standard-ului român de făină, pentru făina albă particulele cu mărimea sub 125

μm reprezintă 50 –90%, iar cele mai mari de 180 μm nu trebuie să depăşească 10%. Pentru făinurile semialbe şi negre, particulele cu mărimea sub 180 μm reprezintă 50-90%, iar cele mai mari de 0,5 mm nu trebuie să depăşească 6 respectiv 8%.

Soiul grâului: făinurile provenite din grâne făinoase, moi au particule mai mici faţă de făinurile provenite din grâne sticloase. Pentru făinurile provenite din grâne moi, conţinutul de particule mai mari de 45μm nu depăşeşte 10%, în timp ce pentru făinurile provenite din grâne sticloase acestea sunt în proporţie mult mai mare.

Granulozitatea făinii influenţează : Capacitatea făinii de a absorbi apa. Cu cât particulele de făină sunt mai mici, cu atât făina

absoarbe mai multă apă. Cantitatea mărită de apă absorbită de făină se datorează conţinutului mai mare de amidon deteriorat şi suprafeţei specifice mai mari a particulelor de făină. Între conţinutul de granule de amidon deteriorat şi cantitatea de apă absorbită există o relaţie directă. De asemenea umflarea particulelor de făină decurge mai repede.

Proprietăţile reologice ale aluatului Aluaturile obţinute din făinuri cu granulozitate mare sunt mai fibroase, mai tenace, mai rezistente, faţă de cele obţinute din făinuri de granulozitate mică, care expunând o suprafaţă mare faţă de enzime îşi reduc consistenţa mai pronunţat la fermentare. Pentru făinurile cu granulozitate fină formarea aluatului are loc mai repede.

Activitatea enzimelor amilolitice Cu cât particulele de făină sunt mai mici, cu atât mai multe vor fi granulele de amidon deteriorate prin efectul mecanic de măcinare şi deci mai atacabile la acţiunea β- amilazei.

La grânele sticloase, deşi dimensiunea particulelor de făină este mai mare, granulele de amidon sunt deteriorate la măcinare mai mult decât în cazul grânelor moi şi ca urmare sunt mai uşor atacabile de β- amilaza . Aceste făinuri au capacitate mare de a forma glucide fermentescibile.

Calitatea pâinii Granulozitatea făinii influenţează volumul pâinii, porozitatea şi culoarea cojii.

Pâinea obţinută din făină cu granulozitate mare are volum mic, porozitate nedezvoltată şi coajă palidă, datorită capacităţii mici de formare a glucidelor fermentescibile.

Pâinea obţinută din făină cu granulozitate mică are volum mic, miez închis la culoare, datorită proteinelor uşor atacabile şi are coajă intens colorată, datorită capacităţii mari de a forma glucide fermentescibile.

Pâinea de cea mai bună calitate se obţine din făină cu particule de mărime optimă. Optimul de granulozitate al făinii depinde de calitatea ei. Cu cât calitatea făinii este mai bună cu atât făina trebuie să fie mai fină.

Din punct de vedere al însuşirilor de panificaţie este necesar ca făina să aibă particule cât mai omogene.

15

Gradul de asimilare al pâinii Creşterea mărimii particulelor de făină faţă de mărimea optimă reduce gradul de asimilare al pâinii.

Randamentul în pâine este de obicei cu atât mai mare cu cât făina este de granulaţie mai mică. La o făină cu granulozitate mare randamentul poate să scadă cu 2-3%.

Însuşirile chimice Aciditatea Făinurile şi toate produsele de măcinare ale cerealelor prezintă reacţie acidă. Aciditatea făinurilor este dată de fosfaţii acizi de calciu şi magneziu rezultaţi prin hidroliza

fitinei sub acţiunea enzimei fitaza. Sub acţiunea aceleaşi enzime acidul fitic este hidrolizat cu formare de acid fosforic care intră în compoziţia acizilor liberi din făinuri. Acidul fosforic mai poate apare prin hidroliza parţială a mononucleotidelor sub acţiunea nucleofosfatazelor.

Aciditatea făinii mai este dată de acizii graşi liberi formaţi prin hidroliza trigliceridelor sub acţiunea enzimei lipaza şi de aminoacizii rezultaţi prin hidroliza proteinelor, în componenţa cărora intră în cantitate mare acidul glutamic.

În făinurile provenite din grâne prost conservate, la umiditate şi temperaturi ridicate se pot dezvolta bacterii (heterofermentative)cu formarea unor acizi : acid lactic, acetic, succinic, citric, malic etc care măresc aciditatea făinii.

Aciditate mare are şi făina veche şi cea obţinută din grâu încolţit datorită activităţii lipazei. Aciditatea făinii variază cu extracţia ei . Ea este cu atât mai mare cu cât extracţia făinii este

mai ridicată. Făinurile de extracţii mici, care provin din endosperm, au deci conţinut mineral (0,45%) şi grăsimi (0,5%) în cantităţi mici, au aciditate mai redusă (2-2,2 grade) decât făinurile de extracţii mari care conţinând mai multe substanţe minerale (1,2%) şi grăsimi (1,3%) au aciditate mai mare (3-4 grade).

Însuşiri coloidale Însuşirea de a forma gluten Această însuşire este specifică făinii de grâu, grâul fiind

singura cereală capabilă să formeze gluten. Substanţele proteice insolubile în apă, glutenina şi gliadina, posedă proprietăţile coloizilor

hidrofili, în special proprietatea de a absorbi şi de a se umfla în apă. În această situaţie, la frământarea aluatului cele două proteine absorb apa şi sub acţiunea mecanică de frământare se unesc şi formează o masă elastică şi capabilă să se extindă numită gluten.

Glutenul umed se obţine prin spălarea aluatului. El reprezintă un gel coloidal cu masă moleculară mare, numit şi gel de gluten. Este format dintr-o asociere de molecule neomogene. Conţine 200-250 % apă faţă de substanţa sa uscată şi circa 70% faţă de masa umedă a glutenului. Substanţa uscată a glutenului este formată din 75-90% proteine glutenice, restul de 25-10% fiind formată din lipide 2-4%, albumine şi globuline 3-4 %, glucide (inclusiv amidon) 8-10%, substanţe minerale 0,7%. Conţinutul de substanţe neglutenice depinde de condiţiile de spălare a aluatului, durata şi minuţiozitatea acesteia, prin spălare îndepărtându-se componentele solubile, amidonul şi tărâţele.

Prezenţa substanţelor neproteice în compoziţia glutenului se explică prin capacitatea proteinelor glutenice de a reţine prin adsorbţie aceşti compuşi şi de a interacţiona cu ei formând complecşi (cu lipidele şi glucidele).

Conţinutul de gluten umed al făinii variază în limite largi, 15-50%. Pentru o făină panificabilă conţinutul minim de gluten este de 22%, respectiv 7,0 % substanţe proteice.

Glutenul este caracterizat de proprietăţi reologice: elasticitate, extensibilitate, rezistenţă la întindere, fluaj (capacitatea de a se deforma sub greutate constantă). Cu cât glutenul este mai elastic şi mai rezistent la întindere, cu atât el este mai puternic şi cu cât este mai extensibil şi se deformează mai mult atunci când este lăsat în repaus (fluaj), cu atât este de calitate mai slabă.

16

Proprietăţile de panificaţie (tehnologice) ale făinii Proprietăţile de panificaţie caracterizează comportarea tehnologică a făinii. Acestea

sunt: 1. capacitatea de hidratare; 2. capacitatea de a forma gaze; 3. puterea făinii; 4. capacitatea de închidere a culorii făinii.

1. Capacitatea de hidratare Capacitatea de hidratare reprezintă proprietatea făinii de a absorbi apa atunci când vine în

contact cu ea la prepararea aluatului. Se deosebesc: - capacitatea de hidratare farinografică ; - capacitatea de hidratare tehnologică (de panificaţie). Capacitatea de hidratare farinografică (absorbţia farinografică) se defineşte prin numărul

de ml de apă absorbiţi de 100 g făină pentru a forma un aluat de consistenţă standard. Se consideră consistenţa standard, consistenţa de 0,5 kgf.m. sau 500 U.F. (unităţi farinografice) sau 500 U.B. (unităţi Brabender).Această valoare s-a ales pe baza experienţei practice, când s-a constatat că majoritatea proceselor din aluat decurg optim la această consistenţă.

Capacitatea de hidratare tehnologică (absorbţia tehnologică sau de panificaţie) se defineşte prin numărul de ml de apă absorbiţi de 100 g făină la frământare pentru a forma un aluat cu cele mai bune posibile proprietăţi reologice şi pâinea cea mai bună posibilă.

Capacitatea de hidratare farinografică, în unele cazuri, coincide cu capacitatea de hidratare tehnologică. Sunt cazuri, însă, când în funcţie de calitatea şi de tehnologia aplicată ele diferă între ele .

Capacitatea de hidratare a făinii depinde de hidratarea proteinelor şi amidonului şi de extracţia şi umiditatea făinii.

Valorile normale ale capacităţii de hidratare, pentru făinurile de extracţii diferite sunt:

- făină neagră 58-64%; - făină semialbă 54-58% ; - făină albă 50-55%.

2. Capacitatea de a forma gaze Este caracterizată de cantitatea de gaze care se degajă într-un aluat preparat din făină, apă, drojdie, fermentat în anumite condiţii de timp şi temperatură. Se exprimă prin ml de dioxid de carbon care se formează într-un aluat preparat din 100g făină, 60 ml apă şi 10g drojdie presată (exces), fermentat 5 h la 300C.

Capacitatea făinii de a forma gaze este influenţată de: - conţinutul în glucide proprii ale făinii; - capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile.

Conţinutul de glucide proprii ale făinii Făinurile conţin cantităţi mici de glucide fermentescibile (1,1%, în făinurile albe, 1,5% în făinurile semialbe, 1,8% în făinurile negre).

Ele sunt formate în proporţie de 80% din zaharoză, iar restul de 20%, din glucoză, fructoză, maltoză.

În procesul tehnologic aceste glucide sunt fermentate în primele 2-3 ore, astfel încât în fazele finale ale acestuia, cantitatea de gaze formate pe seama glucidelor proprii este practic neînsemnată.

Cu toate acestea, ele joacă un rol important în fermentarea aluatului deoarece declanşează procesul de fermentare.

17

Capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile este proprietatea aluatului preparat din făină şi apă de a forma la o anumită temperatură şi într-un anumit interval de timp o cantitate de maltoză.

După metoda Ramsay, drept indice pentru capacitatea făinii de a forma glucide se consideră cantitatea de maltoză exprimată în mg, care se formează într-o suspensie de 10g făină şi 90 ml soluţie tampon cu pH 4,6-4,8 după o oră de infuzie la 270C.

Maltoza se formează în aluat prin hidroliza amidonului sub acţiunea enzimelor amilolitice. Ca urmare, cantitatea de maltoză care se formează este condiţionată de doi factori:

- cantitatea de enzime amilolitice; - gradul de deteriorare a granulei de amidon.

Importanţa tehnologică a capacităţii făinii de a forma gaze Capacitatea făinii de a forma gaze influenţează volumul şi porozitatea pâinii şi culoarea

cojii.Prin cunoaşterea acestei proprietăţi a făinii se poate prevedea intensitatea procesului de fermentare în diferite stadii ale procesului tehnologic, foarte importante fiind fazele de dospire finală şi coacere. Făinurile cu capacitate redusă de a forma gaze nu asigură o intensitate suficientă a procesului de fermentare în fazele finale ale procesului tehnologic şi ca urmare pâinea se obţine cu volum mic, nedezvoltat. În cazul făinurilor cu capacitate mare de formare a gazelor volumul pâinii şi porozitatea ei vor depinde de proprietăţile reologice ale aluatuluide şi de capacitatea lui de a reţine gazele . Creşterea volumului pâinii are loc până la o valoare maximă, care corespunde capacităţii aluatului de a reţine gazele.

Culoarea cojii se formează la coacere prin interacţiunea dintre glucidele reducătoare şi aminoacizi. Reacţia este neenzimatică şi conduce la formarea unor substanţe de culoare închisă numite melanoidine. Pentru ca pâinea să aibă o coajă de culoare normală este necesar ca în momentul introducerii în cuptor, aluatul să conţină minim 2-3 % la s.u. glucide nefermentate. Dacă această condiţie nu este satisfăcută coaja se obţine de culoare palidă, chiar dacă se măresc durata şi temperatura de coacere. De aceea, în practică, făina cu capacitate mică de formare a glucidelor fermentescibile se numeşte “tare la foc”. De obicei făinurile albe sunt tari la foc.

3. Puterea făinii Caracterizează capacitatea făinii de a forma un aluat care să aibă după frământare şi în cursul fermentării şi dospirii anumite proprietăţi reologice (consistenţă, stabilitate, elasticitate, înmuiere).

Puterea făinii este o noţiune complexă. Ea include o serie de indici calitativi ai făinii care se referă la comportarea tehnologică a acesteia, respectiv obţinerea unui aluat care să-şi menţină forma şi să reţină gazele de fermentare, adică a unui aluat care să fie elastic şi în acelaşi timp extensibil, capabil să se extindă sub presiunea gazelor de fermentare.

Puterea făinii se determină prin trasarea curbei farinografice şi exprimarea caracteristicilor acesteia printr-o singură valoare, în unităţi convenţionale, cu ajutorul riglei valorimetrice.

Clasificarea grânelor şi făinurilor după putere, se prezintă în tabelul 1.2.

Tabel 1.2. Clasificarea făinurilor după putere Grâu Categoria Puterea, U.C. (unităţi

convenţionale) Calitatea făinii Proprietăţi reologice ale aluatului

Foarte tare A1 85-100 Foarte puternică Rezistent Tare A2 75-85 Puternică Rezistent, elastic şi puţin

extensibil Foarte bun B1 65-75 Foarte bună pentru

panificaţie Elastic şi extensibil

Bun B2 55-65 Bună pentru panificaţie

Elastic şi extensibil

Slab C1 35-55 Slabă Foarte extensibil, rezistenţă şi elasticitate mici

Foarte slab C2 17-35 Foarte slabă Foarte extensibil, foarte puţin elastic

18

Factorii care influenţează puterea făinii: Puterea făinii este influenţată de cantitatea şi calitatea substanţelor proteice,de activitatea

enzimelor proteolitice şi a activatorilor proteolizei.

4. Capacitatea de închidere a culorii făinii în timpul procesului tehnologic Culoarea miezului pâinii depinde în mod direct de culoarea făinii, în sensul că dintr-o făină

închisă la culoare se obţine pâine cu miez de culoare închisă, iar dintr-o făină de culoare deschisă se obţine pâine cu miez de culoare deschisă.Sunt cazuri însă când dintr-o făină de culoare deschisă se obţine pâine cu miez corespunzător mai închis la culoare.Acest lucru se datorează închiderii culorii făinii în timpul procesului tehnologic.

Proprietatea făinii de a-şi închide culoarea în timpul procesului tehnologic este condiţionată de prezenţa enzimei tirozinaza (fenoloxidaza) şi a enzimelor proteolitice, care în urma hidrolizei proteinelor formează aminoacidul tirozina, substratul enzimei tirozinaza. Tirozina în prezenţa oxigenului şi a enzimei tirozinaza este oxidată cu formarea ca produşi finali a melaninelor, produşi de culoare închisă, care realizează efectul de închidere a culorii făinii în timpul prelucrării ei.În general, tirozinaza este prezentă în cantitate suficientă în făină, astfel că, închiderea culorii făinii este dependentă de cantitatea de tirozină, deci de activitatea enzimelor proteolitice.De aceea, mai ales făinurile de calitate slabă în care proteoliza în aluat este accentuată, se închid la culoare în timpul procesului tehnologic.

1. 2. Făinuri din alte cereale şi legume

Făinuri din alte cereale Făinurile din cereale, altele decât grâul, se folosesc în special la prepararea pâinii

multicereale. În această categorie intră făinuri, fulgi, boabe mărunţite, tărâţe obţinute din secară, ovăz, orz, orez, porumb, mei, hrişcă.

Pentru prepararea pâinii de secară , datorită particularităţilor făinii de secară (amidon mai uşor hidrolizabil de amilaze, prezenţa unei cantităţi mari de α-amilaza activă, gelatinizarea amidonului la temperaturi mai joase, proteine care nu formează gluten) regimul tehnologic se deosebeşte esenţial de cel al pâinii de grâu.

Caracteristica lui principală este aciditatea mare, care este necesară frânării activităţii α - amilazei la coacere şi obţinerii unei peptizări optime a proteinelor. Prin peptizarea unei părţi a proteinelor proprietăţile reologice ale aluatului se modifică, acesta devenind capabil să reţină gazele şi să-şi menţină forma. Lipsa scheletului glutenic face ca aluatul de secară să aibă capacitatea mică de menţinere a formei, motiv pentru care acesta se coace, în general, în forme.

Aciditatea mare a aluatului de secară, de 10-12 grade se obţine prin cultivarea timp îndelungat a microbiotei proprii, spontane a făinii.

Procesul tehnologic de preparare a aluatului de secară cuprinde două cicluri: unul de cultivare, în mai multe trepte, unde se urmăreşte multiplicarea bacteriilor lactice ale făinii şi obţinerea acidităţii ridicate (până la 15 grade) şi un ciclu de producţie, care cuprinde prospătură, maia, aluat.

Datorită conţinutului mai mare de glucide reducătoare al făinii de secară (faţă de cea de grâu), precum şi datorită formării pentozelor prin hidroliza pentozanilor, care intră uşor în reacţia de formare a melanoidinelor, pâinea se obţine cu gust şi aromă pronunţate şi coajă intens colorată.

19

Făinuri şi seminţe de leguminoase Se folosesc la prepararea pâinii multicereale. În această categorie intră făina de soia sau de

mazăre, seminţe decorticate de floarea soarelui, seminţe întregi sau măcinate de in.

Făina de cartofi Se foloseşte ca adaos la unele sortimente de pâine. Se obţine din pastă de cartofi uscată şi

măcinată şi în acest caz are amidonul gelatinizat şi contribuie la creşterea capacităţii aluatului de a forma gaze, amidonul gelatinizat fiind mult mai uşor hidrolizat de amilaze, precum şi la prelungirea prospeţimii pâinii, sau se obţine prin măcinarea cartofilor uscaţi în prealabil. În acest ultim caz, amidonul nu este gelatinizat şi pentru a evita obţinerea pâinii cu miez uscat, sfărâmicios, se recomandă opărirea ei înainte de introducerea la frământarea aluatului. Doza obişnuită este de 1-2%.

1. 3. Apa

Apa este un component indispensabil al aluatului. În prezenţa ei particulele de făină şi componenţii ei macromoleculari se hidratează. Hidratarea proteinelor condiţionează formarea glutenului.

De asemenea, apa joacă un rol important în toate tipurile de procese, biochimice, microbiologice, coloidale care au loc în aluat.

Apa folosită în panificaţie trebuie să corespundă anumitor condiţii. Ea trebuie să fie potabilă, incoloră şi cu o temperatură iniţială la sursă sub 150C.

Din punct de vedere microbiologic, apa trebuie să corespundă normelor sanitare, deoarece în timpul fermentării aluatului microorganismele din apă se pot dezvolta. Apa nu trebuie să conţină spori în cantitate mare, deoarece temperatura miezului pâinii nu depăşeşte 93-970C şi mulţi spori nu sunt distruşi la această temperatură.

Conform STAS apa potabilă trebuie să conţină sub 20 germeni/ml iar bacteriile coliforme să fie absente.

Din punct de vedere al conţinutului de săruri, apa nu trebuie să conţină săruri de fier deoarece acestea transmit miezului pâinii o culoare roşiatică, mai ales pâinii albe.

Sărurile de calciu şi magneziu, care alcătuiesc duritatea apei, sunt dorite în apă. Ele influenţează proprietăţile aluatului şi procesul tehnologic. Sunt preferate apele cu duritate medie (5-10 grade) şi cele cu duritate mare (10-20 grade).

Sărurile de calciu şi magneziu influenţează pozitiv proprietăţile reologice ale glutenului slab. Ele împiedică solubilizarea gliadinei şi a gluteninei, măresc elasticitatea şi rezistenţa glutenului la acţiunea enzimelor. Efectul este explicat prin compactizarea macromoleculei proteice în prezenţa ionilor de calciu şi magneziu.

În cazul făinurilor de calitate bună şi foarte bună apele dure nu sunt dorite deoarece întăresc excesiv glutenul.

Apele de duritate excesivă, alcaline, au acţiune nedorită în aluat. Ele neutralizează acizii din aluat deplasând pH-ul la valori la care are loc peptizarea glutenului şi inhibarea drojdiei . În aceste cazuri se procedează la dedurizarea apei.

Apa cu duritate mică duce la obţinerea de aluaturi moi şi lipicioase.

1. 4. Drojdia de panificaţie

Drojdia se foloseşte în panificaţie ca agent de afânare biochimică a aluatului. Ea aparţine genului Saccharomyces, specia Saccharomyces cerevisiae, de fermentaţie superioară.

Caracteristici fiziologice Drojdia de panificaţie este facultativ anaerobă. În funcţie de condiţii poate metaboliza glucidele simple pe cale anaerobă, prin fermentaţie, cu producere de alcool etilic, dioxid de carbon şi produse secundare sau pe cale aerobă, oxidativă, cu producere de

20

dioxid de carbon şi apă. Prin ambele căi se formează o cantitate de energie necesară creşterii, multiplicării şi menţinerii funcţiilor vitale ale celulei dar în cantităţi diferite, calea aerobă producând mai multă energie decât cea anaerobă.

Componenţii chimici şi biochimici ai celulei de drojdie

Celula de drojdie conţine 70-80% apă. Substanţă uscată este formată din proteine, glucide, lipide, săruri minerale, vitamine.Dintre substanţele cu caracter proteic conţinute de celula de drojdie, pentru panificaţie interesează în mod deosebit glutationul. Acesta este un tripeptid, format din cisteină, glicocol şi acid glutamic şi poate fi prezent sub două forme, redusă şi oxidată, din care cauză joacă un rol important în procesele de oxido-reducere din aluat, forma redusă a acestuia activând proteoliza şi influenţând astfel proprietăţile reologice ale aluatului.Glucidele de rezervă ale celulei de drojdie sunt glicogenul şi trehaloza (diglucid nereducător). Conţinutul de trehaloză în celulă ajunge până la 14% şi este importantă pentru durata de viaţă a drojdiei.

Drojdia este bogată în vitamine din grupul B influenţând pozitiv conţinutul de vitamine al pâinii.

Din punct de vedere biochimic, drojdia conţine toate enzimele implicate în metabolizarea aerobă şi anaerobă a monoglucidelor. Mai conţine o invertază foarte activă. Majoritatea tulpinilor de drojdie nu conţin sau conţin în cantităţi foarte mici enzime implicate în fermentarea maltozei, maltopermeaza şi maltaza.

Drojdia nu poate metaboliza polimeri superiori ai glucozei, cu excepţia maltozei şi maltotriozei. Nu conţine amilaze şi de aceea nu poate beneficia în mod direct de prezenţa amidonului în aluat

Caracteristici de nutriţie Pentru dezvoltarea normală, drojdia necesită prezenţa în mediu a o serie de elemente, în

următoarea succesiune a importanţei: apa, glucidele drept sursă de energie, surse de azot, vitamine, săruri minerale.

Drojdia de panificaţie fermentează hexozele sub forma lor dextrogiră, preferând D-glucoza, D-fructoza, D-manoza, D-galactoza în primul rând, apoi fermentează diglucidele. Dintre diglucide fermentează zaharoza şi maltoza. Mai fermentează 1/3 din rafinoză. Nu fermentează pentozele şi lactoza.

Asimilează glucoza, zaharoza şi maltoza. Drept sursă de azot drojdia utilizează sărurile de amoniu şi aminoacizii , primele fiind mai

bine absorbite decât ultimii. Nu asimilează substanţele proteice cu molecule complexe, endopeptidazele drojdiei fiind intracelulare care difuzează greu în exteriorul celulei vii.

Dintre minerale, mai important este mai ales fosforul, dar şi S, Ca, Mg, Fe, Mn. Drojdia absoarbe fosfatul sub formă de anion monovalent H2PO4

- şi nu absoarbe fosfatul bivalent. Fosfatul monovalent provenit din KH2PO4 este absorbit mai bine decât cel provenit din NaH2PO4. Fosforul participă la transmiterea energiei în celule prin intermediul ATP şi ADP.

Sulful, care intră în compoziţia aminoacizilor cu sulf ai celulei, este preluat de drojdie mai ales din sulfatul anorganic.

Pentru creştere, în afară de surse hidrocarbonate, azotate şi minerale, drojdia mai necesită şi anumite substanţe oligodinamice, esenţiale pentru metabolismul ei, numite factori de creştere, din care fac part: biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, acidul nicotinic, piridoxina, riboflavina.

Parametri optimi de activitate Drojdia de panificaţie se dezvoltă optim la 25-300C şi fermentează optim la 350C. Se dezvoltă şi activează în limite largi de pH de la 4 la 6 având capacitatea de a se adapta la

unele modificări ale mediului.

21

Forme de utilizare a drojdiei de panificaţie Drojdia de panificaţie este disponibilă sub mai multe forme: drojdie comprimată (presată),

drojdie uscată şi drojdie lichidă. Drojdia presată şi uscată se obţin în fabrici specializate, iar drojdia lichidă se prepară în fabrica de pâine.

Drojdia comprimată Se obţine prin cultivarea tulpinilor de drojdie pure cu capacitate mare de fermentare pe un mediu nutritiv format din melasă hidrolizată în prealabil cu acid sulfuric diluat, şi săruri minerale, care asigură condiţii optime pentru formarea biomasei de calitate superioară.

Drojdia comprimată (sub formă de calup sau sub formă fărâmiţată) conţine 70-75% umiditate, 15,5% proteine şi 12- 14,5% glucide. Principala sa caracteristică calitativă este puterea de creştere (puterea de dospire).

Un gram drojdie comprimată conţine 7-9. 109 celule de drojdie. Drojdia uscată Se fabrică sub mai multe forme: drojdie uscată activă, drojdie uscată activă

protejată, drojdie uscată activă instant şi drojdie uscată cu proprietăţi reducătoare. Drojdia uscată activă Se obţine prin uscarea drojdiei comprimate. Pentru obţinerea drojdiei

uscate de bună calitate esenţiale sunt: calitatea drojdiei comprimate de la care se pleacă, respectiv tulpina de drojdie folosită iniţial, şi procesul tehnologic de uscare .

În vederea uscării drojdia presată este modelată sub formă de granule sau fidea. Cel mai frecvent, uscarea drojdiei se face cu aer cald având temperatura de 35- 40°C.

Importanţă mare pentru menţinerea puterii de creştere a drojdiei uscate are umiditatea ei. Umiditatea optimă este de 7,5-8,5%, condiţii în care drojdia are o putere de creştere bună

Drojdia lichidă Drojdiile lichide reprezintă o cultură a drojdiilor existente în microbiota făinii de grâu/secară sau a unei drojdii pure sau tehnic pure într-un mediu semifluid preparat din făină şi apă sub protecţia bacteriilor lactice.

Microbiota drojdiilor lichide este formată din drojdii care produc fermentaţia alcoolică şi bacterii care produc fermentaţia acidă.

Aluaturile preparate cu drojdii lichide au aciditate mai mare faţă de cele preparate cu drojdie presată datorită aportului propriu de acizi şi/sau formării mai puternice a acizilor în aluat sub influenţa bacteriilor aduse de acestea. Din acest motiv pH-ul aluatului preparat cu drojdie lichidă se apropie de 5 sau chiar sub acesta (4,7-4,8), faţă de pH-ul aluatului cu drojdie presată care este de circa 5,7. Acest lucru este favorabil pentru proprietăţile reologice ale aluatului, în special pentru cele provenite din făina slabă, respectiv pentru calitatea pâinii, care se obţine cu volum îmbunătăţit, miez elastic şi pori uniformi. De asemenea, pâinea are gust şi aromă mai bune şi durată de prospeţime mai mare.

Drojdiile lichide se pot prepara :

- cu opăreală amară (făină opărită cu extract de hamei); - cu opăreală dulce.

1. 5. Sarea

În panificaţie, sarea se foloseşte la prepararea tuturor produselor, cu excepţia produselor dietetice fără sare. Se foloseşte pentru gust şi cu scop tehnologic. Deoarece influenţează o serie de procese în aluat, este foarte important ca ea să fie complet dizolvată.

Se introduce în faza de aluat sub formă de soluţii saturate sau concentrate, dar şi în stare nedizolvată.

Sarea este disponibilă sub formă granulară sau sub formă de fulgi. Sarea granulară poate avea particule de dimensiuni diferite existând sare grosieră până la

sare fină şi cu diferite grade de puritate.

22

Sarea sub formă de fulgi, cunoscută şi ca sare compactă, se obţine din sarea granulară prin comprimarea sub formă de agregate plate. Datorită suprafeţei sale relativ mari, ea se solubilizează repede.

Pentru panificaţie este economic să se utilizeze sarea de calitate inferioară, grosieră. Impurităţile şi substanţele insolubile în apă se reţin prin filtrarea soluţiei obţinute. Ideal este însă să se utilizeze sarea de granulaţie fină şi cu puritate înaltă.

Deoarece sarea absoarbe cu uşurinţă umiditatea din mediu şi se aglomerează formând bulgări, producătorii tind să adauge sării substanţe care să împiedice acest fenomen. În acest scop sunt folosite ferocianura de sodiu (5-10ppm), silicatul de calciu, fosfatul tricalcic şi silicoaluminatul de sodiu.

Efectul tehnologic al sării Sarea influenţează proprietăţile reologice, activitatea enzimelor şi a microbiotei aluatului. Influenţa sării asupra proprietăţilor reologice ale aluatului Acţiunea tehnologică a sării constă în special, în influenţa pe care o are asupra

proprietăţilor reologice ale aluatului. Adaosul de sare determină reducerea capacităţii făinii de a absorbi apa şi creşterea timpului de formare şi a stabilităţii aluatului

Influenţa sării asupra enzimelor din aluat Adaosul de sare în aluat reduce activitatea enzimelor atât a celor proteolitice cât şi a celor

amilolitice, datorită probabil acţiunii sării asupra părţii proteice a enzimelor. În cazul enzimelor proteolitice, frânarea activităţii lor este sigur că are loc prin creşterea compactităţii proteinelor glutenice şi deci a rezistenţei lor faţă de enzime.Pentru enzimele amilolitice efectul de frânare al sării se manifestă numai în afara zonei de pH optim a acestora.

Influenţa sării asupra microbiotei aluatului Influenţa sării asupra drojdiei Sarea influenţează atât înmulţirea cât şi activitatea fermentativă a drojdiei. La concentraţii mici de sare, de 0,7-0,8%, înmulţirea celulelor de drojdie este stimulată.

Peste această concentraţie procesul este frânat în măsură cu atât mai mare cu cât procentul de sare din aluat este mai mare.

Asupra activităţii fermentative, doza de sare de 1% şi peste această valoare, faţă de masa făinii, frânează activitatea fermentativă a drojdiei odată cu creşterea adaosului de sare. Pentru un adaos de 1% sare cantitatea de gaze formate scade nesemnificativ, cu 5%, pentru 3% sare cu 50%, iar pentru 5% sare fermentaţia practic se opreşte.

Influenţa sării asupra bacteriilor. Sarea este un inhibitor al bacteriilor lactice. Cu cât conţinutul de sare este mai mare, cu atât

activitatea lor este mai slabă. La 4% sare în aluat, bacteriile lactice heterofermentative nu mai acţionează.

Influenţa sării asupra calităţii pâinii Pâinea preparată din făină de calitate medie, fără sare, coaptă pe vatră se obţine aplatizată,

ca urmare a înrăutăţirii proprietăţilor reologice ale aluatului în lipsa sării. În plus, pâinea se obţine cu coajă palidă, deoarece în absenţa sării fermentaţia este mai energică, sunt consumate cantităţi mai mari de glucide, iar în momentul introducerii în cuptor aluatul nu mai conţine cantităţi suficiente de glucide reducătoare pentru a se forma melanoidine în cantităţi suficiente, care să confere culoare cojii. Pâinea preparată cu exces de sare se obţine cu gust sărat, volum redus, miez dens cu porozitate insuficient dezvoltată, coajă intens colorată. Defectele sunt datorate frânării de către sare a activităţii fermentative a drojdiei.

23

1. 6. Zaharurile (îndulcitorii)

În panificaţie se folosesc: zahărul de sfeclă sau de trestie (zaharoza), siropuri de glucoză, mierea de albine. Se introduc în faza de aluat.

Zahărul (zaharoza) este cel mai utilizat la prepararea produselor de panificaţie. Este hidrolizat încă din timpul frământării aluatului de către invertaza drojdiei, la glucoză şi fructoză, astfel că este uşor fermentat de microbiota aluatului, iar la coacere participă la reacţia Maillard de formare a culorii cojii.

Un sortiment de zahăr este zahărul brun. El conţine unele cantităţi de melasă (în esenţă este un zahăr parţial rafinat de trestie de zahăr) care contribuie la îmbunătăţirea gustului pâinii. În acest scop se foloseşte la prepararea pâinii negre şi a pâinii multicereale. Proporţia utilizată este 6-10% faţă de făina prelucrată.

Glucoza este disponibilă sub două forme: solidă şi lichidă. În panificaţie este folosită mai ales sub formă lichidă. Când este introdusă în cantităţi mari ea tinde să cristalizeze în pâine, ceea ce conduce la întărirea miezului şi la apariţia de “pete de zahăr” în coajă.

Siropul de glucoză se obţine prin hidroliza amidonului de porumb. Este disponibil pentru panificaţie sub două forme : siropul de glucoză (normal) şi siropul cu conţinut ridicat de fructoză (izosiropul).

Siropurile de glucoză (normale) sunt caracterizate de echivalentul de dextroză DE. Siropul obişnuit are DE de 42.

Siropurile cu conţinut ridicat de fructoză se obţin din siropurile de glucoză având DE 95 prin izomerizare enzimatică. Se obţine izosiropul, care conţine 42% fructoză, restul fiind glucoză.

Mierea de albine se utilizează la prepararea pâinii din făină integrală pentru intensificarea aromei, fie singură, fie în combinaţie cu zahărul. Un efect perceptibil pentru aroma pâinii se obţine pentru doza minimă de miere de 4% faţă de făina prelucrată.

Efectul tehnologic al zaharurilor (îndulcitorilor) Zaharurile utilizate în panificaţie influenţează însuşirile reologice, ale aluatului, activitatea

drojdiei şi calitatea produsului finit.

Efectul zaharurilor asupra proprietăţilor reologice ale aluatului Introduse în aluat, zaharurile conduc la fluidificarea aluatului, datorită acţiunii de

deshidratare exercitată asupra componentelor făinii. De acea, la folosirea adaosurilor de îndulcire capacitatea de hidratare a făinii scade. Se apreciază că în acest caz scăderea capacităţii de hidratare reprezintă circa 0,5% faţă de cantitatea de glucide introduse.

Adaosul de zaharuri întârzie formarea aluatului.

Influenţa zaharurilor asupra activităţii drojdiei

Prin adaosul de îndulcitori în aluat se măreşte cantitatea de zaharuri fermentescibile. Ca urmare activitatea drojdiei se accelerează. Procesul are loc la adaosuri de maxim 5% peste care activitatea drojdiei este inhibată. Inhibarea se datorează acţiunii de deshidratare a celulei în urma migrării apei din celulă în vederea egalizării presiunilor osmotice interioară şi exterioară.

Plasmoliza se accentuează odată cu creşterea concentraţiei de zaharuri în aluat şi se constată prin reducerea cantităţilor de gaze formate la fermentare.

Influenţa zaharurilor asupra calităţii pâinii

Zaharurile adăugate în aluat contribuie la îmbunătăţirea gustului şi aromei produsului, precum şi la intensificarea culorii cojii datorită participării lor la reacţia Maillard, prin care se formează melanoidine, care colorează coaja.

24

Deoarece drojdia conţine echipament enzimatic de fermentare a glucozei, fructozei şi zaharozei, în aluatul preparat direct ele sunt fermentate înaintea maltozei şi pentru procedee scurte de preparare a aluatului pot contribui esenţial la formarea volumului pâinii.

De asemenea, se îmbunătăţesc porozitatea şi textura produsului, precum şi durata de prospeţime, ca urmare a retenţiei apei de către zaharuri.

1.7. Grăsimile

În panificaţie se folosesc: uleiul de floarea-soarelui sau de soia, margarina, untul, untura, shortening-uri. Se adaugă în faza de aluat.

Uleiurile vegetale sunt preferate din punct de vedere nutriţional pentru conţinutul mare de acizi graşi polinesaturaţi şi pentru faptul că pot fi uşor dozate.

Se utilizează la prepararea aluatului, dar şi pentru ungerea formelor şi a tăvilor de copt, ca atare sau sub formă de emulsie.

Pentru proprietăţile reologice ale aluatului este important ca uleiurile vegetale să fie asociate cu unele cantităţi de grăsimi solide, mai ales cu punct de topire superior temperaturii aluatului.

În panificaţie sunt preferate grăsimile cu punct de topire superior temperaturii aluatului. La folosirea grăsimilor lichide rezultate superioare se obţin atunci când ele se asociază cu grăsimi solide.

Grăsimile se adaugă în faza de aluat. O condiţie esenţială este ca ele să fie dispersate în aluat.

Efectul tehnologic al grăsimilor

Grăsimile influenţează proprietăţile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei şi calitatea pâinii.

Influenţa grăsimilor asupra proprietăţilor reologice ale aluatului

La introducerea grăsimilor în aluat se reduce consistenţa acestuia dacă se menţine constantă cantitatea de apă. Acest lucru se datorează adsorbţiei grăsimilor la suprafaţa globulelor proteice şi a granulelor de amidon, care determină hidrofobizarea lor, însoţită de reducerea capacităţii de a lega apa şi încetinirea hidratării acestora.

Prezenţa unor cantităţi mari de grăsimi poate determina formarea incompletă a glutenului, lipsa unei continuităţi a reţelei proteice în aluat şi ca urmare o elasticitate mică a aluatului, cauzată de reducerea cantităţii de apă absorbită de proteine.

Natura grăsimii utilizate şi calitatea făinii influenţează acest proces. El este mai pronunţat pentru grăsimile lichide.

Aluatul preparat cu adaos de grăsimi este mai extensibil în comparaţie cu aluatul simplu. La doze egale, creşterea extensibilităţi aluatului este mai mare decât în cazul adăugării zahărului.

Adăugarea grăsimilor în aluat îmbunătăţeşte prelucrabilitatea lui mecanică prin reducerea aderenţei la organele de lucru ale maşinilor de prelucrat.

Influenţa grăsimilor asupra activităţii drojdiei

Cantităţi de grăsimi sub 5% faţă de masa făinii nu influenţează procesul de fermentare. În prezenţa unor cantităţi mai mari însă procesul de fermentare este frânat ca urmare a acoperirii parţiale a membranei celulei de drojdie cu o peliculă de grăsime care împiedică schimbul de substanţe nutritive al celulei cu mediul –aluat.

25

Efectul este mai pronunţat la folosirea uleiului vegetal şi a grăsimilor în stare topită. Când sunt folosite în cantităţi mari, procesul de fermentare este oprit aproape complet.

Influenţa asupra calităţii produselor

Grăsimile adăugate în aluat în cantităţi care nu depăşesc 5% din masa făinii, acţionează întotdeauna favorabil asupra calităţii produselor.

Acestea au volum mai mare, porozitate mai fină şi mai uniformă, coajă mai elastică, mai puţin sfărâmicioasă, miez cu elasticitate îmbunătăţită faţă de produsele fără grăsimi.

Grăsimile măresc durata de păstrare a prospeţimii pâinii şi îmbunătăţesc aroma pâinii, o serie de substanţe de aromă avându-şi originea în oxidarea grăsimilor.

1. 8. Laptele şi subprodusele de lapte

Se folosesc laptele integral şi laptele degresat, iar dintre subproduse zerul rezultat la fabricarea brânzeturilor şi zara rezultată la fabricarea untului.

Efectul laptelui şi a subproduselor de lapte în panificaţie

Aceste produse influenţează proprietăţile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei şi calitatea pâinii.

Influenţa asupra proprietăţilor reologice ale aluatului

Cazeina şi sărurile minerale (în special fosfaţii şi sărurile de calciu) ale laptelui influenţează favorabil umflarea glutenului. Se obţine un aluat care este, de obicei, mai rezistent decât aluatul preparat fără lapte. El necesită o durată mai mare de fermentare în cuvă, se prelucrează uşor şi este stabil la dospire. Alături de cazeină şi sărurile minerale, pentru proprietăţilor reologice ale aluatului un rol important îl au şi grăsimile din lapte.

Datorită conţinutului în acid lactic, zerul şi zara îmbunătăţesc proprietăţile reologice ale aluatului.

Influenţa asupra activităţii drojdiei

Laptele şi subprodusele sale constituie medii ideale pentru microorganisme şi de aceea adaosul lor în aluat favorizează dezvoltarea drojdiilor.

Influenţa asupra calităţii pâinii

Adaosul de lapte şi subproduse de lapte în aluat îmbunătăţeşte textura miezului, aroma produsului, intensifică culoarea cojii şi măreşte valoarea nutritivă, în special a pâinii albe, prin aportul în vitamine, săruri minerale, proteine.

Porozitatea produsului este fină şi uniformă din care cauză miezul pare mai deschis la culoare.

Pâinea preparată cu lapte integral se obţine cu volum superior faţă de pâinea preparată cu apă, ca urmare a proprietăţii aluatului de a reţine mai bine gazele de fermentarePorozitatea produsului este fină şi uniformă din care cauză miezul pare mai deschis la culoare.

Datorită prezenţei proteinelor şi a grăsimii din lapte, pâinea îşi păstrează mai bine prospeţimea şi gustul plăcut. Rezultate asemănătoare cu cele obţinute la folosirea laptelui integral se obţin cu lapte degresat dacă în aluat se adaugă grăsimi.

Zerul adăugat în aluat conduce, de asemenea, la produse cu volum îmbunătăţit şi în general calitate superioară a pâinii.

26

1. 9. Ouăle

Se folosesc la prepararea unor produse speciale de panificaţie (cozonac, chec ş.a.). Se pot folosi în stare proaspătă, congelată (melanj de ou) sau sub formă uscată (praf).

Efectul ouălor în panificaţie

Ouăle adăugate în aluat măresc volumul produsului, îmbunătăţesc structura miezului, gustul şi culoarea. Influenţa pozitivă a ouălor asupra calităţii produsului se explică pe baza funcţiilor tehnologice pe care acestea le au.

1. 10. Fibrele alimentare

Fibrele alimentare se prezintă sub două forme: fibre insolubile şi fibre solubile.

În categoria fibrelor insolubile intră fibrele celulozice, tărâţele de cereale, fibrele din pereţii celulari din boabele de soia, de mazăre, din sfecla de zahăr, din citrice.

Din fibrele solubile fac parte gumele, care pot fi vegetale, microbiene, marine.

1. 11. Condimentele

Se folosesc numai pentru sortimentele speciale de pâine. În această categorie intră ceapa şi chimenul. Ele se folosesc pentru gust. Ceapa se foloseşte la sortimentul de pâine cu ceapă sub formă de fulgi de ceapă hidrataţi în prealabil la temperatura camerei timp de circa 30 min, folosind 2,5-3 părţi de apă la 1 parte fulgi de ceapă.

Chimenul se foloseşte în pâinea de secară şi cea obţinută din grâu şi secară.

1. 12. Seminţele uleioase

Aceste seminţe sunt presărate pe suprafaţa produsului.Cele mai utilizate sunt cele de susan şi de mac, a căror aromă se dezvoltă în timpul coacerii prin prăjire. Incorporarea lor în aluat nu se recomandă decât dacă sunt prăjite în prealabil.

1. 13. Conservanţii

Sunt aditivi folosiţi pentru combaterea mucegăirii şi a bolii întinderii a pâinii. Din această categorie fac parte: acetaţii, propionaţii şi sorbaţii.

Dintre acetaţi se foloseşte mai ales oţetul (1-2%), dar şi acetatul de calciu. Au acţiune antibacteriană.

Propionaţii sunt cei mai folosiţi în panificaţie. Dintre aceştia fac parte acidul propionic şi propionatul de calciu. Sunt activi la pH sub 5,5 şi au şi o acţiune de inhibare a drojdiei de panificaţie. Se folosesc în proporţie de 0,2 –0,4 % şi au acţiune antibacteriană şi antifungică. Acidul propionic prezintă inconvenientul că înmoaie aluatul.

Sorbaţii, acidul sorbic şi sorbatul de potasiu au acţiune antifungică. Sunt activi la pH sub 6. Ca şi propionaţii, sorbaţii inhibă şi activitatea drojdiei din aluat, din acest punct de vedere fiind preferat sorbatul de potasiu. Se introduc în aluat, dar se folosesc şi la stropirea produselor la ieşirea din cuptor pentru prevenirea mucegăirii.

27

1.14. Premixurile Premixurile sunt amestecuri care conţin o parte sau toate ingredientele din reţetă, cu excepţia lichidului de hidratare. Ele conţin făină, grăsimi, lapte praf, zahăr, ouă praf, agenţi de afânare, amelioratori de panificaţie, aromatizanţi, condimente, sare.

Se prezintă sub formă pulverulentă sau sub formă de pastă. Componentele lichide cum sunt apa, uneori şi ouăle şi laptele sunt adăugate în momentul preparării aluatului.

Premixurile sunt folosite la prepararea pâinii, a produselor de franzelărie şi de patiserie.

Avantajele utilizării premixurilor

Utilizarea premixurilor prezintă avantaje, care pot fi rezumate astfel: - sunt mai practice: modul de folosire al premixurilor este mai simplu decât atunci când

se foloseşte reţeta clasică; - se câştigă timp, deoarece cea mai mare parte a componentelor reţetei sunt dozate în

premix; - sunt mai sigure, în acest caz erorile de dozare a ingredientelor fiind evitate. In plus,

fabricantul de premixuri are posibilitatea de a alege materiile prime care să conducă la obţinerea de rezultate optime şi de a realiza formule bine echilibrate care să permită toleranţă mare în exploatare;

- sunt economice: datorită simplităţii în utilizare se câştigă timp, deci se economisesc ore de muncă.

1. 15. CONTROLUL CALITĂŢII MATERIILOR ALIMENTARE

Controlul calităţii făinii

Calitatea făinii se controlează prin examen organoleptic, fizico-chimic şi tehnologic. Organoleptic se controlează culoarea, gustul, mirosul, prezenţa impurităţilor minerale

(nisip, praf), infestarea. Culoarea se apreciază prin metoda Pekar, prin comparare cu o probă etalon, pe cale uscată

şi umedă. Gustul şi prezenţa impurităţilor minerale se determină prin mestecarea în gură a unei

cantităţi mici de făină (circa 1g). Prezenţa scrâşnetului în dinţi indică prezenţa în făină a impurităţilor minerale.

Mirosul se stabileşte asupra unei cantităţi mici de făină, care după ce se freacă între palme, se miroase.

Infestarea se pune în evidenţă prin examinarea cu lupa a refuzului de pe sita 4xxx, obţinut în urma cernerii făinii.

Controlul fizico-chimic constă în determinarea indicilor de calitate de care depind principalele proprietăţi tehnologice ale făinii, puterea şi capacitatea de formare a gazelor, cum sunt : conţinutul de proteine/ gluten umed, calitatea acestora , indicele de maltoză, conţinutul de α- amilază.

Conţinutul de proteine (N.5,7)Pentru obţinerea pâinii de calitate, conţinutul de proteine al făinii trebuie să fie min. 10,5%, iar pentru ca să fie panificabilă, făina trebuie să conţină minim 7% proteine.

În unele ţări , în special în Europa, în locul conţinutului de proteine se foloseşte conţinutul de gluten umed.

28

Conform standardului de făină, conţinutului minim de proteine al făinurilor româneşti este de 10,5% s.u., iar cantitatea de gluten umed format este min 24% pentru făina neagră, min 25% pentru făina semialbă şi min 26% pentru făina albă.

Calitatea proteinelor se stabileşte pe baza proprietăţilor reologice ale aluatului şi /sau ale glutenului.

Pentru determinarea proprietăţilor reologice ale aluatului sunt larg folosite metodele empirice, cum sunt metodele farinografică, extensografică, mixografică, alveografică. Pe baza datelor furnizate de aceste metode se pot obţine informaţii asupra calităţii proteinelor glutenice şi se pot stabili corelaţii cu volumul pâinii.

Deformarea glutenului Determinarea se bazează pe relaţia dintre calitatea glutenului şi capacitatea lui de a se deforma atunci când este lăsat în repaus, glutenul deformându-se cu atât mai mult cu cât este de calitate mai slabă. Pentru făinurile panificabile deformarea id are valori de 0-25 mm.

După valorile deformării glutenului făinurile se clasifică astfel: - id≤ 0-5 mm făinuri foarte puternice sau provenite din grâu ars; - 5< id ≤10 mm făinuri foarte bune pentru panificaţie; - 10 < id ≤15 mm făinuri bune pentru panificaţie; - 15 < id ≤20 mm făinuri satisfăcătoare; - 20< id ≤25 mm făinuri nesatisfăcătoare; - id > 25 mm făinuri nepanificabile.

Extensibilitatea glutenului. Metoda se bazează pe relaţia dintre calitatea glutenului şi capacitatea lui de a se întinde. Cu cât glutenul este mai rezistent, mai elastic, cu atât extensibilitatea lui este mai mică.

Clasificarea făinurilor după extensibilitatea glutenului este: - <15 cm făină puternică; - 15- 20 cm făină foarte bună pentru panificaţie; - 20- 35 cm făină bună pentru panificaţie; - 35-45 cm făină satisfăcătoare; - >45 cm făină de calitate slabă.

Indexul glutenic Metoda se bazează pe relaţia dintre calitatea glutenului şi proprietatea lui de a trece printr-o sită standardizată, în condiţii de centrifugare determinate. În funcţie de calitatea glutenului cantitatea acestuia rămasă pe sită va fi diferită. Va fi foarte mică sau chiar zero pentru glutenul de calitate foarte slabă şi va rămâne în întregime pe sită pentru glutenul puternic.

Indexul glutenic are valori de 0-100% şi se calculează cu relaţia:

100×=total umed gluten

sită pe de umed glutenglutenicIndex

Făinurile pentru panificaţie au valori ale indexului glutenic de 65-85%. Făinurile slabe au valori < 60%, iar cele puternice peste 80%.

Indexul glutenic nu se corelează cu indicele de deformare a glutenului, dar se corelează cu presiunea maximă P măsurată la alveograf (r= 0,69), cu energia alveografică w(r= 0,67) şi cu suprafaţa extensogramei (r= 0,73).

Indicele de sedimentare Zeleny Se bazează pe umflarea diferită în soluţie de alcool izopropilic şi acid lactic a făinii în funcţie de cantitatea şi calitatea proteinelor.

Clasificarea făinurilor după acest indice se face astfel: - ≥60 făină foarte puternică; - 59-40 făină puternică; - 39-20 făină de calitate bună pentru panificaţie; - <20 făină de calitate slabă.

29

Între indicii de calitate ai glutenului şi volumul pâinii există corelaţii bune, exprimate prin indicele de corelaţie r, astfel:

- deformarea glutenului/volum pâine, r =-0,731; - extensibilitatea glutenului/volum pâine, r = -0,750; - grad de înmuiere a aluatului (farinograf)/volum pâine, r = -0,824; - rezistenţa aluatului (extensograf)/ volum pâine, r = 0, 738; - suprafaţa extensogramei/ volum pâine, r = 0,866. Capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile Se exprimă cu ajutorul indicelui de

maltoză (im). - im = 2-2,5% făină cu capacitate bună de a forma glucide fermentescibile; - im<1,5% făină cu capacitate mică de a forma glucide fermentescibile; - im>2,5 % făină cu capacitate mare de a forma glucide fermentescibile. Cifra de cădere (Falling number) Dă indicaţii asupra activităţii α- amilazei din făină.

Determinarea se bazează pe reducerea vscozităţii gelului de făină cu atât mai mult cu cât activitatea α- amilazei din făină este mai mare şi respectiv reducerea timpului de cădere a unei tije metalice în gelul preparat în condiţii strict reglementate. Se exprimă în secunde.

Valoarea acestui indice clasifică făinurile astfel: - ic< 160 s făinuri bogate în α- amilază; - ic = 220-280 s făinuri cu conţinut normal de α – amilază; - ic>300 s făină săracă în α- amilază. Standardele ISO nu admit grâne cu ic< 160 s. Maximul de vâscozitate determinat amilografic Metoda se bazează pe măsurarea

vâscozităţii maxime a unui gel obţinut dintr-o suspensie de făină şi apă încălzită în condiţii controlate. Maximul de vâscozitate este funcţie de capacitatea de gelatinizare a amidonului şi de activitatea α- amilazei din făină . Se exprimă în unităţi amilografice (U.A.).

Valoarea acestui indice clasifică făinurile astfel: - ηmax< 200 U.A.făină bogată în α- amilază, pâinea se obţine cu miez umed, neelastic. - ηmax = 200-500 U.A. făină normală - ηmax> 500 U.A. făină săracă în α-amilază, pâinea se obţine cu miez uscat Controlul tehnologic Se realizează prin proba de coacere. Este metoda cea mai sigură şi

cea mai completă de determinare a proprietăţilor tehnologice ale făinii. Aprecierea calităţii făinii prin această metodă se face pe baza calităţii pâinii obţinute. Calitatea pâinii se determină organoleptic şi pe baza unor indicatori fizici, cei mai importanţi fiind randamentul volumetric(volumul pâinii, în cm3, obţinută din 100 g făină), raportul înălţime / diametru(h/d) pentru pâinea rotundă coaptă pe vatră, porozitatea şi structura porozităţii.

Calitatea făinii de secară caracterizată prin lipsa capacităţii de a forma gluten şi prin activitatea α-amilazică mare, se face pe baza indicatorilor care exprimă activitatea α-amilazei, cifra de cădere şi maximul de vâscozitate amilografic, precum şi prin proba de coacere.

Cifra de cădere (Falling number) După valoarea acestui indice, făina de secară se clasifică astfel: - ic< 70s făină cu conţinut excesiv de α- amilază; - ic = 100-120s făină cu conţinut normal de α- amilază; - ic> 150s făină săracă în α-amilază. Maximul de vâscozitate determinat amilografic După valoarea acestui indice, făina de secară se clasifică astfel: - ηmax < 250 U.A făină nesatisfăcătoare (exces de α-amilază); - ηmax = 250- 600 U.A făină satisfăcătoare, bună; - ηmax > 600 U.A făină foarte bună.

30

Proba de coacere Ca şi la făina de grâu, valoarea de prelucrare a făinii de secară se stabileşte cel mai bine prin proba de coacere. Metoda folosită în acest caz se deosebeşte esenţial de cea folosită la făina de grâu, caracteristica principală fiind durata mare a procesului tehnologic, impusă de necesitatea atingerii unor valori mari de aciditate.

Pentru pâine şi produsele de panificaţie conţinutul de proteine este unul dintre cei mai importanţi indici calitativi ai făinii .

Conţinutul optim de proteine al făinii variază cu tehnologia de preparare a aluatului şi cu produsul care se fabrică. Pentru pâinea obişnuită acesta este de 10-13%, pentru sortimentele de pâine preparate cu aluat refrigerat sau congelat, pentru pâinea mixtă (amestec de făină de grâu şi făină de secară), pâinea multicereale, pâinea cu fibre şi produsele cu adaosuri de materii auxiliare, acest conţinut este mai mare (tab. 1.3.).

Pentru pâine şi produsele de panificaţie conţinutul de proteine este unul dintre cei mai importanţi indici calitativi ai făinii.

Tabel 1.3. Limite optime pentru indici de calitate ai făinii destinată fabricării pâinii şi produselor de panificaţie

Indici de calitate ai făinii Pâine Pâine

toast

Pâine fran-ceză

Pâine mixtă din grâu şi secară

Pâine din aluat congelat

Produse de fran-zelărie

Specia-lităţi

Rulouri, cornuri

Proteine (N.5,7) [%]

10-13 12,5-13,5

11-13 12-13,5 12-13 10-13 11,5-13 11,5-12,5

Gluten umed, [%] 27-32 29-33 - 27-29 - 27-32 - - Deformare gluten,[mm ]

7-10 7-10 7-10 7-10 5-7 7-10 7-9 7-9

Extensibilitate gluten, [cm]

21-26 - - 20-23 18-21 21-26 20-25 20-23

Indice sedimentare, [ml]

27-33

28,33

-

17-21

-

27-33

-

-

Farinograf -capacitate de hidratare, [%] - timp de formare, [min] - stabilitate, [min] -înmuiere, [U.F.]

55-62 1-3 3-6 60-80

55-57 1-3 3-6 50-70

- - - -

- - 6-7 50-60

52-55 4-8 7-8 40-50

50-56 1-3 3-6 60-80

- 4-8 5-6 40-50

59-64 4-8 5-6 40-60

Extensograf (după 135 min) -rezistanţă max.,[UB] -raport Rmax/E -suprafaţa curbei , [cm2]

280-370 2-2,5 60-100

- - >80

- - -

- - 70-85

- - 90-100

300-370 - >60

- - >80

- - >80

Conţinutul optim de amidon deteriorat din făina pentru pâine şi produse de franzelărie este

de 5,5-8,5%. El creşte pentru făina destinată preparării cozonacului şi scade pentru aluaturile congelate. O variaţie inversă o are cifra de cădere. Are valori mai mici în făina pentru pâine şi valori mai mari în făina pentru cozonac, aluaturi congelate şi refrigerate, pâinea multicereale, specialităţi.

Controlul calităţii apei

În industria panificaţiei asupra apei se face numai un control sumar, bazat pe caracterele organoleptice. Se determină culoarea, aspectul, transparenţa, mirosul, gustul şi impurităţile vizibile. Apa pentru panificaţie trebuie să fie perfect transparentă, incoloră, fără sediment, iar gustul şi mirosul se admit să fie foarte slabe şi cel mult perceptibile de o persoană experimentată.

31

Mirosul se determină asupra unei probe de apă (100-150ml)încălzită într-un vas închis până la 40-500C. Gustul se determină la o probă încălzită la 300C.

Controlul calităţii drojdiei

Calitatea drojdiei comprimate se apreciază prin examen organoleptic privind aspectul, culoarea, consistenta, mirosul şi gustul şi prin determinarea puterii de creştere (de dospire conform STAS) şi uneori şi a umidităţii (tabel 1.4.).

Puterea de creştere este principala caracteristică calitativă a drojdiei. Ea se defineşte prin timpul de ridicare a unui aluat până la înălţimea de 7 cm într-o formă de dimensiuni date (metoda STAS), sau prin timpul de ridicare la suprafaţa apei a unei bile de aluat introdusa intr-un pahar cu apa (metoda bilei).

În ambele cazuri aluatul se prepară şi se termostatează în condiţii stabilite de metodă. Calitatea drojdiei lichide se controlează organoleptic si prin determinarea acidităţii şi

puterii de creştere.

Tabel 1.4. Aprecierea calităţii drojdiei pe baza puterii de creştere (dospire)

Puterea de creştere a drojdiei, [minute], max. Drojdie comprimata Drojdie lichida cu hamei

Calitatea drojdiei

Metoda STAS Metoda bilei Metoda bilei Foarte buna 60-70 10-15 20 Buna 90 15-22 20-35 Satisfăcătoare 110 22-30 35-40

Controlul calităţii sării

Calitatea sării se stabileşte prin control organoleptic privind gustul, mirosul, culoarea, corpurile străine.

Controlul calităţii zahărului, grăsimilor, laptelui şi ouălor

Zahărul, grăsimile, laptele se controlează organoleptic apreciindu-se aspectul, culoarea, gustul, mirosul, pentru grăsimile solide şi consistenta iar pentru ouă şi mirosul. Pentru ouă se mai controlează la ovoscop caracteristicile interioare, camera de aer, aspectul gălbenuşului şi al albuşului.

1.16.Test de autoevaluare

1. Care este compoziţia chimică a făinii de grâu. 2. Descrieţi compoziţia şi structura proteinelor din grâu. 3. Care sunt lipidele făinii. 4. Care este compoziţia biochimică a făinii. 5. Care sunt însuşirile fizice,chimice şi coloidale ale făinii.

6. Care sunt proprietăţile de panificaţie ale făinii. 7. Ce ştiţi despre drojdia de panificaţie. 8. Enumeraţi indicii de calitate ai făinii.

32

2. DEPOZITAREA, PREGĂTIREA ŞI DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE

2.1. DEPOZITAREA MATERIILOR ALIMENTARE

Pentru asigurarea continuităţii producţiei independent de condiţiile de aprovizionare, în fabricile de pâine se creează stocuri de materii prime şi auxiliare. Acestea se depozitează în condiţii care să le asigure păstrarea calităţii până la intrarea în fabricaţie.

DEPOZITAREA FĂINII

Depozitarea făinii se face în două scopuri: - asigurarea unui depozit tampon, care să preia oscilaţiile în aprovizionarea cu făină,

cantitatea de făină depozitată depinzând de condiţiile locale, respectiv distanţa de la care se aprovizionează şi modul de transport. Depozitul are în acest caz o capacitate pentru circa 6 zile de fabricaţie;

- asigurarea maturizării făinii, atunci când moara furnizoare livrează făină nematurizată şi în acest caz depozitul are o capacitate pentru circa 14 zile fabricaţie.

Procese care au loc în timpul depozitării făinii

In făina proaspăt măcinată, supusă depozitării, are loc un complex de procese care-i modifică calitatea. In funcţie de proprietăţile iniţiale ale făinii, de durata şi de condiţiile de păstrare, calitatea făinii poate să se îmbunătăţească sau să se înrăutăţească. Atunci când la depozitare proprietăţile tehnologice ale făinii se îmbunătăţesc, procesul se numeşte maturizare.

Potrivit concepţiei actuale, maturizarea este înţeleasă ca îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale glutenului şi aluatului, de care este legată îmbunătăţirea calităţii pâinii. Se acceptă unanim că această îmbunătăţire se datorează oxidării grupărilor sulfhidril din structura proteinelor glutenice cu formarea de legături disulfidice. De asemenea, sunt oxidate grupările sulfhidul din structura activatorilor proteolizei, substanţelor reducătoare, dintre care cel mai important este glutationul, şi din structura enzimelor proteolitice sensibile la oxidare.

In maturizarea naturală a făinii rolul principal în acest proces de oxidare îl au acizii graşi polinesaturaţi liberi rezultaţi prin hidroliza lipidelor făinii, care în prezenţa oxigenului din aer şi a enzimei lipoxigenaza, prezentă în făină, sunt oxidaţi la hidroperoxizi. În acest proces de peroxidare se formează intermediar radicali peroxidici liberi foarte activi, care intervin în oxidarea grupărilor sulfhidril. Aceşti radicali intervin şi în oxidarea pigmenţilor făinii, printr-o reacţie cuplată, determinând albirea ei.

Este posibil ca şi alte sisteme de oxido-reducere prezente în bob şi în făină să intervină în acest proces de oxidare.In sprijinul acestei explicaţii vin observaţiile care arată că în absenţa oxigenului, făina nu-şi modifică culoarea şi proprietăţile tehnologice la depozitare, dar aceste modificări se produc în prezenţa unor oxidanţi.

Durata de maturizare naturală a făinii depinde de: calitatea iniţială a făinii, extracţia şi umiditatea ei, temperatura din depozit, aerarea. Cu cât calitatea făinii este mai slabă, extracţia şi umiditatea mai mici şi temperatura din depozit mai scăzută, cu atât durata de maturizare este mai mare. Păstrarea făinii iarna în depozite neîncălzite opreşte practic procesul de maturizare. Maturizarea făinii este accelerată la 25-450C.

Accesul aerului la făină accelerează maturizarea. Transportul pneumatic al făinii accelerează maturizarea de 1-2 ori faţă de alte sisteme de transport. Recircularea făinii în celulele de siloz are acelaşi efect. Condiţiile optime pentru accelerarea maturizării sunt: recircularea timp de 6 ore cu un consum specific de aer de 3 m3/t oră şi o temperatură de 26-270C.

33

Făinurile de extracţie mici ating optimul proprietăţilor lor tehnologice după 1,5-2 luni, iar cele de extracţii mari după 3-4 săptămâni. O depozitare a făinii după măcinare de 14-20 zile se consideră acceptabilă.

Accelerarea maturizării făinii Maturizarea naturală a făinii este un proces cu consum mare de timp şi spaţii de depozitare.

Pentru scurtarea acestui proces s-au căutat căi şi mijloace pentru accelerarea lui. In acest scop s-a avut în vedere esenţa procesului de maturizare naturală a făinii, care constă într-un proces de oxidare a grupărilor –SH din proteine, enzime proteolitice şi activatori ai proteolizei, pe care le trec în legături disulfidice, modificându-se astfel proprietăţile tehnologice ale făinii.

S-au conturat următoarele căi de accelerare a maturizării făinii: - încălzirea aerului folosit la transportul pneumatic al făinii; - tratarea făinii cu agenţi de oxidare, cel mai folosit în acest scop fiind azodicarbonamida

în proporţie de 5-20 ppm, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii, doza maximă admisă fiind de 45 ppm.

Deoarece azodicarbonamida este activă numai în prezenţa apei, acţiunea ei se manifestă în aluat. Acest lucru permite obţinerea efectelor maturizării fără să fie necesară depozitarea făinii. Azodicarbonamida nu are efect de albire, ea neacţionând asupra pigmenţilor făinii. Atunci când se doreşte şi deschiderea culorii făinii, azodicarbonamida se asociază cu peroxidul de benzoil în proporţie de 30–100 ppm. Efectul lui se manifestă lent, de aceea, în acest caz sunt necesare 1–3 zile de păstrare a făinii, pentru ca peroxidul de benzoil să-şi exercite efectul.

Agenţii de albire nu au efect asupra pigmenţilor din tărâţe, astfel că făina de extracţie mare nu poate fi albită.

Metode de depozitare a făinii

Depozitarea făinii se face în saci şi în vrac. Depozitarea în saci se practică în secţiile de capacităţi mici şi mijlocii, iar depozitarea în

vrac la secţiile de capacitate mare. Depozitarea în saci se face în încăperi unde trebuiesc asigurate condiţii de temperatură şi

umiditate relativă: temperatură de 10 – 20°C şi umiditate relativă de 50–60%.Sacii cu făină se aşează în stive pe grătare de lemn, care permit accesul aerului la făină.

Stivele se formează din acelaşi tip de făină, provenite din acelaşi măciniş, de la aceeaşi moară şi cu aceiaşi indici calitativi. Fiecare stivă se identifică prin fişa lotului, în care sunt trecute date privind provenienţa şi calitatea făinii.

Depozitarea în vrac se face în celule de siloz, care pot fi metalice sau din beton armat.

DEPOZITAREA DROJDIEI Depozitarea drojdiei presate Drojdia presată este un produs uşor alterabil. Principalii factori de care depinde stabilitatea

la păstrare sunt calitatea ei şi temperatura de depozitare. Drojdia se păstrează optim în condiţii de refrigerare, la temperatura de 2–4°C.

Drojdia presată (30% s.u., 9% azot la s.u.) îşi reduce activitatea cu 10% în timpul refrigerării la 4°C în 4 săptămâni. La prelungirea duratei de păstrare peste acest timp, activitatea ei scade accentuat.

Refrigerarea nu previne dezvoltarea mucegaiurilor la suprafaţa calupului de drojdie, dacă ea este depozitată un timp mai lung.

Drojdia cu putere fermentativă “înaltă” este mai stabilă la păstrare faţă de drojdia “normală”. Ea îşi poate menţine puterea de creştere până la o lună în condiţii de păstrare optime, la max. 10°C, ideal la 4°C, şi până la 2 săptămâni la 20°C. La 35°C stabilitatea nu se menţine decât max. 24 ore.

34

Depozitarea drojdiei uscate Drojdia uscată nu reclamă spaţii refrigerate de păstrare, dar depozitarea la temperaturi

scăzute şi păstrarea în pachete închise ermetic, sub vacuum sau în atmosferă de gaz inert îi măresc stabilitatea. Scăderea activităţii drojdiei uscate este accelerată de temperaturi înalte şi de prezenţa oxigenului.

Depozitarea drojdiei lichide Drojdia lichidă se păstrează în vase curate, în locuri răcoroase. Nu se recomandă păstrarea

drojdiei lichide mai mult de 24 ore.

DEPOZITAREA SĂRII ŞI A ZAHĂRULUI Sarea şi zahărul sunt produse higroscopice care absorb cu uşurinţă umiditatea din aer. De

aceea, se depozitează în spaţii închise, ferite de umezeală (ϕ =50–60%). Depozitarea se face în saci aşezaţi pe grătare de lemn.

DEPOZITAREA ULEIULUI ŞI A GRĂSIMILOR Uleiul se păstrează în bidoane, ferite de lumină şi în încăperi răcoroase. Grăsimile uşor

alterabile (untul, margarina, ouăle ş.a.) se păstrează în spaţii frigorifice (dulapuri sau camere frigorifice).

2.2. PREGĂTIREA MATERIILOR ALIMENTARE

Operaţiile de pregătire au drept scop aducerea materiilor prime şi auxiliare într-o stare

fizică corespunzătoare pentru a fi introduse la prepararea aluatului. Ele sunt specifice fiecărei materii prime şi auxiliare.

Pregătirea făinii Amestecarea Se amestecă făinuri de acelaşi tip, dar de calităţi diferite. Scopul operaţiei este

obţinerea unui lot de făină cu proprietăţi tehnologice omogene, care să permită menţinerea parametrilor tehnologici cât mai mult timp şi obţinerea pâinii de calitate constantă. Procesarea făinurilor de calităţi diferite impune modificarea parametrilor tehnologici, ceea ce nu întotdeauna este posibil, iar pâinea se obţine de calitate variabilă.

Amestecarea urmăreşte compensarea defectelor unei făini cu calităţile altei /altor făini şi se poate realiza pe mai multe criterii: cantitatea şi calitatea glutenului/proteinelor, capacitatea de formare a gazelor, capacitatea de închidere a culorii în timpul procesului tehnologic. Cel mai frecvent amestecarea făinurilor se realizează pe baza cantităţii sau calităţii glutenului/proteinelor. Proporţia amestecurilor se stabileşte pe baza analizelor de laborator şi a rezultatelor probei de coacere folosind metoda mediei ponderate.

Cernerea făinii urmăreşte îndepărtarea impurităţilor grosiere ajunse accidental în făină după măcinare, în timpul transportului şi depozitării (sfori, bucăţi de hârtie etc.) care nu trebuie să ajungă în produs.

În acelaşi timp, prin cernere făina se afânează şi se aeriseşte.

Încălzirea făinii se face în timpul iernii şi urmăreşte aducerea ei la temperatura de 15-20°C. Acest lucru permite prepararea aluatului cu temperatura optimă fără să fie necesară încălzirea apei la temperaturi superioare valorii de 45°C, care ar conduce la denaturarea termică a proteinelor glutenice, însoţită de pierderea proprietăţilor lor funcţionale.

În secţiile de capacităţi mici şi medii, încălzirea făinii se face prin menţinerea ei timp de 16 – 24 ore în depozitul de zi, care este încălzit. În secţiile de capacitate mare, cu depozitarea în vrac

35

a făinii şi transportul ei prin fluidizare, încălzirea se realizează prin utilizarea aerului cald la transportul făinii.

Pregătirea apei

Pregătirea apei pentru prepararea aluatului constă în aducerea ei la temperatura necesară, astfel încât la sfârşitul frământării semifabricatele (prospătura, maiaua şi aluatul) să aibă temperatura optimă. Aceasta constă în încălzirea sau, după caz, în răcirea ei.

Încălzirea apei se poate realiza pe două căi: - prin amestecarea apei reci, de la reţeaua de alimentare, cu apa caldă adusă în prealabil

la temperatura de circa 60°C; - prin barbotare de abur de joasă presiune în apa rece.

Pregătirea drojdiei

Pregătirea drojdiei presate Suspensionarea drojdiei urmăreşte repartizarea cât mai uniformă a celulelor de drojdie în

masa aluatului, pentru asigurarea unei fermentaţii omogene. Suspensionarea se realizează prin amestecarea drojdiei cu apa caldă (30 - 35°C) în proporţii

drojdie/apă de 1:3; 1:5; 1:10, sub influenţa agitării timp de câteva minute. Filtrarea suspensiei de drojdie se face utilizând un filtru grosier şi are ca scop reţinerea

impurităţilor ajunse accidental în suspensie (cel mai adesea bucăţi de hârtie din ambalajul pachetelor de drojdie).

Activarea drojdiei Se aplică pentru îmbunătăţirea performanţelor ei tehnologice. Activarea drojdiei de panificaţie are ca scop adaptarea ei la mediu-aluat, unde condiţiile de

viaţă ale celulei sunt diferite de cele din mediul de cultură din fabricile de drojdie. Drojdia de panificaţie este cultivată în fabricile de drojdie în condiţii puternic aerobe, când

celula de drojdie îşi procură energia necesară vieţii prin metabolizarea glucidelor pe cale aerobă, prin respiraţie.

Introdusă în aluat, ea ajunge în condiţii aproape anaerobe în care principalul glucid fermentescibil este maltoza, ceea ce impune o reconstituire a echipamentului enzimatic iar consumul glucidelor se realizează pe cale glicolitică (fermentativă).

Drojdia de panificaţie conţine \ nu urme de maltază şi maltopermează. Din această cauză ea are nevoie de un timp de adaptare care să-i permită sinteza acestor enzime implicate în fermentarea maltozei. Sinteza lor are loc în prezenţa substratului, a maltozei, iar furnizorul de energie este glucoza.

Studiul adaptării drojdiei la condiţiile mediului- aluat a arătat că adaptarea are loc în două etape:

- prima etapă constă în adaptarea la mediul anaerob, când are loc trecerea de la procesul respirator la cel fermentativ. Acest proces este foarte rapid şi are loc din momentul introducerii drojdiei în apa pentru prepararea suspensiei, înainte ca ea să ajungă în aluat, lucru care se datorează faptului că drojdia este facultativ anaerobă, astfel că în funcţie de condiţii ea îşi poate schimba metabolismul de la o cale oxidativă la una fermentativă şi invers (enzimele de respiraţie şi cele de fermentaţie sunt permanent sintetizate de celulă);

- a doua etapă constă în adaptarea drojdiei la fermentarea maltozei, proces care are o durată mare, de 2 – 4 ore.

Activarea prealabilă a drojdiei urmăreşte scurtarea acestei perioade de adaptare la fermentarea maltozei în scopul scurtării duratei de fermentare a aluatului.

În principiu, activarea se realizează prin introducerea drojdiei într-un mediu nutritiv fluid, optim din punct de vedere al compoziţiei pentru nutriţia drojdiei şi menţinerea în acest mediu 30–90 min şi chiar 2–3 ore la temperatura de 30–35°C. Experimental s-a stabilit că mediul

36

nutritiv trebuie să conţină glucide fermentescibile, ca sursă de carbon, azot asimilabil, elemente minerale, în special azot şi fosfor, vitamine.

Metode de activare Activarea drojdiei se face pe medii nutritive, care trebuie să conţină, ca şi în metodele

anaerobe, glucide fermentescibile, azot asimilabil, elemente minerale (azot, fosfor), vitamine. Se folosesc două categorii de metode de activare a drojdiei: metode anaerobe şi metode

aerobe. Parametri optimi de activare Pe lângă compoziţia mediului, pentru activarea drojdiei sunt importanţi şi o serie de

parametri: - concentraţia drojdiei în mediu; cu cât aceasta este mai mică, cu atât efectul de activare

este mai mare; în general, ea trebuie să fie sub limita de concentraţie la care se inhibă înmulţirea drojdiei (2 %);

- diluţia mediului se consideră optimă pentru umiditatea de 75–78 %; - pH –ul optim este de 4,4 – 5,7; - temperatura optimă de 30 – 35°C; - durata de menţinere a drojdiei în mediul de activare, în medie 2 ore. Efectul activării drojdiei Folosirea drojdiei activate în prealabil permite: - reducerea consumului de drojdie cu 20 – 25 %; - scurtarea duratei de fermentare a semifabricatelor; - îmbunătăţirea calităţii pâinii; Efectul activării este cu atât mai important cu cât drojdia este de calitate mai slabă şi cu cât

doza ei în aluat este mai mică. Se admite că, în timpul activării nu are loc procesul de înmulţire a drojdiei.

Instalaţii pentru prepararea suspensiei de drojdie În principiu, instalaţiile de capacitate mică, constau dintr-un rezervor, de regulă de formă

cilindrică, unde se introduce apa cu temperatura de 30-35°C şi drojdia, şi se supun agitării. Diferitele tipuri constructive diferă între ele prin construcţia sistemului de agitare. Rezervoarele mai sunt prevăzute cu scală de nivel pe care se citeşte cantitatea de apă introdusă, termometru de control a temperaturii apei, racord pentru evacuarea suspensiei de drojdie (fig.2.7.).

Rezervorul pentru suspensionarea drojdiei se confecţionează din material inoxidabil.

Fig.2.7.. Instalaţii de mică capacitate pentru suspensionarea

drojdiei cu paletă agitatoare 1-rezervor; 2- paletă agitatoare; 3- racord de evacuare a suspensiei de drojdie; 4- scală de nivel; 5- termometru; AC-apă caldă; AR – apă

rece

37

Pregătirea sării

Dizolvarea Sarea cu solubilitate redusă, pentru o distribuţie cât mai uniformă în masa aluatului, este dizolvată în apă. Soluţia de sare se prepară ca soluţie concentrată, a cărei concentraţie este sub concentraţia de saturaţie, sau ca soluţie saturată.

Instalaţii pentru prepararea soluţiei de sare Obţinerea soluţiei de sare se poate face prin două procedee: procedeul discontinuu cu

agitare şi procedeul continuu cu coloană. Instalaţie de preparare a soluţiei de sare prin procedeul discontinuu cu agitare.

Fig.2.8. Instalaţie de preparare a soluţiei de sare cu agitare.

1- rezervor de dizolvare; 2- ax agitator; 3- scală de nivel; 4- filtru; 5- pompă; 6- conductă de

recirculare; 7- rezervor-tampon; 8- conductă de trimitere în producţie a soluţiei de sare .

Prin acest procedeu se obţin

soluţii de sare cu concentraţia sub concentraţia de saturaţie.

În principiu, instalaţia de preparare discontinuă a saramurii constă dintr-un recipient prevăzut cu ax agitator(fig. 2.8.), unde se prepară soluţia de sare, şi un rezervor tampon, unde este depozitată soluţia preparată. Unele instalaţii mai sunt prevăzute cu o pompă care recirculă apa din recipientul de dizolvare, ajutând alături de agitare, la dizolvarea sării. De asemenea, ele pot fi prevăzute cu sisteme de ridicare a sării la înălţimea recipientului de dizolvare (şnec înclinat ).

Pregătirea zahărului

Zahărul se introduce în aluat în stare dizolvată. Dizolvarea se face cu apă având temperatura de 30°C şi agitare. Pentru îndepărtarea impurităţilor ajunse accidental în soluţie, aceasta se filtrează.

Pregătirea grăsimilor

Grăsimile lichide se folosesc ca atare .După caz, ele pot fi încălzite. Grăsimile solide se aduc prin încălzire într-o stare plastică, care le asigură repartizarea uniformă în masa aluatului.

Grăsimile, în special uleiurile vegetale, pot fi introduse în aluat sub formă de emulsie. Se asigură astfel o distribuţie îmbunătăţită a grăsimii în aluat însoţită de creşterea volumului pâinii, structură superioară a porozităţii şi culoare mai deschisă a miezului.

Emulsia se obţine din ulei (45–50 %), apă (40–50 %) şi emulgator (5–7 %). În calitate de emulgator se pot folosi lecitina sau monogliceridele.

Emulsiile de ulei-apă se folosesc şi pentru ungerea formelor şi a tăvilor de copt (emulsii de desprindere). Pot fi folosite emulsii ce conţin 20-35% ulei, 4-7% emulgator, 63-75% apă.

Instalaţii pentru obţinerea emulsiei de grăsimi Instalaţie cu agitator În secţiile de mică capacitate, emulsia de grăsimi se poate obţine într-un rezervor prevăzut

cu ax cu palete, dizolvarea emulgatorului în ulei făcându-se separat (fig.2.9.). Foarte importantă este respectarea ordinii de introducere a componentelor şi a turaţiei axului agitator.

38

Fig.2.9. Instalaţie cu agitator pentru obţinerea emulsiei de grăsimi

1- rezervor; 2- ax agitator

Pe acest principiu pot funcţiona şi instalaţii cu capacitate mare.

Pregătirea laptelui praf

Laptele praf se poate folosi ca atare, dar rezultate superioare se obţin dacă este dizolvat în prealabil în apă cu temperatura de 40°C (1 parte lapte praf şi 3–4 părţi apă).

Pregătirea ouălor

Ouăle întregi proaspete se supun dezinfectării şi spălării în vederea reducerii încărcării microbiene. Dezinfectarea se face cu soluţie de clor 2% timp de 5 – 10 min. şi soluţie sodată 20%, urmată de spălare cu apă 5 – 6 min. Se execută în bazine speciale.

Se introduc în aluat după o batere prealabilă, singure sau în amestec cu apa (raport 1:1). Melanjul congelat înainte de utilizare se decongelează şi apoi se filtrează. În vederea

omogenizării în aluat se amestecă cu apă caldă în raport 1:1. Praful de ouă se amestecă cu apă caldă având temperatura de 40 - 45°C (1 parte ouă praf - 3

părţi apă), se omogenizează prin agitare şi apoi se filtrează. Optim este ca hidratarea ouălor să dureze o oră.

2.3. DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE

Scopul operaţiei de dozare este obţinerea aluatului cu proprietăţi reologice optime şi a compoziţiei corespunzătoare produsului.

DOZAREA FĂINII

Este o operaţie simplă, dar se realizează greu datorită proprietăţilor acesteia, în special proprietăţii de a se asocia şi de a adera la suprafaţa aparatelor de dozat, precum şi datorită valorilor mari ale unghiurilor de taluz natural şi de frecare internă. Variaţii mici ale umidităţii produc variaţii mari ale proprietăţilor făinii.

Dozatoare de făină Dozatoarele de făină pot avea funcţionare discontinuă sau funcţionare continuă şi pot

realiza dozarea pe principiul gravimetric sau volumetric. Dozatoare discontinui de făină. Deservesc malaxoare cu funcţionare discontinuă şi

funcţionează pe principiul gravimetric. În mod obişnuit ele au în componenţă câte un recipient cilindric care se sprijină prin patru cuţite pe un sistem de pârghii. Alimentarea dozatorului cu

39

făină se face dintr-un rezervor de făină, cu o capacitate mai mare decât doza maximă, prin intermediul unui şnec sau a unei ecluze.

Dozatoare continui de făină Deservesc malaxoare cu funcţionare continuă şi realizează dozarea pe principii volumetric sau gravimetric.

În principiu, ele sunt instalaţii de transport (bandă, şnec) sau de transfer (ecluză) al căror debit se reglează prin modificarea coeficientului de încărcare sau prin modificarea turaţiei.

DOZAREA APEI Apa se introduce la prepararea aluatului într-o anumită cantitate şi cu o anumită

temperatură, determinate de calitatea făinii.

Dozatoare de apă Sunt instalaţii cu care se măsoară cantitatea de apă introdusă la frământare şi în multe

cazuri, realizează şi aducerea apei de dozat la temperatura dorită. În funcţie de malaxorul pe care-l deservesc, dozatoarele de apă pot fi cu funcţionare

continuă sau cu funcţionare discontinuă, iar după principiul de dozare pot fi gravimetrice sau volumetrice, cele mai utilizate fiind cele volumetrice.

Realizează dozarea volumului dorit de apă şi în acelaşi timp încălzirea apei la temperatura necesară. Pot fi:

- dozatoare discontinue (cu debitmetru,cu termoreglare); - dozatoare continui (cu vase de nivel constant).

DOZAREA DROJDIEI Suspensia de drojdie se dozează în funcţie de cantitatea de drojdie ce trebuie introdusă în

aluat şi de concentraţia ei. Dozatoarele primesc suspensia de drojdie de la instalaţia de preparare a suspensiei şi

măsoară volumul ce trebuie dozat. Se folosesc, în general, instalaţii de construcţie asemănătoare cu cele folosite la dozarea

apei: dozatoare tip rezervor (cu vase de măsură) pentru malaxoare cu funcţionare discontinuă şi dozatoare continue cu vas de nivel constant, pentru malaxoare cu funcţionare continuă.

DOZAREA SĂRII Soluţia de sare se dozează în funcţie de cantitatea de sare ce trebuie introdusă în aluat şi de

concentraţia ei. Dozatoarele primesc soluţia de sare de la dizolvatorul de sare şi măsoară volumul necesar

pentru dozare.Se pot folosi instalaţiile de dozare pentru prepararea apei: dozatorul-rezervor (cu vas de măsură) pentru malaxoarele discontinui şi dozatoare cu vas de nivel constant, pentru malaxoarele continui.

2.4.Test de autoevaluare

1. Descrieţi procesele care au loc la depozitarea făinii. 2. Care sunt condiţiile de depozitare ale drojdiei. 3. Descrieţi operaţiile de pregătire ale făinii. 4. Care sunt metodele de pregătire ale drojdiilor. 5. Descrieţi instalaţiile de pregăzire şi dozare ale sării.

40

3. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC ŞI METODE DE PREPARARE A ALUATULUI

3.1. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC Procesul tehnologic de fabricare a pâinii constituie un ansamblu de operaţii, în urma

cărora materiile alimentare sunt transformate în produs finit.

Schema de operaţii unitare (fig.3.10.) reprezintă succesiunea operaţiilor tehnologice care se desfăşoară în procesul de preparare a pâinii.

F ã in a A p a D r o j d i e S a r e M a t e r i i a u x i l ia r e

R e c e p t i e c a l i t a t i v ã s i c a n t it a t iv ã

D e p o z i t a r e

P r e g ã t i r e

D o z a r e

F r a m â n t a r e a l u a t

C o n t r o l,d e p o z it a r e ,

p r e g ã t ir e ,d o z a r e

F e r m e n t a r e a lu a t

R e f r a m â n t a r e

P r e p a r a r ea lu a t

D iv i z a r e

P r e m o d e l a r e ( r o t u n j ir e )

R e p a u s i n t e r m e d ia r s a uf e r m e n t a r e in t e r m e d i a r ã

M o d e la r e f i n a lã

F e r m e n t a r ã f i n a l ã

P r e lu c r a r ea l u a t

C o a c e r e

S p o ir e

C r e s t a r e - m a r c a r e

R e c e p t i e - s o r t a r e

A m b a la r e

D e p o z i t a r e

L iv r a r e

C o a c e r e

D e p o z i t a r e ap â in ii

ă

ă

Fig.3.10.Schema de operaţii unitare a procesului tehnologic de preparare a pâinii

41

3.2. METODE DE PREPARARE A ALUATULUI Pentru prepararea aluatului se utilizează următoarele metode: - metoda directă (monofazică)

- metoda indirectă (polifazică)

Metoda directă. Constă în prepararea aluatului într-o singură fază utilizând toate materiile alimentare din reţetă. Este cea mai simplă şi mai rapidă metodă de preparare a aluatului. Se caracterizează prin consum mare de drojdie.

Se cunosc două procedee de preparare a aluatului prin metoda directă: procedeul clasic, în care aluatul este frământat cu malaxoare clasice, timp de 10-15 min, după care este fermentat 2-3 ore la temperatura de 30-32°C, utilizând 1,5-3% drojdie.

În procedeul rapid, aluatul este frământat la temperatura de 25-26°C în malaxoare cu turaţie mare a braţului de frământare (rapide, intensive sau ultrarapide), apoi fermentat un timp scurt, 10-20 min. Acest tip de frământare impune utilizarea substanţelor oxidante, cel mai frecvent acidul ascorbic (50-100 ppm), şi mărirea proporţiei de drojdie la 3-4% datorită scurtării timpului de fermentare. Metoda directă de preparare a aluatului, chiar sub forma procedeului clasic, conduce la produse cu gust şi aromă slabe, iar miezul este sfărâmicios şi se învecheşte repede. Aluatul preparat direct conţine cantităţi mai mici de acizi, substanţe de aromă şi substanţe solubile decât aluatul preparat indirect. Adaosul de aditivi poate ameliora textura miezului şi menţinerea prospeţimii.Aluatul frământat intensiv cu fermentare redusă a aluatului înainte de divizare prezintă precizie mai mare la divizare şi se prelucrează mecanic mai bine decât aluatul obţinut în procedeul clasic. Aceste aspecte, alături de scurtarea procesului tehnologic şi volumul mai mare al pâinii reprezintă avantajele procedeului. Reducerea duratei de fermentare a aluatului înainte de divizare are efect negativ pentru gustul, aroma şi fărâmiţarea miezului la tăiere. În ambele variante, maturizarea aluatului depinde de modul de conducere a preparării aluatului, de parametrii de proces.

Un rol important îl are temperatura. Temperaturi mai înalte accelerează maturizarea şi scurtează durata de fermentare, în timp ce temperaturi mai joase încetinesc procesul de maturizare şi prelungesc timpul de fermentare. Aluaturile reci (22-25°C) sunt ceva mai umede şi mai lipicioase, ceea ce îngreunează prelucrarea lor, faţă de aluaturile mai calde (26-27°C).

Timpul de fermentare este influenţat de cantitatea de drojdie utilizată. Cantităţi reduse de drojdie prelungesc, iar cantităţi mărite scurtează timpul de maturizare, deoarece cantitatea de dioxid de carbon formată, influenţează mai mult sau mai puţin întinderea peliculelor de gluten.

Metoda indirectă Metoda prezintă două variante: - metoda bifazică (maia – aluat); - metoda trifazică (prospătură – maia – aluat). În metoda indirectă aluatul se prepară cu o fază (metoda bifazică) sau cu două faze (metoda

trifazică) prealabile. Fazele prealabile aluatului (maiaua şi prospătura) au drept scop: - înmulţirea drojdiei pentru a se obţine un număr suficient de celule de drojdie necesare

pentru a produce procesul de fermentare, şi adaptarea ei la mediul – aluat; - mărirea timpului de acţiune a enzimelor în scopul creşterii cantităţii de substanţe solubile

(glucide, peptone, peptide, aminoacizi), precum şi a timpului de acţiune a drojdiilor şi bacteriilor care formează substanţe ce condiţionează maturizarea aluatului, acizi (în principal acid lactic) şi substanţe de gust şi aromă;

42

- modificarea reologică a proteinelor în scopul creşterii capacităţii aluatului de a reţine gazele de fermentare.

Condiţiile de preparare a maielei şi prospăturii trebuie să asigure realizarea acestor scopuri. Metoda bifazică cuprinde două faze tehnologice: maiaua şi aluatul. Maiaua se prepară din făină, apă şi drojdie. Cantitatea de drojdie utilizată reprezintă 0,6-

1,5% drojdie comprimată şi 20-25% drojdie lichidă. Pentru mărirea acidităţii iniţiale, la maia se poate adăuga o porţiune de maia matură fermentată, numită baş. Proporţia acestuia variază cu calitatea şi extracţia făinii între 5 şi 20% în raport cu făina prelucrată, valorile inferioare folosindu-se pentru făinurile de extracţie mică şi de calitate bună, iar valorile superioare pentru făinurile de extracţie mare şi calitate slabă. La prelucrarea făinurilor de calitate slabă se poate adăuga şi sare în maia în proporţie de circa 0,5% faţă de total făină prelucrată, pentru întărirea glutenului. Adaosul de sare se foloseşte şi pentru mărirea stabilităţii la fermentare a maielei în anotimpul călduros, sarea având proprietatea de a frâna activitatea fermentativă a drojdiilor şi bacteriilor.

Modul de conducere a maielei, respectiv mărimea, consistenţa, temperatura şi durata de fermentare a acestora influenţează întreg procesul tehnologic şi calitatea produsului finit. Toţi aceşti parametri se adoptă în funcţie de calitatea făinii.

După consistenţă maiaua poate fi: consistentă, şi fluidă. Maiaua consistentă are umiditatea de 41-44%. Această umiditate a maielei asigură

hidratarea proteinelor şi formarea glutenului, activitatea enzimatică şi solubilizarea unei cantităţi suficiente de substanţe nutritive pentru activitatea drojdiilor şi bacteriilor.

Mărimea maielei este dată de cantitatea de făină folosită la prepararea ei. Aceasta reprezintă 30-60% din cantitatea de făină prelucrată, în funcţie de calitatea făinii.

La prelucrarea făinurilor normale, cu calităţi tehnologice bune şi foarte bune, la maia se foloseşte 50% din cantitatea de făină prelucrată. Pentru făinurile de calitate slabă şi pentru făinurile puternice, proporţia se modifică. Pentru făinurile de calitate slabă şi hiperenzimatice ea reprezintă 30-40% (maia mică), iar pentru făinurile puternice 55-60% (maia mare). Se modifică astfel cantitatea de proteine glutenice care sunt supuse proteolizei în timpul fermentării maielei.

Pentru obţinerea pâinii de calitate, se apreciază că făina introdusă de maia în aluat nu trebuie să fie mai mică de 25% din cantitatea de făină prelucrată. Făina adusă de maia este fermentată şi cu cât aceasta este în cantitate mai mare, respectiv raportul maia/aluat este mai mare, cu atât aluatul se maturizează mai repede.

Consistenţa maielei variază în raport invers cu calitatea făinii, iar temperatura şi durata de fermentare au o variaţie directă.

Consistenţa maielei este mai mare pentru făinurile de calitate slabă şi hiperenzimatice şi mai mică pentru făinurile de calitate foarte bună şi puternice.

Temperatura maielei variază între 25 şi 29°C, iar durata de fermentare între 90 şi 180 min. Limitele inferioare a acestor parametri sunt folosite la prelucrarea făinurilor de calitate slabă şi hiperenzimatice, iar cele superioare la prelucrarea celor de calitate foarte bună sau puternice.

Prin alegerea parametrilor de proces pot fi dirijate procesele coloidale, biochimice şi microbiologice care au loc în maia în timpul fermentării, astfel încât să se obţină pe lângă proprietăţile reologice cele mai bune posibile şi înmulţirea drojdiei şi formarea unor cantităţi suficiente de acizi şi de substanţe de gust şi aromă.

Maiaua fluidă are umiditatea de 63-75% şi conţine 30-40% din făina prelucrată. Se prepară din făină, apă, drojdie şi baş. Cantitatea de apă poate reprezenta până la 80-82% din apa calculată după capacitatea de hidratare. Cu cât calitatea făinii este mai bună, cu atât cantitatea de făină şi apă adăugate la prepararea maielelor fluide sunt mai mari. Se poate adăuga şi sare, cantitatea acesteia reprezentând 0,7-1% faţă de total făină prelucrată. Introducerea sării în maiaua lichidă conduce la întărirea glutenului.

Maiaua fluidă se frământă 8-10 min. Se prepară cu temperatura de 26-29°C şi fermentează 3-4 ore, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii. Valorile minime se aplică la prelucrarea

43

făinurilor de calitate slabă, iar cele maxime la prelucrarea făinurilor puternice. Creşterea temperaturii maielei peste aceste valori (30-32°C), posibilă în cazul făinurilor de calitate foarte bună şi a celor puternice, accelerează fermentaţia şi reduce durata operaţiei de fermentare. În maielele fluide procesul de maturizare este accelerat, înmulţirea drojdiei şi adaptarea ei la fermentarea maltozei au loc mai rapid.

Sfârşitul fermentării se poate stabili organoleptic după spuma densă care se formează la suprafaţa maielei.

Principalii parametri de preparare a maielelor de diferite consistenţe sunt prezentaţi în tabelul 3.5.

Tabel 3.5. Parametri de preparare a maielelor de diferite consistenţe

Maia consistentă Parametru Maia fluidă 30-60 % 41-45 % 8-10 min 1,5-3 h 25-29 °C 55%

Făină Umiditate Timp frământare Timp fermentare Temperatură Apă

30-40 % 63-75 % 8-10 min 3-4 h 26-29 °C 80-82%

Din punct de vedere al procedeului de frământare, maiaua, indiferent de consistenţa ei,

poate fi frământată prin procedeul clasic sau procedeul rapid, intensiv sau ultrarapid. Experimental, s-a observat că frământarea maielei la turaţii mari a braţelor de frământare

accelerează maturizarea ei. Maiaua introduce în aluat o parte de gluten format şi în acelaşi timp o cantitate de gaze de

fermentare care contribuie la creşterea numărului de pori ce se formează în aluat.

Aluatul se prepară din maia fermentată, restul de făină şi apă, sare şi materii auxiliare. Parametrii tehnologici ai aluatului, consistenţa, temperatura, durata de frământare şi fermentare se aleg în funcţie de calitatea făinii, după aceleaşi principii ca la prepararea maielei, utilizându-se consistenţe mai mari, temperaturi, durate de frământare şi fermentare mai mici la prelucrarea făinurilor de calitate slabă şi consistenţe mai mici, temperaturi, durate de frământare şi fermentare mai mari la prelucrarea făinurilor puternice. Aceste regimuri tehnologice urmăresc, protejarea proprietăţilor reologice ale aluatului, având în vedere că temperaturile mai mici şi consistenţele mai mari reduc viteza proceselor din aluat, iar duratele de fermentare mai scurte reduc durata acestor procese, în timp ce duratele de frământare mai mici împiedică degradarea mecanică a glutenului, toate acestea mărind stabilitatea aluaturilor preparate din făinuri slabe.

La prelucrarea făinurilor de calitate foarte bună şi a celor puternice este utilă folosirea de temperaturi ceva mai înalte, consistenţe mai mici, durate de frământare şi fermentare mai lungi, pentru a mări viteza proceselor din aluat, respectiv durata acestora şi timpul de aplicare a acţiunii mecanice, pentru a obţine o scădere a rezistenţei şi elasticităţii glutenului şi a creşterii extensibilităţii lui şi prin aceasta o creştere a capacităţii aluatului de a reţine gazele de fermentare.

Limitele de variaţie a parametrilor de proces ai aluatului sunt: durata de frământare 8-15 min, temperatura 25-32°C, durata de fermentare 10-60 min.

Metoda trifazică Metoda cuprinde trei faze tehnologice: prospătura, maiaua şi aluatul. Se recomandă, în special, la prelucrarea făinurilor de extracţie mare, a celor de calitate slabă şi hiperenzimatice.

Prospătura se prepară din 5-20% făină, faţă de total făină prelucrată, apă, drojdie (aproximativ 0,1%) şi în unele cazuri şi baş (1%) pentru mărirea acidităţii iniţiale.

Prospătura reprezintă o cultură de drojdii şi bacterii care se foloseşte pentru mărirea acidităţii iniţiale a maielei şi aluatului, necesară pentru întărirea glutenului şi limitare a degradării lui enzimatice, precum şi pentru obţinerea de produse cu gust şi aromă plăcute.

44

Prospătura se frământă 6-8 min şi se fermentează 4-6 ore la temperatura de 27-28°C, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii. Datorită timpului ei lung de fermentare, prospătura se prepară de consistenţă mare, în scopul protejării proprietăţilor ei reologice şi obţinerea unor acidităţi mari.

Maiaua se prepară din prospătură fermentată, făină, apă şi drojdie care după fermentare (90-120 min) se foloseşte la prepararea aluatului.

Aluatul se prepară din maiaua fermentată, făină, apă, sare şi materii auxiliare. Prepararea prospăturii, maielei şi aluatului prin metoda trifazică se face respectând

principiile expuse la metoda bifazică, privind mărimea fazelor aluatului, consistenţa, temperatura, durata de frământare şi fermentare, pornind de la calitatea făinii prelucrate.

Cantitatea de făină introdusă în fazele prealabile aluatului, prospătură şi maia, variază în funcţie de calitatea făinii între 40-50% din totalul făinii prelucrate, fără a depăşi 40% în cazul făinurilor de calitate slabă şi a celor hiperenzimatice.

În practică, de multe ori metoda trifazică nu se aplică riguros exact. Se prepară o prospătură la începutul fiecărui schimb, cu care se prepară primele maiele, iar în restul timpului se lucrează cu metoda bifazică cu baş.

Aprecierea comparativă a metodelor directă si indirectă de preparare a aluatului Metoda directă de preparare a aluatului este astăzi larg folosită, în varianta clasică, dar mai

ales în varianta rapidă. Principalul avantaj al metodei constă în durata mai scurtă a procesului tehnologic. De

asemenea, metoda necesită utilaje şi operaţii mai puţine decât metoda indirectă. Din punct de vedere al calităţii pâinii, deşi volumul este mai mare, în special în varianta rapidă, miezul are proprietăţi fizice inferioare, se fărâmiţează la tăiere, iar gustul şi aroma sunt mai slabe decât ale pâinii obţinute prin procesul indirect. Este mai economicoasă, necesitând manoperă mai puţină şi înregistrând pierderi la fermentare mai mici.

Metoda indirectă are o durată mai mare şi este mai puţin economicoasă, ea necesitând operaţii şi utilaje, în special cuve, mai multe (cu 25-40%) decât în metoda directă. De asemenea, datorită timpului mai lung de fermentare pierderile la fermentare sunt mai mari, iar randamentul în pâine mai mic (cu aproximativ 0,5%).

Metoda prezintă o serie de avantaje: - pâinea se obţine de calitate superioară, cu o porozitate mai bună şi proprietăţi

fizice superioare ale miezului, gust şi aromă mai plăcute şi durată de prospeţime mai îndelungată.

- aluatul se maturizează mai repede şi mai complet; - foloseşte o cantitate mai mică de drojdie; - prezintă flexibilitate tehnologică mare.

3.3.Test de autoevaluare

1. Care este schema operaţii a procesului tehnologic de preparare a pâinii. 2. Descieţi metodele de preparare ale aluatului.

45

4. PREPARAREA ALUATULUI

4.1. FRĂMÂNTAREA ALUATULUI 4.1.1. BAZELE ŞTIINŢIFICE ALE PROCESULUI DE FRĂMÂNTARE

Scopul operaţiei de frământare

Operaţia de frământare are drept scop obţinerea unui amestec omogen, din materiile prime şi auxiliare şi în acelaşi timp obţinerea unui aluat cu structură şi proprietăţi vâsco-elastice specifice. De asemenea, la frământare se include în aluat o cantitate de aer, foarte importantă pentru proprietăţile reologice ale aluatului şi pentru calitatea produsului.

Ordinea de introducere a ingredientelor este importantă. Ea trebuie să asigure o hidratare bună a componenţilor aluatului, în principal a proteinelor din făină.

Procese care au loc la frământarea aluatului Formarea aluatului cu structura şi proprietăţile lui reologice specifice se produce în urma

unor procese fizice, coloidale, biochimice, rolul principal avându-l procesele fizice şi coloidale. Procese fizice Aceste procese sunt legate de: - acţiunea mecanică din timpul frământării şi refrământării; - creşterea temperaturii aluatului. Acţiunea mecanică de frământare Procesul de frământare constă într-un proces de amestecare şi unul de frământare propriu-

zis. În timpul amestecării, particulele de făină absorb apa, se umflă şi formează mici aglomerări

umede. Datorită legării apei se degajă căldura de hidratare, aproximativ 113 j/g substanţă uscată făină şi amestecul se încălzeşte uşor.

La continuarea acţiunii braţului de frământare, aglomerările umede de făină suferă deplasări relative şi sub acţiunea gradienţilor de viteză care iau naştere în masa aglomerărilor umede de făină, acestea se lipesc între ele şi formează o masă compactă, omogenă. Începe de fapt procesul de frământare propriu-zis.

Frământarea propriu-zisă decurge în mai multe faze. Masa omogenă formată, supusă în continuare acţiunii mecanice de frământare, capătă

însuşiri elastice, se dezlipeşte uşor de pe peretele cuvei, umiditatea de la suprafaţă dispare şi suprafaţa aluatului devine netedă şi lucioasă. Este faza de dezvoltare a aluatului. Timpul necesar pentru obţinerea dezvoltării optime a aluatului este de 2…25 min, în funcţie de calitatea făinii, cantitatea de apă şi turaţia braţului frământător.

La continuarea frământării, datorită gradienţilor de viteză care iau naştere în masa aluatului, acesta este supus la deformări. În aceste condiţii, în funcţie de calitatea făinii, un anumit timp aluatul îşi poate păstra proprietăţile reologice atinse la sfârşitul fazei de dezvoltare. Este faza de stabilitate.

Peste acest moment, continuarea frământării duce la modificări ale proprietăţilor reologice ale aluatului. Aluatul devine moale, puţin elastic şi foarte extensibil. Apoi îşi pierde coeziunea, devine lipicios şi chiar asemănător unui lichid vâscos. Este faza de înmuiere.

Acţiunea mecanică are deci efect diferit asupra proprietăţilor aluatului în diferite stadii de frământare.

La început, când are loc amestecarea materiilor prime şi aglomerarea particulelor umflate de făină într-o masă compactă şi elastică de aluat, acţiunea mecanică este indispensabilă, ea condiţionează formarea aluatului.

Încă un timp după aceasta, acţiunea mecanică poate îmbunătăţi proprietăţile lui reologice accelerând hidratarea componenţilor făinii şi formarea scheletului glutenic.

46

După acest moment, continuarea frământării duce la înrăutăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului, datorită distrugerii mecanice a scheletului glutenic format, cu atât mai accentuat cu cât făina este de calitate mai slabă.

Fazele formării aluatului se observă la trasarea curbei farinografice. Creşterea temperaturii aluatului În timpul frământării temperatura aluatului creşte pe seama căldurii de hidratare şi a

transformării unei părţi din energia mecanică de frământare în căldură.

Creşterea temperaturii aluatului accelerează formarea acestuia. Ea nu trebuie să fie prea mare deoarece cu creşterea temperaturii activitatea enzimelor se intensifică şi vâscozitatea aluatului scade, ceea ce are influenţă, de multe ori, negativă pentru proprietăţile reologice ale aluatului. La creşteri apreciabile ale temperaturii (care se poate întâmpla la frământarea cu malaxoare cu turaţii mari a braţelor de frământare, dacă nu se iau măsuri corespunzătoare) pot apare chiar denaturări ale proteinelor.

Procese coloidale.Aceste procese cuprind: - hidratarea componenţilor făinii; - formarea structurii glutenului şi aluatului; - peptizarea proteinelor. Hidratarea făinii. Rolul apei Este un proces complex. Componenţii făinii leagă apa în diverse moduri, funcţie de

modificarea stării coloidale a aluatului. Cei doi componenţi majori ai făinii, proteinele şi amidonul, leagă cea mai mare cantitate de

apă în aluat. Un rol important îl au şi pentozanii. Hidratarea componenţilor făinii decurge diferit. Substanţele proteice leagă apa în proporţie de 200-250% faţă de masa lor exprimată ca

substanţă uscată. Cea mai mare parte din apa legată de proteine, aproximativ ¾, este legată prin osmoză

(absorbţie), prin pătrunderea apei în şi între miceliile proteice, determinând umflarea lor. Cantitatea de apă legată osmotic Wosm depinde de valoarea presiunii osmotice din interiorul

particulei coloidale, a macromoleculei proteice Πint, şi din exteriorul ei Πext.

Wosm = f ( Πint - Πext )

Când Πint>Πext apa legată osmotic Wosm>0 şi apa pătrunde în interiorul macromoleculei proteice, determinând creşterea volumului acestora. Cantitatea de gluten umed creşte, apa liberă din aluat scade şi acesta devine legat, puternic.

Când Πint<Πext apa legată osmotic Wosm<0 şi apa pătrunsă iniţial în macromolecula proteică difuzează în exteriorul ei. Cantitatea de gluten umed scade, creşte conţinutul de apă liberă şi aluatul se diluează.

Restul de apă, aproximativ ¼, este legată de proteine prin adsorbţie prin intermediul grupărilor hidrofile în jurul cărora se formează pelicule de hidratare.

Amidonul leagă apa în proporţie de 30-35% faţă de masa sa de substanţă uscată. Spre deosebire de substanţele proteice, amidonul leagă cea mai mare parte din apă prin

adsorbţie şi pe cale mecanică, în microcapilare. Prin osmoză amidonul leagă o cantitate mică de apă şi se umflă neînsemnat. Pătrunderea

osmotică a apei are loc în zona amorfă a granulei. Zona cristalină, datorită structurii sale micelare foarte rezistente, nu permite pătrunderea moleculelor de apă Legarea apei prin osmoză are loc în special la granulele deteriorate mecanic la măcinare, prin punctele în care acestea sunt deteriorate.

47

În aluat, amidonul este prezent mai ales sub formă de granule nedeteriorate, a căror suprafaţă se hidratează la frământare, dar suprafaţa expusă de acestea este relativ mică faţă de masa lor. Din această cauză, precum şi datorită modului diferit de legare a apei de către cei doi componenţi ai făinii, apar diferenţe în cantităţile de apă legată de 100g substanţă uscată, 200-250g pentru proteine şi 30-35g pentru amidon. Totuşi, datorită faptului că în făină amidonul se găseşte în cantităţi mult mai mari decât proteinele (de aproximativ 6 ori), cantităţile de apă legate de proteine şi amidon sunt sensibil apropiate.

Pentozanii au capacitate mare de a lega apa. Pentozanii solubili leagă apa în proporţie de 300% faţă de masa lor de substanţă uscată, iar pentozanii insolubili în apă în proporţie de aproximativ 1000% faţă de masa de substanţă uscată. Ei leagă 1/4-1/5 din apa absorbită de făină la frământare.

În legarea apei mai intervin particulele de înveliş (tărâţa) prezentă în făinurile de extracţie mare. Ele reţin apa prin intermediul capilarelor (mecanic).

Formarea structurii glutenului şi aluatului Rolul proteinelor glutenice. Formarea glutenului în aluat

Pentru aluatul din făină de grâu, formarea glutenului este determinantă. Glutenul se formează din proteinele glutenice, gliadina şi glutenina, care în prezenţa apei se umflă şi sub influenţa acţiunii mecanice de frământare se unesc între ele. Rezultă o structură sub forma unei reţele de filme proteice vâsco-elastice, care înglobează granulele de amidon şi care determină obţinerea unui aluat coeziv, capabil să se extindă sub presiunea gazelor de fermentare.

Procesul de formare a glutenului în aluat este complex şi are loc progresiv. Potrivit cunoştinţelor actuale, se admite că proteinele glutenice în starea lor nativă au formă

globulară, unde lanţurile polipeptidice sunt puternic înfăşurate spaţial şi nu expun la suprafaţă aproape deloc grupări reactive, motiv pentru care practic, nu există legături între diferite molecule de proteină. Pentru a se forma structura caracteristică aluatului sunt necesare reacţii intermoleculare. Acest lucru este posibil la frământare, când, în urma hidratării şi umflării proteinelor în prezenţa apei şi a energiei transmise aluatului, are loc modificarea conformaţiei moleculei proteice. Această modificare se produce în urma ruperii unor legături intramoleculare care condiţionează forma globulară şi este însoţită de despachetarea spaţială a globulei proteice şi de expunerea la suprafaţă a grupărilor reactive, care ulterior pot reacţiona între ele. Acest lucru se produce când moleculele de proteine, aflate în mişcare relativă unele faţă de altele, ajung suficient de aproape unele de altele.

Natura grupărilor chimice din structura proteinelor conduce la formarea de legături disulfurice (legături covalente), legături de hidrogen, legături hidrofobe, legături ionice (legături necovalente). Ca rezultat al interacţiilor dintre proteinele glutenice se formează glutenul.

Rolul principal în formarea glutenului îl are glutenina, care datorită moleculei sale extinse, cu suprafaţă mare, favorizează interacţii şi asocieri cu alte proteine şi cu alţi constituenţi ai făinii. Datorită moleculei sale extinse, glutenina hidratată poate forma filme, iar când moleculele ei sunt orientate, ceea ce se întâmplă la frământare, capacitatea ei de a interacţiona creşte.

Gradul de agregare al gluteninei şi asocierea ei cu gliadina şi alţi componenţi ai aluatului influenţează proprietăţile reologice ale aluatului.

Hidrofobicitatea gliadinelor este foarte importantă pentru interacţiile dintre proteinele glutenice.

Gliadinele bogate în sulf, a căror grupări sulfhidril sunt disponibile, sunt capabile să formeze legături disulfidice între ele sau cu glutenina, precum şi cu proteinele solubile, iar cele sărace în sulf se asociază la reţeaua glutenică prin legături necovalente.

Proteinele sărace în sulf (gliadine sărace în sulf, albumine, globuline) se asociază la glutenul în formare prin legături, în principal, de hidrogen şi hidrofobe.

48

În reţeaua glutenică mai intră unele cantităţi de amidon (8-10%) şi săruri minerale. Amidonul este reţinut în reţeaua glutenică prin legături de hidrogen, iar lipidele prin interacţii hidrofobe.

Pentru proprietăţile reologice ale glutenului, rolul principal se atribuie legăturilor disulfurice, un rol indiscutabil avându-l şi celelalte tipuri de legături, în special legăturile de hidrogen şi cele hidrofobe.

Pentru formarea legăturilor disulfurice intermoleculare este acceptată teoria lui Goldstein (1957), care a formulat mecanismul interschimbului disulfuric-sulfhidril. Potrivit acestui mecanism, atunci când o moleculă de proteină care are în structura sa o legătură disulfurică ajunge în apropierea unei alte molecule ce conţine o grupare sulfhidril, are loc între cele două molecule o reacţie de schimb, care are drept rezultat transformarea legăturii disulfurice din molecula de proteină (intramoleculară), într-o legătură disulfurică situată între cele două molecule de proteine (intermoleculară), în locul primei legături, formându-se o grupare sulfhidril capabilă la rândul ei să intre mai departe în acelaşi tip de reacţie (fig. 4.11.).

În felul acesta, prin reacţii de interschimb disulfuric-sulfhidril, legăturile disulfurice dispar într-un punct şi apar în alt punct al aluatului. Dacă glutenul nu-şi modifică coeziunea, numărul legăturilor disulfurice care apar este egal cu cel al legăturilor care dispar.

Fig 4.11. Formarea legăturii disulfidice intermoleculare

P1-moleculă de proteină ce conţine o legătură disulfidică intramoleculară; P2- moleculă de proteină ce conţine o grupare sulfhidril (proteină glutenică sau neglutenică)

Se admite că, în timpul frământării, printre legăturile care se rup facilitând despachetarea

spaţială a moleculei proteice fac parte şi unele legături disulfurice intramoleculare. Grupările sulfhidril astfel eliberate pot să participe la reformarea punţilor disulfurice intramoleculare sau la formarea de legături disulfurice intermoleculare.

Ambele tipuri de legături disulfurice, intra şi intermoleculare, influenţează proprietăţile reologice ale aluatului, optimul obţinându-se pentru un anumit raport al acestora, poziţia lor în reţeaua proteică fiind foarte importantă. Legăturile –S–S– intramoleculare sunt responsabile de elasticitatea aluatului. Într-un aluat suprafrământat sunt prezente mai ales legături disulfurice intermoleculare. Reacţia de schimb disulfuric- sulfdihril cu formarea de legături disulfurice intermoleculare poate avea loc între două proteine glutenice şi în acest caz rezultă o structură elastică rezistentă, sau între o proteină glutenică ce conţine o legătură disulfurică intramoleculară şi o proteină neglutenică ce conţine o grupare –SH, când rezultă o structură extensibilă, puţin elastică. Ambele tipuri de legături se formează în aluat, elasticitatea structurii rezultate fiind în funcţie de raportul dintre acestea.

Alături de punţile sulfurice –S–S–, toate celelalte tipuri de legături, hidrofobe, de hidrogen, ionice, contribuie la formarea glutenului cu structura şi proprietăţile lui caracteristice. Aceste legături individual sunt puţin rezistente, dar când acţionează colectiv au o contribuţie semnificativă la structura aluatului. Mai mult, natura lor mobilă, împreună cu reacţiile de interschimb disulfid-sulfhidril facilitează formarea aluatului. Recent a fost pusă în evidenţă existenţa în gluten a legăturilor tirozină-tirozină, formate între resturile aminoacidului tirozina aparţinând lanţurilor polipeptidice ale proteinelor. Legăturile se formează atât în cadrul aceluiaşi lanţ proteic, cât şi între lanţuri proteice diferite şi ar putea juca un rol în structura glutenului.

49

Starea de agregare a gluteinei şi asocierea ei cu gliadina şi alte proteine, precum şi numărul şi rezistenţa legăturilor intermoleculare formate influenţează proprietăţile reologice ale glutenului. Legăturile disulfurice şi ionice măresc elasticitatea şi coeziunea, cele de hidrogen şi hidrofobe măresc extensibilitatea şi plasticitatea.

Natura interacţiilor din structura glutenului influenţează comportarea la frământare a făinii. Timpul de formare a aluatului este influenţat de totalitatea forţelor de interacţiune dintre proteine, în timp ce toleranţa la frământare pare a fi afectată de poziţia legăturilor necovalente. De aceea, un timp de formare lung nu trebuie asociat în mod necesar cu o toleranţă bună la frământare, interacţiile hidrofobe putând explica, cel puţin parţial, diferenţele dintre timpul de formare şi toleranţa la frământare a făinurilor. Numărul şi viteza de formare a legăturilor intermoleculare depind de intensitatea acţiunii de frământare, respectiv de cantitatea de energie transmisă aluatului şi de viteza cu care aceasta este transmisă.

S-a constatat experimental că legăturile disulfurice şi legăturile de hidrogen se formează de la începutul frământării, în timp ce interacţiile hidrofobe şi legăturile ionice se formează pe durata frământării.

În concluzie, formarea glutenului este rezultatul următoarelor procese: - rearanjarea configuraţiei spaţiale a proteinelor; - ruperea şi reformarea legăturilor disulfurice; - formarea legăturilor necovalente între proteine şi între proteine şi alţi

constituenţi ai făinii; - apariţia unei reţele complexe formate din filme de proteine. Funcţionalitatea glutenului în aluat Glutenul formează în aluat o fază proteică continuă sub formă de pelicule /filme subţiri care

acoperă granulele de amidon şi celelalte componente insolubile ale făinii. Această matrice proteică care ţine componenţii aluatului într-un tot unic constituie structura aluatului.

Pentru a se forma o structură rezistentă, coezivă a aluatului, peliculele de gluten trebuie să acopere întreaga suprafaţă a granulelor de amidon, a particulelor de tărâţe şi a altor componenţi insolubili. De aceea, făina trebuie să conţină minim 7% proteine. La un conţinut mai mic, glutenul nu poate îngloba întreaga masă a granulelor de amidon şi nu formează un aluat legat.

Pentru o grosime a peliculei monomoleculare de gliadină de 4,5 A°, la un conţinut de 7% proteine, grosimea peliculei de proteine din jurul granulelor de amidon este de 350 straturi monomoleculare, iar dintre două granule de amidon o grosime dublă. În aceste condiţii, forţele de coeziune ala acestor straturi sunt suficiente pentru obţinerea unei structuri continui a aluatului.

La fermentare, peliculele de gluten sunt capabile să se extindă în prezenţa gazelor de fermentare şi să le reţină, formând o structură poroasă. De asemenea, glutenul conferă aluatului coeziune şi capacitate de menţinere a formei.

Elasticitatea glutenului şi capacitatea lui de a se extinde sunt determinate de cele două proteine glutenice. Gliadinele controlează extensibilitatea glutenului şi volumul pâinii, iar gluteninele elasticitatea glutenului şi toleranţa la frământare a aluatului.

La coacere, proteinele glutenice coagulează formând scheletul proteic al pâinii. Acesta reţine gazele şi comunică pâinii o structură poroasă, caracteristică.

Potenţialul tehnologic al făinii de grâu este dat, în primul rând, de proteinele glutenice, care capătă proprietăţi de panificaţie unice.

Calitatea glutenului S-a observat o relaţie pozitivă între conţinutul de glutenină şi calitatea făinii, făinurile de

calitate slabă având cantităţi mai mari de gliadină decât cele de calitate bună. În făinurile de calitate bună s-a găsit un raport de gliadină/glutenină de 46,5/43,5, iar pentru făinurile de calitate slabă un raport de 54,5/45,5.

50

Mulţi cercetători au arătat existenţa unei relaţii între conţinutul de legături disulfurice şi calitatea proteinelor glutenice. Creşterea calităţii glutenului la creşterea numărului de legături –S–S– este atribuită existenţei unor diferenţe în structura proteinelor glutenice, în special în gradul de agregare al gluteninei.

Raportul –S–S– / –SH poate fi, de asemenea, corelat cu calitatea proteinelor glutenice. Interacţiunile proteinelor glutenice cu alte componente ale aluatului În timpul frământării, în afara interacţiunilor dintre proteinele glutenice care au drept

urmare formarea glutenului, proteinele glutenice interacţionează şi cu alţi componenţi ai aluatului, lipidele şi glucidele, cu care formează complecşi.

Formarea complecşilor proteine-lipide. Rolul lipidelor Formarea complecşilor lipide-proteine are loc în urma hidratării proteinelor şi a acţiunii

mecanice de frământare şi este influenţată de intensitatea de frământare, de cantitatea de oxigen încorporată în aluat, de cantitatea de sare, de pH-ul şi umiditatea aluatului. Raportul lipide legate/lipide libere creşte cu creşterea pH- ului şi umidităţii aluatului şi scade la creşterea cantităţii de oxigen înglobat în aluat.

Legarea lipidelor la frământare coincide cu formarea aluatului. Acest lucru sugerează că lipidele participă direct la formarea glutenului prin complexarea cu proteinele glutenice.

În aluat, lipidele se leagă în principal cu glutenina (aproximativ 80% din totalul lipidelor legate) şi foarte puţin cu gliadina (aproximativ 5% din totalul lipidelor legate).

Glutenina formează complecşi cu lipidele nepolare şi cu lipidele polare, în timp ce gliadina leagă mai ales lipidele polare şi dintre acestea glicolipidele (digalactozil diglicerida).

Lipidele sunt legate de gliadine prin legături hidrofile, iar de glutenină prin legături hidrofobe.

Complecşii lipide-proteine influenţează proprietăţile reologice ale aluatului şi calitatea pâinii.

Lipidele nepolare (acizii graşi, di- şi trigliceridele) formează complecşi cu glutenina, care influenţează negativ proprietăţile reologice ale acesteia. În urma complexării, glutenina îşi pierde din elasticitate, devine mai extensibilă şi mai puţin rezistentă.

Lipidele polare (glicolipide, fosfolipide) conţin în structura lor grupări polare şi grupări nepolare. Datorită acestui fapt ei pot forma complecşi lipide- proteine, lipide- proteine- amidon. În aceşti complecşi gruparea hidrofilă a lipidelor se orientează spre amidon, iar gruparea hidrofobă spre glutenină (fig. 4.12.).

Fig.4.12. Formarea complecşilor lipide polare- glutenină- amidon

Formarea complecşilor proteine- lipide polare este însoţită de apariţia unor legături suplimentare în aluat, creşte numărul de legături transversale, ceea ce duce la întărirea structurii reticulare şi îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului; cresc stabilitatea şi capacitatea lui de a reţine gazele.

51

Comportarea diferită a lipidelor nepolare şi polare în formarea complecşilor cu proteinele explică influenţa lor diferită asupra proprietăţilor reologice ale aluatului şi asupra calităţii pâinii.

Lipidele nepolare reduc rezistenţa şi elasticitatea aluatului şi respectiv volumul pâinii şi înrăutăţesc porozitatea, în timp ce lipidele polare, în special glicolipidele (şi dintre acestea mai ales galactolipidele), dar şi fosfolipidele acide măresc rezistenţa şi elasticitatea glutenului, volumul pâinii şi îmbunătăţesc structura porozităţii.

Proprietăţile reologice ale aluatului şi calitatea pâinii depind de cantităţile şi raportul dintre lipidele polare şi cele nepolare ale făinii. Legarea lipidelor de constituenţii făinii depinde de polaritatea lipidelor: lipidele nepolare (gliceridele) sunt în majoritate fixate de proteinele solubile în acid acetic, lipidele polare (glicolipidele şi fosfolipidele) de amidon, iar galactolipidele, care au polaritate intermediară se leagă de proteine sau de amidon contribuind la legarea indirectă a amidonului de proteine.Se consideră că legarea lipidelor de proteine diferă pentru făinuri de calităţi diferite.

La coacere are loc translocarea lipidelor. Datorită aportului de energie, care determină denaturarea termică a proteinelor şi gelatinizarea amidonului, echilibrul relativ din aluat se modifică. Ca urmare are loc o redistribuire a lipidelor între componenţii aluatului. La redistribuire participă lipidele din granula de amidon (SL) precum şi lipidele legate la frământare de proteine. Faptul că în aluat lipidele sunt legate de proteine, iar în pâine, în cea mai mare parte, se găsesc sub formă de complecşi cu amidonul parţial gelatinizat, în special cu amiloza dovedeşte că lipidele legate la frământare de proteine sunt translocate şi legate de amidon în timpul coacerii. Este posibil ca eliberarea lipidelor să aibă loc ca urmare a coagulării acestora sub acţiunea căldurii.

Proprietatea amilozei de a lega lipidele se datorează capacităţii ei de a forma în interiorul α-helixului un câmp hidrofob; complexul format are un rol mare în întârzierea învechirii pâinii.

Rolul amidonului în formarea aluatului. Rolul amidonului în formarea aluatului este considerat minor, fiind considerat doar ca un

component de diluţie a glutenului. Datorită proprietăţilor funcţionale (absorbţia apei şi proprietăţile de suprafaţă), amidonul

contribuie în mod indirect la consistenţa aluatului. Absorbţia oxigenului. În timpul frământării este inclusă în aluat o cantitate de aer. O parte se dizolvă în faza

apoasă, iar restul formează microbule de aer. Aceste bule de aer stau la baza formării porilor în produs. Este probabil că aceste bule de aer se formează în faza lichidă a aluatului.

Aerul inclus în aluat la frământare are următoarele influenţe tehnologice: - stă la baza formării porilor în produs; - oxigenul din aer participă la procese de oxidare în aluat. Referitor la porozitate, potrivit teoriei actuale, gazele de fermentare formate în aluat nu

creează noi pori, sau numărul lor este neglijabil, ci ele contribuie numai la creşterea porilor formaţi în aluat la frământare prin includerea aerului. Capacitatea aluatului de a încorpora aer la frământare şi stabilitatea structurii obţinute la sfârşitul frământării influenţează capacitatea aluatului de a reţine gazele în timpul operaţiilor ulterioare.

Referitor la procesele de oxidare se admite că, în prezenţa oxigenului din aer

are loc oxidarea a aproximativ 50% din grupările –SH din aluat, existente în proteinele glutenice şi în alţi componenţi ai aluatului (substanţe reducătoare, proteine solubile, enzime), pe care astfel le scoate din reacţiile de interschimb cu legăturile –S–S–, îmbunătăţind proprietăţile reologice ale

52

aluatului. Oxidarea grupărilor –SH poate avea loc direct sau prin intermediul sistemului lipoxigenază- acizi graşi polinesaturaţi. Aşa se explică de ce aluatul frământat în atmosferă de oxigen sau în aer are proprietăţi reologice superioare faţă de cel frământat în atmosferă de azot.

Cantitatea de aer absorbită la frământare depinde în mod direct de conţinutul în lipide al făinii iar mărimea şi dimensiunea porilor din aluat de tipul de malaxor (închis /deschis, presiunea de lucru) şi de turaţia braţului de frământare.

Peptizarea proteinelor

În timpul frământării, pe lângă formarea glutenului, proteinele glutenice suferă şi un proces de depolimerizare care depinde de durata şi intensitatea frământării şi de calitatea făinii.

Procese biochimice

În timpul frământării în aluat sunt declanşate şi procesele biochimice, amiloliza, proteoliza, activitatea lipoxigenazei. Ca urmare a procesului de amiloliză, în timpul frământării cresc cantităţile de maltoză şi dextrine în aluat. Acestea din urmă, în special β-dextrinele limită, contribuie la creşterea vâscozităţii aluatului.

Proteoliza are ca urmare creşterea cantităţii de compuşi cu azot solubil în aluat.

De asemenea, la frământare începe să acţioneze lipoxigenaza, care în prezenţa oxigenului înglobat în aluat oxidează acizii graşi liberi polinesaturaţi şi monogliceridele acestora. Cantitatea de lipide oxidate creşte cu durata frământării şi cu cantitatea de energie transmisă aluatului.

Formarea de hidroperoxizi în urma oxidării acizilor graşi polinesaturaţi conduce la oxidarea grupărilor –SH şi a pigmenţilor carotenoidici ai făinii.

Factori care influenţează formarea aluatului

Formarea aluatului şi proprietăţile lui reologice sunt influenţate de următorii

factori:

- condiţiile de frământare, respectiv intensitatea de frământare, cantitatea de energie transmisă aluatului, durata de frământare, influenţează profund proprietăţile aluatului, putând conduce la o dezvoltare optimă, o dezvoltare incompletă sau la suprafrământare.

- calitatea făinii. Aluatul obţinut din făină de calitate slabă diferă de cel preparat din făină de calitate bună. În aluatul obţinut din făină slabă peliculele proteice se rup uşor, chiar înainte de distribuirea lor uniformă în aluat. În aluatul obţinut din făină de bună calitate proteinele hidratate sunt elastice, iar la suprafrământare, peliculele proteice prezintă relativ puţine rupturi. Această stabilitate la suprafrământare este una din cele mai importante caracteristici dorite ale făinurilor.

- cantitatea de apă. Creşterea conţinutului de apă este însoţită de reducerea proprietăţilor elastice ale aluatului şi a vâscozităţii lui. O umiditate de 44-50% nu modifică structura aluatului, dar exercită un efect plasticizant. O umiditate sub 40% nu permite o formare optimă a glutenului;

- electroliţii, în particular sarea (NaCl). Adiţia de săruri neutre modifică natura şi intensitatea interacţiilor hidrofobe dintre proteinele glutenice. Creşterea forţei ionice în aluat în urma introducerii sării reduce capacitatea de reţinere a apei de către proteine.

53

4.1.2.Fazele aluatului

Din punct de vedere fizic aluatul constă în trei faze: solidă, lichidă şi gazoasă.

Faza solidă este formată din constituenţii nesolubilizaţi şi apa legată: proteine glutenice umflate limitat, granule de amidon, particule de tărâţe şi alte ingrediente solide.

Faza lichidă este formată din acea parte a apei care nu este legată prin adsorbţie şi în care sunt dizolvaţi constituenţii solubili ai aluatului: substanţe minerale, glucide simple, dextrine, proteine solubile în apă, polipeptide, aminoacizi.

Ea se găseşte parţial sub forma unor filme subţiri care înconjoară elementele fazei solide, iar cea mai mare parte este în stare dispersă, absorbită osmotic de proteinele glutenice în procesul de umflare. Faza lichidă reprezintă 8-37% din masa aluatului. O influenţă mare asupra fazei lichide a aluatului o au calitatea făinii şi durata de frământare. La o frământare normală ea reprezintă aproximativ 20%, iar la o frământare scurtă aproximativ 11% din masa aluatului (tabel 6.3.).

Faza gazoasă este formată din bulele de aer incluse în aluat la frământare. Ea se prezintă sub formă de emulsie de gaze în faza lichidă a aluatului, iar cea mai mare parte sub formă de bule de aer incluse în proteinele glutenice care se umflă.

La o frământare normală, faza gazoasă atinge 10% din volumul aluatului. La prelungirea frământării ea poate ajunge la 20%.

4.1.3. Proprietăţile reologice ale aluatului

Proprietăţile reologice exprimă deformarea în timp a aluatului sub acţiunea forţelor exterioare care se exercită asupra lui.

Aluatul preparat din făină 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, deformaţia este parţial recuperată .

Proprietăţile reologice ale aluatului sunt: elasticitatea, vâscozitatea, relaxarea, fluajul.

Factori care influenţează proprietăţile reologice ale aluatului

Proprietăţile reologice ale aluatului joacă un rol important 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 făinii, umiditatea aluatului, temperatura, prelucrarea mecanică, durata de fermentare, adaosuri.

4.1.4.Temperatura aluatului

Temperatura este un parametru foarte important. Ea influenţează totalitatea proceselor care au loc în aluat: activitatea enzimelor, a microbiotei şi proprietăţile reologice.

Temperatura diferitelor faze ale aluatului este de 26-32°C.

54

Influenţa temperaturii asupra activităţii enzimelor

Temperatura influenţează constanta vitezei de reacţie a enzimelor, ceea ce face ca odată cu creşterea temperaturii aluatului, până la atingerea temperaturii optime, activitatea lor să crească. În limitele temperaturii din aluat, situată pentru majoritatea enzimelor sub temperatura optimă, la creşterea temperaturii activitatea lor creşte.

Pentru amilaze, intensificarea activităţii cu creşterea temperaturii aluatului este benefică, dar în cazul proteazelor, cu excepţia aluaturilor preparate din făinuri puternice, nu este dorită.

Influenţa temperaturii asupra microbiotei aluatului

Temperatura influenţează înmulţirea şi fermentarea produsă de microbiota aluatului.

Influenţa asupra drojdiei Ţinând seama că temperatura optimă de înmulţire a drojdiei de panificaţie (25-26°C) diferă de temperatura optimă de fermentare (30-35°C), cu ajutorul temperaturii se poate regla atât activitatea de înmulţire în fazele premergătoare aluatului, cât şi activitatea fermentativă.

Cantitatea de dioxid de carbon creşte cu creşterea temperaturii până la 35°C după care aceasta scade.

Influenţa asupra bacteriilor lactice Cu cât temperatura maielei sau aluatului este mai apropiată de 35-40°C, cu atât sunt mai favorabile condiţiile de temperatură pentru activitatea vitală a bacteriilor aluatului care produc aciditate. De aceea creşterea temperaturii este însoţită de creşterea mai intensă a acidităţii aluatului.

Ţinând seama de influenţa temperaturii asupra activităţii enzimelor, activităţii microbiotei şi asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, este optim a se folosi o temperatură mai mare la prelucrarea făinurilor puternice şi o temperatură mai scăzută la prelucrarea făinurilor slabe.

Temperatura mai scăzută recomandată la prelucrarea făinurilor slabe întârzie hidratarea componenţilor macromoleculari ai făinii, umflarea şi peptizarea proteinelor, reduce activitatea enzimatică şi microbiologică, ceea ce asigură o mai mare stabilitate aluatului la fermentare şi în cursul operaţiilor ulterioare.

Rezultate bune la prelucrarea făinurilor slabe s-au obţinut pentru temperaturi de 25-26°C şi chiar 21-23°C.

În cazul făinurilor puternice, o temperatură mai mare accelerează umflarea întârziată a proteinelor, intensifică activitatea enzimatică, inclusiv pe cea proteolitică, care conduce la reducerea tenacităţii aluatului şi la creşterea extensibilităţii lui. Se intensifică, de asemenea, activitatea microbiotei.

De asemenea, cunoscând influenţa temperaturii asupra activităţii microbiotei şi asupra proprietăţilor reologice, fazele de preparare a aluatului vor avea temperaturi diferite.

Fazele premergătoare aluatului, prospătura şi maiaua, unde se urmăreşte înmulţirea celulelor de drojdie vor avea temperaturi sub 30°C. Aceste temperaturi vor proteja, în acelaşi timp, proprietăţile lor reologice pe durata lungă de fermentare a acestora. În aluat şi în faza de fermentare finală, unde trebuie să predomine procesul de fermentare, temperaturile vor fi superioare valorii de 30°C şi anume 31-33°C şi chiar 35°C pentru fermentarea finală.

Se consideră că pentru maia temperatura optimă este de 28°C. Creşterea temperaturii peste această valoare accelerează procesele fermentative produse de drojdie şi bacterii şi modifică gustul produsului. Temperaturi peste 30°C conduc la scăderea înmulţirii drojdiei şi

55

la o diluare mai accentuată a maielei, ca urmare a slăbirii proprietăţilor ei reologice, ceea ce are ca urmare obţinerea de produse cu porozitate grosieră.

Aluatul preparat cu temperatură prea mică este moale şi lipicios.

4.1.5. Durata de frământare

Durata de frământare a semifabricatelor, prospătură, maia, aluat este influenţată de o serie de factori:

- calitatea făinii. Semifabricatele preparate din făină de calitate slabă se frământă un timp mai scurt decât cel obţinut din făină de calitate medie. Optimul proprietăţilor reologice se obţine în acest caz foarte repede. De obicei frământarea trebuie să înceteze după obţinerea unei mase omogene. Prelungirea frământării peste momentul optim duce la înrăutăţirea proprietăţilor reologice şi aceasta cu atât mai mult cu cât făina este mai slabă şi cu cât temperatura semifabricatelor este mai ridicată.

Aluatul preparat din făină puternică se formează mai lent, ceea ce impune un

timp de frământare mai îndelungat. Pentru obţinerea proprietăţilor reologice optime, un astfel de aluat se mai frământă un timp oarecare şi după obţinerea unui amestec omogen.

Aluaturile preparate din făinuri cu granulozitate fină şi de extracţie mare sunt mai sensibile la frământare decât cele obţinute din făinuri de extracţie mică şi cu granulozitate mare.

- cantitatea de apă. O cantitate mai mare sau mai mică decât apa necesară pentru atingerea consistenţei normale prelungeşte durata de frământare. Aluaturile de consistenţă mică sunt foarte sensibile la suprafrământare, spre deosebire de cele consistente care au o toleranţă suficient de mare.

- turaţia braţului de frământare Durata de frământare scade cu creşterea turaţiei braţului de frământare.

În frământarea clasică durata de frământare este de 6-12 min. Maiaua şi

prospătura se frământă 6-10 min, iar aluatul 8-12 min.

Frământarea clasică este considerată ca metodă de referinţă. Ea constă într-un tratament mecanic moderat pentru care aluatul se formează lent. Ea este continuată cu o fermentare de lungă durată, care completează dezvoltarea aluatului. În absenţa acesteia aluatul se panifică dificil.

Aprecierea sfârşitului frământării

Sfârşitul frământării se apreciază senzorial.

Aluatul bine frământat trebuie să fie omogen, bine legat, consistent, elastic şi să se desprindă uşor de braţul malaxorului şi de peretele cuvei în care s-a frământat.

La proba manuală, întins între degetul mare şi cel arătător, aluatul trebuie să se întindă într-o fâşie subţire, transparentă şi elastică fără să se rupă.

Aluatul insuficient frământat este omogen, dar este lipicios şi vâscos.

Aluatul frământat excesiv (suprafrământat) este foarte extensibil, fără tenacitate, la proba manuală se rupe.

56

4.1.6.Frământătoare (malaxoare)

Principii constructive

Frământarea aluatului presupune existenţa unor gradienţi de viteză care să deformeze masa omogenă de aluat obţinută prin lipirea aglomerărilor umede de făină rezultate în urma deplasării lor relative.

Pentru realizarea gradienţilor de viteză este necesar să existe cel puţin două suprafeţe între care să existe o anumită distanţă şi o anumită viteză relativă, adică o suprafaţă fixă şi una mobilă. Suprafaţa fixă aparţine de obicei cuvei şi poate fi formată din suprafeţe lise, striate sau muchii, iar suprafaţa mobilă este formată din palete, bare, role de diferite secţiuni. Aceste suprafeţe se pot deplasa una în raport cu cealaltă, cu viteză constantă sau cu viteză variabilă. Dacă distanţa dintre ele este variabilă, apar eforturi de comprimare şi de întindere.

Gradienţii de viteză care iau naştere în masa de aluat cuprinsă între cele două suprafeţe depind de diferenţa de viteză şi de distanţa dintre ele. De aceea cuva şi braţul de frământare sunt elementele perechi inseparabile oricărui frământător. Formele lor constructive se influenţează reciproc.

Pentru realizarea frământării, aluatul trebuie să adere la cele două suprafeţe, a cuvei şi a braţului de frământare. Dacă acest lucru nu se realizează el va aluneca ca un solid rigid şi frământarea nu se va realiza. Dacă aluatul nu aderă la cuvă, întreaga masă de aluat se aglomerează pe braţul de frământare şi se mişcă odată cu acesta, nerealizându-se frământarea. Dacă aluatul aderă foarte puţin la braţ, atunci braţul va executa o tăiere, o forfecare a aluatului.

Pentru a evita acest lucru, constructorii au adoptat diferite tipuri şi forme de braţe de frământare şi cuve care să mărească reţinerea aluatului la suprafaţa acestora.

Calitatea aluatului obţinut la frământare şi durata de frământare depind de o serie de factori:

- cantitatea de aluat antrenată de braţul de frământare Aceasta depinde de forma braţului. Cu cât este prins mai puţin aluat de braţul de frământare, cu atât acesta va fi frământat şi întins mai bine şi cu atât mai bine şi mai repede va avea loc procesul de frământare. Totuşi o cantitate excesiv de mică antrenată de braţul de frământare influenţează negativ eficacitatea frământării;

- turaţia braţului de frământare Fiecărui contact a unuia din elementele braţului de frământare (palete etc.) îi corespunde o cantitate de energie transmisă aluatului, astfel durata de frământare şi calitatea aluatului sunt influenţate de numărul de contacte realizate, deci de turaţia braţului de frământare. Cu cât aceasta este mai mare, cu atât energia transmisă aluatului va fi şi ea mai mare, iar durata de frământare va fi mai scurtă şi aluatul mai complet format;

- viteza relativă cuvă/braţ Pentru aceeaşi turaţie a braţului de frământare, viteza de rotaţie a cuvei determină intensitatea procesului de frământare: cu cât cuva se roteşte mai repede, aluatul este frământat mai puţin şi invers. Acest lucru explică construcţia multor malaxoare cu cuvă având mişcare liberă şi explică cel puţin parţial efectul de subfrământare (absenţa întinderii şi comprimare insuficientă) sau de suprafrământare (exces de forfecare în cazul cuvei foarte lente);

- traiectoria braţului de frământare este determinată de forma cuvei şi care influenţează efortul la care este supus aluatul (întindere, comprimare, forfecare).

57

Clasificarea frământătoarelor

Frământătoarele de aluat pot fi clasificate după mai multe criterii:

- după modul de funcţionare: frământătoare cu funcţionare discontinuă şi frământătoare cu funcţionare continuă;

- după construcţia cuvei: frământătoare cu cuvă fixă şi frământătoare cu cuvă mobilă, acestea din urmă putând avea cuvă cu mişcare forţată sau cuvă cu mişcare liberă.

- după construcţia braţului de frământare: frământătoare cu axe orizontale, cu axe verticale şi cu axe înclinate.

Frământătoare discontinue clasice

Execută frământarea discontinuu, în şarje. Cele mai răspândite în industria panificaţiei sunt malaxoarele cu cuvă mobilă şi braţ înclinat sau vertical

Frământătoare discontinue clasice

Execută frământarea discontinuu, în şarje. Cele mai răspândite în industria panificaţiei sunt malaxoarele cu cuvă mobilă şi braţ înclinat sau vertical.

Frământătoare cu ax vertical

Sunt frământătoare la care braţele de frământare se rotesc excentric în cuvă în jurul unui ax vertical. Deoarece zona de acţiune a braţului de frământare nu ocupă întreg volumul cuvei, pentru aducerea aluatului în zonă s-au adoptat două sisteme:

- cuva se roteşte în jurul unui ax vertical şi aduce aluatul în zona de frământare fixă; - cuva este fixă şi zona de frământare este mobilă, ea rotindu-se în interiorul cuvei în jurul

unei axe verticale de simetrie, devenind zonă planetară. Frământătoare planetare

Malaxoarele au cuvă fixă şi unul sau mai multe braţe de frământare care acţionează excentric în cuvă. Pentru realizarea de zone de frământare mobile ele sunt prevăzute cu sisteme de acţionare planetare (fig. 4.13.).

Fig 4.13. Frământătoare planetare

a –cu un singur braţ de frământare; b –cu două braţe de frământare

58

Malaxoarele sunt formate din cuva de frământare fixă 1 în interiorul căreia se rotesc excentric în cuvă, în jurul axelor x, braţele de frământare 2. Axele de rotaţie x ale acestora sunt fixate în lagărele axial-radiale 3, care fac parte din carcasele 4. Carcasele împreună cu lagărele şi axele x sunt puse în mişcare de rotaţie în jurul axelor x′ prin sistemul melc roată melcată 5. Partea fixă a sistemelor de antrenare este constituită din roata cilindrică 6 şi respectiv coroana dinţată cu dinţi interiori 6′. Braţele de frământare 2 sunt antrenate în mişcare de rotaţie în jurul axelor x de roţile dinţate 7, care angrenează cu roţile dinţate 6 respectiv 6′. La rotirea carcaselor 4 roţile dinţate 7 se rotesc în jurul axelor x′, astfel încât braţele de frământare se rotesc atât în jurul axelor proprii x, cât şi în jurul axelor de simetrie x′, zonele de frământare devenind zone mobile care se plimbă în interiorul cuvei pe o traiectorie circulară. Distanţa de la braţ la cuvă este de minim 3 mm.

Braţele de frământare sunt detaşabile, de diferite forme,putându-se monta în funcţie de aluatul care se frământă.Forma acestora poate fi de: spirală, de bătător sau tel. Braţul spiral se foloseşte pentru aluatul de pâine, de pizza, brioşe, croissant. Bătătorul se foloseşte pentru aluatul de foietaj, checuri ş.a.

Pentru detaşarea cuvelor, malaxoarele sunt prevăzute cu un sistem mecanic sau hidraulic de ridicare şi coborâre a cuvelor, astfel ca braţele de frământare să fie scoase sau introduse în aluat.

Malaxoarele planetare sunt cele mai potrivite pentru aluaturile de consistenţă mică.

Frământătoare continui clasice

În principiu, frământătoarele continue constau dintr-o cuvă de formă cilindrică sau semicilindrică orizontală, în care se află braţele de frământare. Diferite tipuri de malaxoare diferă între ele prin construcţia braţelor de frământare.

Frământătorul cu braţ cu palete HTR

Este unul din cele mai simple frământătoare continui cu ax orizontal.

Fig 4.14. Frământătorul continuu cu braţ cu palete HTR

Frământătorul (fig. 4.14.) este format din cuva semicilindrică fixă 1 în interiorul căreia

se roteşte arborele cu braţe radiale 2, pe care sunt montate sub unghi α ,paletele 3, la distanţă ”d ” de peretele cuvei. Această mişcare a paletelor asigură înaintarea materialelor /aluatului spre capătul opus. Cuva este împărţită în două compartimente de către peretele despărţitor 4 de înălţime H. În primul compartiment se amestecă şi se formează aluatul din materialele introduse, iar în compartimentul al doilea, aluatul format în primul compartiment care trece peste peretele despărţitor, este supus în continuare acţiunii mecanice, după care este evacuat. Peretele despărţitor 4 are un rol tehnologic de a reţine din rotaţie aluatul prins de ax, mărind influenţa părţii fixe a frământătorului.

59

Atunci când proprietăţile aluatului se schimbă, efectul de frământare se modifică, ca urmare a modificării echilibrului influenţei părţilor fixe şi mobile ale frământătorului asupra aluatului.

4.2.FERMENTAREA ALUATULUI 4.2.1. Bazele ştiinţifice ale fermentării aluatului

Scopul tehnologic al fermentării Procesul de fermentare începe din momentul frământării semifabricatelor şi continuă în

cursul tuturor operaţiilor tehnologice ulterioare şi în prima parte a coacerii. În practică, prin fermentarea aluatului (în cuve, în vrac) se înţelege perioada de fermentare

din momentul frământării până la divizare. Ea are loc în cuva în care a fost frământat şi în tremia maşinii de divizat.

Scopul fermentării semifabricatelor este maturizarea aluatului. Prin maturizarea aluatului se înţelege starea în care este adus acesta în urma proceselor care-l fac în timpul fermentării şi care aduc optim pentru divizare şi coacere.

Pentru maturizarea aluatului este caracteristică modificarea proprietăţilor reologice ale coloizilor acestuia şi în principal a substanţelor proteice.

La sfârşitul fermentării, aluatul trebuie să aibă următoarele proprietăţi: a) Capacitate bună de reţinere a gazelor Proprietăţile reologice obţinute la sfârşitul

fermentării trebuie să permită aluatului o reţinere bună a gazelor de fermentare care continuă să se formeze la fermentarea finală şi în prima parte a coacerii.

Modificările proteinelor la fermentare fac ca proprietatea de reţinere a gazelor să se modifice continuu. Aluatul obţinut imediat după frământare are elasticitate şi rezistenţă la întindere mare şi nu reţine suficiente gaze, necesare obţinerii unui produs afânat. Transformările suferite de gluten în timpul fermentării conferă aluatului elasticitate mai redusă şi extensibilitate mai mare şi ca urmare capacitatea de reţinere a gazelor creşte. Acesta este de fapt scopul tehnologic principal al fermentării aluatului.

b) Capacitate mare de formare a gazelor Aluatul matur trebuie să aibă capacitate mare de formare a gazelor, astfel încât în perioada de fermentare finală, aluatul să ajungă la volumul său final.

c) Să conţină substanţe formate în timpul fermentaţiilor alcoolice şi acide, care condiţionează gustul şi aroma specifică pâinii. Afânarea aluatului, în vederea obţinerii unei pâini crescute, cu miez poros rămâne în seama fermentării finale şi a primei perioade de coacere.

Procese care au loc la fermentarea aluatului În timpul fermentării în aluat şi în general în semifabricatele supuse fermentării se

desfăşoară un complex de procese biochimice, microbiologice, coloidale, în urma cărora aluatul se maturizează.

Procese biochimice Procesele biochimice sunt catalizate de enzimele din aluat (aduse în principal de făină),

care acţionează asupra componentelor făinii. În aluat acţionează enzime din clasa hidrolazelor şi din clasa oxido-reductazelor.

Hidrolazele catalizează procesele de hidroliză ale componenţilor macromoleculari, amidonul, proteinele, pentozanii şi a alţi componenţi, cum sunt lipidele, compuşii fitinici. Ele sunt procese de degradare, de simplificare a componenţilor făinii şi sunt însoţite de formarea de produse mai simple.

Oxido-reductazele catalizează procesele de oxidare /reducere a componentelor făinii cum sunt proteinele, pigmenţii.

60

Amiloliza este procesul de hidroliză a amidonului sub acţiunea α- şi β-amilazei, care are ca produşi finali maltoza şi dextrinele. Ea asigură necesarul de glucide fermentescibile pentru procesele fermentative pe toată durata procesului tehnologic, inclusiv în fazele finale ale acestuia, dospirea şi coacerea, decisive pentru calitatea pâinii.

Glucidele fermentescibile proprii ale făinii sunt insuficiente pentru a susţine nevoile energetice ale drojdiei în sistemul aluat. Prin hidroliza amidonului este completat necesarul de glucide fermentescibile, de aceea, amidonul este considerat sursa principală de glucide din aluat.

Amiloliza este o reacţie complexă. Ea este influenţată de o serie de factori: - activitatea α-amilazei; - starea suprafeţei granulei de amidon, gradul ei de deteriorare; - mobilitatea substratului, a enzimelor şi a produşilor de hidroliză.

Amiloliza este rezultatul acţiunii comune a α- şi β-amilazei. Prezenţa chiar a urmelor de α-amilază pe lângă β-amilaza determină o hidroliză mai rapidă şi mai pronunţată a amidonului decât o cantitate echivalentă de β-amilază singură. În acest caz se formează o cantitate de glucide fermentescibile mai mare decât suma contribuţiei fiecărei enzime acţionând separat. Comparativ cu α –amilaza, β-amilaza produce aproximativ de 10 ori mai multe glucide fermentescibile.

În acţiunea comună a celor două amilaze rolul principal se atribuie α –amilazei, ea fiind singura enzimă capabilă să iniţieze hidroliza granulei de amidon, să o corodeze şi să o sensibilizeze faţă de β-amilaza. În condiţiile din aluat, la temperatura de 30…35°C, granula de amidon crud, în stare nativă, este puţin hidratată şi umflată neînsemnat. În această stare, singura α –amilaza poate provoca o anumită dezorganizare a granulei, dar cu viteză foarte mică. Acţiunea α-amilazei este limitantă pentru că ea creează prin hidroliza amidonului noi extremităţi nereducătoare, care constituie substrat pentru β-amilaza. De aceea, activitatea α-amilazei este controlată în mod curent şi unde este cazul este corectată.

β-Amilaza este incapabilă să acţioneze asupra granulei de amidon intacte. Ea acţionează numai asupra granulelor de amidon deteriorate mecanic şi asupra celor atacate de α –amilaza, abilitatea amilazelor de a hidroliza amidonul depinzând de capacitatea lor de a penetra, de a difuza în interiorul granulei de amidon.

În făinurile sărace în α –amilaza sau lipsite de această enzimă, factorul care limitează hidroliza amidonului este cantitatea de amidon deteriorat.

Deteriorarea amidonului are loc la măcinare. Ea variază în limite largi. Alături de granule intacte de amidon, făina conţine granule total deteriorate sau cu diferite grade de deteriorare.

Deteriorarea amidonului este influenţată de intensitatea acţiunii mecanice din timpul măcinării şi de gradul de compactizare a materiilor în bob. Cu cât acţiunea mecanică de măcinare a grâului şi sticlozitatea grâului sunt mai mari, cu atât gradul de deteriorare este mai mare. De aceea, făinurile din grâne sticloase au, în general, capacitate bună de formare a glucidelor fermentescibile. Făinurile din grâne moi, făinoase, au amidon cu grad redus de deteriorare şi în consecinţă cu atacabilitate enzimatică mică. Făinurile din aceste grâne, care au şi grad de extracţie mic, mai sărace în α –amilaza, au capacitate redusă de a hidroliza amidonul. Pentru o gamă largă de soiuri de grâu pentru panificaţie, în făină s-a găsit un conţinut de amidon deteriorat de 6,7-10,5%, iar în făina din grâne moi, un conţinut de 2-4%. Pentru panificaţie optim este o deteriorare a amidonului de 6-9%.

În urma amilolizei, în aluat se formează maltoză. Se asigură astfel aluatului capacitate de a forma gaze.

Proteoliza Este procesul de hidroliză a proteinelor sub acţiunea enzimelor proteolitice. Ele hidrolizează legăturile peptidice din structura proteinelor, preferenţial la nivelul aminoacizilor încărcaţi pozitiv.

Intensitatea proteolizei este în funcţie de conţinutul de enzime, dar mai ales de calitatea proteinelor, de accesibilitatea lor faţă de enzime.

61

La fermentare, atacabilitatea enzimatică a proteinelor şi activitatea enzimelor proteolitice cresc, datorită modificării potenţialului de oxidoreducere în urma activităţii drojdiei, în sensul creşterii proprietăţilor reducătoare, şi datorită prezenţei reducătorilor (glutationul).

Făinurile de grâu au o activitate proteinazică, capabilă să producă înmuierea glutenului (endopeptidazică, care hidrolizează legăturile peptidice din interiorul lanţului polipeptidic)şi o activitate peptidazică, capabilă să producă azot solubil (exopeptidazică care hidrolizează legăturile peptidice de la capetele lanţurilor polipeptidice). Dintre acestea, în făina de grâu şi în aluaturile obţinute din aceasta, predomină activitatea proteinazică.

Datorită prezenţei în făină a enzimelor proteolitice de tip proteinazic şi de tip peptidazic, în aluat au loc două feluri de degradări biochimice ale substanţelor proteice. Una, care modifică proprietăţile reologice ale aluatului, elasticitatea, vâscozitatea, umflarea şi peptizarea, şi alta care are ca rezultat formarea de aminoacizi.

Activitatea proteinazică, rupând legăturile peptidice îndepărtate de capetele lanţului proteic, modifică gradul de agregare, de complecsare al glutenului şi ca urmare acesta îşi slăbeşte proprietăţile reologice. Intensitatea acţiunii şi deci rezultatul final depind de starea de agregare a glutenului, de calitatea lui, de susceptibilitatea de a fi hidrolizat şi de activitatea enzimatică.

Activitatea peptidazică conduce la formarea de aminoacizi. Ea nu are efecte însemnate asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, dar influenţează activitatea drojdiilor prin furnizarea de compuşi cu azot asimilabili, formarea substanţelor de aromă şi culoarea cojii.

Problema rolului proteinazelor endogene, aduse de făină, rămâne controversat. Mulţi cercetători consideră că ele au un rol minor în modificările suferite de proteinele glutenice la prepararea aluatului. Datorită faptului că enzimele sunt prezente în stare activă în cantităţi mici, au pH-ul optim 3,8, diferit de cel din aluat (5-5,7), iar la creşterea pH-ului peste această valoare activitatea lor scade rapid, cantitatea de gluten hidrolizată este mică. Este cert că scăderea consistenţei şi elasticităţii aluatului şi creşterea extensibilităţii lui în timpul fermentării se datorează cel puţin parţial, proteolizei. S-a observat o relaţie liniară între scăderea consistenţei aluatului şi activitatea proteolitică a aluatului.

Cantitatea de enzime proteolitice în stare activă creşte şi proteoliza este mult activată în aluaturile preparate din făinuri obţinute din grâne degradate prin înţepare de ploşniţa grâului, dar şi prin încolţirea grâului.

Alături de enzimele proteolitice ale făinii, la proteoliza din aluat participă şi enzimele proteolotice ale bacteriilor lactice (peptidaze). Proteazele drojdiei sunt de tip endocelular şi nu joacă vreun rol în proteoliza din aluat.

Proteoliza mai este influenţată de temperatura şi conţinutul de sare a aluatului. Cu creşterea temperaturii aluatului proteoliza se accelerează, în timp ce prezenţa sării o diminuează, efectul ei fiind explicat prin acţiunea de întărire a glutenului. De asemenea, este influenţată de reducători şi oxidanţi.

Reducătorii au proprietatea de a trece proteazele aflate în stare legată inactivă în stare activă. Aceste enzime sunt fixate pe o proteină (E-S-S-Pr) şi în prezenţa reducătorilor legătura enzimă /proteină se rupe eliberând enzima activă (E-SH).

De asemenea, reducătorii trec proteinele din starea greu atacabilă (Pr-S-S-Pr) în stare uşor atacabilă (Pr-SH). Astfel reducătorii (glutationul, cisteina) sunt activatori ai proteolizei.

Oxidanţii au acţiune inversă şi de aceea ei reduc proteoliza în aluat, sunt inactivatori ai proteolizei.

Activitatea oxidoreductazelor

Cea mai importantă dintre enzimele din această categorie prezente în aluat este lipoxigenaza. . Se presupune că, cel puţin parţial, lipoxigenaza acţionează asupra complecşilor lipide-proteine formaţi la frământare, catalizând în timpul fermentării, oxidarea lipidelor nesaturate. Lipidele legate oxidate pot afecta hidrofobicitatea gluteninei, ceea ce induce modificări de conformaţie ale acesteia, însoţite de modificări ale proprietăţilor reologice ale aluatului.

62

Astfel, catalaza descompune apa oxigenată, care este un inhibitor puternic al lipoxigenazei, favorizând activitatea lipoxigenazei. Polifenoloxidaza, în oxidarea polifenolilor, concurează pentru oxigen cu lipoxigenaza. Donatorul de hidrogen în reacţia catalizată de peroxidază este cel mai frecvent un compus polifenolic, care are proprietăţi antioxidante, fiind un potenţial inhibitor al lipoxigenazei. Este posibil ca, în reacţia de oxidare a acidului ascorbic la acid dehidroascorbic, acesta să intre în concurenţă pentru oxigen cu lipoxigenaza.

Procese microbiologice Microbiota aluatului Microbiota de fermentare a aluatului este formată din drojdii şi

bacterii lactice. Ele provin din microbiota proprie a făinii şi din cea de însămânţare, reprezentată în principal de drojdia de panificaţie. Mai pot proveni din culturi starter.

Din totalitatea microorganismelor introduse în aluat, activează acelea pentru care condiţiile din aluat (consistenţă, temperatură, pH) permit desfăşurarea activităţii lor vitale.

În timpul fermentării semifabricatelor, activitatea drojdiilor şi bacteriilor constă într-un proces de multiplicare, de înmulţire şi într-un proces de fermentare.

Între celulele de drojdie şi cele ale bacteriilor lactice se pot stabili relaţii de concurenţă pentru glucidele fermentescibile, de metabioză şi simbioză. Capacitatea drojdiei de a asimila acizii lactic şi acetic, formaţi în urma activităţii bacteriilor, poate fi considerat ca unul din factorii ce condiţionează convieţuirea lor în aluat (metabioză). Relaţiile de simbioză constau în faptul că drojdiile favorizează dezvoltarea bacteriilor prin punerea la dispoziţia acestora a vitaminelor, care sunt factori de creştere pentru ele, precum şi datorită faptului că drojdiile în procesul de respiraţie, utilizează oxigenul creând astfel condiţii favorabile pentru bacteriile lactice, care sunt facultativ anaerobe. La rândul lor, bacteriile lactice, produc acizi, care menţin în aluat un pH acid, favorizând desfăşurarea normală a fermentaţiei alcoolice.

Fermentaţia alcoolică Fermentaţia alcoolică este produsă de drojdia de panificaţie prin echipamentul său

enzimatic. Drojdia reprezintă o biomasă de celule vii din specia Saccharomyces cerevisiae, drojdie de fermentaţie superioară, capabilă să producă fermentarea glucidelor din aluat cu formare de dioxid de carbon şi alcool etilic, ca produse principale, şi o serie de produse secundare.

Drojdia de panificaţie fermentează toate glucidele fermentescibile din aluat: glucoza, fructoza, zaharoza, maltoza. Ele sunt formate din glucidele proprii ale făinii, maltoza formată amilolitic şi cele adăugate în aluat în calitate de îndulcitori (în special zaharoza).

Sistemul enzimatic al drojdiei, care produce fermentaţia alcoolică, este de tip endocelular şi nu difuzează în mediu, rămânând în interiorul celulei. El este format dintr-un complex de enzime şi coenzime, care catalizează reacţiile de esterificare ale glucidelor, transferul de grupe fosforice, oxidoreduceri, izomerizări, decarboxilări.

În acest proces, glucoza este transformată în acid piruvic pe cale glicolitică (EMP), după care prin decarboxilarea acestuia rezultă dioxidul de carbon, iar prin reducerea aldehidei formate, rezultă alcoolul etilic. Ecuaţia globală a fermentaţiei alcoolice este:

Dinamica fermentării glucidelor în aluat. Curbe de fermentare

Dintre glucidele prezente în aluat după frământare, prima este fermentată glucoza, apoi fructoza, cu o viteză mai mică decât glucoza, şi la urmă maltoza, deşi maltoza predomină (raportul maltoză/glucoză=4/1 în prima oră şi 10/1 în a doua oră de fermentare).

C6H12O6 → 2CO2 + 2 C2H5OH + 117 kj monogucid dioxid alcool

63

După ce sunt fermentate monoglucidele, degajările de dioxid de carbon înregistrează un minim, după care începe să fermenteze maltoza şi degajările de gaze cresc până când în mediu apare o insuficienţă de maltoza. Această observaţie a condus la concluzia că enzimele implicate în transportul şi fermentarea glucozei şi fructozei sunt enzime constitutive ale celulei de drojdie, în timp ce, enzimele implicate în fermentarea maltozei sunt enzime induse. Pentru sinteza acestor enzime, drojdia are nevoie de un timp de adaptare, de inducţie. Aceste enzime sunt permeaza maltozei, care facilitează pătrunderea maltozei în celula de drojdie şi maltaza, enzimă care hidrolizează maltoza cu formare a două molecule de glucoză. În sinteza acestor enzime glucoza este furnizorul de energie. Enzimele se sintetizează numai în prezenţa substratului, adică a maltozei şi dispar apoi dacă substratul dispare, ele ne mai fiind necesare. Minimul degajărilor de gaze, care corespunde epuizării glucidelor direct fermentescibile preexistente şi trecerii la fermentarea maltozei, este cunoscut sub numele de pauză de maltoză. Acest minim este mai mult sau mai puţin accentuat în funcţie de cantitatea de drojdie, puterea ei fermentativă şi temperatura de fermentare.

În cazul tulpinilor de drojdie care conţin o maltopermează şi o maltază constitutive, minimul degajărilor de dioxid de carbon este puţin vizibil, adaptarea la fermentarea maltozei făcându-se rapid, spre deosebire de cele care nu conţin aceste enzime, care se adaptează lent. Alura curbei degajărilor de dioxid de carbon în aluatul preparat direct o are şi curba degajărilor în prospătură sau în maiaua preparată fără prospătură (fig.4.15.)

În maiaua preparată cu prospătură, curba degajărilor de dioxid de carbon înregistrează un minim, dar mai puţin accentuat decât la prospătură, pentru că drojdia adusă de prospătură este deja adaptată la fermentarea maltozei, rămânând ca în faza de maia să se adapteze drojdia introdusă în această fază. În aluat, deşi făina introdusă la prepararea acestuia aduce noi cantităţi de monoglucide şi tot aici se introduc şi glucidele de îndulcire, deoarece maiaua aduce drojdie adaptată la fermentarea maltozei, toate glucidele din aluat fermentează concomitent, fără să se înregistreze vreun minim în formarea gazelor.

Fig 4.15. Curba degajărilor de gaze în prospătură, maia, aluat A-minimul degajărilor

În drojdiile lichide sau în prefermenţii cu făină, drojdia se adaptează la fermentarea maltozei, astfel că în aluatul sau maiaua preparate cu acestea, degajările de gaze au loc fără a înregistra vreun minim.

Când drojdia este în cantitate suficientă, formarea gazelor este limitată de maltoza formată amilolitic. Astfel maltoza constituie factorul cel mai important în formarea gazelor în aluat, glucidele preexistente în făină fiind consumate în prima parte a procesului de fermentare.

Drojdia de panificaţie mai fermentează mici cantităţi de polimeri inferiori ai glucozei, izomaltoză şi maltotrioză, dar nu beneficiază de prezenţa dextrinelor şi a amidonului, deoarece nu le poate hidroliza pentru a forma monoglucide.

Variaţia de volum În timpul fermentării semifabricatele îşi măresc volumul pe seama formării şi reţinerii

gazelor de fermentare.

64

Gazele de fermentare sunt formate aproape exclusiv din dioxidul de carbon, care se formează în procesul de fermentaţie alcoolică. Mici cantităţi de gaze se formează şi în fermentaţia heterolactică, dar ele au un rol minor în afânarea aluatului..

Produse secundare formate la fermentare În fermentaţia alcoolică a glucidelor, în aluat, pe lângă alcool şi dioxid de carbon, care sunt

produsele principale ale fermentaţiei, se mai formează o serie de produse secundare: alcooli superiori, acizi (lactic, acetic, succinic, citric), combinaţii carbonilice (aldehidă acetică, acetoina). Aceste produse intră în buchetul de aromă, specific pâinii obţinute din aluat fermentat.

Factori care influenţează fermentaţia alcoolică în aluat În aluat, fermentaţia alcoolică este influenţată de condiţiile de mediu, temperatură, pH,

umiditate, precum şi de prezenţa unor compuşi necesari activităţii vitale a drojdiei. Temperatura optimă pentru activitatea fermentativă a drojdiei este 35°C, de aceea aluatul

pentru pâine se prepară cu temperatura de 30-35°C. Reacţia acidă a mediului corespunzătoare pH-ului de 4-6 este optimă, atât pentru

fermentare cât şi pentru respiraţia drojdiei, ceea ce înseamnă că aluatul, al cărui pH în timpul fermentării se deplasează de obicei de la pH 5,8 la pH 5 oferă condiţii optime din acest punct de vedere pentru drojdie.

Conţinutul de sare La concentraţii obişnuite pentru panificaţie sarea are un efect de inhibare a fermentaţiei alcoolice. Pentru concentraţii sub 1,5% în raport cu făina efectul de inhibare este mic, dar el creşte vizibil pentru concentraţii mai mari.

Conţinutul de zahăr.La concentraţii mici de glucide, până la 3-4%, fermentaţia alcoolică în aluat este stimulată.

Consistenţa semifabricatelor. În maiele consistente şi aluaturi provenite din acestea se degajă o cantitate mai mare de gaze comparativ cu cea din maiele fluide si aluaturile lor.

Vitamine. Activitatea fermentativă a drojdiei este stimulată de vitaminele din grupul B, în special vitamina B6 (piridoxina) şi vitamina PP (niacina).

Compuşi cu azot asimilabili Azotul aminic care se acumulează în aluat, ca urmare a acţiunii peptidazelor asupra proteinelor, serveşte ca sursă de nutriţie azotoasă pentru drojdie. Aceasta se găseşte în cantitate suficientă în aluaturile preparate din făinuri de extracţie mare. Dintre aminoacizii prezenţi în mediul aluat sunt metabolizaţi de drojdie în special aminoacizii aromatici, hidroxilici, leucina, izoleucina, valina.

Substanţe minerale Pentru activitatea drojdiei în aluat sunt necesari ioni de K, Mn, NH4, sulfat, fosfat. Deosebit de importanţi sunt fosfaţii care participă la formarea esterilor glucozei. Aceştia sunt preluaţi din făină şi din apă. Într-o serie de ţări se prepară aşa-numita "hrană pentru drojdie" care se adaugă în aluat. Hrana pentru drojdie se obţine în mai multe variante , dar în principiu constă dintr-un amestec de săruri minerale cum sunt: clorura de amoniu, sulfatul de amoniu, sulfatul de calciu, fosfatul monocalcic.

Cantitatea de drojdie Între cantitatea de drojdie din aluat şi cantitatea de gaze formate există o anumită proporţionalitate. Cu cât cantitatea de drojdie este mai mare, cu atât viteza de formare a gazelor creşte şi momentul degajărilor maxime se atinge mai repede.

Înmulţirea drojdiei Procesul de înmulţire a drojdiei are loc, în mod practic, în fazele prealabile aluatului,

prospătură şi maia, şi în mică măsură în faza de aluat, datorită timpului scurt de fermentare al acestuia.

Creşterea numărului de celule de drojdie accelerează viteza de fermentare şi creează premizele reducerii consumului de drojdie.

În aluatul preparat direct are loc o creştere mică a numărului de celule înmugurite, dar la dospire numărul lor creşte până la aproape 40%, în timp ce în aluatul cu zahăr, care conţine 6% drojdie, numărul de celule înmugurite practic nu se modifică. Acest lucru se datorează, între altele, concentraţiei mari de drojdie în aluat.

65

Factori care influenţează înmulţirea drojdiei Înmulţirea celulelor de drojdie în mediu-aluat este influenţată de o serie de factori:

- conţinutul iniţial de drojdie în semifabricat; - temperatura şi consistenţa semifabricatului; - gradul de aerare; - durata de fermentare.

Fermentaţia lactică Fermentaţia lactică este produsă în aluat de bacteriile lactice datorită echipamentului lor

enzimatic. Bacteriile din maia şi aluat sunt sub formă de bacili şi sub formă de coci. Bacteriile sub formă de bacili sunt preponderente şi aparţin genului Lactobacillus (L. plantarum, L brevis, L. fermenti, L. casei, L. delbrüecki ). Bacteriile sub formă de coci aparţin genurilor Leuconostoc (L. mezenteroides), Pediococcus (P.lactiacidi ), Streptococcus (S.cremoris), Lactococcus.

Bacteriile lactice fermentează anaerob toate glucidele fermentescibile din aluat cu formarea ca produs principal al acidului lactic. Ele fermentează pentozele (arabinoza, xiloza,) hexozele (glucoza, fructoza, galactoza, manoza) şi dizaharidele (zaharoza, lactoza, maltoza). Pentozele sunt fermentate de bacteriile heterofermentative şi mai rar de cele homofermentative. Monoglucidele sunt fermentate direct, iar diglucidele numai după hidroliza lor prealabilă la monoglucide. Lactoza, care nu este fermentată de drojdia de panificaţie, este fermentată de majoritatea bacteriilor lactice din aluat.

După sistemul lor enzimatic, bacteriile lactice din aluat se împart în: − bacterii homofermentative (bacterii lactice adevărate), care fermentează monoglucidele

aproape complet la acid lactic (aproximativ 90%) şi mici cantităţi de acizi volatili (acid acetic şi acid formic). Ele produc fermentaţia pe calea glicolitică (Embden-Mayerhof-Parnas) până la acid piruvic, după care, datorită faptului că nu conţin enzima decarboxilaza, acidul piruvic este redus enzimatic (cu participarea enzimei lactatdehidrogenaza) la acid lactic.

Ecuaţia globală a fermentaţiei homolactice este:

C6H12O6→ 2CH3- CHOH-COOH + 75 Kj glucoză acid lactic

Pentru a fi fermentate, glucidele pătrund în celula bacteriană printr-un sistem activ, enzimele implicate în proces fiind de tip endocelular.

Bacteriile homolactice reprezintă circa 55% din microbiota bacteriană a maielelor. Dintre acestea fac parte: L. plantarum, L. casei, L. acidophilus, L. delbruecki.

− bacterii heterofermentative (pseudobacterii lactice), care fermentează monoglucidele pe calea pentoz-fosfatului formând acid lactic, acizi volatili, alcool şi gaze, în special dioxid de carbon.

Bacteriile lactice heterofermentative reprezintă aproximativ 45% din bacteriile lactice ale maielei şi sunt formate din: L. brevis, L. fermenti, L. büchneri.

Produşii finali ai fermentaţiei heterolactice depind de specia de bacterii care acţionează. Ecuaţia generală a fermentaţiei heterolactice este:

- pentru Lactobacillus brevis C6H12O6 → CH3-CHOH- COOH + CH3-COOH + CO2

glucoză acid lactic acid acetic dioxid de carbon - pentru Leuconostoc mesenteroides

C6H12O6 → CH3-CHOH- COOH + CH3-CH2OH + CO2 glucoză acid lactic alcool etilic dioxid de carbon

După temperatura optimă de activitate bacteriile din maia şi aluat se împart în: mezofile şi

termofile.

66

Bacteriile mezofile au optimul de activitate la temperatura de 25-35°C şi formează partea dominantă a bacteriilor aluatului, iar bacteriile termofile au optimul de activitate la 48-54°C şi cuprind bacteriile L. delbruecki. Dintre bacteriile mezofile fac parte: L. plantarum, L. casei, L. fermenti, L. brevis, L. acidophilus.

La temperatura de preparare a aluatului de 25-32°C, rolul principal în formarea acidităţii în semifabricate îl au bacteriile mezofile. Bacteriile termofile de tipul L. delrüecki, care au optimul de temperatură pentru activitatea lor la 48-54°C, nu pot juca un rol important la temperatura obişnuită a maielei şi aluatului.

În aluatul preparat cu drojdie comprimată acidul lactic reprezintă aproximativ 2/3 din

aciditatea formată, acizii volatili, acetic şi formic (din care 86% acid acetic şi 14% acid formic) reprezintă aproape 1/3 din aciditatea totală, iar ceilalţi acizi apar în proporţie de aproximativ 10% (acizii citric, malic, succinic).

Datorită formării şi acumulării acizilor în semifabricatele de panificaţie, aciditatea acestora creşte iar pH-ul se deplasează spre valori mai acide (de exemplu, în aluatul preparat din făină albă pH-ul scade de la 6 la 5).

Curbe de fermentare Studiul variaţiei acidităţii în semifabricate a condus la obţinerea curbelor din fig. 4.16.

Fig. 4.16. Variaţia acidităţii semifabricatelor la fermentare

În prospătură, aciditatea creşte la început lent, apoi pe măsură ce bacteriile acidogene devin

active, viteza de formare a acidităţii creşte, iar către sfârşit se reduce din cauza autoinhibării. În maia, datorită folosirii prospăturii, aciditatea iniţială este mai mare decât aciditatea

iniţială a prospăturii. De asemenea, deoarece prospătura introduce în maia bacterii acidogene active, viteza de creştere a acidităţii acesteia este mai constantă decât în prospătură. Timpul de fermentare a maielei fiind mai scurt decât al prospăturii, aciditatea finală a maielei va fi mai mică decât aciditatea finală a prospăturii.

În aluat, aciditatea iniţială a acestuia este mai mică decât aciditatea finală a maielei, datorită diluării acesteia prin introducerea de noi cantităţi de făină şi apă, dar mai mare decât aciditatea iniţială a maielei. Din cauza timpului de fermentare scurt, aciditatea finală a aluatului este mai mică decât aciditatea finală a maielei.

Valorile iniţiale şi finale ale acidităţii semifabricatelor se găsesc în următoarea relaţie: ai prospăt < ai maia < ai aluat ai – aciditate iniţială af prospăt > af maia >af aluat af – aciditate finală

Valorile iniţiale şi finale ale acidităţii diferitelor faze de preparare a aluatului depind de

extracţia făinii, de raportul prospătură/maia şi maia /aluat, de timpul şi temperatura de fermentare. Creşterea raportului prospătură /maia şi maia /aluat, a temperaturii şi duratei de fermentare accelerează formarea acidităţii. Experimental s-a constatat că în aluatul preparat cu maia, conţinutul de acid lactic este de 2-3 ori mai mare decât în aluatul preparat direct şi ajunge la 0,4%.

67

Modificarea pH-ului la modificarea acidităţii semifabricatelor este influenţată de extracţia făinii (tabel 4.6.) şi de natura acizilor formaţi la fermentare. Făinurile de extracţii mari conţin cantităţi mai mari de substanţe minerale şi compuşi cu fosfor, precum şi proteine solubile, care exercită o acţiune de tamponare a pH-ului, din care cauză dau aluaturi în care pH-ul variază în mai mică măsură cu aciditatea decât în aluaturile preparate din făinuri de extracţii mici, care conţin cantităţi mai mici de săruri minerale şi proteine solubile şi deci au capacitate de tamponare mai mică. Aşa se explică de ce aluaturile preparate din făinuri negre, pentru aceeaşi aciditate, au un pH mai mare decât aluaturile provenite din făinuri albe.

Tabel 4.6. Variaţia pH-ului cu aciditatea în aluaturi preparate din făinuri de extracţii diferite

Semifabricat preparat din: Aciditate, grade pH

Făina albă 2,5 3,0

5,65 5,60

Făină semialbă 4,5 5,5

5,51 5,31

Făină neagră 5,5 6,5

5,52 5,38

De asemenea, făinurile de extracţii diferite pot avea o componenţă diferită a

microbiotei bacteriene, ceea ce poate influenţa natura acizilor formaţi la fermentare. Aceasta din urmă mai depinde de parametri tehnologici, consistenţă şi temperatură.

Factori care influenţează fermentaţia lactică în aluat Temperatura Cu cât temperatura semifabricatelor este mai apropiată de 35°C, cu atât

condiţiile de temperatură sunt mai favorabile pentru activitatea bacteriilor lactice şi aciditatea creşte mai repede.

Variind temperatura maielei şi aluatului, ţinând seama de calitatea făinii, se poate interveni pentru a mări sau micşora viteza de fermentaţie.

Pe lângă dezvoltarea bacteriilor, temperatura influenţează şi corelaţia dintre speciile de bacterii ce acţionează în aluat. Experimente efectuate pe maiele din făină de secară au arătat că la 34°C predomină L. casei şi L. fermenti, în timp ce la 30°C predomină L. plantarum şi L. brevis. La temperaturi mai joase, de 26-27°C, L. casei şi L. fermenti se dezvoltă slab şi predomină L. plantarum. Acest lucru face ca la modificarea temperaturii să se modifice raportul acid lactic/acid acetic. Astfel la creşterea temperaturii, de la 25 la 35° creşte cantitatea de acid lactic, în timp ce cantitatea de acid acetic rămâne aproape constantă.

Extracţia făinii Influenţează aciditatea iniţială şi finală a semifabricatelor şi viteza de creştere a acesteia. Cu cât făina este de extracţie mai mare cu atât aciditatea iniţială este mai mare şi viteza de acumulare a acidităţii şi aciditatea finală sunt mai mari, ca urmare a unui conţinut mai mare de bacterii acidogene şi de substanţe nutritive.

Conţinutul de sare Sarea este un inhibitor al bacteriilor producătoare de aciditate. Cu cât conţinutul de sare este mai mare cu atât activitatea lor este mai slabă. La 4% sare bacteriile heterofermentative sunt inhibate complet.

Importanţa fermentaţiei lactice Produşii fermentaţiei lactice sunt metaboliţi necesari pentru maturizarea aluatului şi pentru obţinerea gustului, aromei şi texturii produselor.

Natura şi raportul cantitativ între produsele principale ale fermentaţiei lactice în aluat sunt influenţate de bacteriile care activează, natura glucidului fermentat, condiţiile de preparare a aluatului.

68

Acizii formaţi în semifabricate la fermentare influenţează procesele coloidale, umflarea şi peptizarea proteinelor care se accelerează odată cu mărirea acidităţii, procesele biochimice care, în general, sunt frânate de aciditate, gustul şi aroma pâinii. Din acest motiv, aciditatea finală a maielei şi aluatului este un indice a gradului de maturizare a acestora.

Acidul lactic, care este principalul component al acidităţii semifabricatelor, are acţiune favorabilă asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, activează drojdiile şi le apără de pseudo-bacteriile lactice, influenţează gustul şi aroma produsului. Pierderi la fermentare

Produsele formate prin fermentaţia alcoolică a glucidelor, dioxidul de carbon şi alcoolul etilic precum şi unii acizi rezultaţi în fermentaţia lactică (acizii volatili) se pierd în proporţii importante în cursul următoarelor operaţii tehnologice de preparare a pâinii. De aceea, acest consum de glucide este considerat ca fiind pierderi la fermentare.

Înmulţirea bacteriilor lactice În maia şi aluat bacteriile lactice suferă şi un proces de multiplicare, pentru care, în funcţie

de tulpina bacteriei, temperatura optimă variază în limitele 30-40°C (tabel 6.12.) timpul de generaţie scade cu creşterea temperaturii şi este minim, pentru multe din bacteriile aluatului, la temperatura de 35°C.

Procese coloidale Procesele coloidale din timpul fermentării au ca efect modificarea proprietăţilor reologice

ale aluatului. Aceste modificări sunt legate de transformările pe care le suferă glutenul şi ele se referă la:

− continuarea procesului de formare a structurii glutenului şi relaxarea aluatului; − peptizarea proteinelor.

Continuarea procesului de formare a structurii glutenului, desăvârşirea structurii lui este rezultatul acţiunii mecanice exercitate de dioxidul de carbon format în procesele fermentative. Acesta măreşte volumul bulelor formate în aluat la frământare în urma includerii aerului, ducând la creşterea suprafeţei de separare a fazelor aluatului şi a presiunii exercitate asupra peliculelor proteice. Ca urmare, acestea se extind, se deformează, iar moleculele proteice suferă modificări de conformaţie, ceea ce face posibilă continuarea interschimbului disulfid-sulfhidril între legăturile disulfidice intramoleculare tensionate şi grupările sulfhidril ale proteinelor, care devin astfel responsabile pentru această reacţie. Urmarea acestor reacţii de interschimb este desăvârşirea structurii glutenului şi relaxarea aluatului şi proporţional creşterea elasticităţii şi rezistenţei lui.

Mărirea suprafeţei interne a aluatului, extinderea şi deformarea peliculelor de gluten presupun un consum de energie, din care cauză fermentarea aluatului se consideră că reprezintă un aport de energie, care complectează energia transmisă aluatului la frământare.

Din acest motiv există o relaţie între aceste două surse de energie, în sensul că frământarea lentă impune o durată mai lungă de fermentare decât cea rapidă sau intensivă.

Peptizarea glutenului are loc concomitent cu procesul de formare a acestuia. Datorită proceselor biochimice şi microbiologice care sunt însoţite de acumulare de

substanţe solubile (maltoza ş.a.) şi acizi, presiunea osmotică intermicelară din aluat creşte, iar pH-ul coboară.

Creşterea acidităţii şi coborârea pH-ului măresc solubilitatea proteinelor, peptizarea lor, care la rândul lor măresc presiunea osmotică intermicelară. Ca urmare, scade cantitatea de apă legată osmotic de proteine (capacitatea de hidratare a glutenului scade de la 250 la 170% s.u.), se reduce, în consecinţă, cantitatea de gluten umed în aluat, dar el devine mai compact, mai rezistent. Deşi proprietăţile reologice ale glutenului se îmbunătăţesc, aluatul în general se diluează, scad vâscozitatea şi efortul de forfecare.Modificările proteinelor la fermentare conduc la

69

modificarea continuă a celei mai importante proprietăţi reologice a aluatului de pâine, care este capacitatea de reţinere a gazelor.

4.2.2. Parametri de fermentare

Durata de fermentare este diferită pentru diferitele faze ale aluatului, prospătură, maia,

aluat şi variază cu tipul şi calitatea făinii, temperatura, consistenţa şi compoziţia aluatului, cu metoda de preparare a acestuia şi cantitatea de drojdie.

Prospătura fermentează cel mai mult 4-6 ore. Maiaua fermentează 90-180 min, iar aluatul 10-50 min.

Calitatea făinii are influenţa cea mai mare asupra duratei de fermentare. Pentru făinurile de calitate slabă durata de fermentare se micşorează în scopul reducerii duratei de acţiune a enzimelor proteolitice care degradează glutenul. Dimpotrivă, în cazul făinurilor foarte bune timpul de fermentare se prelungeşte în scopul reducerii tenacităţii aluatului şi a elasticităţii lui şi măririi extensibilităţii şi în consecinţă a creşterii capacităţii aluatului de a reţine gazele.

Tipul făinii Cu creşterea tipului făinii, durata de fermentare scade.

Consistenţa şi compoziţia aluatului Aluaturile cu consistenţă mare şi cele cu adaosuri mari de îndulcitori (zahăr ş.a.) şi grăsimi (peste 5%) fermentează mai mult decât aluaturile simple preparate în condiţii normale de temperatură şi consistenţă.

Procedeul de preparare a luatului Durata totală de fermentare pentru aluatul preparat indirect este mai mare decât pentru aluatul preparat direct, iar pentru acesta este mai mare în cazul frământării clasice faţă de cel frământat intensiv.

Cantitatea de drojdie Creşterea cantităţii de drojdie în aluat scurtează durata de fermentare. Temperatura de fermentare Datorită faptului că temperatura influenţează constanta vitezei proceselor biochimice, microbiologice şi de umflare osmotică a proteinelor, temperatura de fermentare a semifabricatelor va influenţa durata de fermentare şi proprietăţile reologice ale aluatului. Temperaturi de 28-32°C sunt considerate valori normale pentru tehnologia clasică şi făinuri cu proprietăţi tehnologice foarte bune. Pentru făinurile slabe şi hiperenzimatice se utilizează temperaturi mai scăzute 23-27°C, care reduc intensitatea reacţiilor enzimatice şi a activităţii fermentative a microbiotei şi măresc stabilitatea reologică a aluatului.

Pentru tehnologia cu frământare intensivă şi rapidă temperatura optimă este 25-26°C.

În timpul operaţiei de fermentare aluatul se termostatează astfel ca pierderile de căldură în mediul înconjurător să fie minime. Se admite o diferenţă de temperatură de 4-8°C între aluat şi mediul camerei de fermentare. Datorită proceselor exoterme (fermentaţia lactică şi fermentaţia alcoolică) temperatura semifabricatelor în timpul fermentării creşte cu 1-2°C. Aciditatea semifabricatelor în timpul fermentării creşte pe seama acizilor formaţi în fermentaţia provocată de bacteriile lactice aduse de făină (circa 70% din aciditatea formată) şi în fermentaţia provocată de bacteriile care impurifică drojdia de panificaţie (circa 30% din aciditatea formată) (tabel 4.7.) La aciditatea semifabricatelor, alături de aciditatea formată, contribuie aciditatea proprie a făinii, care este în funcţie de extracţia ei şi care formează aciditatea iniţială.

Mărimea acidităţii indică modul în care a decurs procesul de fermentare sub aspectul condiţiilor de timp şi temperatură.

70

Tabel 4.7. Aciditatea finală a semifabricatelor în tehnologia clasică

Aciditatea semifabricatelor, [grade aciditate] Făina Prospătură Maia Aluat

Făina neagră Făina semialbă Făina albă

8-9 6-7

4,5-5

6-7 4,5-5,5 3,5-4,5

5-6 3,5-4,5 2-3,5

Controlul procesului de fermentare. Aprecierea sfârşitului fermentării

Sfârşitul fermentării se stabileşte pe cale organoleptică şi prin determinarea acidităţii.

Senzorial se apreciază volumul, aspectul suprafeţei, structura în ruptură şi mirosul. Prospătura şi maiaua bine fermentate au volum mare (volumul lor creşte de 2-3 ori în timpul fermentării), suprafaţa care iniţial este bombată datorită reţinerii gazelor de fermentare, începe să se lase devenind plană şi apoi concavă în urma pierderii unei părţi din dioxidul de carbon format. Ele nu mai reţin gazele şi de aceea, când suprafaţa semifabricatelor fermentate începe să se lase, se consideră că fermentaţia a atins optimul.

În ruptură, ele au o structură poroasă, fără aspect de umed (apă vizibilă) şi miros puternic de dioxid de carbon şi alcool.

Aluatul bine fermentat, în ruptură se întinde în fibre paralele, este elastic şi nelipicios. Aciditatea se determină titrimetric într-o suspensie de semifabricat în apă. Se exprimă în

grade aciditate pentru 100 g semifabricat. Un grad aciditate reprezintă aciditatea titrată de 1 ml soluţie hidroxid de sodiu 1n.

4.2.3.Instalaţii de fermentare

Parametrii spaţiului de fermentare

În spaţiile de fermentare se asigură condiţii optime de temperatură şi umiditate relativă pentru desfăşurarea procesului de fermentare: temperatura de 28-32°C şi φ=75-85%.

De asemenea, spaţiul de fermentare trebuie să fie lipsit de curenţi de aer pentru a se evita /reduce pierderile de umiditate de la suprafaţa semifabricatelor, precum şi pierderea căldurii din masa acestuia.

Instalaţii de fermentare După modul cum are loc procesul de preparare a aluatului, instalaţiile de fermentare pot fi: − instalaţii de fermentare discontinue; − instalaţii de fermentare continue.

Instalaţiile de fermentare discontinue pot fi cu deplasare manuală şi cu deplasare mecanizată a cuvelor.

Instalaţii de fermentare discontinue În sistemul clasic, discontinuu, aluatul este preparat în şarje. Acest lucru imprimă şi procesului de fermentare un caracter discontinuu, fermentarea semifabricatelor realizându-se în cuvele în care au fost frământate.

Instalaţii de fermentare cu deplasare manuală a cuvelor.În brutăriile de mică capacitate (sub 5 tone/zi) nu se creează spaţii speciale pentru fermentare, spaţiul destinat procesului tehnologic şi numărul de cuve fiind mici. Cuvele cu semifabricate supuse fermentării se aşează în spaţii calde, cel mai adesea în apropierea cuptorului.

Pentru evitarea sau reducerea pierderilor de umiditate de la suprafaţa semifabricatelor, acestea se presară cu făină (2-3mm) sau se acoperă cu o pânză curată care nu permite schimbul de umiditate cu mediul ambiant.

În brutăriile cu capacitate mai mare (10-30 tone/zi) există spaţii speciale pentru fermentare. Încălzirea acestora se face cu ajutorul aerului cald colectat de deasupra

71

cuptoarelor, care este adus în spaţiul de fermentare pe la partea inferioară, sau dacă fabrica are centrală termică, încălzirea şi umidificarea se fac prin introducerea în spaţiul de fermentare, printr-o conductă perforată, a aburului de joasă presiune.

Pentru fabrici de capacitate mare (peste 60 tone/zi) camerele de fermentare sunt dotate cu instalaţii proprii de condiţionare a aerului, cu reglare automată.

4.3. REFRĂMÂNTAREA ALUATULUI

Refrământarea este frământarea de scurtă durată care se execută asupra aluatului în timpul fermentării acestuia.

Scopul refrământării este înlesnirea umflării osmotice a proteinelor glutenice şi accelerarea procesului de umflare limitată cu desăvârşirea structurii glutenului.

Efectul refrământării este funcţie de calitatea făinii. La aluaturile provenite din făinuri puternice, ea contribuie la accelerarea umflării întârziate a proteinelor îmbunătăţind proprietăţile lui reologice.

La aluaturile provenite din făină de calitate slabă, refrământarea accelerează umflarea nelimitată şi peptizarea proteinelor, datorită slăbirii suplimentare a scheletului glutenic, ceea ce înrăutăţeşte proprietăţile reologice ale aluatului. De aceea, aluaturile provenite din făinuri de calitate slabă nu se refrământă.

Prin refrământare, în aluat se înglobează noi cantităţi de aer, care măresc numărul porilor în aluat şi prin oxigenul pe care-l conţine participă la reacţiile de oxidare din aluat, cu efect benefic pentru proprietăţile reologice ale aluatului.

Bulele de gaze existente în aluat prin refrământare sunt fragmentate, ceea ce, de asemenea, măreşte numărul porilor în aluat şi în consecinţă capacitatea acestuia de reţinere a gazelor.

Refrământarea are o durată de 1-3 min. Numărul şi durata refrământărilor depind de calitatea şi extracţia făinii şi de durata de

fermentare. Aluaturile din făinuri puternice se refrământă, de obicei, de două ori, în timp ce aluaturile din făinuri slabe nu se refrământă. Cu creşterea gradului de extracţie al făinii, durata şi numărul refrământărilor scade, iar cu creşterea duratei de fermentare numărul refrământărilor creşte. Când se fac mai multe refrământări, ultima este bine să se facă cu minimum 20 min înainte de divizarea aluatului.

4.4.Test de autoevaluare

1. Descrieţi procesele fizice de la frământare. 2. Descrieţi procesele coloidale de la frământare. 3. Care sunt influenţele temperaturii şi a duratei de frământare asupra proceselor din aluat. 4. Descrieţi un frământător. 5. Descrieţi procesele biochimice de la fermentare. 6. Descrieţi procesele microbiologice de la fermentare. 7. Care sunt parametrii şi instalaţiile de la fermentare.

72

5.PRELUCRAREA ALUATULUI

Prin prelucrarea aluatului se înţeleg operaţiile la care este supus aluatul din momentul

golirii din cuvă până la introducerea în cuptor: divizare, premodelare, repaos intermediar/fermentare intermediară, modelare finală, fermentare finală.

. 5.1. RĂSTURNAREA ALUATULUI DIN CUVE

În vederea trecerii la prelucrare, aluatul se scoate din cuvele în care a fost frământat şi

fermentat. În procedeele discontinue, în secţiile mici cu prelucrare manuală a aluatului, această operaţie se face manual, iar în secţiile mari cu prelucrare mecanică a aluatului, cu ajutorul răsturnătoarelor de cuve.

Răsturnătoare de cuve (maşini de golit cuve)

În funcţie de poziţia secţiilor de frământare-fermentare faţă de secţia de divizare-modelare, răsturnătoarele de cuve pot fi:

- răsturnătoare simple, care rabat cuva în vederea golirii de aluat, utilizate în cazul în care secţia de frământare-fermentare este situată la un etaj superior faţă de secţia de divizare;

- răsturnătoare –ridicătoare, care ridică cuva la o anumită înălţime şi apoi o rabat pentru golire, utilizate în cazul în care secţiile de frământare-fermentare sunt situate la acelaşi nivel.

Jgheaburi şi buncăre pentru aluat

Jgheaburile şi buncărele sunt destinate preluării aluatului din cuvă în momentul răsturnării ei. Ele sunt amplasate între răsturnător şi maşina de divizat şi asigură transferul treptat al aluatului în tremia maşinii de divizat, astfel ca în tremie nivelul aluatului să se menţină constant, cerinţă obligatorie pentru precizia maşinii de divizat.

Jgheaburile de aluat sunt folosite în fluxul pe verticală, când secţia de frământare-fermentare este situată la nivel superior faţă de secţia de divizare-modelare.

Jgheaburile se confecţionează din tablă inoxidabilă de 2,5-3 mm grosime şi sunt prevăzute la partea inferioară cu şubere. Scurgerea aluatului prin jgheaburi se face liber, sub propria greutate. Pentru aceasta, jgheaburile se construiesc cu o înclinare faţă de orizontală de minimum 45°.

Dirijarea aluatului în jgheaburi se face prin intermediul unei pâlnii. Jgheaburile pentru aluat se construiesc de diferite forme şi dimensiuni. Dimensiunile lor se

aleg astfel încât volumul să corespundă pentru aproximativ 1,5 cuve de aluat. În cazul unui volum mai mare aluatul fermentează în jgheaburi, lucru nedorit pentru că se pot forma curenţi ascendenţi de aluat şi pot avea loc localizări de aluat pe jgheab.

Buncărele de aluat se folosesc în fluxul pe orizontal al procesului tehnologic. Se confecţionează din tablă inoxidabilă şi sunt prevăzute cu şubere care pot fi verticale, orizontale sau înclinate. Prin deschiderea acestora, aluatul curge liber în tremia maşinii de divizat.

Se construiesc de diferite forme şi dimensiuni. Volumul lor se alege astfel ca aluatul să nu fermenteze în buncăr.

5.2 DIVIZAREA ALUATULUI Consideraţii tehnologice

Divizarea este operaţia prin care aluatul matur este tăiat în bucăţi de masă dorită. Masa de aluat se stabileşte în funcţie de masa pe care trebuie să o aibă produsul finit şi de

pierderile tehnologice care intervin în operaţiile următoare, dospire, coacere, răcire.

73

Divizarea aluatului se poate face manual, metodă folosită în secţiile de mică capacitate, sau mecanic, cu ajutorul maşinilor de divizat.

Maşini de divizat

Condiţii generale Maşinile de divizat realizează tăierea continuă din masa de aluat a bucăţilor de masă egală, sau divizarea unei bucăţi de aluat mare, cântărită în prealabil, în mai multe bucăţi de masă egală.

Maşinile de divizat trebuie să îndeplinească o serie de condiţii. Precizie de divizare Precizia maşinii de divizat depinde de tipul maşinii, de gradul de

uzură, condiţiile de exploatare, de aluatul cu care se alimentează Acţiunea mecanică La alegerea maşinii de divizat trebuie să se ţină seama de aluatul de

divizat şi de acţiunea mecanică exercitată de maşină asupra aluatului Elasticitate tehnologică Maşina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi a

ritmului de divizare exprimat în bucăţi/minut. Reglarea masei bucăţii de alua. Maşina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi

a masei bucăţii de aluat şi corectarea preciziei de divizare pentru acelaşi sortiment. Precizia maşinii de divizat se verifică periodic prin cântărirea bucăţii de aluat divizate cu ajutorul unei balanţe.

Forme constructive ale maşinilor de divizat Din punct de vedere al principiului de funcţionare, maşinile de divizat construite până în

prezent funcţionează numai pe principiul volumetric, tăind bucăţi de volume egale. Tăierea aluatului în bucăţi de volume egale se face: - prin decuparea unui cilindru de aluat în bucăţi de lungimi egale; - prin tăierea unei benzi de aluat în bucăţi de lungimi egale; - prin introducerea aluatului în cavităţi cu volum determinat.

Pentru trecerea aluatului sub formă de cilindru sau foaie sau pentru introducerea în diferite cavităţi, maşinile de divizat utilizează presiuni, care fie că se obţin din afara sistemului prin aer comprimat, pistoane, fie se creează prin transformarea energiei mecanice în presiune prin intermediul aluatului.

Părţi principale ale maşinii de divizat

În principiu, o maşină de divizat este formată din:

- rezervor de aluat; - generator de presiune; - dispozitiv de tăiere.

Maşini de divizat continui

După sistemul constructiv maşinile de divizat pot fi: - cu şnec; - cu cameră de divizare; - cu tambur rotativ, buzunare şi pistoane; - cu şuber şi piston. Maşina de divizat cu cameră de divizare (Madia) Maşina (fig. 5.17.) este formată din pâlnia de alimentare 1, perechea de tăvălugi 2 şi 3 care

preia aluatul din pâlnie şi-l împing în camera de divizare 4 şi capul divizor 5 prevăzut cu cuţitul placă 6. Capul divizor 5 se roteşte în sens alternativ cu un unghi de circa 65° deplasând într-o

74

fantă cuţitul placă 6 într-o mişcare de dute-vino. Perechea de tăvălugi de alimentare 2 şi 3 împinge aluatul în direcţia cuţitului placă. În timpul rotirii în sensul acelor de ceasornic a capului divizor, cuţitul placă se retrage şi aluatul pătrunde liber în spaţiul delimitat de capul divizor, planul de alunecare 10 şi deschiderea de evacuare 7, care în acest moment este obturată de cuţitul de tăiere 8. În timpul rotirii în sens invers a capului divizor, cuţitul placă pătrunde în aluatul care a intrat în camera de divizare şi separă o cantitate determinată de aluat, pe care o împinge spre deschiderea de evacuare eliberată de cuţitul 8. În acest moment în spaţiul din spatele cuţitului placă se absoarbe o nouă porţiune de aluat şi ciclul se repetă. Bucata de aluat divizată este preluată de banda transportoare 9.

Fig 5.17. Maşina de divizat cu cameră de divizare (Madia)

5.3. PREMODELAREA (ROTUNJIREA) ALUATULUI Scop tehnologic

Premodelarea se aplică în scopul îmbunătăţirii structurii porozităţii pâinii. Din punct de vedere al acţiunii mecanice, premodelarea echivalează cu o refrământare. Prin această operaţie se închid secţiunile poroase rezultate la divizare şi se elimină o parte a gazelor prezente în aluat, astfel că peliculele de gluten se lipesc între ele şi în operaţiile ulterioare se reia procesul de formare a unei structuri poroase, ceea ce favorizează obţinerea de produse cu structură fină şi uniformă a porozităţii.

De asemenea, prin premodelare se modifică poziţia celulelor de drojdie, care părăsesc spaţiile sărăcite în substanţe nutritive şi saturate cu produse de fermentare şi ajung în puncte care le oferă condiţii mai bune de activitate.

Premodelarea comunică bucăţii de aluat o formă de bază, ceea ce elimină o cauză a defectelor de formă.

Premodelarea se execută manual în secţiile de mică capacitate şi mecanizat, cu maşini de rotunjit, în secţiile de capacitate mare.

75

Maşini de modelat rotund

Din punct de vedere tehnologic maşinile de rotunjit sunt folosite pentru premodelare, pentru toate sortimentele de pâine, dar şi pentru modelarea finală sub formă rotundă. Diferenţa între cele două operaţii constă în intensitatea acţiunii mecanice exercitate asupra aluatului, la premodelare această acţiune fiind mai slabă faţă de modelarea finală.

Din punct de vedere constructiv, aceste maşini se împart în:

- maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare tronconică; - maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare plană; - maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare sub formă de jgheab format din două

benzi. Maşini de modelat rotund cu suprafaţa purtătoare tronconică

Sunt numite astfel deoarece suprafaţa în mişcare are forma tronconică 1(fig. 5.18.). Ea se roteşte în jurul unui ax central şi este dispusă vertical fie pe baza mare, fie pe baza mică. Pentru a mări frecarea cu bucăţile de aluat, suprafaţa tronconică este prevăzută cu striuri dispuse vertical.

În ambele cazuri, o parte fixă formată dintr-un jgheab metalic 2 sub formă de spirală se înfăşoară tangenţial începând de la baza trunchiului de con. Dacă baza mare este dispusă la partea inferioară, jgheabul metalic este plasat la exteriorul suprafeţei tronconice, iar dacă baza mică este dispusă la partea inferioară, jgheabul metalic este plasat în interiorul suprafeţei tronconice. În ambele cazuri jgheabul este susţinut de un cadru fix 3.

Bucata de aluat este introdusă în cazul maşinii cu suprafaţa tronconică exterioară (trunchiul de con este aşezat cu baza mare în jos) la partea inferioară în punctul A, între suprafaţa mobilă şi jgheab, iar în cazul maşinii cu suprafaţă tronconică interioară (trunchiul de con este aşezat cu baza mică în jos) este introdusă pe la partea superioară, printr-un tub de ghidaj B, de unde ajunge la baza suprafeţei tronconice.

Datorită frecării cu suprafaţa tronconică, bucata de aluat se roteşte în jurul unei axe proprii, 0-0’ şi în acelaşi timp urcă pe jgheab până la capătul acestuia, de unde este aruncată afară alunecând pe un plan de evacuare 4. Prin urcare pe jgheab, bucata de aluat îşi modifică poziţia axei de rotaţie şi execută o mişcare compusă.

În cazul maşinii cu suprafaţă tronconică exterioară, debitul este limitat de posibilitatea ajungerii din urmă a bucăţilor de aluat, datorită reducerii vitezei periferice a bucăţilor de aluat odată cu scăderea razei jgheabului (v = ωR).

76

Fig.5.18. Maşini de modelat rotund cu suprafaţă purtătoare tronconică

a-suprafaţă tronconică exterioară; b – suprafaţă tronconică interioară

Distanţa dintre suprafaţa tronconică mobilă şi jgheabul metalic este reglabilă, ceea ce permite modificarea efectului de modelare.

Turaţia suprafeţei tronconice este în general constantă, dar sunt modele care sunt prevăzute cu variator de turaţie.

Maşina cu suprafaţă tronconică exterioară are avantajul de a permite o întreţinere şi o curăţire mai uşoară.

Ambele maşini prezintă avantajul că pot fi folosite la schimbarea de direcţie a fluxului tehnologic prin modificarea poziţiei batiului sau a jgheabului spiral.

5.4. REPAUSUL INTERMEDIAR. FERMENTAREA INTERMEDIARĂ

Scop tehnologic

Repausul intermediar şi după caz fermentarea intermediară au loc după premodelare şi înainte de modelarea finală.

Repausul intermediar are rolul de relaxare şi refacere a structurii aluatului. Datorită acţiunii mecanice exercitate în timpul operaţiilor de divizare şi premodelare, în aluat iau naştere tensiuni interne şi se distrug parţial unele verigi ale scheletului structural al glutenului. În timpul repausului intermediar se resorb aceste tensiuni din aluat, pe baza autodeformării bucăţii de aluat. Este fenomenul numit relaxare, iar verigile distruse din structura aluatului se refac, în parte, fenomen numit tixotropie. Ca urmare, proprietăţile reologice şi structura aluatului se îmbunătăţesc. Pâinea se obţine cu porozitate uniformă şi volum crescut.

Premodelarea urmată imediat de modelarea finală, care exercită o acţiune mecanică foarte intensă asupra aluatului, poate conduce la înrăutăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului şi deci la un produs de slabă calitate.

Durata repausului intermediar este de 30 sec până la 6-8 min. Ea variază cu calitatea făinii prelucrate şi cu modul de obţinere şi prelucrare a aluatului.

77

Aluaturile de consistenţă mică şi cele provenite din făinuri de calitate slabă necesită durate de repaus mici; aluaturile de consistenţă mare şi cele obţinute din făinuri puternice solicită durate de repaus mai mari.

O influenţă importantă asupra duratei repaosului intermediar o are intensitatea acţiunii mecanice la care este supus aluatul în timpul premodelării. O premodelare intensă trebuie să fie urmată de un repaos mai lung, pe când o premodelare slabă, care supune aluatul la tensionări mici, va fi urmată de un repaos mai scurt. În acest caz, însă, produsul va avea porozitate neuniformă.

Premodelarea şi repaouul intermediar nu sunt necesare în cazul aluatului de secară şi a aluatului mixt, obţinut din făină de grâu şi făină de secară, unde conţinutul de făină de grâu este mai mic de 70%.

În timpul repausului intermediar procesele biochimice şi microbiologice continuă, dar datorită duratei scurte a acestuia, ele nu prezintă importanţă practică. De aceea, pentru această operaţie nu se creează condiţii speciale de temperatură şi umiditate relativă a aerului. Zvântarea suprafeţei bucăţilor de aluat în timpul repausului intermediar este chiar dorită, deoarece aceasta înlesneşte trecerea lor prin maşina de modelat final.

Fermentaţia intermediară are rolul să completeze fermentarea aluatului. Ea se aplică procedeelor scurte de preparare a aluatului, cu durate reduse de fermentare în cuve a acestuia. În acest caz, durata operaţiei este de 15 min şi chiar mai mult. Pe lângă relaxarea aluatului şi refacerea structurii glutenului, este important procesul de fermentare. De aceea, pentru fermentarea intermediară, în instalaţia în care are loc operaţia sunt create condiţii de temperatură şi umiditate relativă pentru desfăşurarea optimă a proceselor microbiologice în aluat

Instalaţii pentru repausul intermediar şi fermentarea intermediară.

În principiu, aceste instalaţii sunt formate din suprafeţe mobile, pe care se aşează bucăţile de aluat. Ele pot consta din benzi transportoare, orizontale sau înclinate, sau leagăne. În funcţie de scopul în care sunt folosite, repaus intermediar sau fermentare intermediară, sunt sau nu climatizate.

Instalaţia pentru repausul intermediarcu benzi suprapuse

Fig. 5.19. Instalaţie pentru repaus intermediar cu benzi suprapuse

Lungimea totală a benzii necesară realizării repausului intermediar se fragmentează în mai

multe benzi care se aşează suprapus şi pe care bucăţile de aluat le parcurg pe rând. Se obţine o reducere a lungimii instalaţiei.

78

Benzile 1 (fig. 5.19.) pe care se execută repausul intermediar sunt închise într-o carcasă 2, care se suspendă de planşeu la o înălţime de 1,8-2m de pardosea, astfel ca spaţiul de sub aceasta să poată fi utilizat, de obicei pentru amplasarea maşinii de modelat final.

Pentru ridicarea bucăţilor de aluat la înălţimea benzilor, instalaţia este prevăzută cu un elevator 3 cu cupe îmbrăcate în pânză. El este alimentat cu bucăţi de aluat premodelate prin intermediul dispozitivului de sincronizare 4.

Bucăţile de aluat pot fi aşezate câte una pe lăţimea benzii sau câte două, dispuse în şah. În acest ultim caz instalaţia este dotată şi cu un dispozitiv de aşezare a bucăţilor de aluat pe două şiruri 5. Prin această aşezare se scurtează lungimea totală a benzii instalaţiei, deoarece această lungime este proporţională cu pasul bucăţii de aluat, care prin aşezare pe două rânduri se reduce la jumătate. În consecinţă se reduce în aceeaşi proporţie lungimea totală a benzii .

Bucăţile de aluat trec de pe o bandă pe alta, până când de pe ultima bandă sunt evacuate, pe rând, prin jgheabul 6 la maşina de modelat final.

Instalaţia prezintă posibilitatea de reglare uşoară şi în limite largi a duratei repausului intermediar prin reglarea numărului de benzi utile. Prin rostogolire de pe o bandă pe alta, bucăţile de aluat se zvântă pe toate feţele, evitându-se lipirea lor de organele de lucru ale maşinii de modelat final.

Lungimea utilă a benzii este funcţie de capacitatea orară a liniei tehnologice (G0), durata repaosului intermediar (τri), pasul bucăţii de aluat (p), numărul de bucăţi de aluat aşezate pe lăţimea benzii (n), masa bucăţii de aluat (m):

L = f (Go, mnpri 1,,

60τ

)

5.5. MODELAREA FINALĂ Scop tehnologic

Operaţia de modelare are ca scop imprimarea bucăţii de aluat a formei pe care trebuie să o

aibă produsul finit: rotundă, cilindrică, împletită etc. Din punct de vedere mecanic, operaţia de modelare este o deformare, care se obţine prin

acţiunea unor forţe exterioare asupra bucăţii de aluat. Acţiunea mecanică exercitată asupra aluatului reprezintă o continuare a acţiunii mecanice de frământare, dar cu gradienţi de viteză mai mici. Ca urmare are loc îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului şi a calităţii pâinii. Pentru aceasta este necesar ca acţiunea mecanică exercitată asupra aluatului să fie suficient de intensă. O acţiune mecanică insuficientă sau exagerat de intensă conduce la produse de calitate inferioară. În primul caz aluatul nu ajunge la nivelul maxim al proprietăţilor lui reologice, iar în al doilea caz acţiunea mecanică prea intensă conduce la distrugerea scheletului glutenic. Măsura în care sunt afectate proprietăţile aluatului şi respectiv calitatea pâinii de o acţiune mecanică prea intensă depinde de calitatea făinii, gradul de maturizare a aluatului, repaosul după premodelare (fig. 7.14.).

Intensitatea acţiunii mecanice de modelare influenţează durata fermentării finale şi calitatea pâinii.

O acţiune mecanică intensă prelungeşte, în general, fermentarea finală şi are influenţă pozitivă asupra porozităţii şi volumului pâinii. La modelare, porii existenţi în aluat sunt fragmentaţi, iar bulele mari de gaze sunt distruse şi astfel numărul porilor creşte. Datorită acestui fapt creşte şi capacitatea aluatului de a reţine gazele şi pâinea se obţine cu volum mărit. După modelarea finală numărul porilor nu se mai modifică sau se modifică în măsură neglijabilă.

79

În timpul modelării o parte din gazele prezente în aluat se pierd şi ca urmare structura spongioasă a aluatului se distruge în mare parte, suprafaţa internă se reduce, iar greutatea sa specifică creşte.

La modelare are loc şi o schimbare a poziţiei celulelor de drojdie şi de bacterii în bucata de aluat, care părăsesc locurile sărăcite în substanţe nutritive, unde au acţionat până în acest moment şi ajung în locuri bogate în astfel de substanţe.

. Forma ordonată pe care o obţine bucata de aluat la modelarea finală creează condiţii pentru ca ea să se dezvolte uniform la fermentarea finală şi în prima parte a coacerii.

Dacă modelarea nu este bine executată, respectiv o acţiune mecanică slabă sau o cantitate mare de făină folosită la modelarea manuală, încheietura de modelare se desface în timpul coacerii şi gazele de fermentare, substanţele de aromă şi vaporii de apă ies din bucata de aluat. Se obţin produse neestetice, aplatizate, cu miez neelastic, cu aromă slabă.

Efectul tehnologic al modelării este influenţat de gradul de maturizare al aluatului. Aluaturile mature prezintă condiţii mai bune pentru modelare şi pentru creşterea numărului porilor decât aluaturile insuficient maturizate (tinere) sau excesiv de mature (trecute).

Modelarea se poate efectua manual sau mecanic cu ajutorul maşinilor de modelat.

Maşini de modelat final

Modelarea în formă rotundă se execută cu maşini de rotunjit care funcţionează pe acelaşi principiu ca şi la premodelare, cu deosebirea că acţiunea de modelare este mai intensă şi de durată mai mare.

Modelarea în format lung După principiul de modelare, maşinile de modelat lung pot fi: – maşini de modelat lung prin rostogolire; – maşini de modelat lung prin înfăşurare. Maşini de modelat lung prin înfăşurare Aceste maşini exercită o acţiune mai intensă asupra bucăţii de aluat. În principiu modelarea

se realizează prin trei operaţii: laminarea, înfăşurarea şi stabilizarea formai înfăşurate. Laminarea aluatului se realizează cu ajutorul valţurilor, care pot fi o pereche sau două

perechi. În zona de prindere a aluatului au loc gradienţi de viteză foarte mari şi o parte din gazele din aluat se elimină.

Foaia de aluat rezultată prin laminare se înfăşoară în spirală, iar pentru lipirea straturilor se aplică forţe laterale, în condiţii identice ca la maşinile de modelat prin rostogolire.

Există mai multe tipuri constructive de maşini de modelat care funcţionează pe acest principiu.

Maşina de modelat cu bandă şi plan fix

Fig. 5.20. Schema de principiu a maşinii de modelat cu bandă şi plan fix

80

Maşina de modelat (fig. 5.20.) este formată din banda transportoare 1, care reprezintă

suprafaţa purtătoare, perechea de valţuri 2 care realizează laminarea bucăţii de aluat, distanţa dintre ei fiind reglabilă prin deplasarea unuia dintre valţuri care este mobil, plasa metalică flexibilă 3 şi planul fix 4.

Foaia de aluat obţinută în zona de laminare cade pe banda transportoare 1 şi capătul foii întâlneşte plasa metalică 3, care este întinsă pe lăţimea benzii fiind fixată pe un suport. Aceasta, datorită forţelor de frecare pe care le introduce, frânează capătul foii de aluat, care începe să se înfăşoare, iar suprafaţa inferioară este deplasată pe banda transportoare 1, situaţie care face ca aceasta să înceapă să se înfăşoare.

După ce a depăşit plasa metalică, bucata de aluat ajunge sub planul fix 4, unde îşi definitivează forma. Aici continuă înfăşurarea foii de aluat, diametrul spiralei creşte şi datorită presiunilor exercitate de banda şi planul fix, straturile de aluat se lipesc între ele.

5.6. FERMENTAREA FINALĂ Scop tehnologic

În timpul operaţiilor de divizare şi modelare, o parte importantă din dioxidul de carbon

acumulat în aluat este eliminată.

Dacă bucata de aluat modelată este introdusă imediat la coacere, pâinea se obţine cu volum redus, miez compact, foarte puţin afânat, greu asimilabilă şi coajă cu crăpături şi rupturi.

Scopul principal al fermentării finale este afânarea bucăţii de aluat prin acumularea dioxidului de carbon care se formează în fermentaţia alcoolică produsă de drojdie. Dioxidul de carbon format dislocă miceliile de gluten lipite la modelare şi formează o structură poroasă.

Afânarea aluatului

Volumul şi structura porozităţii pâinii depind direct de dioxidul de carbon acumulat în timpul fermentării (dospirii) finale şi în primele minute de coacere, când procesul de afânare continuă. Aceste caracteristici ale pâinii sunt condiţionate de cantitatea de dioxid de carbon formată, de dinamica formării lui şi de capacitatea aluatului de a reţine gazele formate.

Formarea gazelor trebuie să crească treptat pe parcursul fermentării finale şi să atingă maximul în momentul introducerii aluatului în cuptor. Scăderea intensităţii de formare a gazelor la sfârşitul dospirii conduce la obţinerea produselor de calitate inferioară.

Dinamica şi intensitatea formării gazelor sunt influenţate de proprietăţile de panificaţie ale făinii, compoziţia aluatului, procedeul tehnologic de preparare a aluatului, parametri spaţiului de dospire.

Capacitatea de reţinere a gazelor depinde de proprietăţile reologice ale aluatului, vâscozitatea şi extensibilitatea lui.

Aluaturile de panificaţie au capacitate limitată de reţinere a gazelor de fermentare. La începutul fermentării întreaga cantitate de gaze formată este reţinută şi bucata de aluat îşi măreşte volumul proporţional cu cantitatea de gaze formate şi presiunea la care acestea sunt reţinute. Pe măsura înaintării procesului de fermentare, creşterea volumului aluatului devine mai lentă, până când, atingând un maxim, aluatul nu-şi mai modifică volumul. În acest timp se formează noi cantităţi de gaze, dar numai o parte este reţinută de aluat, restul se pierde în atmosferă. Este momentul în care presiunea gazelor din pori depăşeşte limita de curgere, de rezistenţă a aluatului şi pereţii porilor se rup.

81

Cantităţile de gaze reţinute, volumul maxim atins de aluat şi viteza de atingere a acestui maxim depind de proprietăţile reologice ale aluatului, care la rândul lor depind de calitatea făinii şi de regimul tehnologic adoptat. Acestea sunt cu atât mai mari cu cât făina este de calitate mai bună.

Pe măsura creşterii volumului bulelor de gaz şi a solicitărilor asupra pereţilor porilor, aceştia se rup în lanţ şi se formează microcanale prin care gazele se pierd, determinând scăderea volumului bucăţii de aluat.

Pe lângă fermentaţia alcoolică, în aluat continuă şi fermentaţia lactică şi aciditatea bucăţii de aluat creşte.

Ca urmare a proceselor microbiologice, în bucata de aluat se acumulează şi o serie de substanţe organice care intră în buchetul de aromă al pâinii, aldehide, esteri, alcooli superiori, acizi.

De asemenea, continuă procesele biochimice şi coloidale care determină creşterea cantităţii de substanţe solubile, glucide, aminoacizi, care interacţionează la coacere formând melanoidine, substanţe ce colorează coaja.

Efectul de formă al fermentării finale În timpul fermentării finale în mod normal, bucăţile de aluat suferă un proces de lăţire.

Acesta, alături de acumularea de gaze, modifică forma bucăţii de aluat, exprimată prin indicele de formă h/d .

În funcţie de proprietăţile reologice ale aluatului, lăţirea bucăţii de aluat poate avea loc în trei moduri: a) lăţire cu variaţia înălţimii pozitivă(Δh >0); b) lăţire cu variaţia înălţimii constantă (Δh=0); c) lăţire cu variaţia înălţimii negativă (Δh<0).

Toate operaţiile anterioare fermentării finale, de cultivare a drojdiilor, de creare a unui anumit pH şi a unor proprietăţi reologice ale aluatului au avut drept scop crearea condiţiilor pentru desfăşurarea în cele mai bune condiţii a acestei operaţii, decisivă pentru calitatea pâinii: capacitate bună de formare şi reţinere a gazelor şi de păstrare a formei.

Parametrii operaţiei de fermentare finală Aceşti parametri se referă la parametri spaţiului de fermentare finală şi la durata operaţiei. Parametrii spaţiului de fermentare finală (dospire) sunt temperatura şi umiditatea relativă a

mediului. Între bucata de aluat şi spaţiul de fermentare finală au loc un schimb de căldură şi un

schimb de umiditate. Temperatura spaţiului de fermentare finală se alege astfel încât să se asigure o intensitate

suficientă a fermentaţiei alcoolice şi în acelaşi timp să se protejeze proprietăţile reologice ale aluatului, de care depind capacitatea de reţinere a gazelor şi deformarea în timpul operaţiei, temperatura influenţând constanta vitezei tuturor proceselor din bucata de aluat.

Datorită schimbului de căldură cu spaţiul de fermentare finală, bucata de aluat îşi modifică temperatura de la valoarea pe care o are la intrarea la operaţia respectivă până la o temperatură de echilibru.

Pentru bucăţile de aluat cu proprietăţi reologice normale, obţinute din făinuri de calitate bună şi foarte bună şi prelucrate corespunzător, temperatura spaţiului de fermentare finală este de 30-35°C. Această temperatură este necesară pentru a asigura în timpul operaţiei o intensitate mare a procesului de fermentaţie în vederea afânării aluatului.

La o temperatură sub 30°C intensitatea fermentaţiei alcoolice este relativ mică, iar produsul se obţine cu volum mic şi porozitate necorespunzătoare. De asemenea, datorită faptului că la temperaturi sub 30°C drojdiile se mai înmulţesc încă, pâinea capătă gust particular de drojdie.

82

Temperaturi sub 30°C sunt indicate la fermentarea finală a bucăţilor de aluat cu proprietăţi reologice slabe, obţinute din făinuri de calitate slabă sau din aluaturi suprafermentate în fazele anterioare ale procesului tehnologic.

Temperaturi peste 35°C, de 37 şi chiar 40°C pot fi folosite la fermentarea finală a bucăţilor de aluat provenite din făinuri puternice. Se obţine o scurtare a duratei operaţiei cu aproximativ 15%.

Umiditatea relativă a aerului din spaţiul de fermentare finală trebuie să aibă valori care să evite uscarea sau umectarea suprafeţei exterioare a bucăţii de aluat. Pentru aceasta valoarea optimă este de 70-85%. Pentru a garanta acelaşi efect al umidităţii relative asupra suprafeţei bucăţii de aluat, la mărirea temperaturii mediului cu 5°C umiditatea relativă trebuie redusă cu 10%.

Fermentarea finală în mediu cu umiditatea relativă mică (sub 55%) conduce la formarea pe suprafaţa bucăţii de aluat a unei pojghiţe uscate care, în urma creşterii volumului bucăţii de aluat la dospire şi coacere, datorită solicitărilor la întindere, se rupe, conducând la apariţia crăpăturilor şi rupturilor pe suprafaţa produsului.

Umiditatea relativă a aerului peste 90% umectează suprafaţa bucăţilor de aluat, ceea ce accentuează lăţirea acestora şi lipirea lor de pânza panacoadelor sau de casetele leagănelor, precum şi apariţia de defecte cum sunt rumenire neuniformă, băşici sub coajă.

Durata operaţiei de fermentare finală Durata (timpul) de fermentare finală a bucăţilor de aluat variază în limite foarte largi, de la

15 la 90 min în funcţie de o serie de factori: – masa bucăţii de aluat; – calitatea făinii; – compoziţia şi consistenţa aluatului; – gradul de fermentare a aluatului în cuve; – tehnologia de preparare a aluatului.

Produsele de masă mică, la care durata de coacere este scurtă şi deci drojdiile sunt distruse termic repede, ne mai având timp pentru formarea unei cantităţi suficiente de dioxid de carbon pentru afânarea aluatului, au durată de fermentare finală mai mare.

Produsele de masă mare, care la coacere se încălzesc mai greu şi ca urmare şi temperatura de distrugere termică a drojdiilor se atinge mai greu, procesul de fermentaţie alcoolică continuând un timp mai îndelungat după introducerea în cuptor, au durată de fermentare mai scurtă (tabel 5.8.).

Tabel 5.8. Durata operaţiei de fermentare finală

Produs Masa, [kg]

Durata fermentării finale, [min.]

Durata coacerii, [min.]

Chifle, cornuri 0,05-0,20 60-65 5-15

Pâine format lung (franzelă)

0,50 0,75 1,00

50-60 45-50 40-45

18-20 25-28 30-40

Pâine rotundă 1,00 2,00 3-4

~35 ~20

10-15

~35 50-70

120-140 Relaţia între durata de fermentare finală şi durata de coacere se explică prin faptul că fermentarea finală reprezintă numai prima etapă de afânare a aluatului, etapa a doua având

83

loc în prima parte a procesului de coacere. Cu cât durata acesteia din urmă este mai mică, cu atât durata fermentării finale trebuie să fie mai mare.

Durata fermentării finale creşte în cazul prelucrării făinurilor puternice, atunci când aluatul în cuvă nu a fermentat suficient, când are consistenţă mare, la adăugarea unor cantităţi însemnate de zahăr şi grăsimi (peste 10-15%), în cazul aluatului congelat.

Durata fermentării finale este mai mică decât cea normală la prelucrarea făinurilor de calitate slabă şi a aluaturilor cu consistenţă mică (aluaturi moi) care au capacitate mică de reţinere a gazelor şi de menţinere a formei.

Între durata de fermentare finală şi temperatura la care aceasta are loc, există în general, o relaţie inversă, în sensul că pentru acelaşi aluat, optimul fermentării finale se atinge cu atât mai repede cu cât temperatura este mai mare.

Nerealizarea duratei optime de fermentare finală conduce la produse de slabă calitate. La scurtarea duratei operaţiei, volumul pâinii poate scade cu până la 30%, porii rămânând mici, insuficient dezvoltaţi. Prelungirea fermentării finale peste momentul optim conduce, de asemenea, la produse cu volum mic, aplatizate. Defectul apare în acest caz datorită scăderii capacităţii aluatului de a reţine gazele de fermentare şi a capacităţii de menţinere a formei în urma înrăutăţirii proprietăţilor lui reologice. Consumul mărit de glucide în procesele fermentative fac ca pâinea obţinută din aluat fermentat final un timp excesiv să aibă coajă insuficient colorată şi aromă slabă.

Stabilirea duratei optime a fermentării finale Durata optimă a dospirii finale se stabileşte organoleptic pe baza modificării volumului,

formei şi proprietăţile fizice ale bucăţii de aluat. Gradul de fermentare finală se stabileşte astfel: a) Fermentarea finală incompletă se recunoaşte după volumul insuficient dezvoltat al

bucăţii de aluat, elasticitatea mare a aluatului, care la apăsarea uşoară cu degetul revine imediat la forma iniţială după înlăturarea apăsării, şi faptul că nu este moale şi pufoasă. De asemenea, în acest caz, bucata de aluat are în secţiune formă rotundă, apropiată de forma obţinută la modelare, iar porii sunt mici, nedezvoltaţi. Prin coacerea unui astfel de aluat, forma rotundă a secţiunii se accentuează, porii rămân insuficient dezvoltaţi şi orientaţi cu axa mare pe verticală. Pâinea coaptă în formă are coaja superioară bombată şi este desprinsă de peretele formei.

b) Fermentarea finală optimă corespunde momentului când bucata de aluat are volumul bine dezvoltat, la apăsare uşoară cu degetul revine relativ lent la forma iniţială după înlăturarea apăsării, este moale şi pufoasă la palpare, iar în secţiune prezintă o oarecare lăţire. Porii au formă ovală şi înclinaţi cu axa mare la un unghi de aproximativ 45-50° faţă de orizontală.

c) Fermentarea finală depăşită se recunoaşte după forma aplatizată a bucăţii de aluat, pierderea elasticităţii aluatului, care la apăsare uşoară cu degetul revine foarte greu sau deloc la forma iniţială după înlăturarea apăsării, porii sunt alungiţi cu axa mare în poziţie orizontală, deformaţi datorită greutăţii proprii a aluatului.

Instalaţii pentru operaţia de fermentare finală În principiu, instalaţiile pentru fermentarea finală constau din suprafeţe suport fixe sau

mobile, pe care se aşează bucăţile de aluat şi a căror mărime este funcţie de mărimea bucăţii de aluat, respectiv suprafaţa ocupată de o bucată de aluat Δs, numărul de bucăţi de aluat prelucrate în unitatea de timp N0 şi durata de fermentare finală τFf.

pentru Δs şi N0 constanţi, S=f(τFf) ( )FfNsfS τ,, 0Δ=

84

În practică aceste instalaţii se numesc dospitoare. După modul de funcţionare, instalaţiile pentru fermentare finală pot fi: − cu funcţionare discontinuă; − cu funcţionare continuă Instalaţii pentru fermentarea finală discontinue Aceste instalaţii constau din dulapuri mobile. Se folosesc în secţiile de mică capacitate şi

pot deservi cuptoare cu funcţionare discontinuă sau continuă. Instalaţii de fermentare finală continue Aceste instalaţii sunt utilizate în fabrici mari, mecanizate, cu cuptoare continue. Din punct de vedere constructiv pot fi: − dospitoare cu leagăne;

dospitoare cu benzi (tunel

Dospitoare cu bandă (tunel) În principiu, aceste dospitoare sunt formate dintr-un tunel termoizolat prin care circulă o

bandă transportoare. Pe această bandă se aşează bucăţile de aluat supuse dospirii. Ele se încarcă pe la unul din capetele benzii şi se descarcă pe la capătul opus. Timpul cât bucăţile de aluat parcurg dospitorul reprezintă timpul de fermentare finală.

Dospitoarele cu bandă deservesc cuptoarele tunel. Pentru ca transferul aluatului din dospitor în cuptor să se facă cu uşurinţă, se recomandă ca cele două benzi să aibă aceeaşi lăţime şi aceeaşi viteză de deplasare.

Din punct de vedere constructiv, dospitoarele tunel pot fi cu o bandă sau cu mai multe benzi.

Dospitorul tunel cu o singură bandă Este format dintr-o bandă transportoare care străbate camera de fermentare sub formă de

tunel. Transferul aluatului în cuptor se face simplu, dar prezintă dezavantajul că necesită suprafaţă foarte mare de construcţie şi nu se poate varia timpul de dospire decât dacă se modifică şi timpul de coacere şi capacitatea liniei. Dospitoarele cu o singură bandă au gabarit mare şi nu permit modificarea timpului de dospire decât dacă se modifică şi timpul de coacere care atrage după sine modificarea debitului.

Condiţia de funcţionare a dospitorului cu bandă este:

vc=vd şi pc=pd;

unde: vc – viteza benzii cuptorului; vd – viteza benzii dospitorului; pc – pasul bucăţilor de aluat pe banda cuptorului; pd – pasul bucăţilor de aluat pe banda dospitorului

Lungimea benzii dospitorului se calculează pentru timpul maxim de dospire. Dospitorul cu două benzi suprapuse În acest caz lungimea totală a spaţiului benzii de dospire se împarte în două. Se scurtează

astfel lungimea tunelului de dospire şi se poate regla durata de fermentare finală în limitele timpului maxim de dospire şi jumătatea acestuia (timpul minim de dospire).

Dospitorul (fig. 5.21.) constă din două camere de fermentare suprapuse 1 şi 1′, în care se găsesc benzile transportoare orizontale 2 şi 2′, prevăzute cu sistemele de întindere 3 şi 3′ şi sistemele de acţionare independente 4 şi 4′. Ramurile active ale benzilor se sprijină pe suprafeţe suport. Pe aceste benzi se încarcă bucăţile de aluat supuse dospirii.

85

Fig. 5.21. Schema dospitorului final cu două benzi suprapuse

Dacă se încarcă şi se descarcă o singură bandă a dospitorului se realizează timpul minim de dospire. Dacă se încarcă alternativ ambele benzi, atunci banda care se încarcă se deplasează iar cealaltă staţionează. În cazul în care timpul de staţionare a fiecăreia din cele două benzi este egal cu timpul minim de dospire, se realizează timpul maxim de dospire. Pentru un timp intermediar de dospire, situat între timpul minim şi timpul maxim de dospire, ambele benzi funcţionează, dar ele sunt încărcate incomplet, numai pe o anumită lungime a lor, iar timpul de staţionare este inferior timpului minim de dospire.

Banda auxiliară 5 funcţionează tot timpul pentru a prelua bucăţile de aluat de pe banda 2 sau 2′ şi a le transfera pe banda cuptorului.

Forma celor două benzi ale dospitorului este diferită şi aleasă astfel încât să fie uşurată munca operatorului la încărcarea cu bucăţi de aluat şi pentru a se putea racorda la banda auxiliară de descărcare.

Camerele de fermentare ale dospitorului sunt climatizate.

5.7. CONDIŢIONAREA ALUATULUI ÎNAINTE DE COACERE

Înainte de coacere, aluatul este supus unor operaţii prealabile, de condiţionare, care constau în crestare şi spoire.

Crestarea bucăţilor de aluat se execută pentru evitarea apariţiei crăpăturilor pe suprafaţa cojii în timpul coacerii. Prin locurile crestate se creează locuri de minimă rezistenţă, prin care gazele care se mai formează în prima parte a coacerii şi care datorită încălzirii se dilată, ies fără a produce crăpături inestetice.

Numărul şi poziţia crestăturilor depind de produs. Ele pot avea poziţie oblică, transversală sau longitudinală, corect executate, simetrice. Poziţia crestăturii influenţează forma produsului, aluatul având tendinţa de a se deforma pe direcţia transversală direcţiei în care este executată crestătura. Adâncimea crestăturilor este de 2- 3 cm şi depinde de proprietăţile reologice ale aluatului şi de gradul de fermentare finală. Francezii recomandă poziţia lamei cuţitului aproape orizontală în momentul crestării.

Bucăţile de aluat provenite din făinuri slabe, hiperenzimatice sau dospite un timp prea îndelungat nu se crestează, deoarece în acest caz se accentuează gradul de lăţire. Bucăţile de aluat provenite din făinuri puternice şi insuficient dospite se crestează mai adânc pentru a permite mai uşor ieşirea gazelor de fermentare.

Pentru unele sortimente de panificaţie crestarea se face şi din motive estetice.

86

Crestarea se execută printr-o mişcare rapidă cu un cuţit bine ascuţit şi uşor umezit în apă sau cu ajutorul unor mecanisme speciale, prevăzute cu lame de crestare.

Umectarea (spoirea) suprafeţei bucăţii de aluat înainte de coacere se face cu scopul de a întârzia rigidizarea cojii şi a permite astfel creşterea volumului aluatului în prima perioadă de coacere. De asemenea, spoirea se face şi pentru a obţine o coajă lucioasă şi colorată plăcut.

Umectarea (spoirea) bucăţilor de aluat trebuie să se facă uniform şi pe întreaga suprafaţă. Dacă suprafaţa bucăţilor de aluat nu este bine spoită, pâinea se obţine cu coajă mată şi aspect făinos.

Spoirea se face cu apă sau cu suspensie făină–apă, pentru produsele simple, şi cu sirop de zahăr, ouă ş.a. pentru produsele de franzelărie sau produsele speciale. Operaţia se execută manual cu o perie din păr moale.

În cazul cuptoarelor moderne, umectarea suprafeţei bucăţilor de aluat se face în primele 2–3 minute de la introducerea în cuptor, prin crearea în cuptor a unei atmosfere umede de vapori. Aceştia dând de suprafaţa relativ rece a aluatului condensează pe suprafaţa lui, umectând-o. Atmosfera umedă de vapori se creează prin introducerea în camera de coacere a aburului saturat umed de joasă presiune.

Apa de spoire şi /sau umectare favorizează gelatinizarea amidonului din stratul superficial. Gelul format, care conţine şi dextrine dizolvate, se întinde într-un strat subţire pe suprafaţa aluatului acoperind porii şi asperităţile acestia, iar apoi, prin deshidratare, formează o pojghiţă lucioasă care comunică produsului aspect plăcut.

5.8.Test de autoevaluare 1. Descrieţi operaţia şi instalaţiile de divizare. 2. Descrieţi operaţia şi instalaţiile de premodelare. 3. Descrieţi operaţia şi instalaţiile de repaus intermediar. 4. Descrieţi operaţia şi instalaţiile de modelare finală. 5. Descrieţi operaţia şi instalaţiile de dospire. 6. Caracterizaţi operaţiile de crestare şi spoire ale aluatului.

87

6. COACEREA

Scopul operaţiei de coacere este transformarea aluatului în produs finit. Ea are loc în urma încălzirii aluatului supus coacerii. În timpul coacerii, au loc procese fizice, coloidale, biochimice, microbiologice, care sunt condiţionate de procesul de încălzire şi determină modificarea stării energetice a aluatului. Transformarea aluatului în produs este rezultatul acestui complex de procese care au loc concomitent şi care se concretizează în formarea cojii, creşterea volumului, formarea miezului şi modificarea umidităţii.

6.1.Procese care au loc în timpul coacerii

Procese fizice

Încălzirea aluatului Încălzirea bucăţii de aluat are loc datorită transmiterii căldurii de la camera de coacere la

straturile exterioare ale aluatului şi apoi în interiorul bucăţii de aluat. Transmiterea căldurii de la camera de coacere la bucata de aluat Aluatul relativ rece (t ≈ 30°C), introdus în camera de coacere cu temperatura de 210 –

280°C, datorită diferenţei de temperatură, primeşte o cantitate de căldură de la camera de coacere, încălzindu-se.

În cuptoarele clasice, transmiterea căldurii de la camera de coacere la aluat se realizează : - prin conducţie, de la vatra cuptorului la suprafaţa inferioară a bucăţii de aluat (Qλ ); - prin radiaţie, de la bolta şi pereţii laterali ai camerei de coacere (parţial şi de la vatră) şi

de la amestecul încălzit abur – aer din camera de coacere, la suprafeţele superioară şi laterale ale bucăţii de aluat (QR);

- prin convecţie, cu ajutorul amestecului abur –aer care se deplasează în interiorul camerei de coacere şi care înconjoară suprafaţa aluatului, cedându-i o parte din căldură (QC);

- prin condensarea vaporilor de apă introduşi în camera de coacere în primele minute de coacere pe suprafaţa aluatului, cedându-i căldura de vaporizare (QWcond).

Cantitatea totală de căldură QE primită de aluat în camera de coacere va fi suma acestor cantităţi de căldură :

QE = Qλ+ QR+ Qc+ QWcond Aportul fiecărui mod de transmitere a căldurii la bucata de aluat depinde de

particularităţile constructive şi de regimul camerei de coacere. Transferul de căldură în interiorul bucăţii de aluat Căldura primită de la camera de coacere se transmite de la suprafaţa exterioară a aluatului,

care recepţionează căldura, spre straturile interioare ale acestuia determinând încălzirea întregii bucăţi de aluat. Încălzirea are loc de la exterior la interior în mod treptat.

Căldura primită de la camera de coacere se transmite straturilor interioare prin intermediul fazei solide a aluatului şi prin intermediul umidităţii lui.

Transferul de călduri prin intermediul fazei solide se face prin conducţie qλ şi are rolul principal în încălzirea aluatului.

Transferul de căldură prin intermediul umidităţii are loc în urma creşterii energiei cinetice şi deci a mobilităţii moleculelor de apă din straturile încălzite ale aluatului, din care cauză ele se deplasează spre straturile vecine, mai reci, plasate mai spre interiorul bucăţii de aluat ducând cu ele o cantitate de căldură qw şi realizează astfel încălzirea lor.

Deplasarea umidităţii se face sub formă de flux de umiditate care are o anumită densitate iw şi o anumită entalpie hw, apa putând fi în stare lichidă sau în stare de vapori.

88

Transferul de căldură în interiorul bucăţii de aluat este astfel însoţit de un transfer de umiditate, de masă.

Mai intervin, transferul de căldură prin convecţie, prin pori unde se găsesc gaze şi umiditate qc şi transferul prin radiaţie între pereţii porilor qR, dar cu rol mic.

Fluxul de căldură dirijat din exteriorul în interiorul aluatului qi, va avea expresia:

qi = qλ + qw + qc + qR = KΔt + hw . iw [w/m2]

unde: K este coeficientul total de transfer de căldură a aluatului, în w/(m2 .k); Δt – diferenţa medie de temperatură existentă între straturile aluatului, în grade; hw - entalpia apei care se deplasează în interiorul bucăţii de aluat, în j/kg;

iw – densitatea fluxului de umiditate, în kg / (m2.s) Deoarece aluatul este un corp umed şi poros, precum şi faptul că în timpul coacerii are loc

transformarea treptată a aluatului în pâine, însoţită de variaţia umidităţii, a modului de legare a apei, a stării termice, are loc modificarea însuşirilor termofizice ale aluatului pe toată durata coacerii (capacitatea termică masică, coeficientul de transfer de căldură).

De asemenea, produsul îşi schimbă forma şi dimensiunile, iar coaja îşi modifică prin culoare proprietăţile de reflexie şi receptare a energiei termice. De aceea încălzirea aluatului este nestaţionară şi are un caracter specific şi complex.

Variaţia temperaturii în interiorul bucăţii de aluat Încălzirea interioară a bucăţii de aluat este exprimată prin câmpul de temperatură. Acesta

este caracterizat de variaţia temperaturii de coacere în trei zone principale: stratul superficial al cojii, straturile centrale ale miezului şi straturile aşezate între miez şi coajă.

Variaţia temperaturii în timpul coacerii a diferitelor straturi ale aluatului s-a măsurat cu ajutorul unor termocuple confecţionate din cupru – constantan, care au fost introduse în aluat iar valorile au fost înregistrate automat.

Câmpul de temperatură obţinut la coacere în mediu neumectat al camerei de coacere şi la temperatura de 250 °C este prezentat în fig.6.21. Poziţia de măsură a termocuplelor este: 1 pe stratul superficial al cojii, 2, 3, 4 în straturile situate la ¼, ½, ¾ din grosimea cojii, 5 în stratul situat între coajă şi miez, 6, 7, 8 în straturile aşezate la ¼, ½, ¾ din distanţa existentă între coajă şi centrul miezului şi 9 în stratul din centrul miezului (centrul termic).

Din graficul câmpului de temperatură (fig. 6.22.) se observă următoarele: a. Straturile superficiale ale aluatului, din care se formează coaja pâinii, se încălzesc rapid

depăşind în foarte scurt timp temperatura de 100 °C şi tind să atingă temperatura mediului camerei de coacere (curba 1 ).

89

Straturile interioare ale cojii (curbele 2, 3, 4) se încălzesc ceva mai lent decât straturile superficiale şi prezintă o oprire, o inflexiune, în jurul temperaturii de 100°C, după care îşi continuă încălzirea. Oprirea la 100°C este caracteristică pentru aceste straturi şi ea este cu atât mai mare cu cât ele sunt situate mai departe de straturile superficiale. La sfârşitul coacerii straturile învecinate cu miezul au o temperatură cu puţin peste 100°C (curba 4), în timp ce celelalte straturi au temperaturi mai mari (curbele 2, 3), dar sub temperatura stratului superficial.

Stratul situat la sfârşitul coacerii la limita dintre coajă şi miez (curba 5) atinge 100 °C şi rămâne la această temperatură până la sfârşitul coacerii.

b. Straturile de miez (curbele 6, 7, 8, 9) se încălzesc treptat până la valori ce nu depăşesc 100°C la sfârşitul coacerii, centrul miezului (curba 9) apropiindu-se de această valoare fără să o depăşească.. Temperatura straturilor centrale ale miezului la sfârşitul coacerii este de 93- 97°C

Fig.6.22. Modificarea temperaturii diferitelor straturi ale aluatului în timpul coacerii (câmpul de temperatură).

Stratul situat la sfârşitul coacerii la limita dintre coajă şi miez (curba 5) atinge 100 °C şi

rămâne la această temperatură până la sfârşitul coacerii. b. Straturile de miez (curbele 6, 7, 8, 9) se încălzesc treptat până la valori ce nu depăşesc

100°C la sfârşitul coacerii, centrul miezului (curba 9) apropiindu-se de această valoare fără să o depăşească..

Temperatura straturilor centrale ale miezului la sfârşitul coacerii este 93- 97°C. Variaţia temperaturii diferitelor straturi ale bucăţii de aluat în procesul coacerii se explică

prin modul de transmitere a căldurii în interiorul aluatului şi prin procesul de evaporare a apei din aluat.

90

Straturile superficiale ale cojii (curba 1) se încălzesc rapid pe seama căldurii primite de la camera de coacere qe , prin radiaţie qR şi convecţie qc . Încălzindu-se, între ele şi straturile vecine apare o diferenţă de temperatură Δt care determină transferul de căldură prin conducţie q λ spre interior. Din acelaşi motiv (Δt) apare un flux de umiditate, sub formă lichidă, (datorită creşterii energiei cinetice a moleculelor de apă) tot spre interior, care transportă o cantitate de căldură qW (fig. 6.23.).

Fig.6.23. Reprezentarea schematică a transmiterii căldurii în interiorul bucăţii de aluat

Încălzirea rapidă a straturilor superficiale până la temperatura de 100°C arată că fluxul de temperatură primit de la camera de coacere qe este mai mare decât fluxul de temperatură dirijat spre interiorul bucăţii de aluat qi.

qe >qi sau qR +qc> qλ + qW qeI = qR +qc , qiI = qλ + qW

Datorită diferenţelor mari de temperatură existente între mediul camerei de coacere şi straturile exterioare ale aluatului, precum şi între acestea şi straturile interioare, schimbul de căldură în această perioadă este intens (atât qe cât şi qi ).

La atingerea temperaturii de 100°C de către straturile superficiale, în aceste straturi începe evaporarea apei. Datorită unei cantităţi mari de căldură primită de la camera de coacere, după 1- 2 min aceste straturi pierd aproape toată umiditatea; se atinge umiditatea de echilibru higrometric corespunzătoare parametrilor camerei de coacere (t, φ), care este foarte mică. Din acest moment evaporarea apei din aceste straturi încetează; de asemenea încetează fluxul de umiditate spre interior. Încetează astfel consumul de căldură în procesul de evaporare şi fluxul de căldură spre interior prin intermediul apei qW din stratul superficial. Continuând să primească căldură de la camera de coacere, straturile superficiale se încălzesc şi spre sfârşitul coacerii ating o temperatură apropiată de cea a camerei de coacere. Prin creşterea temperaturii straturilor exterioare ale aluatului se reduce Δt dintre camera de coacere şi aceste straturi, ceea ce determină reducerea schimbului de căldură dintre mediul camerei de coacere şi bucata de aluat supusă coacerii. Astfel cantitatea de căldură cedată de mediul camerei de coacere bucăţii de aluat este mai mare la începutul coacerii decât după deshidratarea straturilor superficiale, qeI > qeII.

Inflexiunea curbelor straturilor interioare ale cojii (curbele 2,3,4) la temperatura de 100°C arată că după deshidratarea straturilor superficiale, evaporarea apei, proces care menţine temperatura la 100°C, are loc treptat din straturi aşezate din ce în ce mai spre interior. Evaporarea apei are loc până când aceste straturi ating umiditatea de echilibru higrometric, după care ele

91

continuă să se încălzească transformându-se în coajă. Ele sunt astfel temporar zonă de evaporare a apei.

Staţionarea curbei 5 la temperatura de 100°C până la sfârşitul coacerii demonstrează că evaporarea apei are loc în acest strat. Deci zona de evaporare se adânceşte treptat pe măsura încălzirii aluatului, a îngroşării cojii, rămânând situată până la sfârşitul coacerii între coajă şi miez.

Cea mai mare parte a vaporilor de apă formaţi în zona de evaporare trece prin coajă în camera de coacere, q'W ev dar o parte din aceştia se îndreaptă spre interior transportând cu ei o cantitate de căldură qW ev , pe care o cedează straturilor interioare mai reci, unde condensează.

Deci încălzirea straturilor miezului (curbele 6, 7, 8, 9) are loc prin transmiterea căldurii de la straturile exterioare prin conducţie qλ, prin deplasarea umidităţii (sub formă lichidă) în direcţia fluxului de căldură qW, ambele determinate de existenţa diferenţei de temperatură Δt, şi prin deplasarea vaporilor de apă din zona de evaporare qW ev .

Fluxul intern de căldură va avea expresia: qi II = qλ + qW + qW ev

Acest flux de căldură este dirijat spre interior atât de la coaja superioară cât şi de la coaja inferioară care primeşte căldură de la vatră prin conducţie.

Încălzirea straturilor miezului până la temperatura de 50 - 60°C are loc lent. După depăşirea acestui interval de temperatură încălzirea se accelerează şi temperatura lor tinde asimptotic spre temperatura zonei de evaporare. Încălzirea miezului după atingerea temperaturii de 50 – 60°C este condiţionată în principal de adâncirea zonei de evaporare. Prin adâncirea zonei de evaporare, prin apropierea ei de centrul miezului, temperatura straturilor miezului creşte şi prin aceasta diferenţa de temperatură dintre temperatura zonei de evaporare şi temperatura miezului scade. Ca urmare, scad fluxul de căldură prin conducţie qλ şi fluxul datorat deplasării umidităţii qW şi deci fluxul total de căldură dirijat spre centrul miezului qi. Spre sfârşitul coacerii, când temperatura centrului miezului este foarte apropiată de temperatura zonei de evaporare, qλ şi qW devin neglijabile şi fluxul de căldură dirijat de la straturile exterioare ale pâinii, receptoare de căldură, spre interior, se consumă numai pentru evaporarea apei din zona de evaporare, proces care continuă până la sfârşitul coacerii, iar spre centrul miezului transferul de căldură va fi dat numai de qW ev (tabel 6.9.). Încălzirea centrului miezului va avea loc deci numai pe seama căldurii cedată de vaporii care ajung din zona de evaporare în centrul miezului unde condensează (schimbare de stare).

Tabel 6.9..Caracteristici ale procesului de coacere

Fluxul de căldură dirijat de la coajă spre interior, [Kj/(m2.h)] Perioada de

coacere

Temp. cojii, [°C]

Temp. zonei de

evaporare, [°C]

Temp. centrului miezului,

[°C] Total,

qi

În centrul miezului,

qm

În zona de evaporare,

qW ev Atingerea în miez a temp. de 50- 60°C

135 100 60 5860 1360 4500

Sfârşitul coacerii 185 100 90 4856 356 4500

La sfârşitul coacerii zona de condensare este situată în centrul miezului. Din căldura primită de coajă de la camera de coacere după deshidratarea ei, o parte qi se

transmite spre interiorul bucăţii de aluat încălzind straturile miezului, iar restul se consumă pentru supraîncălzirea vaporilor de apă care ies din zona de evaporare în mediul camerei de coacere traversând coaja. Acest ultim proces explică de ce coaja pâinii nu de carbonizează.

Variaţia continuă a temperaturii diferitelor straturi ale aluatului supus coacerii, aşa cum rezultă din fig.6.21. demonstrează caracterul nestaţionar al procesului de încălzire a aluatului în

92

procesul coacerii. Acest lucru face ca valorile fluxurilor de căldură recepţionate de la camera de coacere şi cele transmise în interiorul aluatului să varieze continuu.

Centrul termic al câmpului de temperatură poate coincide cu centrul geometric al produsului dacă încălzirea aluatului are loc cu aceeaşi intensitate prin ambele coji, superioară şi inferioară, sau poate fi deplasat spre coaja inferioară sau coaja superioară după cum încălzirea aluatului are loc mai intens prin coaja superioară sau prin coaja inferioară.

Încălzirea aluatului supus coacerii are loc de la exterior la interior după suprafeţe izoterme dispuse paralel cu suprafaţa pâinii (fig.6.24.)

Fig 6.24. Dispunerea suprafeţelor izoterme în pâine în

timpul coacerii

Concluzii practice 1. Fluxurile de căldură recepţionate de la camera de coacere şi cele transmise în interiorul

aluatului sunt mai mari în prima perioadă a coacerii, când există diferenţe mari de temperatură între camera de coacere şi straturile superficiale ale aluatului care recepţionează căldură, precum şi între straturile exterioare şi straturile interioare ale aluatului, după care acestea scad. Din punct de vedere practic, aceasta impune o variaţie în acelaşi sens a temperaturii camerei de coacere, respectiv o temperatură mai mare în prima perioadă de coacere şi o temperatură mai scăzută în perioada a doua.

2. Din studiul câmpului de temperatură, rezultă că deoarece temperatura centrului miezului ajunge numai la sfârşitul coacerii la o valoare apropiată temperaturii zonei de evaporare şi anume la temperatura de 93 – 97°C, se poate stabili cu precizie sfârşitul coacerii măsurând temperatura centrului miezului.

Factori care influenţează încălzirea bucăţii de aluat Încălzirea aluatului în timpul coacerii este influenţată de parametrii camerei de coacere

(temperatura şi umiditatea relativă) şi caracteristicile produsului (mărime, formă, umiditate, compoziţie).

Temperatura camerei de coacere Schimbul de căldură dintre bucata de aluat şi camera de coacere este influenţat direct de temperatura vetrei şi a mediului camerei de coacere, deoarece aceste temperaturi influenţează diferenţa de temperatură dintre aluat şi camera de coacere. Cu cât aceste temperaturi sunt mai mari, cu atât diferenţa de temperatură Δt va fi mai mare şi deci schimbul de căldură va fi mai intens. Ca urmare, încălzirea aluatului va fi mai rapidă, în special în prima perioadă de coacere când straturile superficiale ale aluatului au temperatură relativ mică.

În a doua perioadă, însă straturile exterioare au temperatură înaltă, ceea ce reduce diferenţa de temperatură Δt şi deci fluxul de temperatură recepţionat de la camera de coacere qe. De asemenea, în această perioadă fluxul intern de căldură qi scade datorită încălzirii straturilor interioare şi deci a scăderii diferenţei de temperatură Δt. De aceea, în această perioadă, temperatura camerei de coacere are influenţă mai mică asupra încălzirii straturilor interioare ale aluatului .

Experienţele au arătat că, temperatura centrului miezului variază analog la temperatură constantă şi la temperatură descrescândă a camerei de coacere .În plus, o temperatură înaltă a camerei de coacere spre sfârşitul coacerii poate duce la carbonizarea cojii.

Deci , atât din punct de vedere al încălzirii straturilor interioare ale miezului, cât şi din punct de vedere al încălzirii cojii, în a doua perioadă de coacere este raţională o temperatură mai scăzută a camerei de coacere faţă de prima perioadă.

93

Umiditatea relativă a camerei de coacere Din motive tehnologice, în primele minute de coacere, în camera de coacere se creează o atmosferă umedă prin introducere de abur. Acesta condensează pe suprafaţa aluatului cedând căldura sa de vaporizare. De aceea, în cazul camerei de coacere umectate, pe suprafaţa superioară a produsului apare un flux suplimentar de căldură qW cond şi fluxul de căldură recepţionat, pentru primele minute de coacere, devine:

qe' = qR +qc +qwcond , unde qR , qc <<<< qw cond

O parte din aburul creat în camera de coacere pătrunde prin procesul de sorbţie prin porii aluatului în straturile din apropierea cojii pe o adâncime de câţiva mm, unde condensează cedând căldura de vaporizare. Această căldură q'wcond se adaugă fluxului intern de căldură accelerând încălzirea straturilor interne ale aluatului. Fluxul intern de căldură, în primele minute de coacere va fi:

qI' = qλ + qw + q' wcond

În fig 6.25. se observă că la umectarea camerei de coacere încălzirea straturilor aluatului se accelerează. Centrul miezului ajunge într-un timp mai scurt la temperatura finală, ceea ce înseamnă că, pentru temperatura constantă a camerei de coacere, se poate reduce durata de coacere.

Fig 6.25. Curbe de temperatură la coacerea pâinii cu şi fără umectarea camerei de coacere în primele minute de coacere

Masa bucăţii de aluat Cu cât masa bucăţii de aluat este mai mare, (pentru acelaşi format) cu atât distanţa de la suprafaţa ei, care recepţionează căldură, la centrul miezului (centrul termic) este mai mare şi durata de coacere este şi ea mai mare.

Forma pâinii Pentru aceeaşi masă a bucăţii de aluat, cea de format lung se coace mai repede decât cea de format rotund, datorită distanţei mai mici până la centrul termic.

Umiditatea aluatului Aluatul cu umiditate mai mare se încălzeşte mai repede şi deci coacerea este mai scurtă, deoarece creşte fluxul de căldură transportat de umiditate spre interiorul bucăţii de aluat (qw).

Gradul de afânare a aluatului Aluatul afânat se încălzeşte mai repede decât cel neafânat deoarece prin pori se deplasează umiditatea sub formă de vapori. De aceea, mărimea porilor, grosimea şi elasticitatea pereţilor lor influenţează viteza de încălzire a aluatului.

Modificarea umidităţii aluatului Umiditatea aluatului se modifică datorită schimbului de umiditate a acestuia cu mediul

camerei de coacere şi datorită deplasării interioare a umidităţii. Schimbul de umiditate dintre bucata de aluat şi mediul camerei de coacere În funcţie de parametrii camerei de coacere schimbul de umiditate dintre bucata de aluat şi

mediul camerei de coacere constă în : - condensarea vaporilor de apă pe suprafaţa bucăţii de aluat şi evaporarea apei din

bucata de aluat, în cazul umectării camerei de coacere;

94

- numai evaporarea apei din bucata de aluat, în cazul neumectării camerei de coacere. In cazul umectării camerei de coacere în primele minute de coacere se creează o

atmosferă umedă de vapori de apă. Întâlnind bucata de aluat relativ rece (30 – 35°C) introdusă în cuptor, vaporii de apă condensează pe suprafaţa acesteia şi în stratul de la exteriorul bucăţii de aluat, unde pătrund prin procesul de sorbţie, mărindu-i umiditatea. Prin creşterea umidităţii creşte şi masa produsului. Creşterea de masă este maximă în primele 3–5 minute de coacere, cât durează condensarea vaporilor de apă şi reprezintă 1–2,5% faţă de masa iniţială a aluatului.

Condensarea vaporilor de apă pe suprafaţa aluatului are loc până când acesta încălzindu-se (în special pe seama căldurii cedate de aburul care condensează) depăşeşte temperatura punctului de rouă. Apoi la atingerea temperaturi de 100 °C începe evaporarea apei, la început din stratul superficial, apoi treptat din straturi din ce în ce mai interioare (straturi care ulterior se transformă în coajă), zona de evaporare adâncindu-se treptat cu înaintarea procesului de coacere dar rămânând, aşa cum am văzut, până la sfârşitul coacerii plasată între coajă şi miez.

Ca urmare a procesului de evaporare, umiditatea produsului scade (curba 1, fig 6.26. ).

Fig.6.26. Cinetica modificării umidităţii aluatului la coacere cu umectare (1) şi fără umectare (2)

În cazul neumectării camerei de coacere, evaporarea apei începe imediat după introducea aluatului în cuptor având loc o scădere a masei produsului din primele minute de coacere (curba 2 , fig.6.26.).

Procesul de evaporare a apei are loc în ambele cazuri după aceeaşi lege. Evaporarea apei la coacere are loc numai în straturile de la suprafaţa bucăţii de aluat, care

se transformă în coajă. Pierderea de umiditate nu are loc cu aceeaşi intensitate pe toată durata coacerii. În prima

parte (până la τc2)pierderea de umiditate este lentă şi umiditatea produsului se modifică puţin; deshidratarea cojii are loc nu numai prin evaporare ci şi datorită deplasării interioare a umidităţii. În partea a doua (după τc 1 ) pierderea de umiditate este maximă şi se datorează migrării în exterior a vaporilor formaţi în zona de evaporare.

Deplasarea umidităţii în interiorul bucăţii de aluat În interiorul bucăţii de aluat, umiditatea se deplasează prin două mecanisme: - prin difuzie, datorită diferenţei de umiditate Δw existentă între două straturi vecine şi

are loc de la stratul cu umiditate mai mare la stratul cu umiditate mai mică; - prin termodifuzie, datorită diferenţei de temperatură Δt existentă între două straturi

vecine şi are loc de la stratul cu temperatură mai mare la stratul cu temperatură mai mică. Deplasarea umidităţii prin difuzie şi termodifuzie are loc în stare de vapori şi în stare

lichidă şi este însoţită de un transfer de căldură. Fluxul de căldură q w are loc în sensul fluxului de umiditate iar valoarea lui este funcţie de densitatea fluxului de umiditate iw şi entalpia lui hw(qw = iw hw).

Între deplasarea interioară a umidităţii şi încălzirea interioară a bucăţii de aluat există o strânsă interdependenţă.

În prima perioadă de coacere (t1 <100 °C) datorită încălzirii mai puternice a straturilor exterioare ale aluatului, între acestea şi straturile interioare iau naştere diferenţe mari de

95

temperatură. Datorită acestor diferenţe, umiditatea se deplasează prin termodifuzie de la exteriorul spre interiorul bucăţii de aluat, sub formă lichidă (fig.6.27.).

Fig.6.27. Reprezentarea schematică a deplasării interioare a umidităţii în bucata de aluat supusă coacerii. Dacă mediul camerei de coacere este umectat, atunci datorită condensării aburului pe

suprafaţa aluatului, straturile exterioare devin mai umede decât cele interioare; apare astfel o diferenţă de umiditate Δw sub acţiunea căreia umiditatea se deplasează, de asemenea, de la exterior spre interior. Astfel în această primă parte a coacerii, sub influenţa diferenţelor de temperatură Δt şi de umiditate Δw, umiditatea se deplasează spre interiorul bucăţii de aluat contribuind la încălzirea straturilor ei interioare şi la mărirea umidităţii lor. Acest lucru face ca la sfârşitul coacerii umiditatea miezului să fie mai mare decât umiditatea iniţială a aluatului (cu 1,5–2,5%). Modul principal prin care se deplasează umiditatea în această perioadă este temodifuzia.

Apoi straturile superficiale încălzindu-se, condensarea încetează şi încep să piardă apă prin evaporare. În această perioadă evaporarea este însă redusă.

În perioada a doua (t1 ≥100°C) straturile exterioare ale aluatului continuând să se încălzească încep să piardă intens umiditate prin evaporare. Ele ajung repede la umiditatea de echilibru higrometric transformându-se în coajă. Din acest moment coaja nu mai pierde umiditate.

Odată cu înaintarea procesului de coacere straturi aşezate din ce în ce mai spre interior devin zone de evaporare.

Acestea fiind mai umede decât straturile exterioare ale cojii, umiditatea se deplasează prin difuzie din interior spre exterior. Fiind şi mai calde decât straturile vecine interioare, o parte din vaporii formaţi în zona de evaporare se îndreaptă spre interiorul aluatului. Aici întâlnind straturi de aluat mai reci condensează şi formează zone interioare de condensare.

Se consideră că procesul de condensare a vaporilor îndreptaţi din zona de evaporare spre interior are loc numai parţial în straturile de aluat învecinate cu zona de evaporare, restul vaporilor pătrund ca atare spre centrul aluatului. Deplasarea vaporilor de apă spre interiorul aluatului intensifică încălzirea lui şi măreşte umiditatea straturilor interioare. Odată cu adâncirea zonei de evaporare are loc şi adâncirea zonei de condensare interioară.

Datorită faptului că în această perioadă diferenţele de temperatură sunt mici, efectul termodifuziei scade (la sfârşitul coacerii termodifuzia este nulă) şi devine practic egal cu efectul difuziei (deplasarea umidităţii din exterior în interior devine egală cu deplasarea de la interior la exterior), din care cauză umiditatea miezului rămâne practic constantă. Ca urmare a evaporării şi a deplasării interioare a umidităţii, în aluatul supus coacerii umiditatea diferitelor straturi se modifică.

Câmpul de umiditate al bucăţii de aluat coapte la temperatură constantă şi fără umectarea camerei de coacere este prezentat în fig.6.28.

96

Fig.6.28. Modificarea umidităţii diferitelor straturi ale aluatului în timpul coacerii (numerotarea curbelor este cea din fig.8.1. )

Umiditatea stratului superficial (curba 1) scade foarte repede până la umiditatea de echilibru higrometric we . Umiditatea straturilor interioare ale cojii (curbele 2, 3, 4), care se formează mai târziu, creşte la începutul coacerii (pe seama deplasării interioare a umidităţii din prima perioadă de coacere) şi apoi scade până la umiditatea de echilibru higrometric. Stratul care la sfârşitul coacerii este zonă de evaporare (curba 5) fiind situat între coajă (care are umiditatea we) şi miez (cu umiditatea w0 +Δw), va avea la sfârşitul coacerii o umiditate intermediară acestor valori. Umiditatea straturilor de miez (curbele 6, 7, 8, 9) creşte treptat pe măsura încălzirii şi transformării lor în zonă de condensare. Umiditatea stratului central (curba 9) creşte încet pe tot parcursul coacerii, în timp ce umiditatea stratului exterior al miezului (curba 6) creşte mai repede la început iar apoi scade datorită termodifuziei umidităţii.

Umiditatea stratului de miez rămâne până la sfârşitul coacerii mai mare decât umiditatea iniţială a aluatului.

Formarea cojii În timpul coacerii straturile exterioare ale aluatului ating temperatura de 150–160°C. Ele

pierd apa, se deshidratează şi se transformă în coajă. Formarea cojii nu decurge cu viteză constantă pe toată durata coacerii. La început, când umiditatea din straturile exterioare se deplasează spre interior, datorită diferenţelor de temperatură şi de umiditate, grosimea cojii creşte curbiliniu (parabolic), apoi cu începerea evaporării apei din aceste straturi în mediul camerei de coacere, grosimea cojii creşte liniar (fig. 6.29.).

Fig. 6.29. Formarea cojii în timpul coacerii

97

Procese coloidale

La coacere au loc în bucata de aluat concomitent, două procese coloidale: coagularea proteinelor şi gelatinizarea amidonului. Ele determină transformarea aluatului în miez.

Coagularea proteinelor Substanţele proteice, la frământarea aluatului la temperatura de 30°C, absorb apa se umflă şi formează glutenul. La coacere odată cu creşterea temperaturii bucăţii de aluat, ele îşi reduc capacitatea de a lega apa, se hidrofobizează şi la aproximativ 60°C încep să coaguleze eliminând o cantitate însemnată din apa absorbită la frământare. Coagularea (denaturarea termică) începe foarte lent şi continuă apoi foarte rapid.

S-a constatat experimental că, denaturarea foarte rapidă are loc între 60 şi 70°C; la încălzirea în continuare a aluatului denaturarea termică a proteinelor se accentuează.

Faptul că începutul formării miezului are loc în jurul temperaturii de 70°C, temperatură care coincide cu coagularea maximă a proteinelor, dovedeşte rolul acestui proces în formarea miezului.

Coagularea proteinelor la încălzirea aluatului, se consideră că are loc în urma ruperii unor legături din structura secundară şi terţiară a proteinelor însoţită de modificări de conformaţie a moleculei proteice. Se rup în special legăturile disulfurice şi legăturile de hidrogen şi nu sunt rupte legăturile peptidice. Structura primară a proteinelor nu este afectată.

Modificarea hidrofobicităţii proteinelor începe la temperatura de 45°C. Odată cu creşterea temperaturii apar modificări de conformaţie, care la 65°C rămân moderate, dar se accentuează cu mărirea în continuare a temperaturii. La 90°C solubilitatea proteinelor (în acid acetic) este puternic afectată ceea ce demonstrează modificări importante ale conformaţiei moleculei.

În urma modificării de configuraţie a proteinei (are loc desfăşurarea lanţurilor polipeptidice împachetate în spaţiu şi formarea unui ghem dezordonat) la suprafaţa moleculei ajung grupările hidrofobe. Ca urmare, proteina îşi reduce capacitatea de a reţine apa şi apare posibilitatea formării de legături hidrofobe intermoleculare, în urma interacţiunii grupărilor hidrofobe ajunse la suprafaţă a moleculelor vecine, rezultând astfel agregate mai insolubile.

De asemenea, se consideră că, modificarea solubilităţii proteinelor în urma acţiunii căldurii se datorează formării legăturilor disulfurice interpolipeptidice. Acestea încep să se formeze la 50°C în glutenine şi la 75°C şi în gliadine.

Eliberarea prin coagulare, a unei părţi din apa absorbită la frământare, se atribuie modificării stării de legare a apei în lanţul proteic.

În urma coagulării, proteinele îşi modifică atacabilitatea la acţiunea enzimelor. Ele devin mai uşor atacabile la acţiunea enzimelor proteolitice din aluat şi la acţiunea enzimelor digestive ale omului, devenind astfel mai uşor asimilabile.

Gelatinizarea amidonului La frământarea aluatului, amidonul absoarbe o cantitate mică de apă şi se umflă neînsemnat.

La coacere, datorită încălzirii şi în prezenţa apei pusă în libertate de proteinele care coagulează, amidonul gelatinizează.

Gelatinizarea amidonului constă în umflarea granulei şi solubilizarea componentelor sale. Procesul decurge în două etape :

- umflarea limitată a granulei de amidon (60 – 65°C); - umflarea granulei şi solubilizarea macromoleculelor de amidon ( 85°C). Datorită încălzirii aluatului, mobilitatea moleculelor de apă creşte şi pătrund în granulă

producând umflarea ei. Procesul este însoţit de ruperea legăturilor de hidrogen, pierderea birefringenţei şi a cristalinităţii granulei.

La creşterea în continuare a temperaturii aluatului, legăturile de hidrogen, care menţin unitatea structurală a granulei, continuă să se rupă, iar moleculele de apă se ataşează de grupările –OH eliberate, favorizând umflarea maximă a granulei şi creşterea solubilităţii ei. Componentele amidonului care se hidratează complet, preferenţial amiloza cu lanţuri scurte, se separă din

98

reţeaua micelară a granulei şi difuzează în mediul apos. Vâscozitatea creşte prin formarea unei dispepsii coloidale.

Rezultă un clei de amidon format din granulele umflate, fragmente de granule umflate, macromolecule de amiloză dispersate, în proporţii variabile funcţie de condiţiile de temperatură, de gradul de hidratare şi de durata coacerii. Structura granulară a amidonului este distrusă.

Prezenţa glutenului poate reduce difuzia apei spre interiorul granulei de amidon, constituind astfel un obstacol pentru gelatinizarea ei.

Gelatinizarea este incompletă deoarece conţinutul de apă din aluat este insuficient pentru o gelatinizare completă (în 100 g aluat cu 50% umiditate se găsesc circa 35 g amidon substanţă uscată, adică la 35 părţi amidon corespund 50 părţi apă; pentru gelatinizarea completă sunt necesare minim 10 părţi apă la o parte amidon). În aluat gelatinizează majoritatea granulelor de amidon (92 – 94%), dar gelatinizarea are loc numai în straturile periferice ale granulei. Această gelatinizare nu este uniformă în toată masa aluatului – pâine. Amidonul existent în straturile periferice ale miezului gelatinizează în măsură mai mare decât cel din straturile centrale, ca urmare a conţinutului de apă liberă şi a condiţiilor de încălzire diferite.

Gelatinizarea nu se produce în acelaşi timp în toată masa aluatului, ci în mod treptat de la straturile periferice la cele centrale, pe măsura încălzirii lor. Ea decurge rapid în intervalul de temperatură de 57 - 79°C şi se încheie la 93 - 99°C, adică la sfârşitul coacerii (fig.6.30.). În urma gelatinizării creşte atacabilitatea enzimatică a amidonului.

Fig.6.30. .Modificarea în timpul coacerii a conţinutului de granule de amidon cu membrana distrusă

În coajă, granulele de amidon nu gelatinizează complet. Ele îşi păstrează în cea mai mare parte forma, uneori puţin deformată. Granulele mici sunt mai afectate decât cele mari. Spaţiile intergranulare sunt umplute cu un amestec de clei de amidon (amidon gelatinizat) şi de proteine complet denaturate termic.

Crocanţa, care corespunde forţei necesare pentru a rupe coaja, pare că depinde de prezenţa acestui amestec de clei de amidon şi proteine denaturate, care înconjoară granulele mari de amidon puţin modificate. Coaja pâinii obţinută din făinuri sărace în granule mici de amidon sau la care are loc o gelatinizare slabă a granulelor mici, este puţin crocantă şi fragilă.

Straturile interioare ale cojii conţin granule de amidon şi proteine care sunt prezente într-o stare intermediară, cuprinsă între cea din coajă şi cea din miez. Pentru ca ele să unească coaja de miez, trebuie să conţină în apropierea cojii exterioare granule de amidon gelatinizate şi proteine coagulate.

Factori care influenţează gelatinizarea amidonului la coacere Principalii factori care influenţează gelatinizare sunt: umiditatea aluatului, durata şi

temperatura de coacere. Umidităţi mari ale aluatului, durate lungi de coacere şi temperaturi înalte ale camerei de coacere, fiecare în parte, favorizează procesul de gelatinizare.

99

Asupra gelatinizării mai influenţează: gradul de deteriorare a granulelor de amidon, conţinutul de enzime amilolitice, zahărul, sarea, acizii, în special acidul lactic.

Cu cât gradul de deteriorare a amidonului şi conţinutul de enzime amilolitice sunt mai mari, cu atât gelatinizarea este mai completă, în primul caz datorită cantităţii mai mari de apă absorbită de făină la frământare (granulele de amidon absorb apa în cantităţi de trei ori mai mari decât cele nedeteriorate), iar în al doilea caz datorită unei hidrolize mai puternice a amidonului la coacere în urma căreia amidonul nehidrolizat, care gelatinizează, este în cantitate mai mică.

Sarea, zaharurile în concentraţii mari (peste 16%), acizii, măresc temperatura de gelatinizarea a amidonului.

Gradul de gelatinizare a amidonului influenţează însuşirile miezului şi durata de prospeţime a pâinii. Cu cât gelatinizarea amidonului este mai avansată, cu atât miezul este mai fraged, mai pufos, mai puţin sfărâmicios şi se menţine mai mult timp proaspăt. Pâinea cu masă mare, care se coace un timp mai îndelungat, are amidonul mai mult gelatinizat şi se învecheşte mai greu.

Modificarea proprietăţilor reologice ale aluatului în timpul coacerii În timpul coacerii proprietăţile reologice ale aluatului se modifică continuu. Urmărindu-se variaţia consistenţei aluatului, s-a constatat că la început ea scade, atinge

valoarea minimă la 57°C şi apoi creşte. Scăderea consistenţei (fig. 6.31.) se datorează încălzirii aluatului, apariţiei apei libere ca urmare a modificării capacităţii proteinelor de a lega apa, şi activării proteazelor. Apoi, începând cu 60°C, temperatură la care începe gelatinizarea amidonului, apa liberă dispare fiind legată de amidon prin procesul de gelatinizare, şi consistenţa creşte.

Fig.6.31. Variaţia consistenţei aluatului – pâine în funcţie de

temperatură (determinată farinografic)

Deoarece încălzirea aluatului are loc treptat de la exterior la interior, înmuierea aluatului şi transformarea lui în miez au loc, de asemenea, treptat de la exterior la interior, în straturi concentrice.

Începând cu 60°C, elasticitatea aluatului–pâine creşte şi scade compresibilitatea lui. Cum la această temperatură sunt declanşate procesele coloidale, rezultă că între acestea şi proprietăţile fizice ale miezului există o strânsă legătură.

Procese biochimice

În timpul coacerii continuă procesele biochimice iniţiate în aluat încă de la frământare: proteoliza şi amiloliza.

Datorită încălzirii aluatului însă, intensitatea lor se modifică, în primul rând datorită influenţei directe a temperaturii asupra enzimelor şi în al doilea rând datorită transformărilor suferite de substrat sub acţiunea căldurii, care îi modifică atacabilitatea enzimatică.

Proteoliza decurge cu viteză maximă la coacere, când are loc încălzirea aluatului. Intensificarea proteolizei se datorează activităţii proteazelor, care ating temperatura optimă de

100

activitate în timpul coacerii (top= 45°C), şi creşterii atacabilităţii proteinelor în urma coagulării lor. După atingerea temperaturii optime de activitate, la creşterea în continuare a temperaturii bucăţii de aluat, activitatea proteazelor scade iar la 80–85°C încetează complet, datorită denaturării termice a părţii proteice a enzimei.

Deoarece, coagularea proteinelor, care începe la 50–60°C, decurge cu viteză maximă la 60-70°C, şi proteoliza decurge cu viteză maximă la această temperatură.

S-a stabilit că temperatura la care proteoliza decurge cu viteză maximă este influenţată de umiditatea şi viteza de încălzire a aluatului. Cu cât umiditatea este mai mare şi cu cât încălzirea decurge mai lent, cu atât este mai mică temperatura maximului de proteoliză. În aluatul, preparat din făină de grâu, cu umiditatea de 48% şi pH 5,85 proteoliza decurge optim la 60°C pentru un timp de coacere de 30 min şi la 70°C pentru un timp de coacere de 15min. La creşterea umidităţii aluatului la 70°C, optimul de proteoliză este atins la 50°C.

Amiloliza, ca şi proteoliza decurge cu viteză maximă la coacere. Intensificarea amilolizei are loc datorită activării amilazelor, care ating temperatura optimă de activitate la coacere şi creşterii atacabilităţii enzimatice a amidonului în urma gelatinizării lui. Amidonul chiar parţial gelatinizat este mult mai uşor hidrolizat de β – amilază decât amidonul crud.

După atingerea temperaturii optime de activitate a enzimelor, la creşterea în continuare a temperaturii bucăţii de aluat, activitatea lor scade şi la un moment dat, odată cu atingerea temperaturii de inactivare, se opreşte complet.

În momentul gelatinizării amidonului, β–amilaza este distrusă în mare parte (fig.6.32.) durata ei de acţiune asupra amidonului gelatinizat fiind de numai 2-3 min.

α – Amilaza este distrusă termic la o temperatură mai mare decât β- amilaza, de aceea durata ei de acţiune asupra amidonului gelatinizat este mai mare (circa 4min). Din acest motiv, după inactivarea β-amilazei se acumulează în aluat o cantitate de dextrine. Această cantitate este funcţie de activitatea α- amilazei din aluat şi de durata de acţiune a acesteia, dependentă la rândul ei de viteza de încălzire a aluatului.

Fig.6.32. Distrugerea termică a amilazelor pe măsura încălzirii aluatului 1, 2-temperatura centrului miezului pentru bucăţi de aluat de mase diferite

În aluatul obţinut din făinuri sănătoase, activitatea α – amilazei este mică şi cantitatea de

dextrine acumulată este şi ea mică (creşte cu maxim 15%), iar miezul pâinii are proprietăţi fizice normale. În aluatul preparat din făinuri degradate, cu activitate α amilazică mare (făinuri din boabe încolţite) cantitatea de dextrine formată este mare (creşte cu mai bine de două ori), iar miezul pâinii este lipicios, neelastic, cu gust dulceag.

Temperatura optimă şi temperatura de inactivare a amilazelor sunt funcţie de pH. La creşterea acidităţii, respectiv la scăderea pH –ului, valorile acestor temperaturi scad. Ca urmare, în aluaturile mai acide amilazele se inactivează după un timp mai scurt de la introducerea aluatului în cuptor.

101

Deoarece α–amilaza este mai sensibilă la aciditate decât β–amilaza, pentru limitarea activităţii α–amilazei în timpul coacerii, la prelucrarea făinurilor cu activitate α–amilazică mare (făina obţinută din grâu încolţit, făina de secară) vor fi folosite valori mai mari pentru aciditate faţă de valorile obişnuite. Creşterea acidităţii la valori corespunzătoare pH–ului de 4,3 – 4,5 inactivează α – amilaza în primele minute de coacere şi asigură o cantitate normală de dextrine, respectiv un miez normal.

Gradul de hidroliză a amidonului este influenţat de activitatea amilolitică a făinii şi în special de conţinutul de α-amilază şi de pH-ul aluatului. Cu cât conţinutul de enzime amilolitice şi pH-ul sunt mai mari cu atât este hidrolizat mai mult amidon la coacere; creşte cantitatea de dextrine acumulate şi scade cantitatea de amidon care gelatinizează, ambele procese având influenţă negativă pentru însuşirile fizice ale miezului, care se obţine umed, lipicios.

Hidroliza amidonului mai este influenţată de viteza de încălzire a aluatului, respectiv de poziţia stratului de aluat în bucata de aluat, care determină timpul de acţiune al enzimei.

În straturile superficiale ale aluatului şi în bucăţile de aluat cu masă mică, datorită încălzirii mai rapide a acestora, timpul de acţiune a amilazelor asupra amidonului şi deci gradul de hidroliză sunt mai mici faţă de straturile centrale şi respectiv faţă de bucăţile de aluat cu masă mare. În aluatul preparat din făină sănătoasă, la coacere hidrolizează 9–10% din cantitatea totală de amidon, în timp ce în aluatul preparat din făină obţinută din boabe încolţite, peste 20 %.

Glucidele reducătoare rezultate din hidroliza amidonului în prima parte a coacerii sunt consumate în procesele fermentative.

Procesele biochimice care au loc în aluat la coacere influenţează proprietăţile fizice ale miezului, culoarea cojii şi aroma pâinii.

Formarea culorii cojii Potrivit cunoştinţelor actuale, culoarea cojii este condiţionată în cea mai mare parte de

formarea unor substanţe închise la culoare numite melanoidine. Melanoidinele se formează la coacerea aluatului prin reacţia neenzimatică de tip Maillard, de interacţiune dintre glucidele reducătoare şi produsele de hidroliză ale proteinelor cu grupare amino liberă, în special aminoacizi. Reacţia Maillard este un proces complex, format dintr-o succesiune de reacţii cu caracter oxido- reducător, care are ca produs final melanoidinele .

Intensitatea reacţiei de melanoidinizare este condiţionată de cantitatea de glucide reducătoare şi aminoacizi prezentă în aluat şi deci de intensitatea cu care decurg procesele biochimice, de hidroliză a amidonului şi a proteinelor.

De asemenea, reacţia Maillard este influenţată de temperatură, pH şi activitatea apei. Ea are loc în special după ce stratul exterior al aluatului atinge temperatura de 100°C şi intensitatea ei creşte cu temperatura, la pH>5 şi activitatea apei la < 0,4.

Ca urmare a participării aminoacizilor în reacţia de formare a melanoidinelor, conţinutul de aminoacizi din coajă este mult mai mic decât în miez (conţinutul de aminoacizi din coajă scade la coacere cu 72–75 %, în timp ce la pâinea întreagă cu 28–33%). Pierderile cele mai mari sunt în lizină, cu peste 50%, arginină, histidină şi triptofan, aminoacizi care favorizează reacţia de îmbrunare. Din această cauză valoarea proteică a cojii scade.

În culoarea cojii mai intervin, cu rol secundar, produsele care iau naştere în procesul de caramelizare a glucidelor din coajă.

Formarea culorii normale a cojii are loc la temperatura de 130-170°C. La temperaturi peste 170-175 °C coaja începe să se carbonizeze.

Pentru ca pâinea să rezulte cu coajă normal colorată este necesar ca aluatul să conţină înainte de coacere 2–3% glucide nefermentate raportate la substanţa uscată. Făinurile cu capacitate mare de formare a glucidelor reducătoare dau produse cu coajă intens colorată, iar cele cu capacitate redusă (făinuri albe) dau produse cu coajă palidă.

102

Procese microbiologice

Microbiota aluatului continuă să activeze în timpul coacerii până când, în aluat, este atinsă temperatura la care este distrusă termic. Deoarece încălzirea aluatului se produce treptat de la exterior la interior şi microbiota aluatului va fi distrusă treptat. În straturile exterioare, care se încălzesc rapid, microbiota moare imediat după începerea coacerii, în timp ce în straturile interioare, care se încălzesc mai lent, ea activează un anumit timp, având drept rezultat formarea de gaze, care vor mări volumul aluatului–pâine şi formarea de acizi.

Fermentaţia alcoolică Pe măsura încălzirii diferitelor straturi ale aluatului până la temperatura de 35°C, temperatură optimă pentru fermentaţia alcoolică, drojdia devine mai activă şi procesul de fermentaţie se accelerează. La 40°C activitatea drojdiei continuă să fie foarte intensă; peste această temperatură activitatea ei scade, mai pronunţat peste 45°C şi la 50°C încetează complet.

Fermentaţia lactică îşi modifică şi ea intensitatea. La început, pe măsura încălzirii aluatului până la temperatura optimă de activitate a bacteriilor, 35°C pentru bacteriile netermofile şi la 48–54°C pentru bacteriile termofile, fermentaţia este accelerată; apoi după depăşirea acestei temperaturi activitatea bacteriilor scade, iar la 60°C încetează complet. Bacteriile lactice termofile de tipul Lactobacillus delbrüeckii pot să-şi păstreze o anumită activitate şi până la temperaturi mai înalte (75–80°C).

Practic se consideră că la 60°C activitatea microbiotei aluatului încetează complet. Modificarea acidităţii şi a conţinutului de alcool în aluat în timpul coacerii Deşi, în timpul coacerii, în bucata de aluat continuă un anumit timp procesele

microbiologice, care măresc conţinutul în substanţe cu caracter acid al aluatului, pâinea proaspăt coaptă are aciditatea mai mică decât aluatul din care s-a obţinut. Scăderea acidităţii în timpul coacerii se datorează pierderii prin volatilizare a unei părţi a dioxidului de carbon şi acizilor volatili. Ea este influenţată de natura produselor acide acumulate în procesul de fermentaţie, de viteza de încălzire a bucăţii de aluat, de mărimea şi forma ei.

De asemenea, scade conţinutul de alcool, datorită evaporării, cu 50-80% (tabel 6.10.).

Tabel 6. 10. Modificarea acidităţii şi a conţinutului de alcool la coacere Caracteristici Aluat dospit Pâine

Aciditate titrabilă, în grade 3,8 2,8 – 3,2 Aciditate volatilă, în % din aciditatea totală 25,4 20,4 – 22,4 Conţinut de alcool, în % s.u. 2,554 0,63 – 1,17

6.1.2. Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii

La introducerea aluatului în cuptor, aluatul îşi măreşte imediat volumul. Apoi creşterea

volumului este mai lentă şi la un moment dat se opreşte. Volumul şi forma pâinii obţinute până în acest moment se păstrează neschimbate până la sfârşitul coacerii . În unele cazuri, poate avea loc la sfârşitul coacerii o oarecare scădere a volumului pâinii, datorită contractării cojii, care se produce în urma deshidratării ei (fig. 6.33.).

Din punct de vedere al modificării volumului aluatului, procesul de coacere poate fi împărţit în două perioade :

I – perioada volumului variabil, de la τ0 la τc, şi II – perioada volumului constant, de la τc la τfinal. Creşterea volumului aluatului în prima perioadă este condiţionată de doi factori: volumul şi

presiunea gazelor din aluat şi capacitatea aluatului de reţinere a gazelor

103

Fig.6.33. Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii

Volumul şi presiunea gazelor din aluat cresc în timpul coacerii, pe seama formării dioxidului de carbon în prima perioadă de coacere până la inactivarea termică a drojdiei, a dilatării termice a aerului şi a dioxidului de carbon prezenţi în aluat în momentul introducerii acestuia în cuptor, a trecerii în stare gazoasă a alcoolului şi a dioxidului de carbon existenţi în stare dizolvată în aluat.

Datorită creşterii volumului şi presiunii gazelor, acestea vor exercita asupra cojii tensiuni de întindere. Aceste tensiuni vor putea fi preluate şi coaja va rezulta fără crăpături dacă ea va fi suficient de extensibilă.

Pentru menţinerea extensibilităţii cojii, în perioada creşterii volumului aluatului, în camera de coacere, în primele minute de coacere se creează o atmosferă umedă de vapori. Aceştia vor condensa pe suprafaţa bucăţii de aluat, mult mai rece decât vaporii de apă şi astfel va fi întârziată deshidratarea cojii însoţită de rigidizarea ei, şi deci va fi întârziată pierderea extensibilităţii.

Capacitatea aluatului de reţinere a gazelor depinde de proprietăţile de panificaţie ale făinii din care s-a obţinut şi de modul în care a fost prelucrat aluatul până în acest moment.

Creşterea volumului aluatului sub presiunea gazelor din interior, este posibilă în prima parte a coacerii deoarece aluatul are o structură nestabilizată, nerigidizată.

Încetinirea şi apoi oprirea creşterii volumului aluatului odată cu creşterea temperaturii acestuia, se datorează rigidizării cojii şi formării unui strat de miez cu structură rezistentă sub coajă. Experimental, s-a stabilit că, oprirea creşterii volumului aluatului are loc când coaja atinge grosimea de 0,8–1 mm şi temperatura de 110–112°C, iar stratul de miez de sub coajă are grosimea de 1,8-2,5 cm. Acest moment coincide cu atingerea în centrul miezului a temperaturii de circa 60°C, când încep gelatinizarea amidonului şi coagularea proteinelor, procese prin care aluatul trece în miez cu structură stabilizată.

Grosimea stratului de miez format sub coajă, la care se opreşte creşterea în volum a aluatului, este cu atât mai mare cu cât masa pâinii este mai mare.

Din acest moment (după τc), creşterea volumului nu mai este posibilă atât datorită formării cojii rezistente, rigide, cât şi transformării aluatului în miez cu structură stabilă.

Durata perioadei volumului variabil (Lisovenko, 1976) este circa 0,4 din durata totală de coacere. O durată prea scurtă sau prea lungă a acestei perioade conduce la produse cu volum mic.

Temperatura înaltă a camerei de coacere şi masa mică a produsului reduc durata perioadei volumului variabil. În aceste cazuri încălzirea aluatului este accelerată iar procesele de gelatinizare a amidonului şi coagulare a proteinelor încep devreme, ceea ce reduce durata creşterii volumului produsului.

O durată prea mare a volumului variabil şi o fixare prea înceată a volumului şi formei pâinii, pot duce la lăţirea pâinii coapte pe vatră şi la reducerea volumului ei datorită înrăutăţirii proprietăţilor reologice ale aluatului sub influenţa căldurii.

104

Încălzirea aluatului de la vatră în prima perioadă de coacere influenţează creşterea în volum a aluatului.

Temperatura optimă a vetrei pentru volumul pâinii este 200°C. Până la această temperatură creşterea volumului este mai pronunţată la temperaturi mai înalte ale vetrei.

Creşterea în volum a diferitelor straturi ale bucăţii de aluat este diferită. Ea este cu atât mai mare cu cât stratul de aluat este situat mai sus. Straturile inferioare care suportă presiunea straturilor superioare cresc în volum mai puţin decât acestea. Ca urmare porozitatea pâinii nu este uniformă. Ea este mai mare în partea superioară şi mai mică în partea inferioară, apropiată de vatră.

Schema generală a proceselor care au loc în aluat în timpul coacerii Aşa cum s-a arătat, în aluatul supus coacerii se succed o serie de procese care după ce ating

o intensitate maximă, se opresc, efectul acestor procese fiind transformarea aluatului în miez. Schematic succesiunea acestor procese şi temperatura la care au loc, poate fi prezentată

astfel: 30–40°C - continuă umflarea proteinelor şi amidonului, se accelerează procesele

enzimatice şi microbiologice, are loc creşterea în volum a aluatului; 40–60°C - are loc umflarea amidonului şi începe coagularea proteinelor, iar procesele

enzimatice se accelerează, activitatea microbiotei fermentative încetează şi la suprafaţa aluatului se formează o crustă;

60–90°C - încetează activitatea enzimelor proteolitice şi amilolitice, gelatinizarea amidonului atinge maximum şi se încheie coagularea proteinelor, toate aceste având drept urmare formarea miezului;

90–100°C - se încheie gelatinizarea amidonului şi se desăvârşeşte formarea melanoidinelor şi caramelizarea glucidelor.

6.2. REGIMUL DE COACERE

Regimul de coacere este caracterizat prin parametrii camerei de coacere : temperatura şi

umiditatea relativă. Se au în vedre temperatura camerei de coacere, temperatura vetrei, temperatura bolţii şi a suprafeţelor laterale, adică temperatura tuturor elementelor care cedează căldură aluatului supus coacerii.

În compararea regimurilor de coacere realizate pe două cuptoare identice, se utilizează temperatura mediului camerei de coacere.

Regimul optim de coacere Cercetarea proceselor care au loc la coacere au permis formularea unor condiţii generale

care caracterizează regimul optim de coacere a pâinii prin radiaţie – convecţie. Din punct de vedere al regimului de coacere procesul de coacere poate fi împărţit în două

perioade : Prima perioadă cuprinde perioada de coacere până la atingerea în centrul bucăţii de aluat a

temperaturii de 50 – 60°C. Ea coincide cu perioada volumului variabil al produsului şi se subîmparte în două părţi :

Prima parte a acestei perioade de coacere are o durată de 2–3 min şi decurge într-o atmosferă umedă, cu umiditatea relativă de 70-80% şi la temperatură relativ scăzută a mediului camerei de coacere 110–120°C, dar cu un aflux de căldură intens de la vatră (temperatura vetrei circa 200°C).

Scopul acestei prime părţi a coacerii este condensarea maximă a vaporilor de apă introduşi în camera de coacere pe suprafaţa bucăţii de aluat. Condensarea aburului are rolul:

- să evite formarea timpurie a cojii şi să o menţină în stare extensibilă pentru a permite creşterea maximă în volum a aluatului;

105

- facilitează gelatinizarea amidonului însoţită de apariţia unui aspect lucios al cojii; - limitează pierderile la coacere. Vaporii de apă introduşi în camera de coacere, întâlnind suprafaţa relativ rece a aluatului,

condensează. Prin condensare, vaporii cedează bucăţii de aluat căldura de vaporizare. Cantitatea de căldură cedată aluatului prin condensarea aburului atinge valori mari (q = 2000–3000W/m2 suprafaţă aluat).

Din acest motiv suprafaţa aluatului se încălzeşte rapid şi numai după 100 – 180 secunde depăşeşte temperatura punctului de rouă. La această temperatură condensarea umidităţii încetează.

Pentru a evita accelerarea încălzirii aluatului până la temperatura punctului de rouă şi deci pentru a evita scurtarea duratei de condensare a aburului la suprafaţa aluatului, temperatura camerei de coacere în această fază trebuie să fie relativ scăzută (110–120°C).

În condiţii optime, pe 1 m2 suprafaţă de aluat condensează 0,14–0,16kg abur. De cantitatea de abur condensată este legat luciul cojii produsului, care se formează datorită gelatinizării amidonului din straturile de la suprafaţa aluatului.

Bucata de aluat continuând să se încălzească, suprafaţa ei atinge temperatura termometrului umed şi din acest moment începe procesul de evaporare a apei, proces care se accelerează o dată cu atingerea de către suprafaţa aluatului a temperaturii de evaporare a apei. Prelungirea mai departe a prelucrării hidrotermice nu este raţională deoarece condensarea nu mai are loc şi începe procesul de evaporare.

Durata aceste porţiuni se modifică neînsemnat cu însuşirile aluatului şi sortul produsului. Mărirea umidităţii relative în camera de coacere peste 80% are influenţă mică asupra

procesului. Scăderea ei însă, în zona prelucrării hidrotermice scade temperatura punctului de rouă şi ca urmare scad durata prelucrării hidrotermice şi cantitatea de umiditate condensată pe suprafaţa aluatului.

Produsul se obţine cu volum redus, coajă mată şi crăpată. Încălzirea bucăţii de aluat în această fază a procesului de coacere se face la partea

superioară în principal pe seama căldurii de condensare a aburului şi la partea inferioară prin conducţie.

Încălzirea prin radiaţie trebuie redusă la minim pentru evitarea creşterii temperaturii stratului superficial al aluatului şi supraîncălzirea vaporilor de apă, care reduc procesul de condensare.

Pentru asigurarea unui transfer de căldură prin conducţie optim, este necesar ca temperatura vetrei în această fază să fie de cca 200°C. Încălzirea intensă la partea inferioară favorizează obţinerea produselor de calitate; încălzirea insuficientă întârzie formarea structurii miezului şi produsele se obţin aplatizate.

Umiditatea relativă de 70–80% a camerei de coacere se poate realiza prin introducerea directă a apei în camera de coacere încălzită, unde se evaporă (cuptorul Dampf) sau prin introducerea aburului saturat de joasă presiune 1.104 – 2.104 Pa (cuptoarele tunel, cuptorul cu vetre suprapuse).

Creşterea presiunii aburului peste aceste valori este însoţită de creşterea temperaturii şi respectiv creşterea căldurii cedată aluatului prin condensare, având drept urmare încălzirea rapidă a suprafeţei aluatului şi deci scăderea cantităţii de abur condensat.

Gradul de umectare a mediului camerei de coacere în prima fază şi intensitatea condensării aburului pe suprafaţa bucăţii de aluat influenţează în mare măsură desfăşurarea procesului de coacere.

Partea a doua a primei perioade de coacere durează de la sfârşitul prelucrării hidrotermice până la atingerea în centrul bucăţii de aluat a temperaturii de 50– 60°C. Ea are loc în absenţa aburului şi la temperatură mare a camerei de coacere, 220–280°C. Această temperatură este necesară pentru a asigura o diferenţă mare de temperatură între camera de coacere şi bucata de

106

aluat şi respectiv un transfer maxim de căldură aluatului supus coacerii. În această fază aburul nu mai este necesar din punct de vedere tehnologic; în plus prezenţa lui ar diminua transferul de căldură prin radiaţie şi deci formarea cojii.

Încălzirea bucăţii de aluat are loc prin conducţie de la vatră prin suprafaţa inferioară şi prin radiaţie şi convecţie prin suprafaţa superioară.

Datorită încălzirii puternice, deplasarea umidităţii în bucata de aluat se face în principal prin termodifuzie.

La sfârşitul acestei perioade produsul are formă şi volum stabilizate. Temperatura mare a camerei de coacere favorizează şi formarea cojii, importantă pentru păstrarea formei produsului şi pentru acumularea substanţelor de aromă.

Temperatura camerei de coacere în această perioadă variază în limitele 220 – 280°C în funcţie de: gradul de încărcare al vetrei, însuşirile aluatului, masa şi forma bucăţii de aluat.

Relaţia grad de încărcare a vetrei – temperatura cameră de coacere constă în realizarea unui echilibru între aportul de căldură în spaţiul de coacere şi consumul de căldură de către bucăţile de aluat supuse coacerii. De aceea, la creşterea încărcării vetrei se măreşte temperatura camerei de coacere şi invers.

La coacerea aluatului preparat din făină slabă, a aluatului suprafermentat sau cu consistenţă mică se recomandă folosirea unor temperaturi mai mari în camera de coacere în scopul fixării mai rapide a formei produsului şi evitarea aplatizării lui.

La stabilirea temperaturii camerei de coacere se ţine seama şi de masa şi forma produsului, cunoscând că produsele de masă mare şi formă rotundă se încălzesc mai lent decât produsele de masă mică şi format lung.

Perioada a doua de coacere are rolul să desăvârşească procesul de coacere, de formare şi colorare a cojii. În consecinţă aportul de căldură nu trebuia să fie prea mare, iar umiditatea relativă din camera de coacere să fie cât mai mică.

Temperatura optimă pentru această perioadă de terminare a coacerii este de 180–200°C. Diferenţa de temperatură dintre camera de coacere şi coaja produsului este mică

(temperatura cojii 170–180°C) şi cantitatea de căldură recepţionată de produs este mică. De asemenea, diferenţele de temperatură din interiorul produsului supus coacerii sunt mici

şi de aceea fluxul intern de căldură este mic. Creşterea temperaturii camerei de coacere în această fază de coacere ar accelera foarte

puţin încălzirea straturilor centrale ale miezului. Ea conduce însă la adâncirea zonei de evaporare, respectiv la îngroşarea cojii şi creşterea nejustificată a pierderilor la coacere. Poate avea loc şi supraîncălzirea stratului superficial al cojii însoţită de colorarea excesivă şi formarea compuşilor cu gust amar.

Cantitatea totală de căldură consumată în procesul coacerii, după Auerman, trebuie să fie repartizată astfel: 2/3 în prima fază de coacere şi 1/3 în faza a doua.

6.3. DURATA COACERII

Durata de coacere este un parametru important al regimului tehnologic. Ea se stabileşte

prin probe de coacere şi se înscrie în reţeta de fabricaţie a produsului. Durata de coacere influenţează calitatea produsului, pierderile la coacere şi deci

randamentul în pâine, productivitatea cuptorului şi consumul de combustibil. Durate scurte de coacere conduc la produse cu coajă palidă şi chiar produse necoapte, ce nu

pot fi consumate, iar durate lungi la produse cu coajă groasă, pierderi mărite la coacere, consum mărit de combustibil (energie), productivitate scăzută a cuptorului.

Durata de coacere variază în limite mari în funcţie de următorii factori: - masa şi forma produsului; - proprietăţile şi compoziţia aluatului supus coacerii;

107

- modul de coacere, pe vatră sau în formă; - încărcarea vetrei; - caracteristicile cuptorului şi regimul de coacere. Produsele cu masă mică au suprafaţa specifică mai mare, deci suprafaţă receptoare de

căldură mai mare şi distanţa până la centru termic mai mică decât cele cu masă mare, din care cauză ele se coc mai repede decât acestea. Din aceleaşi motive pâinea de format lung se coace un timp ceva mai scurt decât pâinea de format rotund.

Aluaturile provenite din făinuri slabe, cele de consistenţă mică sau suprafermentate se coc un timp mai scurt şi la temperaturi ceva mai înalte decât aluaturile normale, în scopul scurtării perioadei de acţiune a căldurii (premergătoare coagulării) asupra glutenului, care îi înrăutăţeşte proprietăţile reologice.

Produsele preparate cu adaos de grăsimi, lapte, zahăr ş.a. se coc un timp mai mare faţă de produsele simple de aceeaşi masă. De asemenea, coacerea în forme prelungeşte durata de coacere faţă de coacerea pe vatră.

Mărirea încărcării vetrei cuptorului prelungeşte durata de coacere, iar creşterea temperaturii cuptorului şi umectarea camerei de coacere în faza iniţială a coacerii accelerează încălzirea şi reduc timpul de coacere.

Determinarea sfârşitului coacerii Determinarea sfârşitului coacerii se poate face prin metode subiective, pe cale

organoleptică şi prin metode obiective. Metoda organoleptică constă în aprecierea gradului de coacere a pâinii după indici

organoleptici şi anume : - culoarea cojii şi masa relativă a pâinii; pâinea coaptă are coaja rumenă şi prin balansare

în mână pare uşoară în raport cu volumul ei; - sunetul produs prin ciocănirea cojii de vatră; dacă sunetul este clar, deschis (sec) pâinea

este bine coaptă; - elasticitatea miezului prin apăsarea rapidă şi uşoară cu degetul a miezului, acesta trebuie

să revină la starea iniţială. In acest scop pâinea trebuie ruptă iar o apreciere foarte bună se poate face numai după răcirea ei, ceea ce nu asigură o operativitate în controlul procesului de coacere.

Culoarea cojii nu este concludentă pentru aprecierea sfârşitului coacerii deoarece pâinea poate avea coaja normală chiar dacă nu este bine coaptă, atunci când coacerea s-a făcut la temperatură ridicată sau în cazul preparării aluatului din făină cu capacitate mare de formare a glucidelor reducătoare (făină din boabe încolţite), după cum pâinea poate fi coaptă şi să aibă coajă palidă când coacerea s-a făcut la temperatură scăzută sau în cazul folosirii unei făini cu capacitate mică de formare a glucidelor reducătoare (făină tare la foc).

Metoda se aplică de către brutarii practicieni. Metoda obiectivă Determinarea temperaturii centrului miezului. Dintre metodele obiective propuse pentru

determinarea sfârşitului coacerii în producţie se foloseşte exclusiv metoda bazată pe determinarea temperaturii centrului miezului.

La această metodă s-a ajuns în urma studiului cineticii încălzirii bucăţii de aluat în procesul de coacere, când s-a observat că partea centrală a aluatului atinge temperatura de 93–97°C numai la sfârşitul coacerii şi nu depăşeşte această valoare. Pe baza acestei observaţii s-a ajuns la concluzia că se poate determina sfârşitul coacerii prin măsurarea temperaturii centrului miezului.

În acest scop s-au construit termometre speciale prevăzute cu ace. Se poate folosi şi termometrul obişnuit (tip baghetă).

Pentru evitarea răcirii miezului şi învingerea inerţiei termice, termometrul este în prealabil încălzit la o temperatură cu 5-7°C mai joasă decât temperatura presupusă din pâine.

Pentru măsurarea temperaturii termometrul trebuie să fie introdus în centrul miezului din partea laterală a cojii, paralel cu cea inferioară, la jumătatea înălţimii, astfel ca rezervorul termometrului să ajungă în mijlocul bucăţiii de pâine.

108

Temperatura din centrul pâinii, pentru o pâine bine coaptă, este de 93–97°C în funcţie de masa pâinii, regimul termic de coacere, caracteristicile cuptorului.

Metoda este simplă şi operativă.

6.4. PIERDERI DE MASĂ LA COACERE

În timpul coaceri pâinea pierde din masa sa. Aceste pierderi sunt pierderi de umiditate şi de substanţă uscată.

Pierderile de umiditate reprezintă 95–96 % din pierderile totale de coacere şi rezultă din apa care se evaporă din straturile exterioare ale aluatului care se transformă în coajă.

Pierderile de substanţă uscată au o pondere mică, 4–5% din pierderile totale, şi rezultă din pierderile de alcool, dioxid de carbon şi alte substanţe volatile existente în aluat, rezultate prin fermentarea glucidelor, care se pierd în spaţiul de coacere.

Pierderile la coacere sunt inevitabile. Ele reprezintă ponderea pierderilor tehnologice la prepararea pâinii.

Pierderile totale, Pc , se calculează ca diferenţă între masa aluatului introdus la coacere Mal şi masa pâinii rezultate Mp.

Pc = Mal - Mp Ele rezultă din bilanţul de materiale al procesului de coacere:

Mal = Mp + Pc Pierderile relative, pc %, se exprimă în procente faţă de masa aluatului intrat la coacere.

100⋅−

=al

palc M

MMp

Ele au valori de 6 – 22% şi anume 6 – 13 % pentru pâine şi 17 – 22 % pentru produsele mărunte de franzelărie. Aceste valori variază cu o serie de factori : masa şi forma produsului, modul de coacere, pe vatră sau în formă, umiditatea aluatului, temperatura şi umiditatea relativă a camerei de coacere, durata de coacere.

Produsele de masă mare şi de format rotund pierd mai puţin la coacere decât produsele de masă mică şi cele de format lung, deoarece în primul caz suprafaţa specifică a produselor, respectiv suprafaţa de pierdere a umidităţii este mai mică decât în cel de-al doilea caz.

Din aceleaşi motive pâinea coaptă pe vatră pierde mai mult la coacere decât pâinea coaptă în formă de aceeaşi masă.

Creşterea umidităţii aluatului şi a grosimii cojii măresc pierderile de umiditate şi respectiv pierderile totale.

O mare influenţă asupra pierderilor are regimul de coacere. Pierderile sunt cu atât mai mari cu cât temperatura camerei de coacere este mai mare; pentru reducerea lor, ultima parte a coacerii trebuie să decurgă la temperaturi care depăşesc numai cu puţin temperatura suprafeţei cojii (180-200°C).

Umiditatea relativă mare din camera de coacere în primele 2–3 min de coacere reduce pierderile, iar prelungirea duratei de coacere le măreşte.

6.5. CONSUMUL DE CĂLDURĂ PENTRU COACEREA PÂINII

Căldura absorbită de aluat la coacere, Qcp, se consumă pentru transformarea aluatului în pâine, adică pentru formarea miezului Qm şi a cojii Qc, şi pentru evaporarea apei şi supraîncălzirea aburului rezultat Qwev.

109

Qcp = Qm +Qc + Qwev Qm = Mm.c m (tm-tal)

Qc = Mc.cc (tc-tal) Qwev= Wev(h”-h)

unde: Mm, Mc – reprezintă masa miezului şi masa cojii, în kg; cm, cc – capacitatea termică masică a miezului şi respectiv a cojii, în kj/(kg.k); tm, tc – temperatura miezului şi temperatura cojii, în °C; tal – temperatura aluatului, în °C; Wev – apa evaporată, în kg; h”, h – entalpia aburului supraîncălzit, respectiv entalpia apei din aluat, în kj/kg.

Experimental s-a observat că, consumul de căldură pentru formarea miezului şi cojii este aproape constant, indiferent de condiţiile de coacere şi egal cu circa 180 Kj/kg produs, variaţiile consumului de căldură fiind determinate de variaţia cantităţii de căldură consumată pentru evaporarea apei, QWev. Pentru fiecare procent de umiditate pierdută, consumul de căldură creşte cu circa 34 Kj/kg produs.

În consecinţă, cu cât pierderile de umiditate la coacere vor fi mai mari, cu atât va fi mai mare consumul total de căldură. (fig.6.34.).

Formarea cojii presupune evaporarea unei cantităţi de apă, deci un consum de căldură pentru evaporare şi supraîncălzirea vaporilor formaţi corespunzător camerei de coacere.

Procesul de evaporare, şi deci consumul de căldură corespunzător sunt inevitabile. Consumul minim de căldură pentru coacere corespunde formării cojii cu grosime normală.

Creşterea grosimii cojii măreşte cantitatea de apă evaporată şi respectiv consumul de căldură.

Fig.6.34. Variaţia consumului de căldură la coacere în funcţie de

pierderile de umiditate.

Reducerea consumului de căldură pentru coacere va fi deci posibilă prin obţinerea produselor cu coajă de grosime normală, produsele cu coajă groasă consumând la coacere o cantitate mai mare de căldură.

110

6.6. CUPTOARE

Coacerea pâinii se realizează în cuptoare de construcţie specială. Părţile principale ale unui cuptor sunt: camera de coacere, sistemul de încălzire, instalaţia

de aburire, carcasa cuptorului, aparatura de măsură şi control. Camera de coacere este formată din vatră, boltă, pereţi laterali, spaţiul de coacere,

deschideri pentru încărcare şi descărcare. Aici are loc coacerea aluatului şi în acest scop se creează condiţii de temperatură şi umiditate relativă necesare desfăşurării procesului de coacere.

Sistemul de încălzire realizează arderea combustibilului şi transmiterea căldurii rezultate în camera de coacere. Este format din focar, unde are loc arderea combustibilului, şi sistemul de transmitere a căldurii în camera de coacere, care poate fi format din ţevi de apă-abur sau canale de gaze.

În cazul cuptoarelor electrice, sistemul de încălzire constă în rezistenţe electrice aşezate deasupra şi sub vatră.

Instalaţia de aburire are rolul de a crea în spaţiul de coacere o atmosferă umedă de vapori necesară primelor minute de coacere. Ea constă în ţevi perforate alimentate cu abur de joasă presiune sau cu apă. Pentru evitarea supraîncălzirii aburului şi accelerării încălzirii suprafeţei bucăţii de aluat, care ar reduce cantitatea de abur ce condensează pe suprafaţa aluatului, în zona de aburire încălzirea camerei de coacere la partea superioară trebuie să lipsească.

Carcasa cuptorului este de zidărie sau metalică cu izolaţie termică. Aparatura de măsură şi control constă în general, din termocupluri care măsoară

temperatura din camera de coacere şi transmite informaţia la tabloul de comandă al arzătorului sau la tabloul de control.

Clasificare Cuptoarele de panificaţie sunt de diverse tipuri. Clasificarea lor se face după mai multe criterii :

- după modul de funcţionare, cuptoarele pot fi : cu funcţionare discontinuă sau cu funcţionare continuă;

- după construcţia vetrei: cuptoare cu vatră fixă şi cuptoare cu vatră mobilă; - după modul de încălzire :cuptoare cu încălzire directă şi cuptoare cu încălzire indirectă. La cuptoarele cu încălzire directă a camerei de coacere, camera de coacere funcţionează

şi ca focar, coacerea alternând cu încălzirea. La cuptoarele cu încălzire indirectă a camerei de coacere, camera de coacere este diferită

de focar. După agentul de încălzire folosit, aceste cuptoare pot fi: - cuptoare încălzite cu abur saturat de înaltă presiune; - cuptoare încălzite cu gaze de ardere fierbinţi; - cuptoare încălzite cu recircularea gazelor uzate; - cuptoare încălzite mixt, cu abur saturat de înaltă presiune şi gaze de ardere; - cuptoare încălzite electric cu rezistenţe. Clasificarea cuptoarelor după modul de încălzire este cea mai utilizată.

111

Cuptoare încălzite cu recirculare de gaze uzate

Cuptorul cu vetre suprapuse Este un cuptor metalic, uşor cu 2….5 camere de coacere aşezate suprapus, pe verticală (fig.

6.35.). Cuptorul are carcasa 1 confecţionată din oţel inoxidabil căptuşită cu vată de sticlă pentru izolare termică. În interior ea închide camerele de coacere 2. Fiecare cameră de coacere are vatra 3, confecţionată din plăci refractare, iar la boltă are grila 4.

Încălzirea camerelor de coacere se face cu amestec de gaze primare şi gaze recirculate, care circulă printr-o serie de canale dispuse deasupra şi sub fiecare cameră de coacere, încălzindu-le.

Focarul 5 este aşezat în partea inferioară a cuptorului. Tot aici se află ventilatorul radial 6, care asigură circulaţia agentului de încălzire în jurul camerelor de coacere.

Fig. 6.35. Cuptor cu vetre suprapuse.

Gazele de ardere rezultate în focar în amestec cu gazele recirculate sunt aspirate de ventilator şi dirijate în canalul magistral 7, de unde ajung în canalele de încălzire 8, situate deasupra şi sub fiecare cameră de coacere.

Debitul de gaze de încălzire, se reglează cu ajutorul clapetelor 9. După ce străbat canalele de încălzire, unde cedează cea mai mare parte din căldura lor,

gazele uzate sunt colectate în canalul magistral 10, de unde o parte se amestecă cu gazele fierbinţi, iar altă parte este dirijată în atmosferă prin racordul 11.

Pentru umectarea camerelor de coacere în primele minute ale procesului, în apropierea focarului este plasat generatorul de aburi 12, care este scăldat de gazele fierbinţi rezultate în focar prin arderea combustibilului.

Cuptorul este prevăzut cu boilerul 13 pentru încălzirea apei.

Cuptoare cu rezistenţe electrice S-au construit cuptoare de diferite tipuri, cu leagăne, tunel, cu încălzire electrică.

Cuptoarele au aceeaşi formă constructivă cu cele încălzite cu gaze. Deosebirea constă în faptul că locul canalelor de gaze este luat de elementele de încălzire electrică. Acestea se montează pe lăţimea camerei de coacere deasupra şi sub vatră.

Elementele de încălzire se repartizează în camera de coacere pe zone de coacere, potrivit nevoilor procesului de coacere, analog cu canalele de încălzire.

112

Cuptorul BN – 25 cu încălzire electrică

Cuptorul (fig. 6.36.) constă din camera de coacere de tip tunel 1 în care se deplasează banda – vatră 2.

Fig. 6.36. Cuptorul BN – 25 cu încălzire cu rezistenţe electrice.

Încălzirea cuptorului se realizează cu ajutorul elementelor de încălzire electrică, în care

rezistenţa sub formă de spirală este introdusă în discuri de ceramică cu orificii. Cuptorul are patru zone de încălzire în care elementele de încălzire electrică 3 sunt aşezate

deasupra şi sub bandă. În zona de alimentare cu aluat sunt instalate elemente de încălzire electrică 4 pentru preîncălzirea benzii.

Elementele de încălzire pot fi cuplate manual sau automat. Umectarea camerei de coacere de realizează prin patru ţevi perforate 5 alimentate cu abur

de joasă presiune şi acoperite cu clopotul 6. La acest cuptor în zona de aburire lipsesc elementele de încălzire la partea superioară, ceea ce îmbunătăţeşte condiţiile de condensare a aburului pe suprafaţa bucăţii de aluat. Se reduce astfel consumul de abur.

Îndepărtarea amestecului de abur – aer din camera de coacere se face prin hotele 7 şi canalul 8 racordate la ventilatorul 9.

Cuptorul are carcasă metalică şi izolaţie din vată minerală. Avantajele cuptoarelor electrice Cuptoarele electrice prezintă o serie de avantaje faţă de celelalte tipuri de cuptoare : - nu au pierderi de energie cu gazele evacuate şi pierderile de căldură în mediul

înconjurător sunt mai mici, deoarece având o construcţie mult mai simplă, fără focar şi canale, au o izolaţie mai omogenă. Ca urmare randamentul termic al acestor cuptoare este superior celorlalte tipuri de cuptoare;

- absenţa focarului, a elementelor de transmiterea căldurii, a ventilatorului etc. permite o construcţie uşoară care poate fi amplasată la orice etaj;

- permit realizarea condiţiilor de igienă mai bune ; - au o elasticitatea tehnologică mare, putând realiza o gamă mare de regimuri de coacere; - permit automatizarea procesului de coacere. În evaluarea economiei de anergie realizată de cuptorul electric trebuie să se ţină seama şi

de randamentul staţiei electrice de alimentare. De aceea ele sunt eficace economic când sunt situate în apropierea producătorilor de energie electrică (centrale sau hidrocentrale).

Cuptoare încălzite cu aer cald Principiul de încălzire Agentul de încălzire este aerul cald, supraîncălzit, care circulă în jurul bucăţilor de aluat

supuse coacerii. Transferul de căldură de la agentul termic la bucăţile de aluat se realizează prin convecţie forţată şi radiaţie. Pentru a realiza o intensitate suficientă a transferului de căldură, aerul cald are o temperatură de 270 – 300°C.

113

Încălzirea aerului se face cu rezistenţe electrice sau cu gaze de ardere prin intermediul unui schimbător de căldură tubular.

Aerul este pus în mişcare de un ventilator. Aerul încălzit este suflat în camera de coacere şi apoi este recirculat.

Cuptoare cu cărucior Cuptorul cu cărucior a apărut pe piaţă la începutul anilor '70. Există două tipuri de cuptoare cu cărucior : - cuptoare cu cărucior fix; - cuptoare cu cărucior mobil. Cuptorul are carcasă metalică termoizolată. Ea închide camera de coacere şi sistemul de

încălzire. Suprafaţa de coacere este formată din tăvi sau ţesătură metalică/teflon termorezistent

aşezate pe un cărucior. Căruciorul, pe ale cărui rafturi se aşează bucăţile de aluat pentru coacere, se introduce în camera de coacere pe toată durata coacerii.

Fig. 6.37. Cuptorul cu cărucior fix încălzit electric Weiner – Pfleiderer

1 – cameră metalică termoizolată; 2 – cameră de coacere; 3 – pereţi cu orificii; 4 – ventilator; 5 –

rezistenţe electrice; 6 , 6’ – clapete care-şi modifică alternativ poziţia.

În cazul cuptorului cu cărucior fix (fig. 6.37.), pentru o coacere uniformă, aerul cald este introdus alternativ prin părţile laterale ale camerei de coacere prin orificiile practicate în pereţii laterali ai acesteia. În cazul căruciorului rotativ (mobil) coacerea uniformă se realizează datorită rotirii căruciorului.

Aburul necesar primelor minute de coacere este produs prin evaporarea apei, care curge în jgheaburi/plăci metalice încălzite electric.

Cuptorul are inerţie termică mică.

6.7.Test de autoevaluare

1. Definiţi procesele fizice de la coacere. 2. Care sunt procesele coloidale de la coacere. 3. Descrieţi procesele biochimice de la coacere. 4. Definiţi procesele microbiologice de la coacere. 5. Cum se modifică volumul aluatului la coacere. 6. Definiţi regimul de coacere şi durata coacerii. 7. Descrieţi un cuptor de coacere a pâinii.

114

7. DEPOZITAREA PÂINII

După coacere, produsele sunt trecute în depozitul de pâine. Scopul depozitării este răcirea pâinii în condiţii optime şi păstrarea calităţii ei pe durata depozitării.

7.1. RĂCIREA PÂINII

Pâinea fierbinte scoasă din cuptor, trecută în spaţiul de depozitare, începe să se răcească. În

timpul răcirii pâinea cedează mediului ambiant căldură şi umiditate. Datorită cedării umidităţii, în timpul răcirii au loc pierderi care influenţează randamentul în pâine. În plus degajările de căldură şi umiditate modifică parametrii spaţiului de depozitare, ceea ce face necesară condiţionarea acestuia.

Schimbul de căldură În timpul procesului de răcire pâinea cedează mediului înconjurător căldura acumulată în

timpul coacerii.

Cedarea căldurii are loc prin radiaţie şi convecţie. Răcirea pâinii de la temperatura pentru care o are la ieşirea din camera de coacere, 120-160°C în coajă şi aproape 100°C în miez, până la temperatura depozitului, de 18–25°C, începe de la exterior şi continuă la interior.

Coaja, datorită diferenţei mari de temperatură dintre aceasta şi mediu (110- 130°C), precum şi dintre aceasta şi miez (20–40°C) se răceşte repede până la o temperatură apropiată de temperatura depozitului.

La începutul procesului de răcire, ca urmare a diferenţelor de temperatură, în coaja pâinii se instalează un flux termic cu dublu sens: un flux îndreptat spre exterior şi altul îndreptat spre interior, către miez. Fluxul termic îndreptat spre miez face ca miezul pâinii să se încălzească (cu circa 5-8°C). Acest lucru are loc până în momentul în care temperatura cojii în răcire devine egală cu temperatura miezului. Din acest moment în pâine se instalează un flux termic îndreptat într-un singur sens, spre exterior, pâinea răcindu-se.

Straturile de miez se răcesc mai lent decât straturile exterioare, fapt care conduce la apariţia de diferenţe de temperatură între acestea, diferenţe ce pot lua valori apreciabile (Δt=13°C). Pe măsura răcirii, valoarea diferenţelor de temperatură scade. Răcirea are un caracter nestaţionar.

Schimbul de umiditate Datorită diferenţelor de temperatură care iau naştere între straturile pâinii în timpul răcirii,

precum şi datorită diferenţelor de umiditate existente la scoaterea pâinii din cuptor (coaja practic are umiditatea zero, în timp ce miezul are umiditatea medie egală cu a aluatului din care a provenit), umiditatea se deplasează din miez spre coajă prin difuzie şi termodifuzie. Deci fluxul de umiditate este dirijat, ca şi fluxul de căldură, din interior spre exterior. Între schimbul de căldură şi cel de umiditate există o strânsă interdependenţă.

Schimbul de umiditate ca şi cel de căldură are un caracter nestaţionar. Ca urmare a deplasării umidităţii din interior spre exterior, umiditatea cojii creşte, la

aceasta contribuind şi umiditatea primită de la mediu. Umiditatea cojii creşte repede până la aproximativ 12% , după care se menţine constantă, această valoare reprezentând umiditatea de echilibru higrometric.

Datorită deplasării umidităţii din miez spre coajă, miezul suferă pierderi în masa sa. Aceste pierderi sunt strâns legate de variaţia temperaturii miezului.

115

Umiditatea ajunsă din miez în coajă, este cedată mediului exterior prin aşa numita difuzie exterioară, determinând pierderi în masa întregii pâinii. Mărimea acestor pierderi depinde de viteza difuziei exterioare.

Pierderile la răcire sunt influenţate de : - temperatura şi umiditatea relativă din depozit; cu cât temperatura este mai scăzută cu atât

răcirea este mai rapidă şi pierderile sunt mai mici. Umiditatea relativă influenţează difuzia exterioară, în special în perioada a doua de răcire.

- mărimea şi forma produsului; produsele de masă mică şi alungite se răcesc mai repede decât cele de masă mare şi format rotund şi de aceea suferă pierderi mai mici ;

- umiditatea pâinii; cu cât aceasta este mai mare cu atât pierderile la răcire sunt mai mari. Pâinea coaptă în formă are pierderi mai mari decât pâinea coaptă pe vatră.

- spoirea suprafeţei produsului la scoaterea din cuptor reduce pierderile la răcire; este accelerată în acest caz răcirea pâinii datorită consumului unei cantităţi de căldură din pâine pentru evaporarea apei de spoire, precum şi datorită faptului că prin spoire dextrinele din coajă sunt solubilizate şi acoperă porii acesteia reducând evaporarea apei din pâine.

- modul de depozitare; depozitarea pâinii în navete deschise cu pereţi cu goluri sau în rastele reduce pierderile la răcire în comparaţie cu depozitarea în lădiţe cu pereţi plini.

Pierderile la răcire au valori de 2,5 – 3,5%. Modificarea calităţii pâinii Din punct de vedere al calităţii pâinii, procesul de răcire este

considerat un proces de maturizare, iar transformările care au loc sunt considerate pozitive, pentru că pâinea rece este optimă pentru consum. În timpul răcirii elasticitatea pâinii creşte, atingând valoarea maximă când pâinea ajunge la temperatura mediului ambiant.

Aroma însă scade ca urmare a volatilizării substanţelor de aromă volatile din coajă.

7.2. ÎNVECHIREA PÂINII

La păstrarea pâinii timp mai îndelungat, după răcirea ei, pâinea se învecheşte. Primele semne de învechire apar după 10–12 ore de păstrare a pâinii şi se intensifică odată

cu prelungirea duratei de păstrare. Învechirea este inevitabilă.

Pâinea învechită se recunoaşte după modificările însuşirilor sale organoleptice. Miezul pufos, elastic, nesfărâmicios al pâinii proaspete, devine rigid, aspru neelastic, sfărâmicios. Coaja netedă, lucioasă, crocantă, devine prin învechire mată, moale, cu aspect cauciucos, şi cu timpul se întăreşte. Aroma şi gustul de pâine proaspătă dispar treptat şi pâinea capătă gust fad, stătut.

Unele dintre aceste modificări sunt reversibile prin încălzire, obţinându-se o pâine aparent proaspătă care se învecheşte mult mai repede decât pâinea scoasă din cuptor.

Prin învechire pâinea îşi modifică şi unele însuşiri coloidale: scade capacitatea lui de a absorbi apa şi de a se umfla în apă precum şi capacitatea de a trece în soluţie.

Experimental s-a stabilit că modificarea însuşirilor cojii se datorează modificării umidităţii, în timp ce miezul se învecheşte şi în condiţii ce nu-i modifică umiditatea. Pierderea aromei specifice pâinii proaspete se atribuie parţial volatilizării şi oxidării substanţelor de aromă şi parţial formării de către compuşii de aromă cu masa moleculară mică a unor complecşi cu proteinele şi amiloza, devenind astfel insolubili şi imperceptibili la gust. Acest ultim proces este reversibil.

În mod convenţional, prin învechire se înţeleg numai modificările proprietăţilor miezului şi procesele care provoacă aceste modificări.

116

Factori şi adaosuri care influenţează învechirea Temperatura Învechirea pâinii are loc la temperaturi cuprinse între -7°C şi 60 °C (fig.9.5.). Viteza maximă de învechire este între +5° şi -3°C. În acest interval de temperatură mişcarea moleculelor este slabă iar forţele de legare a apei de către grupările hidrofile sunt mari. Temperaturi peste 60°C menţin mobilitatea moleculelor la un nivel care nu mai permite agregarea lanţurilor de amiloză şi amilopectină şi pâinea nu se învecheşte.

La temperaturi sub -7°C mobilitatea moleculelor se poate neglija. O parte din apa conţinută în pâine îngheaţă şi formarea legăturilor transversale decurge lent. Învechirea pâinii este inhibată fără să fie oprită complet.

Observaţiile privind influenţa temperaturii asupra învechirii au condus la concluzia că păstrarea prospeţimii se poate face la temperaturi scăzute, prin congelarea pâinii, şi la temperaturi peste 60°C.

Pâinea păstrată în stare congelată îşi păstrează mult timp însuşirile iniţiale: aromă, gust, frăgezime, aspect.

Durata de depozitare a pâinii congelate depinde de temperatura de depozitare şi este limitată pentru temperatura de depozitare de -18°C la 10-12 zile, de apariţia unor defecte.

Păstrarea pâinii la temperaturi înalte (60°C) modifică însuşirile iniţiale ale pâinii: miezul şi coaja se colorează în brun, gustul şi aroma se pierd. Durata de păstrare este limitată la 2 zile.

Ambele metode sunt legate de consum mare de energie

Ambalarea Ambalarea pâinii în ambalaj impermeabil încetineşte pierderea prospeţimii

prin împiedicarea pierderii umidităţii şi substanţelor de aromă.

Pentru ambalare se folosesc mai ales materialele plastice. Materialele opace sunt

Observaţiile privind influenţa temperaturii asupra învechirii au condus la concluzia că păstrarea prospeţimii se poate face la temperaturi scăzute, prin congelarea pâinii, şi la temperaturi peste 60°C.

Pâinea păstrată în stare congelată îşi păstrează mult timp însuşirile iniţiale: aromă, gust, frăgezime, aspect.

Durata de depozitare a pâinii congelate depinde de temperatura de depozitare şi este limitată pentru temperatura de depozitare de -18°C la 10-12 zile, de apariţia unor defecte.

Păstrarea pâinii la temperaturi înalte (60°C) modifică însuşirile iniţiale ale pâinii: preferate materialelor transparente deoarece ele evită pierderea vitaminei B2. Rezultate bune dau polietilena şi polipropilena. Momentul optim pentru ambalare se consideră la 3-4 ore după scoaterea pâinii din cuptor. Ambalarea pâinii în stare fierbinte reduce stabilitatea la păstrare, deoarece în acest caz în interiorul ambalajului apar condiţii favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor şi mucegaiurilor. Experimental s-a constatat că, mucegaiurile din mediu contaminează pâinea la 10 min după coacere.

Pentru evitarea îmbolnăvirii pâinii ambalate (boala întinderii sau mucegăirea) şi prelungirea duratei de păstrare se folosesc substanţe conservante care se introduc fie direct în aluat fie se utilizează la impregnarea ambalajelor. În calitate de conservant se folosesc acetaţii, acidul propionic, propionaţii, sorbaţii. Mai frecvent se folosesc acetatul de calciu şi acetatul de potasiu, propionatul de calciu, sorbatul de potasiu, anhidrida mixtă a acidului sorbic (sorboilpalmitatul). Acetaţii au efect bactereostatic împiedicând dezvoltarea bacteriilor care

117

produc boala întinderii, acidul propionic şi propionaţii au efect bacteriostatic şi fungistatic iar sorbaţii au efect fungistatic.

Acţiunea bacteriostatică şi fungistatică a acestor compuşi se datorează legăturilor ireversibile pe care le formează cu enzimele microorganismelor, care anulează activitatea enzimatică a acestora. Acţiunea acizilor este legată de deplasarea pH-ului la valori ce stânjenesc activitatea microorganismelor şi de acţiunea directă a lor asupra bacteriilor şi mucegaiurilor.

Drept conservant se poate folosi şi uleiul de muştar (alil) pentru impregnarea ambalajelor sau praful de muştar care se introduce în interiorul ambalajului.

Pentru prelungirea duratei de depozitare a pâinii s-a încercat sterilizarea termică a suprafeţei şi sterilizarea cu alcool 96%. Durata de păstrare creşte de la 1-3 zile în cazul pâinii netratate la 3-6 luni la pâinea tratată.

Ambalarea pâinii asigură pe lângă prelungirea prospeţimii şi condiţii de igienă mai bune pentru produs.

Procesul tehnologic Procesele tehnologice indirecte, cu durate mari de fermentare şi cele cu semifabricate fluide sau maiele mari conduc la învechirea mai lentă a pâinii. Acţiunea se datorează, probabil, creşterii proprietăţilor hidrofile ale componentelor făinii în urma activităţii enzimelor, favorizată de duratele mari de fermentare şi consistenţele reduse ale semifabricatelor sau cantităţii mari de făină introdusă în faza de maia.

De asemenea, aluaturile de consistenţă mică favorizează gelatinizarea în condiţii mai bune a amidonului, iar miezul cu umiditatea mai mare se usucă mai greu, ceea ce întârzie retrogradarea amidonului.

Coacerea un timp mai îndelungat la temperatură corespunzător mai scăzută favorizează gelatinizarea mai uniformă a granulelor de amidon, prelungind durata de menţinere a prospeţimii.

De aceea pâinea de masă mare, cu umiditate mare a miezului (48-50%) şi care se coace timp mai îndelungat se menţine mai mult timp proaspătă decât pâinea de masă mică.

Pâinea coaptă în forme îşi păstrează mai mult timp şi mai uniform umiditatea şi deci prospeţimea decât pâinea coaptă pe vatră. La pâinea în forme suprafaţa şi grosimea cojii sunt mai mici faţă de pâinea coaptă pe vatră şi corespunzător efectul ei asupra deplasării umidităţii din miez în coajă şi deci pierderea umidităţii este mai mică.

Adaosuri În scopul prelungirii prospeţimii pâinii, se pot introduce la prepararea aluatului unele produse care frânează retrogradarea amidonului sau măresc elasticitatea iniţială a miezului, întârziind rigidizarea acestuia.

Grăsimile şi emulgatorii măresc elasticitatea iniţială a miezului şi reduc viteza de învechire a pâinii. Reducerea vitezei de învechire se atribuie formării în timpul coacerii a unor complecşi insolubili ai amilozei cu grăsimile, respectiv cu emulgatorii. Din acest motiv, în timpul coacerii, amiloza difuzează în măsură mai mică în exteriorul granulei şi prin aceasta se reduce posibilitatea de asociere a lanţurilor de amiloză în exteriorul granulei şi a lanţurilor de amilopectină în interiorul ei şi deci învechirea pâinii.

Dintre emulgatori se folosesc: lecitina, mono- şi digliceridele acizii graşi superiori, esterii mono şi digrliceridelor. Se folosesc în proporţie de 0,1-0,5%. Pâinea preparată cu 0,1% emulgator (raportat la făina prelucrată) este după 24 h foarte proaspătă, iar după 48 h puţin învechită. Creşterea dozei de emulgator de la 0,1% la 0,5% prelungeşte durata de prospeţime (8 ore).

Dintre monogliceride se foloseşte în special monostearatul de glicerină. Se folosesc şi monopalmitatele şi monoleatele.

118

Preparate enzimatice Dintre preparatele enzimatice au influenţă asupra învechirii preparatele α-amilazice şi dintre acestea în special preparatele bacteriene obţinute din Bacillus subtilis. α-Amilaza bacteriană este termostabilă, nu este distrusă în totalitate în timpul coacerii şi continuă să acţioneze asupra amidonului şi în timpul depozitării. Ea rupe lanţurile amilacee în zonele amorfe şi separă astfel zonele cristaline unele de altele împiedicând formarea unei reţele cristaline continue. Ca urmare miezul pâinii se menţine mai elastic, mai compresibil decât al martorului. Enzima nu inhibă formarea zonelor cristaline sau inhibarea este neînsemnată.

Se foloseşte în acest scop α-amilaza obţinută dintr-o tulpină de B. Subtilis modificată genetic, care este o enzimă maltogenică. Ea prelungeşte prospeţimea pâinii fără să afecteze însuşirile fizice ale miezului.

Amilaza de malţ şi amilaza fungică măresc elasticitatea iniţială a miezului şi întârzie doar într-o mică măsură învechirea.

Dextrinele, piureul de cartofi măresc hidratarea aluatului şi prelungesc prospeţimea pâinii. Pulpa şi zeama unor legume şi fructe cum sunt dovleacul, vişinile, zmeura ş.a. au efect pozitiv asupra prospeţimii. Acest efect este legat de conţinutul lor în glucide, acizi organici, pentozani, vitamina C.

Laptele şi subprodusele industriei laptelui au efect de întârziere a învechirii datorită conţinutului lor în grăsimi, proteine şi glucide. În cazul laptelui praf degresat efectul apare la adaosuri peste 3%.

Făina cu conţinutul ridicat de proteine şi amidon deteriorat absoarbe o cantitate mare de apă la frământare infuenţănd pozitiv gelatinizarea amidonului.

Aldehidele pot bloca parţial grupările –OH ale glucozei împiedicând astfel formarea legăturilor de hidrogen şi deci retrogradarea amidonului. În acest scop se pot folosi benzaldehida, fenilaldehida şi în special butanalul.

CONDIŢII OPTIME PENTRU DEPOZITAREA PÂINII

Depozitarea pâinii se face în încăperi special amenajate în care trebuiesc asigurate anumite condiţii:

temperatura de 18-20°C, cât mai uniform posibilă;

- ventilaţie suficientă, naturală sau cu instalaţii de condiţionare, astfel încât umiditatea relativă a aerului să fie 65-70%, lumină;

- igienă corespunzătoare pentru produsele alimentare (lipsa mucegaiului, a insectelor şi a rozătoarelor).

7.3.Test de autoevaluare

1. Definiţi răcirea pâinii. 2. Definiţi învechirea pâinii şi factorii de influenţă.

119

BIBLIOGRAFIE

1. Banu C. (coordonator). 1999. Manualul inginerului de industrie alimentară, Ed. Tehnică, Bucureşti

2. Bordei Despina, 2004. Tehnologia modernă a panificaţiei, Ed. Agir, Bucureşti

3. Bordei Despina, 1986. Tehnologie şi utilaj pentru industria panificaţiei, vol.II, Universitatea din Galaţi.

4. Bordei D., Teodorescu F., Toma M. 2000. Ştiinţa şi tehnologia panificaţiei Ed. AGIR, Bucureşti.

5. Bordei D., (Banu C. coordonator).1987. Biotehnologii în industria alimentară, Ed. Tehnică, Bucureşti

6. Dan Valentina. 1999. Microbiologia produselor alimentare, Ed. Alma, Galaţi

7. Giurcă V.,Giurea A.M.,2002. Factori care influenţează proprietăţile de panificaţie ale grâului, Ed. Agir, Bucureşti.

8. Giurcă Voicu, 1980. Tehnologia şi utilajul industriei de panificaţie, vol.II, Universitatea din Galaţi.