Influenta Metodei de Preparare Asupra Conservabilitatii Produselor de Panificatie

BIBLIOGRAFIE

B.S. Khatkar, R.J.Fido, A.S. Tatham and J.D.Schofield – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]. II. Effects on [NUME_REDACTAT] Properties of [NUME_REDACTAT] – Journal of [NUME_REDACTAT] , 35, p.307-313, 2002

Banu C. și colab. – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol.II , [NUME_REDACTAT] București, p.1097,1999.

[NUME_REDACTAT] – Tehnologia modernă a panificației , [NUME_REDACTAT], București, p.160-161, 2004.

Bushuk W. – Protein – Lipid and [NUME_REDACTAT] in Flour –[NUME_REDACTAT], Department of [NUME_REDACTAT], University of Manitoba, Winnipeg, Canada – Chemistry and Physics of Baking, cap. 11, 1985.

Carlson T.G. – Law and Order in the [NUME_REDACTAT] Dough –Colloidal aspects of the wheat flour dough and its lipid and protein constituents in aqueus media. Dissertation, University of Lund, p.85, 1981.

[NUME_REDACTAT] – Microbiologia alimentelor, [NUME_REDACTAT], Galați, p.150-162, 2001.

Eliasson A.C., Larsson K. – Cereals in Breadmaking. A [NUME_REDACTAT] Approach/1 – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT], p.87-95, 1993.

Eliasson A.C., Larrson K. – Cereals in Breadmaking. A [NUME_REDACTAT] Approach/2 – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT], p. 56-64,1993.

[NUME_REDACTAT] – Adsorption of [NUME_REDACTAT] by [NUME_REDACTAT] Flour – In: Lebensm.-Wiss. U. –Technnol. , 34, 66-70, 2001.

Giurea A.M.- Referat nr. 1 – doctorat- Universitatea „[NUME_REDACTAT]”- Sibiu, p. 5, 1996.

I.M.Verbruggen and J.A.Delcour, – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] with [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] – Journal of [NUME_REDACTAT] , 37, p.151-156, 2003.

[NUME_REDACTAT], J.R. Mitchell, J.M.V. Blanshard- A model for the oven rise of dough during baking- In: Journal of [NUME_REDACTAT], 41, p. 66-77, 1999.

Kozmina N.P.-Biochimia cerealelor și produselor lor de prelucrare-Izd. „Kolos”, Moscova, p.307, 1976.

M.C.Zghal, M.G.Scanlon and H.D.Sapirstein – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT] and its Influence on [NUME_REDACTAT], – Journal of [NUME_REDACTAT] , 36, p.167-176, 2002.

MacRitchie F. – [NUME_REDACTAT] in Mixing – [NUME_REDACTAT] Unit, [NUME_REDACTAT] NSW 2113, Australia –Chemistry and Physics of Baking –J.M.V. Blanshard…- [NUME_REDACTAT] of Chemistry – [NUME_REDACTAT], p. 108-118,1986.

Pomeranz Y. – Composition and Functionality of Wheat – [NUME_REDACTAT]- [NUME_REDACTAT] and [NUME_REDACTAT] – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Service, U.S. Department of Agriculture, Madison, Wisconsion-Wheat: Chemistry and Technology , cap.12, pag.591, 1971.

R. [NUME_REDACTAT], M. [NUME_REDACTAT], A. Corsetti, P. Lavermicocca, P. Arnault, P. Tossut, G. Gallo, M.Gobbetti – Interactions betweem sourdough lactic acid bacteria and exogenous enzymes: effects on the microbial kinetics of acidification and dough textural properties – [NUME_REDACTAT], 20, p.67-75, 2003.

Tămaș V., Șerban M., Cotruț M. – Biochimie medicală veterinară, -[NUME_REDACTAT] și pedagogică, București, p.58-60, 1981.

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]-Sűtőipari technologia I, Mezőgazdasāgi Kiadő,p.15-23, 1988.

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]-Sűtőipari technologia II, Mezőgazdasāgi Kiadő,p.38-45 1990.

[NUME_REDACTAT] A. Amoa-Awua, Francis E. Appoh, [NUME_REDACTAT] – Lactic acid fermentation of cassava dough into agbelima – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT], 31, p.87-98, 1996.

[NUME_REDACTAT], Ton van Vliet, and [NUME_REDACTAT] – Effcet of Bulk and [NUME_REDACTAT] Properties on [NUME_REDACTAT], – Journal of Colloid and [NUME_REDACTAT], 237, p.158-166, 2001.

[NUME_REDACTAT] and [NUME_REDACTAT] – Effcets of Temperature and [NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT] in [NUME_REDACTAT], – In: Lebensm.-Wiss. U. –Technnol. , 34, p.417-423, 2003.

Z. Gan, P.R. Ellist and J.D. Schofield – [NUME_REDACTAT] Stabilisation and GasRetention in [NUME_REDACTAT] Dough – Journal of [NUME_REDACTAT], 21, p. 215-230, 1995.

Z. Liu, C.S.L.Chuah, M.G.Scanlon – Compressive elastic modulus and its relationship to the structure of a hydrated starch foam – Journal of [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] 51, p.365-371, 2003.

CUPRINS

Capitolul I. PROCESE COLOIDALE, BIOCHIMICE ȘI

MICROBIOLOGICE ÎN ALUAT

1.1. Procese coloidale care au loc în aluat

1.1.1. Procese coloidale care au loc la frământarea aluatului

1.1.2. Procese coloidale care au loc la fermentarea aluatului

1.1.3. Procese coloidale care au loc la coacere

1.2. Procese biochimice care au loc în aluat

1.2.1. Procese biochimice care au loc la frământarea aluatului

1.2.2. Procese biochimice care au loc la fermentarea aluatului

1.2.3. Procese biochimice care au loc la coacere

1.3. Procese microbiologice care au loc în aluat

1.3.1. Procese microbiologice care au loc la fermentare

1.3.2. Procese microbiologice care au loc la coacere

Capitolul II. INFLUENTA CONSISTENTEI ALUATULUI ASUPRA CALITATII PAINII

2.1.Influenta timpului de fermentare asupra potentialului tehnologic al fainurilor

2.1.1.Influenta timpului de fermentare a aluatului asupra proprietatilor reologice ale aluatului si a miezului painii

2.1.2. .Influenta timpului de fermentare a aluatului asupra calitatii painii

Capitolul III.CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

DISERTAȚIE

INFLUENȚA METODEI DE PREPARARE ASUPRA CONSERVABILITĂȚII PRODUSELOR DE PANIFICAȚIE

CUPRINS

Capitolul I. PROCESE COLOIDALE, BIOCHIMICE ȘI

MICROBIOLOGICE ÎN ALUAT

1.1. Procese coloidale care au loc în aluat

1.1.1. Procese coloidale care au loc la frământarea aluatului

1.1.2. Procese coloidale care au loc la fermentarea aluatului

1.1.3. Procese coloidale care au loc la coacere

1.2. Procese biochimice care au loc în aluat

1.2.1. Procese biochimice care au loc la frământarea aluatului

1.2.2. Procese biochimice care au loc la fermentarea aluatului

1.2.3. Procese biochimice care au loc la coacere

1.3. Procese microbiologice care au loc în aluat

1.3.1. Procese microbiologice care au loc la fermentare

1.3.2. Procese microbiologice care au loc la coacere

Capitolul II. INFLUENTA CONSISTENTEI ALUATULUI ASUPRA CALITATII PAINII

2.1.Influenta timpului de fermentare asupra potentialului tehnologic al fainurilor

2.1.1.Influenta timpului de fermentare a aluatului asupra proprietatilor reologice ale aluatului si a miezului painii

2.1.2. .Influenta timpului de fermentare a aluatului asupra calitatii painii

Capitolul III.CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

Capitolul I. PROCESE COLOIDALE, BIOCHIMICE ȘI

MICROBIOLOGICE ÎN ALUAT

1.1. Procese coloidale care au loc în aluat

1.1.1. Procese coloidale care au loc la frământarea aluatului

Aceste procese cuprind: hidratarea componenților făinii, formarea structurii glutenului și aluatului, peptizarea proteinelor.

Hidratarea făinii.

În ultimii ani au apărut o serie de lucrări, care pun în discuție o serie de indici calitativi ai făinii, legați de compoziția granulometrică a acesteia și de posibilitățile reale ale folosirii lor în producție. Printre acestea se menționează, suprafața specifică a făinii, ca suma suprafeței perticulelor de făină, exprimată în cm2/g. Metodele determinării acestui indice sunt descrise într-o serie de lucrări. Posibilitatea folosirii acestui indice pentru caracterizarea făinii de grâu, la măcinișul pe calități, este arătată în multe articole. Avantajul esențial al acestei metode este că durata de determinare este de circa 15 minute, ceea ce permite să poată fi folosită atât în laboratoarele de morărit, cât și în cele de panificație.

Un aspect demn de remarcat, pentru indicele suprafeței specifice, îl constituie strânsa lui colerare cu gradul de deteriorare a granulelor de amidon deteriorate, determinat prin metoda directă și suprafața specifică a făinii care se manifestă prin coeficientul de corelare de r = 0.880. Relevarea acestei dependențe, permite să rezolvăm problema legăturii dintre conținutul de granule de amidon și valoarea capacității de hidratare a făinii de grâu.

Se știe că la un măciniș lung, capacitatea făinii de a absorbi apă la formarea aluatului crește mult. Acestui aspect nu i s-a dat atenție, până în momentul când s-a pus problema deteriorării mecanice a granulelor de amidon.

S-a stabilit că amidonul deteriorat mecanic are o capacitate de absorbție a apei de cinci ori mai mare decât amidonul nedeteriorat. Valoarea acestei capacități este strâns legată și de suprafata activă a granulelor de amidon, de prezența unor fisuri pe această suprafață.

Pentru prima dată, pe baza studiului capacității de hidratare a probelor de făină, corelate cu conținutul de proteină și de amidon deteriorat din făină, au efectuat încercări de a exprima acești indici sub forma unui model matematic. Cantitatea de amidon deteriorat se determină prin metoda zaharificării suspensiei de făină, sub acțiunea β-amilazei grâului.

Legătura indicilor studiați a fost sub forma următoarei relații:

Y= 2,74x+3,30z+37,51, unde:

X= conținutul de azot în făină, %;

Z= cantitatea dezaharuri reducătoare, formate sub acțiunea β-amilazelor, %.

În cercetările ulterioare s-a determinat conținutul de granule de amidon deteriorate cu metoda Danelson-Yamazaki, iar capacitatea de hidratare s-a determinat la farinograf. Prelucrarea a 165 probe de grâu a permis să se stabilească următoarea ecuație pentru calculul valorii capacității de hidratare a făinurilor:

CH=1,42AD+1,54P+53,5, unde:

AD=conținutul de granule de amidon deteriorate, %;

P=conținutul de proteină,%.

Comparând probele din recolta mai multor ani s-a relevat că în unii ani, există o bună corelare a capacității de hidratare a făinii cu conținutul lor în cenușă. Ecuația care se deduce are următoarea formulă:

CH=0,82AD+1,52P+35,79C+48,2,unde:

C= conținutul de cenușă al făinii, %.

Legătura dintre conținutul de cenușă și valoarea capacității de hidratare nu a fost studiată. În forma sa cea mai completă, modelul matematic al capacității de hidratare al făinii de grâu este strâns legat de conținutul său în amidon.

Condițiile de bază pentru alcătuirea unui model matematic al capacității de hidratare al făinii de grâu, pot fi următoarele:

variațiile în proprietățile componentelor de bază din făină, modifică sistemul de model; astfel, diferențele care apar între dimensiunile granulelor, precum și proporția de granule deteriorate, sunt înlocuite cu modelul de amidon;

glutenul, cu diferiți indici de calitate, se înlocuiește în mod similar cu modelul de proteină;

nivelul conținutului de amidon deteriorat, ce se ia pentru calcul se prezintă prin echivalentul său statistic.

Făina inițială de grâu are o valoare a capacității de hidratatare, determinate la farinograf, de 57,3 %, iar conținutul de amidon deteriorat (AD) este de 24 unități. Compoziția chimică a acestei făini la umiditatea de 14,5 %, va fi de :

proteina, P……………………….12,0

amidon,A…………………………69,0

componenți neidentificați…………4,5

apa…………………………..……14,5

TOTAL 100,0

Componentele neidentificate sunt formate aproximativ din 1% lipide libere, 1 % zaharuri, 2 % pentozani, precum și alte oligozaharide. Rolul acestor componenți, în raport cu capacitatea de hidratare a făinii nu a fost determinat cu precizie. Mono-,di-,și trizaharidele, precum și substanșele minerale sunt oarecum solubile în apă, pentozanii și hexozele posedă însușiri hidrofile și influențează capacitatea de hidratare a făinii.

Pentru elaborarea modelului matematic al capacității de hidratare a făinii este necesar să se accepte următoarele ipoteze:

modificările în conținutul proteic sunt însoțite de modificări corespunzătoare ale cantității de amidon, fiindcă P+A=81;

cantitatea de componente neidentificate rămâne, practic la același nivel;

glutenul format la absorbția apei de către proteine, în cantitate, depășește de 2 ori masa sa; în funcție de calitatea glutenului, această valoare poate să varieze între oarecare limite;

amidonul deteriorat absoarbe apa în cantitate egală cu masa sa;

pentru obținerea aluatului de consistență normală este necesară o cantitate oarecare de apă liberă, în afara celei legate osmotic și prin adsorbție.

Factorii care condiționează absorbția apei în făină, pot să fie stabiliți în felul următor. Capacitatea de hidratare a făinii după componente va fi:

– Proteine 2P

– Amidon

– deteriorat AD/100

– nedeteriorat K[A-AD/100], unde:

K=apa absorbită de amidonul ndeteriorat.

Pentru clarificarea problemei raportului de reciprocitate dintre conținutul de proteină și cantitatea de amidon deteriorat este necesar să se țină cont de faptul că însușirile aluatului depind de capacitatea proteinelor de a forma gluten, care acoperă granulele de amidon. Prin scăderea conținutului de proteină cu până la 7% și a conținutului de granule de amidon deteriorate cu până la 8%, aluatul manifestă o cantitate insuficientă de gluten. Odată cu creșterea cantității de proteină, se micșoreaza cantitatea totală de amidon. Dacă făina conține 10% proteină, și 71% amidon, ea dă rezultate satisfăcătoare în panificare, dacă însă cantitatea de proteină crește la 11%, și respectiv, conținutul de amidon scade la 70%, surplusul de făină fiind nesemnificativ, el nu îmbunătățește calitatea aluatului, dar dacă în făină apare o creștere a cantității de amidon deteriorat, atunci capacitatea glutenului de a acoperi suprafața amidonului va fi mai mare, și aluatul va pezenta o calitate mai bună.

De aceea criteriul de stabilire a nivelului optim de conținut de amidon deteriorat va fi acela la care mărirea suprafeței tuturor componentelor sale, adică a celor deteriorate și nedeteriorate se pastrează constant, pentru un nivel dat de conținutul de proteină.

Presupunând că amidonul deteriorat are o suprafață egală cu unitatea, atunci amidonul deteriorat va avea o suprafață egală cu K1. Această valoare constituie factorul de mărire a ariei suprafeței granulelor deteriorate, în comparație cu cele nedeteriorate. Aproximarea dependenței lui K1, poate fi făcută prin examinarea granulei de amidon ca un sistem sferic, omogen, iar modificarea ariei suprafeței are loc odată cu dublarea unității de volum. Modelul de amidon deteriorat are o suprafață cu aproximativ 50% mai mare decât cel nedeteriorat. Nivelul optim de conținut de amidon deteriorat pentru făină, pentru un conținut oarecare de proteină se determină cu relația:

100P-410

AD=——————

39-0,48P

Iar pentru conținutul de amidon normal, cu ecuația :

P2

AD=——

6

S-a introdus un factor de corecție a constantei aluatului (K4) care prezintă valori proporționale cu abaterea față de conținutul de proteină al făinii, pentru o consistență egală cu 600 unități Brabender, în vederea stabilirii capacității de hidratare. În felul acesta, în modelul matematic au fost introduse corecții suplimentare. Verificarea acestui model pe 31 probe de făină, cu un conținut de proteină care variază între 11,4-12,3% a demonstrat veridicitatea lui. În același timp, după metoda regresiei multiple, s-au obținut ecuații de reciprocitate ale valorii capacității de hidratare, cu conținutul de proteină și de amidon deteriorat:

CH= 68,26+0,878+1,97U+0,334AD

Valoarea capacității de hidratare, obținute prin cele 3 metode (empiric la farinograf, după modelul matematic și după ecuația de regresie) demonstrează o bună corespondență. Coeficienții de corelare a acestor valori ale capacității de hidratare, cu indicii de calitate au avut valori foarte mari: pentru determinarea la farinograf, față de modelul matematic r=0,9907, iar față de metoda regresiei multiple r=0,9901; valoarea după modelul matematic față de metoda regresiei multiple r=0,9985.

În felul acesta, modelul matematic dă rezultate satisfăcătoare și confirmă principiile de bază care au stat la elaborarea lui. Aceste principii pot fi formulate astfel:

exprimarea gradului de deteriorare a amidonului trebuie făcută după metoda Farrand ;

aluatul format prezintă pe suprafața granulelor de amidon o peliculă fină de proteină ce le acoperă;

nivelul optim al gradului de deteriorare a amidonului este în funcție de conținutul de proteină din făină;

nivelul conținutului de proteină se corelează cu cantitatea de gluten format, dar și prin calitatea acestuia ;

la model este necesar să se aplice un factor de corecție a consistenței aluatului, ca indice al calității făinii (în primul rând al glutenului).

Unele inexactități care au apărut la modelul matematic propus au fost examinate amănunțit, pe baza condițiilor generale biochimice și fizico-chimice ale procesului.

Toate rezultatele demonstrează că principiul de modelare a capacității de hidratare a făinii după conținutul de proteină, umiditate și amidon deteriorat este veridic. Determinarea numai a amidonului deteriorat nu poate releva toți factorii care acționează asupra capacității de hidratare a făinii.

În primul rând trebuie să se ia în considerare și gradul de mărunțire al tuturor componentelor făinii, nu numai a amidonului. Este sigur că la o mărunțire mai fină, o cantitate mare de apă va fi absorbită și de proteină.

În cercetări anterioare, paralele cu determinarea amidonului deteriorat din făina de grâu de calitate superioară, s-a ținut seamă și de compoziția granulometzrică și de valoarea suprafeței specifice. Experiențele au arătat că există o corelație strânsă între gradul de deterioare al amidonului și valoarea suprafeței specifice a făinii.

Existența acestei corelații permite să se înlocuiască în modelul matematic, conținutul de amidon deteriorat , cu valoarea suprafeței specifice a făinii. Acest fapt este foarte important, dat fiind existența unor metode de determinare a amidonului deteriorat sau a unor metode foarte lungi, costisitoare. (12)

Formarea structurii glutenului și aluatului.

Aluatul constituie un sistem coloidal complex, polifazic în care principalele componente: apa, făina, drojdia, grăsimile, substanțele minerale, etc., sunt organizate într-o structură la baza căreia se regăsește toată gama de legături chimice.

Așa cum reiese din studii, aluatul reprezintă o dispersie coloidală în care sunt dispersate diferite faze: faze gazoase, grăsimile lichide, drojdie, granule de amidon și alte faze solide, cuprinse într-o matriță proteică continuă, cu o fază lichidă (apă) în care se găsesc solubilizate, sau sub diferite forme, celelalte componente introduse prin rețetă. (5)

Proteinele din grâu (făină) se regăsesc sub forma unei faze lamelare; stabilitatea coloidală a sistemului depinde de: calitatea făinii, a proteinelor, lipidelor, de factori externi ca: temperatura, pH, gradul de prelucrare mecanică și de prezența amelioratorilor.

Formarea aluatului – procese fizico-chimice. Frământarea este primul pas într-un proces de panificație. Maniera în care aceasta este realizată (tipul malaxorului, intensitatea și timpul frământării) determină starea de dispersie a ingredientelor și, pe rând, eficiența procesului și calitatea produsului finit. Pentru materialele foarte vâscoase (aluaturile) condițiile de curgere laminară predomină și mecanismul principal al frământării este forfecarea. În cazul maielelor, din cauza vâscozității lor mult mai scăzute, are loc o curgere turbulentă în timpul frământării cu viteză mare, conducând la o difuzie vârtej precum și o difuzie moleculară.

Dacă se adaugă apă la făina de grâu uscată, se formează inițial un sistem monofazic din făină; această apă se numește ”apă legată”. Când conținutul de apă atinge o valoare în domeniul 30-35% din greutate, printr-un număr de tehnici independente se poate detecta “apa liberă”, apărând astfel cea de-a doua fază – faza apoasă. Aceasta este o fază lichidă care dizolvă componentele solubile ale făinii și devine dispersată în aluat în timpul frământării. Ea poate fi separată prin centrifugarea aluatului în domenii de mare forță centrifugală. (15)

Compoziția, proprietățile și rolul fazei lichide în procesul de panificație au constituit subiectul mai multor studii.

Datele analitice sunt prezentate în tabelul 1.1.

Tabel 1.1

Compoziția fazei lichide a aluatului

(10)

În tab.1.1. faza lichidă este exprimată ca % din masa aluatului, iar componentele ca % din masa fazei lichide.

Faza lichidă furnizează mediul pentru ca reacțiile să aibă loc în aluat și pentru ca dioxidul de carbon să se dizolve și să difuzeze în celulele de gaz. Separarea ușoară a fazei lichide scade pe măsură ce aluatul este malaxat, arătând că s-a atins un stadiu fin de depresie. Datele de conductivitate arată că faza lichidă s-a dispersat sub formă de rețea continuă de fire subțiri care au pătruns în aluat. (15)

Importanța fazei lichide pentru producerea de gaz în aluaturile fermentate a fost demonstrată. S-a arătat că înlocuirea fazei cu apă într-un aluat cu drojdie, are ca rezultat o reducere drastică a producerii de gaz măsurată la zimatograf. Totuși, capacitatea de a produce gaz poate fi complet refăcută de o soluție apoasă de zaharuri cu aceeași concentrație ca în faza lichidă.

Absorbția aerului. Pentru majoritatea produselor de panificație absorbția aerului în timpul malaxării este un pas vital. Studiile au stabilit că bulele de aer au fost încorporate în aluat în timpul ultimilor stadii de dezvoltare. Aceste bule formează nuclei pentru celulele de gaz care mai târziu se dilată, expandează datorită bioxidului de carbon rezultat în urma fermentării. După procesul de frământare nu mai iau naștere celule noi deși are loc subdiviziunea celulelor existente în timpul operațiilor de divizare și modelare. Se poate spune că structura fazei gazoase și volumul produsului finit sunt determinate în finalul procesului de frământare.

Prin analogie cu spumele clasice, sau dispersia aerului în lichide, pot fi distinse două proprietăți de bază. Prima este lipsa de greutate a spumei, care corespunde cu bulele de aer ușoare formate în timpul frământării aluaturilor. A doua este stabilitatea spumei, care demonstrează de ce celulele de gaz rezistă la rupere în etapele critice ale planificării.

Deși ruperea are loc de obicei în timpul încălzirii inițiale din cuptor, se presupune că stabilirea structurii celulelor de aer are loc la sfârșitul malaxării. Factorii care controlează spumarea și stabilitatea spumei nu sunt bine înțeleși chiar în sistemele clasice bine definite. Totuși pot fi făcute câteva generalizări. Ușurința baterii (înglobării de aer) depinde de vâscozitatea mediului, de viteza și natura frământării, de concentrațiile și tipurile de agenți tensioactivi prezenți. Stabilitatea depinde de distribuția inițială a celulelor de gaz și cel mai important de natura surfactanților ce stabilizează pelicula. (15)

Spuma este o aglomerare de celule poliedrice cu gaz, formând un filtru lichid subțire. Dacă un gaz este dispersat într-un lichid, mai întâi apar bule sferice formând așa numita emulsie de gaz. Când ele se închid într-un pachet se obține spuma. Fiecare celulă de spumă este închisă, și dacă pereții se deschid obținem o structură poroasă. Stabilitatea unei spume se realizează prin drenaj, care face pereții subțiri și conduce la colapsarea lamelei de spumă. Drenajul se datorează gravitației și presiunii de la marginea platoului (unde se întâlnește lamela). Astfel, lichidul de pe fiecare lamelă va curge către marginile platoului. Există totuși forțe care acționează împotriva acestei curgeri, datorate respingerii dintre suprafețele monostraturilor care închid fiecare, un dublu strat electric.

Dacă se consideră un film vertical, ca o parte a spumei, echilibrul are loc atunci când presiunea hidrostatică se echilibrează cu presiunea de separare datorată forțelor de respingere dintre suprafețele opozante ale filmului. Ca adaos la cele spuse, vâscozitatea are un efect evident asupra drenajului spumei. Vâscozitatea suprafeței și elasticitatea sunt cei mai importanți factori care determină stabilitatea spumei, rezistența la colapsare a pereților dintre celulele alăturate de gaze.

Sistemele de spumă ale grâului se pot stabiliza prin lipide polare, proteine solubile în apă și în final, prin proteinele de rezervă. Timpul de menținere a spumei de gluten depinde de pH și puterea ionică, iar stabilitatea este compromisă la punctul izoelectric și la concentrații ridicate de sare. Mai recent, s-a observat că stabilitatea spumei este mai bună la glutenul delipidizat decât la proba nedelipidizată. Spuma de gluten este mai stabilă decât cea a albuminelor din ou, gelatină sau peptonă. (7)

Frământarea și dezvoltarea aluaturilor. Folosirea din ce în ce mai intensă a proceselor de panificare cu fermentare redusă, necesitând astfel o dezvoltare mecanică a aluatului, a focalizat atenția asupra principiilor de bază ale dezvoltării aluaturilor. Doi parametrii sunt critici pentru dezvoltarea optimă a aluaturilor de pâine și, din acest motiv se realizează performanțele cele mai bune. Unul este efortul introdus, care trebuie să fie peste o valoare minimă critică. Acesta reprezintă în mod normal cantitatea de energie necesară pentru a frământa aluatul cu o consecință normală.

Celălalt parametru este intensitatea frământării, care poate fi de asemenea peste o valoare critică minimă. Fiecare făină are propriul său caracter, de aceea necesitățile de malaxare variază în mare măsură. (15)

Frământarea reprezintă o aparentă omogenizare a masei alcătuite din ingredientele aluatului. La începutul frământării se formează o masă ca o bucată umedă cu puțină coerență. Gradat coerența crește, aluatul își dezvoltă proprietățile elastice și începe să iasă în afara vasului de amestec. Continuarea frământării face aluatul mai ușor și în aparență mai uscat. Câștigarea acestor proprietăți dezirabile se numește dezvoltarea aluatului.

Dacă se continuă frământarea, aluatul eventual își pierde elasticitatea, devine mai greu extensibil și lipicios, capătă un caracter oarecum fluid. Procedeul convențional este amestecarea aluatului la o viteză moderată până la 30 minute, cu o energie de 15kj/kg, urmată de o perioadă de fermentare de una până la câteva ore. (23)

Rolul diferitelor legături în structura glutenului.

Rolul legăturilor disulfidice. Calitatea de panificare a grâului depinde de raportul SS/SH conținut în proteine. Pentru un nivel dat de proteine, optimul panificării este obținut dacă raportul este în jur de 15. Raportul SS/SH a fost în jur de 7 în făina puternică analizată. Acest raport crește în timpul depozitării făinii. În timpul frământării aluatului numai 1-2% din toate legăturile disulfidice din gluten pot fi rupte prin schimb cu grupe libere SH, ceea ce indică faptul că numai câteva legături SS reactive sunt cruciale pentru proprietățile reologice.

Grupele SH totale și reactive și raportul grupelor reactive/totale crește cu descreșterea puterii făinii. Grupele SS totale descresc ușor, în timp ce grupele SS reactive (sau raportul reactive/totale) cresc cu descreșterea puterii de frământare.

Au apărut mai multe ipoteze privitoare la proprietățile de panificare a diferitelor loturi de făină și privitoare la acțiunea diferiților factori externi asupra grupărilor tiolice și disulfitice. Nu este posibilă enumerarea tuturor ipotezelor, însă cea a lui Jurgensen este cea mai importantă.

În timp ce oxidanții cresc rezistența glutenului în deformare, aceasta scade prin adăugare de sulfit, cianuri, tioli. Ulterior s-a descoperit și importanța transformărilor cisteinei nelegate în cistină. (9)

Rolul legăturilor ionice. Legăturile ionice, stabilite prin atracție electrostatică între grupări polare (-NH3+ din aminoacizii diaminomonocarboxilici și –COO- din aminoacizii monoaminodicarboxilici), de exemplu ale lizinei și acidului glutamic. (18)

Aceste legături sunt slabe din punct de vedere energetic, conținând 5-10kcal/mol și predomină la proteinele fibrilare. Formarea și menținerea lor depinde de pH-ul mediului.

R-COO- …H3N+

Legăturile saline sunt legături heteropolare spre deosebire de cele disulfidice care sunt homeopolare.

Importanța legăturilor ionice este demonstrată prin câteva efecte de adăugare de sare în aluat. Ionii din aluat pot complexa cu grupele ionice ale lipidelor, proteinelor și pentozanilor. Teoretic, ionii pot spori atât asocierea cât și disocierea componentelor aluatului. Componenții ionici din 100g făină de grâu cu 14% umiditate, 70% extracție și 15% proteine, se pot vedea în tabelul 1.2.: (16)

Tabel 1.2.

Componenții ionici din 100g făină de grâu cu 14% umiditate, 70% extracție și 15% proteine

*în special lecitină, fosfatidiletanolamină și fosfatidilserină

Rolul legăturilor de hidrogen. Acestea sunt legături coordinative heteropolare, care se stabilesc cu ușurință între oxigenul carbonilic al unui lanț polipeptidic (gruparea C=O electrononegativă, exces de electroni) și gruparea –NH (electronopozitivă, deficit de electroni) a altui lanț polipeptidic învecinat.

Legăturile de hidrogen au lungimea cuprinsă între 2,7-3,1Ǻ și energia de 3-7kcal/mol la peptide.

Legăturile de hidrogen se pot stabili și între catenele laterale care au grupări hidroxilice, carboxilice, aminice, tiolice, etc. cu toate că legăturile de hidrogen nu sunt puternice, prin faptul că sunt răspândite uniform de-a lungul lanțurilor polipeptidice vecine, oferă sistemelor stabilitate. Desfacerea legăturilor de hidrogen este una din cauzele care contribuie la denaturarea proteinelor. Aceste legături predomină la proteinele globulare.

Studii recente arată că puterea legăturilor de hidrogen în mediu apos este foarte mică, cu toate acestea există dovezi indirecte ale importanței acestor legături în aluat:

prezența elementelor necesare pentru formarea lor;

au loc schimbări profunde în proprietățile reologice prin acțiunea legăturilor de hidrogen, fiind considerați agenți de dezagregare.

Cam 90% din componentele aluatului sunt puternic polare. Peste o treime din aminoacizii din gluten este reprezentată de glutamină. Acest aminoacid are o grupare amidică care poate participa la formarea legăturilor de hidrogen. (10)

Cele mai eficace legături de hidrogen între componenții făinii de grâu în adiție cu apa le dau pentozanii. Pentozanii totali (solubili și insolubili) conținuți în făină reprezintă aproximativ 1,5%, dar în jur de 23% din apa aluatului poate fi legată de ei.

În timp ce multe grupe –OH ale făinii sunt în amidon, granulele acestuia sunt așa de stânse încât numai grupările de la suprafața acestuia sunt disponibile pentru legături de hidrogen. Suprafața specifică a amidonului este de 0,1249mm2/g.

În 100g aluat sunt aproximativ 44g amidon care absoarbe 8,7g apă, corespunzător la circa 3,5 straturi monomoleculare de apă în jurul granulelor de amidon, care la coacere se umflă și gelatinizează, absorbind majoritatea apei.

Rolul glutaminei, aminoacidul principal este că acesta este un puternic formator de legături de hidrogen.

Zaharurile naturale sau cele adăugate sporesc conținutul substanțelor polare care pot participa la formarea legăturilor de hidrogen. Deasemenea lipidele polare naturale sau adăugate pot forma legături de hidrogen cu oricare dintre componentele menționate anterior.

Legăturile de hidrogen între moleculele mici ca de exemplu apa, sporesc semnificativ vâscozitatea; deasemenea mobilitatea și plasticitatea aluatului este afectată de asemenea legături.

În macromolecule, legăturile de hidrogen conduc la straturi elastice (DNA, proteine) sau chiar rigide (celuloză, amidon). Legăturile de hidrogen sunt suficient de slabe pentru a fi temporar întinse, schimbate sau rupte. (10)

Rolul legăturilor hidrofobe. Legăturile hidrofobe sunt stabilite între radicali de aminoacizi nepolari (hidrofobi) ca: leucina, izoleucina, valina, alanina, fenilalanina. Interacțiunile hidrofobe se bazează pe atracția naturală a grupărilor nepolare și au ca efect excluderea moleculelor de solvent polar din regiunea pe care o formează în moleculă. Regiunile hidrofobe constituite aproape numai din aminoacizi cu catene nepolare (hidrofobe) se găsesc localizate spre interiorul moleculei proteice globulare („miezul moleculei”), exercitând o funcție esențială de stabilizare a componentei structurale interne; în contrast cu regiunile hidrofobe, cele hidrofile se găsesc dispuse spre exteriorul moleculei.

Mulți aminoacizi din proteine au părți nepolare. Contribuția acestor grupe la structura secundară și terțiară a fost postulată în 1954. S-a propus termenul de legături hidrofobe pentru a justifica forțele responsabile de tendința resturilor nepolare de a adera unul la altul și a evita contactul cu apa ce le înconjoară.

Pe de altă parte s-a văzut că părțile nepolare formează hidrați cristalini cu apa, hidratare în stare să producă legături stabile deasupra suprafeței proteinelor. Fără apa liberă nici o legătură hidrofobă nu poate fi produsă.

După unii autori, numai circa 50% din apa aluatului este legată. Așadar, legăturile hidrofobe sunt posibile. Existența acestor legături a fost indicată prin studii cu rezonanță magnetică nucleară. Lipidele din aluat pot forma legături hidrofobe. Posibilitatea interacțiilor dintre lipide și grupele nepolare ale proteinelor pot fi calculate prin metoda lui Bigelow, cu condiția să fie cunoscută compoziția aminoacizilor proteinelor grâului. (10)

Hidrofobicitate proteinelor variază de la 400 la 2000 cal. pe media aminoacizilor reziduali. Teoretic, hidrofobicitatea gliadinei (1.016) și a gluteninei (1.019) este suficient de mare pentru a realiza legături intra- și inter- moleculare.

Legăturile hidrofobe contribuie la plasticitate și la elasticitate. Energiile legăturilor sunt suficient de mici pentru a permite schimbări rapide la temperatura camerei și să contribuie la plasticitatea aluatului.

Proteinele care au fost întinse și au astfel suprafața mărită, au tendința de a reveni la conformația lor inițială globulară cât mai repede după încetarea presiunii. Legăturile hidrofobe pot astfel contribui la elasticitate.

Toate legăturile chimice sunt slăbite cu creșterea temperaturii. În orice caz, formarea legăturilor hidrofobe este un proces favorizat prin creșterea temperaturii la aproximativ 600C.

Practic toate tipurile de legături contribuie la structura aluatului. În timp ce legăturile covalente și ionice cresc coeziunea aluatului, legăturile dipol-dipol, de hidrogen și hidrofobe contribuie la elasticitatea și plasticitatea acestuia. (10)

Interacțiuni proteine-lipide. Toți constituienții principali ai făinii: glucide, lipide și proteine contribuie la abilitatea unică a acesteia de a forma un aluat care poate fi lăsat la fermentat și copt sub forme diferite. (12) Este unanim recunoscut că adăugarea apei la la făină induce proteinele glutenului să lege lipidele existente în făină. Dacă amestecul făină-apă este ulterior frământat, legarea lipidelor este modificată, depinzând de natura acțiunii de frământare și de atmosferă. Primul raport asupra legării specifice a lipidelor de către proteinele glutenice a fost publicată în anul 1941.

Unii autori au propus numele de „lipoglutenină” pentru un complex proteină-lipidă de mare stabilitate, care a fost izolată din gluten. Descoperirile ulterioare asupra interacțiunilor lipide-proteine în amestecurile făină-apă s-au concentrat asupra componentei lipidice, pentru care au fost propuse câteva modele. (11)

Complexele gliadină-lipide. S-a demonstrat prin cercetări de laborator că fracțiunea de gliadină din făina netratată conține 0,6% hidrat de carbon și 9,4% material neidentificat, presupus a fi lipide. Ulterior, s-a confirmat că acel constituent neidentificat a fost într-adevăr lipid și că „glucidul” este în cea mai mare parte galactoză și este parte componentă a lipidei și nu un hidrat de carbon simplu.

Lipidele asociate cu fracțiunile de gliadină sunt în cea mai mare parte digalactozil digliceride. Fracțiunile de gliadină preparate fără folosirea etanolului, conțin glicolipide.

Pe baza acestei demonstrații s-a concluzionat că prezența lipidelor în fracțiunea de gliadină nu a fost un „artefact” al folosirii etanolului în metode de preparare.

Complexele glutenină-lipide. Asocierea lipidelor făinii cu proteinele glutenice are loc în timpul formării și dezvoltării glutenului. Fracțiunile gluteninice preparate din făină, aluat sau gluten spălat conțin cantități semnificative din lipide; lipidele neutre cât și cele polare se asociază cu proteinele glutenice.

Componentul principal al lipidelor polare sunt fosfolipidele. În urma cercetărilor efectuate, se pare că legarea lipidelor de proteinele gluteninice este mai puțin specifică decât legarea galactolipidelor de către proteinele gliadinice.

Prin fracționarea proteinelor gluteninice prin cromatografie pe gel s-a observat că proteina fracțiunii respective are o compoziție neobișnuită de aminoacizi pentru o glutenină.

În particular, avea un conținut scăzut de acid gluteninic, acid aspartic și un conținut scăzut de acid glutamic, prolină și serină. Această compoziție neobișnuită de aminoacizi poate fi relevantă pentru a explica afinitatea mare a acestei proteine pentru lipide și pentru hidrați de carbon. Analizele SDS-PAGE ale acestei fracțiuni proteice gluteninice din făina nedegresată arată că, componentele sale principale au o greutate moleculară intermediară (45-60kD).

De când atât lipidele polare cât și cele neutre sunt prezente în aceste agregate, se presupune că interacțiunile hidrofobe și legăturile de hidrogen sunt implicate în formarea complexelor lipide-proteine. Deoarece legarea lipidelor prin glutenină depinde de acțiunea fizică a frământării s-a postulat că formarea complexelor glutenină-lipide este direct implicată în dezvoltarea mecanică a aluaturilor. (4)

Peptizarea proteinelor. În timpul frământării, pe lângă formarea glutenului, proteinele glutenice suferă și un proces de depolimerizare, în urma căruia solubilitatea lor în soluție 0,05M de acid acetic sau acid lactic crește. Creșterea solubilității este cu atât mai mare cu cât durata și intensitatea frământării sunt mai mari și calitatea făinii mai slabă.

Proteinele cu masă moleculară mică, gliadina, albuminele și globulinele, nu suferă depolimerizări.

Solubilitatea mai mare a proteinelor din făinurile de calitate slabă

comparativ cu proteinele din făinurile de calitate bună și foarte bună indică faptul că gradul de agregare al gluteninei în făinurile slabe este mai mic decât în făinurile puternice.

Solubilizarea mai pronunțată a proteinelor în aluaturile preparate din făinuri de calitate slabă a fost semnalată anterior. Se arată că în prezența apei umflarea proteinelor poate fi limitată, având ca urmare formarea glutenului, și poate fi nelimitată, având ca urmare peptizarea, solubilizarea lor. Ambele procese au loc atât în aluaturile preparate din făinuri de calitate bună și foarte bună, cât și în aluaturile preparate din făină slabă, dar modul în care decurge umflarea osmotică diferă.

În aluatul preparat din făină slabă, umflarea limitată decurge foarte repede și proprietățile reologice optime sunt atinse într-un timp scurt, după care umflarea devine nelimitată, cantitatea de apă legată osmotic scade, aluatul se diluează, devine mai puțin elastic. În aluaturile preparate din făină de calitate bună și foarte puternică, umflarea osmotică are loc mai lent și atingerea proprietăților reologice optime are loc într-un timp mai lung, dar ele își mențin mult mai bine proprietățile atinse.

Se explică această comportare diferită a făinurilor de calități diferite prin rezistența structurală diferită a proteinelor glutenice din făinurile de calități diferite. La slăbirea rezistenței glutenului, se consideră că mai participă acțiunea mecanică de frământare și acțiunea enzimelor proteolitice. (3)

1.1.2. Procese coloidale care au loc la fermentarea aluatului

Intensitatea proceselor coloidale depinde printre altele de calitatea făinii. În aluatul preparat din făină puternică maximul procesului de umflare se atinge la sfârșitul fermentării, iar procesul de peptizare și umflare nelimitată a proteinelor are loc în măsură foarte mică. Pentru accelerarea umflări proteinelor în timpul fermentării unui asemenea aluat se recurge la refrământare.

În cazul folosirii făinii de slabă calitate, maximul procesului de umflare se atinge într-un timp foarte scurt, iar procesul de umflare nelimitată și peptizare are loc cu intensitate sporită ducând la creșterea fazei lichide, la înrăutățirea însușirilor aluatului.

În timpul fermentării semifabricatelor, ca rezltat al transformărilor biochimice și al proceselor fermentative, se formează o serie de substanțe care modifică presiunea osmotică și valoarea pH-ului. Maltoza care se formează mărește presiunea osmotică și micșorează umflarea glutenului.Alcoolul etilic hidrolizează suprafața particulelor coloidale, mărin stratul de solvatare. Dioxidul de carbon rezultat al fermentării contribuie la mărirea suprafeței de separare a fazelor. Acizii formați modifică pH-ul de la 6 la 4,8 – 4,6, inflențând solubilitatea diferitelor fracțiuni proteice. Urmarea acestor fenomene coloidale, glutenul pierde unele fracțiuni laterale, care ajung în soluție, cea ce face ca lichidul intermicelar să devină mai vâscos, glutenul se reduce cantitativ și devine mai elastic. Procesele decurg astfel la făinurile normale cu activitate proteazică corespunzătoare.

În cazul făinurilor slabe, hiperenzimatice , forțele de agregare por fi distruse , are loc peptizarea totală, umflarea nelimitată și trecerea glutenului în soluție. Pntru a preântâmpina aceste aspecte în practica îndustrială se prepară semifabricate mai consistente. (9)

1.1.3. Procese coloidale care au loc la coacere

Procesele coloidale care au loc în aluat în timpul coacerii , condiționează trecerea aluatului în miez de pâine, care apare ca o masă uscată, elastică, nelipicioasă cu proprietăți hidrofile modificate. Zona centrală a miezului are o umiditate cu 2 – 2,5% mai mare decât umiditatea inițială a aluatului, cu toate acestea miezul pare uscat, datorită modificării hidrofilice pe cale termică.

Apa adăugată la formarea aluatului a fost fixată în marea majoritate, inițial de gluten care are o capacitate de umflare maximă la temperatura de 30C. Creșterea temperaturii duce la scăderea capacității de umflare.

La temperatura de 60 – 70C , substanțele proteice generatoare de gluten se denaturează și se coagulează eliberând apa absorbită la umflare. Odată cu mărirea temperaturii amidonul se umflă din ce în ce mai mult.

Umflarea amidonului se intensifică la temperaturi de 40 – 60C iar la 60C începe procesul de gelatinizare a amidonului. Gelatinizarea amidonului consumă căldură pentru distrugerea structurii micelare interioare a granulei de amidon și descompunerea agregatelor micelare în micele singulare sau în grupe de micele mai puțin mari.

Consumul de căldură este de 36,75 Kcal/kg amidon uscat. Presiunea osmotică din interiorul granulei crește ducând la ruperea învelișului granulei de amidon și la distrugerea completă a granulei.

Pentru gelatinizarea completă a amidonului este necesar ca raportul de mase apă/amidon să fie de 2,5/l, în timp ce în aluat acest raport este de numai 0,6/l.

Cercetările au stabilit că în pâine, granulele de amidon rămân semigelatinizate păstrând parțial structura lor cristalină.

Procesul complex de gelatinizare a amidonului are loc în trei faze:

în prima fază amidonul absoarbe treptat apa, umflându-se sensibil, granulele menținându-și forma inițială. Hidratarea are loc la granulele de amidon deteriorate în timpul măcinării.

În faza a doua la creșterea temperaturii între 60 – 70C procesul de umflare a granulelor de amidon se accentuează, volumul crește mult, vâscozitatea crește.

Faza a treia, prin încălzirea în continuare a bucăților de aluat, granulele de amidon gelatinizate, formează o masă uniformă , o parte din amidon trece în soluție.

Modificarea granulelor de amidon din aluat supus coacerii s-a urmărit prin două metode.Una prin determinarea în faza de soluție a granulelor colorate cu albastru de China, și una prin determinarea hidraților de carbon solubili funcție de timpul de coacere.

În aluatul supus coacerii când temperatura ajunge la limitele 50 – 70C, au loc concomitent cele două procese de coagulare, a proteinelor și de gelatinizare a amidonului, când o parte din apa absorbită de proteine la umflare trece în amidonul care gelatinizează.

Aceste două procese condiționează trecerea aluatului în miez, trecerea care nu se produce direct în întreaga masă, ci mai întâi are loc în straturile superficiale, iar pe măsura încălziri cuprinde straturile centrale.

Modificarea proprietăților aluatului și transformarea în miez, a fost studiată cu ajutorul farinografului, trasându-se curba care arată dependența consistenței aluatului funcție de temperatură.Fig. 1.1.

Fig 1.1. Variația consistenței aluatului-miez, funcție de temperatură

Din analiza graficului se poate formula aprecierea că, pe măsura cresterii temperaturii, consistența aluatului scade, la început mai puternic atingând minimul de circa 57C. La temperatura de 60 – 70, consistența aluatului crește datorită coagulării proteinelor și gelatinizării amidonului, cu transformarea aluatului în miez.

Proprietățile hidrofile ale colizilor din aluat se modifică odată cu variația temperaturii în procesul de coacere, după cum rezultă din graficele următoare.Fig. 1.2., 1.3. și 1.4.

Fig 1.2.Modificarea proprietăților hidrofile ale aluatului în timpul procesului de coacere

Fig 1.3. Graficul deteriorării granulelor de amidon în timpul coacerii, în zona centrală la un produs de 1,5kg

Fig 1.4. Graficul solubilității hidraților de carbon în funcție de timpul de coacere, în zona centrală la un produs de 1,5kg

Modificările amidonului în bucata de aluat supusă coacerii funcție de temperatură în centrul bucății de aluat și de modul de coacere, sub aspectul prezenței sau absenței aburului, sunt ilustrate în graficul din figura 1.5.a și b.

Fig 1.5. Modificarea amidonului în bucata de aluat supusă coacerii

funcție de temperatură și bucata de aluat și modul de coacere;

funcție de timpul și modul de coacere

Procesele de gelatinizare a amidonului în faza de coacere a aluatului, este influențat de conținutul de lipide. Această influență a fost stabilită, prin determinarea caracteristicilor procesului de gelatinizare a amidonului delipidat și apoi a amidonului relipidat, reintegrat. Cu extragere cu solvenți nepolari a unei cantități reduse de lipide din amidonul făinii de grâu, s-a constatat o comportarea a amidonului în procesul de gelatinizare similară cu cea a amidonului înainte de delipidare.

Prin extragerea cu solvenți polari, în mod deosebit cu metanol a unei cantități mai mari de de lipide în special lipide polare raportul lipide nepolare/lipide polare se modifică la 1:o,66, 1:0,21 la 1:4,8, iar amidonul se comportă diferit în procesul de gelatinizare la temperatura de 76C.

Față de amidonul inițial, nedelipidat, văscozitatea a crescut de la 180 U.B. la 275 – 285 U.B. Vâscozitatea finală la temperatura de 95C a cresut de la 485 U.B. la 515 – 520 U.B.

Relipidarea amidonului degresat cu diferite proporții de lipide polare și nepolare și examinarea caracteristicilor procesului de gelatinizare a permis fomularea următoarelor concluzii: lipidele polare și nepolare influențează procesul de gelatinizare a amidonului, lipidele polare reduc vâscozitatea gelului de amidon, lipidele polare au o influență mai mică la începutul procesului de gelatinizare și mai mare în faza finală a procesului de gelatinizare, determinând în tot timpul procesului de gelatinizare mărirea vâscozității. La prima parte a procesului de gelificare are loc hidratarea fracțiunii amorfe din granula de amidon. Fig. 1.6.

Fig 1.6. Curbele de cinetică termică ale gelului de amidon și ale miezului pâinii

I –zona de distrugere a -amilazelor bacteriene; II –zona de distrugere a -amilazelor cerealiere; III –zona de distrugere a -amilazelor; IV –zona de distrugere a -amilazelor fungice; l Gel de amidon, 2. Zona de miez la 2,5cm sub coajă, 3. Centrul miezului pâinii,

Nivelul de temperatura la care activitatea amilazică se reduce la 50%.

Lipidele polare formează complexe cu moleculele amorfe din granula de amidon, complexe care determină reducerea vitezei de gelatinizare, și micșorarea vâscozității gelului.

Lipidele nepolare, manifestă tendința de protejare a hidratării farctiunii cristaline a granulei de amidon, în procesul de coacere a aluatului, conținutul de lipide libere se reduce la jumătate.

Prin extragerea lipidelor libere din făină cu eter de petrol, volumul pâinii este influențat diferit: funcție de calitatea făinii. Astfel în cazul unei făinii cu însușiri medii de panificație lipsa lipidelor libere nu influențează prea mult volumul, însă înrăutățește sensibil structura miezului.

Rolul amilazelor în procesul de coacere se poate evideția din analiza curbelor de cinetică termică ale gelului de amidon.

Activitatea drojdiilor care consumă unele substanțe rezultate din hidroliza amilolitică a amidonului încetează la temperatura de 60C, cu mult înaintea procesului de gelatinizare a amidonului să atingă valoarea maximă. După această temperatură, prin gelatinizarea granulelor de amidon se creează condiții favorabile pentru activitatea amilazelor, activitate care încetează pentru +amilază la 75C.

Cu privire la modificarea proteinelor în procesul de coacere, în prezent nu se poate aprecia în ce măsură, are loc această modificare. Cercetările consideră că structura primară a glutenului, respectiv, legăturile dintre aminoacizi nu sunt modificate în timpul coacerii bucăților de aluat, este influențată doar structura secundară, respectiv structura elicoidală a glutenului.

Stări diferite de degradare a substanțelor proteice în timpul coacerii, sunt prezentate în graficul din figura 1.7.

Fig 1.7. Stadii de degradare termică a proteinelor în aluat în timpul coacerii

Denaturarea termică a glutenului este un proces ireversibil , care se desfășoară cu intensitate maximă la temperatura de 70C, cănd începe formarea miezului, solubilitatea proteinelor este minimă. Procesele coloidale se desfășoară cu viteze diferite, funcție de calitatea făinii din care s-a preparat aluatul. Într-un aluat fabricat din făină de calitate foarte bună, procesul de umflare decurge lent, atingând valoarea maximă spre sfârșitul procesului de fermentare. Într-un aluat fabricat dintr-o făină de slabă calitate, umflarea limitată a proteinelor decurge foarte repede, iar odată cu atingerea maximului, începe procesul de umflare nelimitată care trece în procesul de peptizare. Cantitatea de fază lichidă din aluat crește, are loc înmuierea aluatului și înrăutățirea proprietăților fizice. (12)

1.2. Procese biochimice care au loc în aluat

1.2.1. Procese biochimice care au loc la frământarea aluatului

În timpul frământării în aluat sunt declanșate și procesele biochimice, amiloliza, proteoliza, activitatea lipoxigenazei. Ca urmare a procesului de amiloliză, în timpul frământarii cresc cantitățile de maltoză și dextrine în aluat. Acestea din urmă, în special β – dextrinele limită, contribuie la creșterea vâscozitații aluatului.

Proteoliza are ca urmare creșterea cantității de compuși cu azot solubil în aluat. De asemenea, la frământare începe să acționeze lipoxigenaza, care în prezența oxigenului înglobat în aluat oxidează acizii grași liberi polinesaturați și monogliceridele acestora. (3)

Activitatea lipoxidazică crește odată cu gradul de extracție a făinii. Efectele procesului de oxidare datorat lipoxigenazei sunt: râncezirea, decolorarea, modificarea gustului, distrugerea vitaminei A. Inactivarea enzimei se poate realiza prin utilizarea de oxidanți pentru lipide, prin tratarea termincă sau ionizări.

Acidul nordihidroguaiaretic are efect de inhibare a activității lipoxigenazice reducând formarea de peroxizi și diminuând, în mică măsură, efectele reologice determinate de lipoxigenază. În timpul frământării aluatului, prin absorbția de oxigen, are loc oxidarea acizilor grași esențiali cu ajutorul liopoxigenazei. Efectul procesului de oxidare asupra însușirilor fizico – chimice ale aluatului este determinat de produsele care se formează, printre care: peroxizi, aldehide, cetone, oxiacizi, acizi cu catenă scurtă și de funcția pe care o îndeplinesc în anumite procese ce au loc la prepararea semifabricatelor.

În urma cercetărilor efectuate, s-a stabilit că lipoperoxizii formați ca urmare a acțiunii lipoxigenazei îndeplinesc funcția de intermediari în procesul de oxidarea a grupelor tiol și formarea legăturilor disulfidice. Mulți autori în urma cercetărilor întreprinse au formulat concluzia că lipoxigenaza poate cooxida proteinele glutenice la nivelul grupărilor tiol. Oxidarea grupărilor sulfhidrice se face în prezența oxigenului încorporat în masa de aluat și în mod deosebit ca urmare a acțiunii lipidelor peroxidice care se formează. Sub acțiunea lipoxigenazei se eliberează lipide, care determină creșterea duratei de înmuiere a aluatului, mărirea toleranței aluatului la prelucrare. Același fenomen se observă la adăugarea de agenți chimici ca iodatul sau bromatul de potasiu, acidul ascorbic.

Cercetările interprinse au condus la ideea ca procesul de oxido – reducere este reversibil, iar acizi grași esențiali asigură doar transferul de oxigen, rămânând neschimbați la finalul fiecărui ciclu. Efectul de decolorarea și modificare a gustului în anumite limite este de dorit și are caracter ameliorator. Pe acest principiu, în ultimi ani, lipoxigenaza se utilizează ca ameliorator în industria de apnificație, în o serie de țări cum ar fi: [NUME_REDACTAT], SUA, și altele. Adaosul de lioxigenază se face sub formă de făină de soia care este cunoscut că are un conținut ridicat de asemenea enzimă. Efectul optim de ameliorator al lipoxigenazei s-a stabilit la valoarea de 2 10 la –4 mol/ Kg făină peroxizi exprimați în H2O2 .

Acțiunea prealabilă a lipoxigenazei din făină de soia prin agitare intensivă, împreună cu o anumită cantitate de făină și a unei emulsii a condus la îmbunătățirea însușirilor fizice ale aluatului ,, creșterea randamentului în aluat cu 1 – 1,5% și îmbunătățirea calității produselor finite. În timpul procesului de frământare a aluatului, prin fixare de oxigen lipoxigenaza oxidează acizii grași polinesaturați și distruge pigmenții carotenoizi. Pe acest principiu se bazează utilizarea făinii de soia ca agent de înălbire a aluatului.

Adăugarea de făină de soia sau bob precum și de lipoxigenază purificată din soia sau bob determină creștera vitezei de distrugere a pigmențiilor carotenoizi. Odată cu distrugerea pigmentiilor carotenoizi prin oxidare, în cursul frământării are loc și distrugerea parțială a tocoferolilor, datorită caracterului hidrofob al acestor compuși.

În ultimi ani s-au studiat un număr mai mare de enzim oxidoreducătoare, apreciindu-se că acestea au rol anumit în formarea aluatului. Aceste cercetări care urmăresc să stabilească mecanismul de acțiune a enzimelor oxidoreducătoare deschid perspective privid folosirea lor ca amelioratori în detrimentul amelioratorilor chimici. Reacții similare ca acele catalizate de lipoxigenază sunt determinate și de sistemul peroxidazic și catalazic, care oxidează lipidele nesaturate cu formare de radicali liberi intermediari. Ca și lipoxigenază și peroxidaza și catalaza determină o intensificare a fenomenului de distrugere a pigmenților carotenoizi în timpul frământării.

Efectul reologic de întărire a aluatului, similar unui oxidant, îl exercită și polifenoloxidaza, care se găsește în extractele apoase de ciuperci, recomandate la fabricarea unor sortimente de panificație. Mecanismul de acțiune a polifenoloxidazei se explică prin oxidarea esterilor acidului ferulic legați de pentozani sau oxidarea grupărilor tirozil din proteine sau oxidarea tiolilor cu formare de compuși de adiție între tioli și produșii de oxidare a resturilor tirozil din proteine. Sistemul acid ascorbic oxidazei și acid dehidroascorbic reductazei acționează în procesul de formare a aluatului ca oxidant.

Sistetizând cunoștințele despre modul de acțiune a enzimelor oxidoreducătoare în procesul de formare a aluatului se poate aprecia că lipoxigenaza joacă un rol important, catalizând reacțiile de oxidare a acizilor grași polinesaturăți cu formare de hidroxiperoxizi și radicali liberi cu reactivitate ridicată de a cooxida pigmenții liposolubili și grupările tiol. Catalazele și peroxidazele catalizează reacțiile de oxidare a lipidelor nesaturate cu o intensitate mai redusă decât a lipoxigenazei, a cărei activitate o favorizează de fapt, prin distrugerea inhibitorilor lipoxigenazei respectiv a apei oxigenate.

Polifenolxidazele oxidează polifenoli care prin proprietățile antioxidante sunt alături de acidul ascorbic inhibitori ai lipoxigenazei. Acidul ascorbic, se formează prin reducerea acidului dehidroascorbic de către enzima acid dehidroascorbic reductaza în prezența glutationului redus.

Influența proprietăților reologice ale aluatului, ca urmare a acțiunii sistemelor de enzime oxidoreducătoare se explică prin modificarea grupărilor tiol, a punțilot disulfidice a legăturilor de hidrogen și interacțiunilo hidrofobe. Reprezentarea schematică a reacțiilor catalizate de enzime oxidoreducătoare este prezentată în figura 1.8.

Fig 1.8. Reprezentarea schematică a reacțiilor catalizate de oxidoreductaze.

1- interacțiunea posibilă; 2 – catalaza; 3 – peroxidază; 4 – polifenoloxidază; 5 – peroxid responsabil pentru brunificare enzimatică; 6 –monofenolază; 7 –difenolază; 8 –acid ascorbic; 9 –adesea inhibitor; 10,11 –inhibitor; 12 –acid ascorbic oxidază; 13 –acid dihidroascorbic ( DHA ); 14 –lipoxigenoză; 15 –adesea inhibitor; 16 –produși responsabili de râncezirea oxidativă; 17 –hidroperoxizi; 18 –dehidroascorbic reductază; 19 –inhibitor; 20 –acizi grași polinesaturați; 21 –radicali liberi intermediari; 22 –acid ascorbic; 23 –lipide nesaturate; 24 –peroxidază, catalază; 25 –pigmenți, vitamine liposolubile; 26 –produși oxidați; 27 –interveția posibilă a rearanjazei. (18)

1.2.2. Procese biochimice care au loc la fermentarea aluatului

Procesele biochimice sunt catalizate de enzimele din aluat (aduse în principal de făină), care acționează asupra componentelor făini.

În aluat acționează enzime din clasa hidrolazelor și din clasa oxido – reductazelor. Hidrolazele catalizează procesele de hidroliză a componenților macromoleculari, amidonul, proteinele, pentozanii, și a altor componenți, cum sunt lipidele, compușii fitinici. Ele sunt procese de degradare, de simplificare a componenților făinii și sunt însoțite de formare de produse mai simple.

Oxido – reductazele catalizează procesele de oxidare/reducere a componentelor făini cum sunt: proteinele, pigmenții. (3)

Între procesele de transformare, un rol important îl ocupă amiloliza amidonului , prin care se înțelege totalitatea fenomenelor legate de degradarea enzimatică a amidonului, cu formare de zaharuri fermentescibile, Amidoul poate fi hidratat su acțiunea enzimelor și -amilaza în diferite trepte, mergând până la formele și maltoză.

Enzima -amilaza acționează asupra legăturilor 1 – 4 formând la primul atac amilodextrine, care trec apoi în acro- și malto- dextrine , până la malto- trioză și maltoză. Cele două componente ale amidonului sunt hidrolizate în mod diferit . Amiloza este hidrolizată până la maltoză în proporție de 87% și 13% glucoză, iar amilopectina în proporție de 73% maltoză, 19% glucoză și 18% izomaltoză. După părerea unor specialiști -amilaza exercită asupra amidounlui și o acțiune lichefiantă. -Amilaza scindează amiloza la capetele lanțului glucozidic , cu formare de maltoză , fără a mai trece prin trepte intermediare de obținere a dextrinelor . Maltoza care se formează astfel este forma b, ce suferă după scindare o inversiune de tip Walden. Când lanțul macromoleculei de amilopectină conține un număr perechi de unități de glucoză, degradarea lanțului glucozidic duce la formarea exclusivă a maltozei. Dacă lanțul conține un număr impar de unități de glucoză, atunci cele trei unități situate la extremitățile lanțului se pun în libertate sub formă de malto- trioză ce este hidrolizată treptat în maltoză și glucoză.

Acțiunea -amilazei asupra amilopectinei are loc cu formare de maltoză în proporție de 60% și dextrină limită ce poate fi scindată de enzime speciale, 1,6 -amilaze. În urma cercetărilor efectuate s-a stabilit că în aluat se găsesc trei forme de -amilază respectiv, o formă solubilă în apă, a doua solubilă în soluții sărate diluate și a treia formă ce poate fi pusă în libertate sub acțiunea unor enzime proteolitice. Urmarea a acțiunii -amilazei, vâscozitatea mediului se reduce în mod lent și progresiv.

Intensitatea amilolizei amidonului depinde, printre altele, de starea fizică a acestuia și temperatura la care are loc procesul enzimatic. Reacția enzimatică amidon granular – amilaze este o reacție complexă, care are loc în următoarele etape:

adsorbția amilazelor pe suprafața substratulu, fenomen a cărui intensitate depinde de starea suprafețelor și de concentrația enzimei, întrucât între cantitatea de enzimeă existentă în mediul de reacție și enzima adsorbită există un echilibru;

penetrația enzimei, care depinde de structura suprafețelor exterioare ale granulei de amidon, de dimensiunile interspațiale diferitelor structuri morfologice precum și de forma și mărimea moleculelor de amilaze specifice speciei de drojdie.

detașarea lanțurilor glucanice din rețeaua de punți de hidrogen intercatenare;

hidroliza lanțurilor glucanice prin ruperea legăturilor glucozidice până la maltoză, glucoză, izomaltoză, malto- trioză, panoză și alte fracțiuni. (24)

Influența unor substanțe de adaos asupra activității amilolitice. Din cercetările efectuate se poate evidenția că sarea adăugată la prepararea aluatului acționează ca inhibitor asupra activității amilolitice în mod diferit funcție de variația pH –ului. Influența sării asupra activității amilolitice, la valori diferite ale pH –ului, este prezentată în fugura 1.9.

Fig 1.9. Influența sării asupra activității amilolitice în aluat în funcție de reglarea pH-ului cu acid citric

1 – linia de activare; 2 – acid citric; 3 – acid citric+1,6%NaCl; 4-acid citric+1,2%NaCl

În aluatul preparat din făină cu indice mare de maltoză de 3,5% sarea produce la început o inhibare enzimatică puternică, cu atât mai mare cu cât adaosul de sare este mai ridicat. În intervalul pH –ului cuprins între 5,5 și 5,0 activitatea amilolitică este crescută, atingând valoarea maximă în cazul adaosului de 1,2% sare la pH 5,2 și de 1,6% la pH 5.

Din grafic se observă că după aceste nivele maxime, activitatea amilolitică scade mai mult decât în cazul aluatului fără adaos de sare, permițând astfel stabilirea efectului pe care sarea îl are asupra intensității activității amilolitice.

În cazul aluatului preparat din făină cu un conținut de 2% maltoză efectul adaosului de sare este important, înregistrând o ușoară creștere a activității amilolitice la pH 4,5 – 5 și 1,6% adaos de sare. Din compararea curbelor se desprinde concluzia că stimularea activității enzimelor amilolitice în aluat, prin deplasarea valori pH –ului, depinde în principal de puterea diastazică a făinii. Prin adăugare de sare în proporție de 0,7% față de greutatea maielei, formarea zaharurilor reducătoare este mai puțin accentuată.(17)

Proteoliza. În cursul fermentării, proteinele suferă o serie de transformări fizico – chimice, enzimatice și coloidale, cu influențe asupra însușirilor reologice ale aluatului și a conținutului de aminoacizi. Gazele care se formează în timpul fermentării determină în prima parte supțierea pereților rețelei glutenice, urmând ca odată ce porozitatea aluatului devine ridicată să se compactizeze din nou.

Tranformările proteinelor în cursul fermentării au fost studiate de Morimoto, prin determinarea conținutului de aminoacizi liberi. Plecând de la considerentul că amioacizii liberi, determinați la începutul procesului de fermentare, provin din făină, nu din drojdie, s-a constatat că după 18 ore de fermentare a maielei, o scădere a conținutului de aminoacizi liberi, astfel încât unii dintre aceștia, ca: metionină, tirozină, izoleucină, fenilalanină, triptofan, nu au mai putut fi determinați. Scăderea conținutului de aminoacizi se datorează procesului de metabolizare a lor de către celulele de drojdii și bacterii existente în semifabricat. Prin prelungirea duratei de fermentare a maielei peste 18 ore se constată o creștere apreciabilă a conținutului de aminoacizi liberi. Creșterea se explică prin mărirea intensității de formare a aminoacizilor pe seama proteazelor din semifabricat și reducerea și în final stagnarea metabolizării lor de către celulele de drojdii și bacterii. Formarea aminoacizilor nu are efecte asupra proprietăților reologice ale aluatului ci asupra activității fermentative în general, asupra formării aromei și culorii cojii pâinii.

Cercetările au condus la concluzia că activitatea proteolitică se desfăsoară cu aceeași intensitate pe tot parcursul procesului fermentativ, iar creșterea numărului de aminoacizi liberi pe timpul fermentării rezultă ca diferența între aminoacizii liberi produși și cei metabolizați de microorganisme. Aceste modificări au fost studiate în cazul semifabricatelor pentru biscuiți. În aluatul pentru pâine preparat prin procesul direct, se constată o scădere a conținutului de aminoacizi liberi pe parcursul celor 6 ore de fermentare.

Modificările reologice ale aluatului în cursul fermentației au fost expliacte de Tsen, prin schimbarea conținutului de grupări tiol. Pentru a evidenția modificările reologice ale aluatului, Tsen a determinat conținutul de grupări tiol în două probe de aluat preparate din făină cu umiditatea de 14% și un conținut de 12,3% proteine și 0,47% substanțe minerale. Un aluat s-a preparat fără drijdie, iar celălat cu drojdie. După trei ore de fermentare, conținutul de grupări –SH scade de la 1,13moli/g aluat la 0,99 moli/g. Temperatura semifabricatului influențează conținutul de grupări tiol în direcția reducerii acstora odată cu creșterea temperaturii, atât pentru aluatul fermentat, cât și pentru cel fără drojdie.

Fig 1.10.Oxidarea grupei tiol:1. aluat fără drojdie; 2. aluat cu drojdie

Din analiza graficului (fig 1.10) rezultă că în aluatul cu drojdie conținutul de grupări tiol este mai mare comparativ cu cel din aluatul fără drojdie. În ambele aluaturi în timpul fermentării are loc o pierdere de grupări –SH în ritmuri similare. Solubilitatea proteinelor în alcool propilic, precum și cantitatea totală de proteine extrasă scade în cursul fermentării.

În procesul fermentativ, enzimele endopeptidaze hidrolizează legăturile peptidice ale proteinei cu formarea de polipeptide.

Intensitatea procesului de scindare hidrolitică de către enzimele proteolitice depinde de natura proteinei și de forma acesteia. Referitor la natura proteinei, se face precizarea că proteoliza depinde de prezența grupărilor sulfhidrice și aminice.

Blocarea acestor grupări se face prin adăugarea de oxidanți și astfel are loc îmbunătățirea însușirilor reologice ale aluatului. Dacă globula de proteină este aproape sferică scindarea se face mai greu din cauza acoperiri legăturilor peptidice. Când globula de proteină este întinsă, legăturile peptidice sunt descoperite și mai atacabile de către enzime.

În timpul procesului de fermentare a semifabricatelor, substanțele proteice sunt supuse la două feluri de degradări biochimice. Prima este o degradare superficială urmată de modificarea proprietăților glutenului, ca elasticitatea, umflarea, plasticitatea, peptizarea, iar a doua degradare este de profunzime, cu ruperea lanțurilor peptidice și formarea de aminoacizi. Degradarea biochimică superficială a complexului proteic care formează glutenul, este activată de drojdiile și bacteriile din semifabricat, care modifică potețialul de oxido – reducere și pun la dispoziție glutation.

Intensitatea acestei degradări biochimice depinde de starea și capacitatea glutenului de a fi transformat de activitatea agenților biochimici.

În cazul făinurilor puternice, hipoenzimatice, tratate intens termic, care se caracterizează prin agregate proteice legate, cu elasticitate mare, extensibilitate redusă, dgradarea aceasta biochimică este binevenită, contribuind la îmbunătățirea proprietăților tehnologice ale aluatului. La făinurile slabe, hiperenzimatice provemite din boabe de grâu degradate, care se caracterizează prin agrgate proteice slăbite, lipsite de elasticitate, cu plasticitate ridicată, degradarea biochimică a proteinelor poate să ducă la înrăutățirea proprietăților tehnologice ale aluatului.

În aluatul preparat cu drojdie, comparativ cu cel fără drojdie, proteoliza are loc mai intens datorită conținutului de glutation din drojdie, care favorizează acțiunea proteinezei. Adaosul de drojdie care nu degajă glutation, activează proteinaza, deplasează potențialul de oxidoreducere în direcția intensificării proprietăților reducătoare.

Fenomenul de proteoliză din aluat este necesar într-o anumită masură, în cazul utilizării unei făini puternice, pentru optimizarea însușirilor reologice. Dacă proteoliza trece peste nivelul ei optim, în toate cazurile, dar în mod deosebit în cel al făinurilor slabe, efectul este negativ prin dezagregarea accentuată a proteinelor, umflarea lor nelimitată, creșterea fazei lichide, scăderea consistenței aluatului. (20)

1.2.3. Procese biochimice care au loc la coacere

Procesele biochimice care au loc în aluat în timpul coacerii se datorează activității enzimatice și sunt o continuare a proceselor biochimice de la fermentare.

Activitatea enzimatică din aluat este influențată de temperatură. Creșterea temperaturii până la limita de inactivare influențeză activitatea enzimatică specifică fiecărei enzime.

Funcție de o anumită valoare a temperatirii, enzimele pot fi considerate termolabile sau termorezistente.

Dacă în cadrul unei reacții enzimatice notăm: enzima cu En, substratul asupra căreia acționează cu S, și rezultatul reacției cu P, se poate scrie atunci, sub forma:

En S En P

La începutul procesului de coacere, enzimele amilolitice, și amilaza hidrolizează amidonul pe care îl descompun cu formare de dextrine și maltoză, intensitatea acestui proces depinde de temperatură. Creșterea temperaturii până la o anumită limită determină creșterea a procesului. Astfel -amilaza activează puternic la 49 -51C, iar la temperatura de 70C devine inactivă, -amilaza activează intens la temperatura de 60 – 70C, iar la temperatura de 85C își oprește activitatea.

Amidonul granular sub temperatura de 60C este insolubil constituind un substrat foarte rezistent pentru enzimele amilolitice.

Activitatea și amilazei este influențată de suma suprafețelor de substrat, de granule de amidon și de gradul de finisare a granulelor de amidon.

Odată cu creșterea temperaturii peste 60C granulele de amidon se desfac, suprafețele cresc, substratul devine labil. La această temperatură -amilaza își reduce activitatea , iar -amilaza are între 60 și 70C are o activitate maximă de 100%. În intervalul de temperatură de 60 – 70C, gelul de amidon este hidrolizat cu viteza maximă, cantitatea de dextrine care se formează este funcție de concentrația enzimei -amilazei și de tipul de reacție.

Cantitatea de dextrine obținute din hidroliza amidonului, influențează calitatea miezului pâinii. Creșterea cantității de dextrine determină un aspec vâscos gelului de amidon, în loc de un aspect uscat, iar miezul pâinii are un aspect umed, în loc de un aspect uscat, elastic.

Activitatea enzimelor amilolitice depinde de aciditatea aluatului în sensul câ, mărirea acidității, conduce la scăderea temperaturii optime de activitate a -amilazei.

Restul echipamentului ezimatic din aluat, în mod deosebit cel proteolitic, își încetează activitatea în jurul temperaturii de 80C. Temperatura de inactivare a echipamentului enzimatic depinde de viteza de încălzire a bucăților de aluat în procesul coacerii.

Cu cât încălzirea aluatului se produce mai rapid, cu atât temperatura de inactivare a enzimelor este mai mare. (19)

1.3. Procese microbiologice care au loc în aluat

1.3.1. Procese microbiologice care au loc la fermentare

Fermentarea semifabricatelor constituie faza cu cea mai mare pondere în procesul tehnologic de fabricare a pâinii.

În timpul procesului de fermentare au loc o serie de procese, cum ar fi: cultivarea și adaptarea drojdiilor care declanșează fermentația alcoolică, cu formare de dioxid de carbon necesar afânării aluatului, cultivarea și înmulțirea bacteriilor lactice netermofile care, prin acizii pe care îi formează, modifică pH-ul în domeniul optim de dezvoltare a drojdiilor, reacții enzimatice de hidroliză în urma cărora se formează zaharuri fermentescibile și aminoacizi necesari culturilor de drojdii și bacterii și formării culorii cojii pâinii, fermentații alcoolice, lactice, propionice și altele, reacții chimice plecând de la zaharuri fermentescibile și aminoacizi cu formarea substanțelor de aromă, degradarea parțială a complexului glutenic, modificarea proprietăților fizice ale aluatului, deformarea aluatului pe cale mecanică de către bulele de dioxid de carbon rezultat la fermentație, modificarea acidității. Ansamblul acestor procese, care au loc în timpul fermentației, aduc aluatul în stare optimă de prelucrare și coacere, stare numită maturarea aluatului.

Fermentația alcoolică. În fermentația alcoolică, drojdia fermentează mai întâi zaharurile proprii ale făinii și numai după epuizarea lor începe să fermenteze maltoza cu viteză apreciabilă. După epuizarea zaharurilor proprii, până la începerea fermentării maltozei, are loc o diminuare a degajărilor de dioxid de carbon, cunoscută sub numele de „pauză de maltoză”. Trecerea la fermentarea maltozei are loc după un timp de adaptare, de incubație, în care drojdia își sintetizează enzimele implicate în acest proces, respectiv permeaza maltozei și maltaza. Aceste enzime se sintetizează, se induc în celula de drojdie în prezența maltozei. Adaptarea la fermentarea maltozei are loc la activarea prealabilă a drojdiei, iar în absența acesteia în fazele de prospătură și maia pentru metoda indirectă de preparare a aluatului și în faza de aluat pentru metoda directă. Intensitatea fermentației alcoolice crește cu temperatura, până la 350C și în aluaturi de consistență mică. Dioxidul de carbon, format în timpul procesului de fermentație alcoolică, exercită o acțiune mecanică de întindere a rețelei proteice din aluat, contribuind la desăvârșirea formării structurii glutenului și, prin aceasta , la îmbunătățirea însușirilor reologice ale aluatului și a capacității lui de reținere a gazelor.(2)

Deosebit de importantă pentru industria de panificație este fermentația alcolică, determinată în mod deosebit rasa de drojdie Sacharomyces cerevisiae, care determină fermentația glucozei mult mai rapid decât a fructozei, precum și a dizaharidului față de monozaharidele pe care le eliberează. Descompunerea maltozei de către drojdii este facilitată de prezența glucozei, zaharozei și oxigenului.

Intensitatea procesului de fermentație depinde de modul de preparare a aluatului respectiv, prin procedeul direct sau procedeul bifazic. Astfel, într-un aluat preparat cu procedeul direct și aluatul prin procedeul bifazic, ambele cu adaos de 6% zahăr , conțintul de maltoză diferă. În primul aluat, mltoza reprezintă 1,91% față de aluat, iar în al doilea 0,27%. Acest lucru se explică, pe de o parte, prin faptul că acțiunea asupra maltozei este mai slabă în prezența unor zaharuri, iar pe de altă parte, că maltoza din aluat, ca substanță singulară este mai intens descompunsă. Modul în care acționează enzimele asupra maltozei în luatul preparat prin metoda directă , cu și fără adaos de zahăr, este reflectat de conținutul de glucoză, fructoză și maltoză, care este mai mic în aluatul fără adaos de zahăr față de cel cu adaos. După prima oră de fermentare, conținutul de glucoză și fructoză scade până la 0, iar cele de maltoză crește foarte slab. Conținutul de glucoză și fructoză rămâne zero după două ore de fermentare, în timp ce, cantitatea de maltoză scade sub valoarea inițială.

În cazul aluatului cu adaos de zahăr, conținutul inițial de glucoză și fructoză este egal și mult mai ridicat decât în aluatulu fără zahăr. Conținutul inițial de maltoză este mult mai mic decât a celor două hexoze. După trei ore de fermentare, conținutul de glucoză scade până la 0,5%, cel de fructoză crește ușor după prima oră, apoi scade până la 1%, în timp ce comținutul de maltoză crește mereu. Acest lucru se explică prin preferința enzimelor drojdiei de a descompune zaharoza și hexozele fată de maltoză și prin cantitatea de maltoză care se formează care este mai mare decât cea care se descompune. Adaosul de zahăr în aluat asigură un conținut corespunzător de glucoză, fructoză și maltoză la terminarea fermentației, ce va fi descompus la dospirea finală, și prima parte a coacerii.

În cazul aluatului preparat prin procedeul bifazic, conținutul inițial de hexoze este epuizat în faza de maia, urmând ca fermentația să se bazeze pe maltoză produsă din descompunerea enzimatică a amidounlui. Adaosul de zahăr face ca la sfârșitul fermentației să exiate o cantitate suficientă de maltozăcare să fie utilizată la dospirea finală și în prima parte a coacerii, cu consecințe favorabile asupra calității produselor finite.

Degradarea biochimică a amidonului are loc după urmatoarele etape:

1) Maltoza, rezultă din hidroloiza enzimatică a amidounlui , sub acțiunea enzimei maltofosforilaza, suferă reacția de transfer a -glucozei piranozică pe acidul ortofosforic cu formare de glucoză-l-fosfat. Sub acțiunea enzimei transfosfatază și în prezența acidului adenozintrifosforic, glucoza liberă formată trece în glucoză- l-fosfat. Există alte teorii care prevăd că maltoza , sub acțiunea enzimei maltază , este scindat în două molecule de glucoză liberă ce se transformă în prezența acidului adenizintrifosforic și transfosfatazei în glucozo-l-fosfat.

Dup unele teorii amidonul sub acțiunea enzimelor mixte fosforilaze și 1- 6- -amilaze se descompun în glucozo-l-fosfat și glucoză liberă. Glucoza astfel rezultată trece în glucozo-l-fosfatdup mecanismul arătat.

2) Sub acțiunea enzimei fosfoglucomutaza, esterul glucozo-l-fosfat este transformat în glucozo-6-fosfat, după reacția:

3) În această etapă , glucozo-6-fosfat trece sub acțiunea enzimei fosfoluxo-izomeraza în izomerul fructozo-furanozo-6fosfat:

4) Produsul nou format, respectiv fructozo-furanozo-6fosfat, este transformat în fructoyo-furanozo-1,6-difosfat. Această reacție de tranfer a grupării fosforice din acidul A.T.F. pe fructozofuranozo-6-fosfat are loc sub acțiunea enzimei fosfoluxochinază în prezența ionilor de Mg 2.

5) Esterul format, fructozo-furanozo-1,6difosfat, este descompus sub acțiunea zimohexazei în două molecule, una de fosfodioxiacetonă care se găsește în găsește în proporție de 97% și a doua de aldehidă 3-fosfoglicerică, ce prezintă 3%.

6) Dintre cele două componente formate din reacția anterioară, una și anume 3-fosfodioxiacetona, se transformă sub acțiunea enzimei fosfotrioizomeraza în aldehidă 3-fosfoglicerică.

7) Aldehida 3-fosfoglicerică se transformă în prezența acidului fosforic liber în 1,3 difosfogliceroaldehidă după reacția:

8) 1,3-Difosfogliceroaldehida, formată anterior este transformată printr-un proces de oxidoreducere în prezența coenzimei I ( difosfopiridin nucleotid ) în acid 1,3 difosfogliceric.

9) În continuare, acidul 1,3-difosfogliceric trece în acid 3-fosfogliceric, în prezența difosfoglicerin-defosforilaza, a acidului adenozindifosforic și a coenzimei I:

10) În această etapă, acidul 3-fosfogliceric, în prezența fosfogliceromutazic, trece în acid 2-fosfogliceric.

11) Acidul 2-fosfogliceric trece, sub acțiunea enolazei, în acid fosfoenolpiruvic.

12) Acidul 2-fosfoenolpiruvic trece, în prezența acidului adenilic ( A.A.) sau a acidului adenozindifosforic ( A.D.F. ) și a unei transfostaze, în acid enolpiruvic.

13) Prin regruparea structurală, acidul enolpiruvic trece în acid piruvic.

14) Sub acțiunea drojdiilor și în prezența carboxilazei acidul peruvic se transformă în aldehidăacetică și CO2

15) Dihidro-codehidraza Co1 H2 reduce aldehida acetică la alcool etilic.

16) În paralel cu fermentația aloolică o parte din acidul piruvic în prezența lactodehidrogenazei și a coenzimei reduse ( DPNH2 ) din bacteriile lactice, trece în acid lactic.

Factori care influențează fermentația alcoolicăîn aluat.

Factorii care influențează fermentația alcoolică sunt: timpul de fermentare, temperatura, aciditatea, variația de volum.

Timpul de fermentare este diferit, funcție de faza tehnologică respectivă. Astfel, pentru prospătură, timpul de fermentare este de 4,5-6 ore, pentru maia 1,5-4 ore, pentru aluat 0,5-1,5 ore. În cadrul aceleași faze tehnologice, timpul de fermentare depinde de starea biochimică a făinii, care este definită de rezistența amidonului granular, a substanțelor proteice și celorlalte componente la hidroliza enzimatică și activitatea enzimatică.

În cazul aluatului preparat din făină hiperenzimatică, respectiv cu gluten de slabă calitate și amidon degradat în proporție ridicată, durata de fermentare este mai redusă, în timp ce, aluatul preparat din făină hipoenzimatică, cu gluten tare – elastic și amidon nedegradat, se supune fermentării un timp mai îndelungat. Durata fermentării este deosebit de importantă, întrucât determină, pe de o parte cantitatea de aluat ce se află la fermentare, iar pe de altă parte, necesarul de utilaje și spațiul pentru fermentare.

Timpul de fermentare a semifabricatelor mai depinde de temperatura de fermentare și de condițiile de microclimat din camera de fermentare. În cazul în care temperatura de fermentare este mai redusă, respectiv are valoarea de 23-270C, timpul de fermentare se mărește. Când temperatura de fermentare este mai mare, având valori de 35-380C, timpul de fermentare se reduce.între temperatura semifabricatului și cea a camerei de fermentare se admite o diferență de temperatură de 4-80C. În această situație, dacă temperatura camerei de fermentare este mai mare, timpul de fermentare va fi mai scurt, iar dacă tempertura în camera de fermentare va fi mai mică, atunci timpul de fermentare va fi mai mare.

Durata de fermentare a aluatului depinde de metoda de frământare utilizată. Astfel, frământarea intensivă poate duce la scurtarea duratei de fermentare a aluatului, prin înmulțirea bulelor de gaze. Durata optimă de fermentare se poate reduce de la 2,5 ore la 30 minute. În timpul frământării sau presării aluatului se elimină CO2, iar datorită aderenței și legării cu peretele bulei opuse se formează două bule.

În figura 1.11. s-a reprezentat cu A bula de gaz înainte de frământare, cu B divizarea bulei în timpul frământării și cu C bulele noi după dospire.

Fig. 1.11. Înmulțirea bulelor de gaz și distribuirea în decursul fermentării aluatului

Datorită forței de adeziune și umidității ridicate a peretelui bulei de gaz, tendința de divizare a bulelor la frământare se reduce. Acest fenomen este prezentat în figura 1.12. Când umiditatea peretelui bulelor de gaze este optimă și acest lucru se întâmplă în cadrul duratei optime de fermentare, procesul de divizare a bulelor de gaze în timpul frământării aluatului este favorizat.

Fig. 1.12. Reducerea tendinței de divizare a bulelor de gaze la frământarea aluatului

Durata de fermentare a aluatului depinde și de coeficientul de umplere a spațiului pentru frământare în utilajul de frământare. Procesul de fermentație, precum și calitatea produselor sunt optime pentru o valoare de 0,6 a coeficientului de umplere.

Temperatura de fermentare este un parametru important ala aceszui proces, întrucât influențează direct, între anumite limite, intensitatea reacțiilor enzimatice, a proceselor microbiologice, fizico-chimice, biochimice, coloidale, precum și proprietățile fizico-coloidale ale aluatului.

Tehnologia clasică de fabricare a pâinii prevede ca temperatura optimă de fermentare a semifabricatelor să fie cuprinsă între 28-320C, desigur în cazul semifabricatelor preparate din făinuri de calitate corespunzătoare. Semifabricatele preparate din făinuri slabe cu activitate enzimatică ridicată și activitate fermentativă a microflorei mărită, trebuie să fermenteze la temperaturi mai scăzute, respectiv, 23-270C. Aceste temperaturi măresc stabilitatea fizico-coloidală ca urmare a reducerii activității enzimatice. În cazul semifabricatelor din făinuri de calitate superioară se poate dirija fermentarea la temperaturi de 34-350C cu accelerarea proceselor enzimatice și fermentative, fără însă a degrada proprietățile fizico-coloidale ale aluatului. Odată cu creșterea temperaturii elasticitatea glutenului scade și se mărește extensibilitatea și însușirea de a se lăți. Aceste procese se accenmtuează în cazul aluatului cu gluten slab, creșterea temperaturii aluatului determină înrăutățirea proprietăților sale fizice prin scăderea consistenței și creșterea gradului de înmuiere determinat de mărirea vitezei proceselor de umflare și peptizare a coloizilor făinii și de intensitatea activității fermentative.

În timpul procesului de fermentare, urmare a reacțiilor exoterme, în principal de fermentație alcoolică și lactică și a schimbului de căldură cu mediul încăperii de fermentare, temperatura de fermentare se modifică. De regulă, în condiții normale, aceasta crește la finele fazei de fermentare cu 1-20C. Menținerea unei temperaturi corespunzătoare în procesul de fermentație se realizează prin asigurarea în camera de fermentare a unei temperaturi constante dorite și a unei umidități relative a aerului cuprinsă între limite optime.

Aciditatea semifabricatelor indică conținutul de grupări carboxilice libere sau capabile să reacționeze cu hidroxidul de sodiu și se exprimă în ml NaOH n/1 la 100g de aluat. Grupările carboxilice, care dau aciditatea, rezultă din făină și celelalte componente adăugate, din fermentația alcoolică, care dă: acid succinic, acid acetic, acid formic și din fermentațiile lactice, acetice, propionice, butirice, care formează acid lactic, acid acetic, acid propionic, acid tartric, acid malic, acid citric, acid butiric.(20,6)

Se poate aprecia deci că aciditatea finală a semifabricatului (după fermentare) se compune din aciidtatea inițială a făinii și a celorlalte componente, din acizii rezultați din activitatea fermentativă a drojdiilor și a bacteriilor. Adaosul de drojdie mărește aciditatea finală a semifabricatului cu atât mai mult cu cât aciditatea inițială este mai mică și cantitatea de drojdie este mai mare.

Grafic, variația acidității se prezintă în figura 1.13.

Fig. 1.13. Modificarea acidității semifabricatelor în timpul fermentării

După cum rezultă din grafic, experimental s-a stabilit că 30% din aciditate este formată de drojdii și 70% este formată de către bacterii (Acb). Aciditatea inițială a aluatului depinde de compoziția chimică a făinii, de gradul de extracție și de calitatea acesteia. La făinurile de slabă calitate, datorită intensității proceselor care au loc, aciditatea inițială este mai mare. După cum s-a arătat, în timpul fermentației, aciditatea crește. Momentul terminării fermentației se poate aprecia organoleptic și prin determinarea acidității care trebuie să aibă valorile din tabelul 1.3.

Tabelul 1.3.

Aciditatea finală a semifabricatelor

Condiții favorabile pentru activitatea vitală a bacteriilor care produc aciditate sunt atunci când temperatura semifabricatului ajunge la limita de 35-400C. Rezultă deci, că aciditatea crește odată cu mărirea temperaturii.

Variația de volum. În timpul procesului fermentativ al semifabricatelor drojdiile și bacteriile produc cantități însemnate de gaze, în principal CO2 și în cantități mici H2. datorită gazelor care se formează prin fermentare, volumul semifabricatelor se modifică în direcția creșterii. Creșterea în volum a semifabricatelor în general și a aluatului în special depinde, pe de o parte de însușirea făinii de producere a gazelor și pe de altă parte de capacitatea de reținere a acestora de către aluat.

În condițiile teoretice, când aluatul ar conține toate gazele formate în procesele fermentative, creșterea în volum al acestuia ar fi egala cu volumul gazelor produse. În mod practic, aluatul prin structura sa glutenică de o anumită rezistență, pierde o parte mai mare sau mai mică din gazele de fermentare și astfel, creșterea în volum a semifabricatului este diferită. Bulele de gaz exercită presiune asupra rețelei glutenice, mergând până la ruperea parțială a pereților cavităților din aluat, permițând scurgerea acestora prin canalele colectoare în mediul exterior. Grafic variația volumului aluatului ca urmare a gazelor formate în procesele fermentative se prezintă în figura 1.14.

Fig. 1.14. Variația volumului aluatului în timpul fermentării

Curbele F1, F2, F3 reprezintă variația teoretică a volumului aluatului, funcție de timp, pentru făinuri cu proprietăți diferite de formare și reținere a gazelor. În grafic, V0 reprezintă volumul inițial al aluatului, adică nefermentat, când se consideră că are o greutate specifică, g=1,12, iar Vmax este volumul maxim al aluatului fermentat, când are o greutate specifică, g=0,65 – 0,75 kg/dm3. Făcând diferența între volumul maxim și cel inițial se obține o diferență de volum, respectiv creșterea volumului aluatului în timpul fermentării, creștere care coincide cu volumul gazelor reținute în aluat.

În practica industrială, creșterea volumului semifabricatelor se apreciază organoleptic de către personalul de execuție și conducere calificat.(6)

Semifabricatele, prospătura și maiaua, în timpul fermentării își măresc volumul până la un nivel maxim. Întrucât timpul de fermentare la prospătură este destul de mare, de câteva ore, la finele acestei operații acesta „cade”. Când maiaua a atins volumul maxim și prin ruperea de către lucrător începe să piardă gaze, se apreciază că maiaua este „venită” și fermentarea terminată. Când maiaua își reduce volumul se se consideră că este deja „depășită” sau „trecută”, ca durată de fermentare. La aluaturi, datorită timpului de fermentare redus, nu se poate realiza volumul maxim.

Aceste aprecieri referitoare la creșterea volumului semifabricatelor, corelată cu terminarea sau nu a duratei de fermentare sunt foarte relative, subiective, depinzând în mare măsură de experiența celui care analizează. În aceste aprecieri și corelații trebuie să se țină seama de calitatea făinii.

Astfel, coincidența între „căderea” maielei ți terminarea fermentării și atingerea acidității se menține numai la maielele fabricate din făinuri normale. Multă vreme s-a considerat că fermentarea semifabricatelor trebuie să se facă fără agitare, în mod liniștit, pentru a asigura menținerea gazelor formate. Cercetările ulterioare au stabilit că dimpotrivă, procesele fermentative sunt intensificate prin agitare.

Factori care influențează înmulțirea drojdiilor și bacteriilor acido-lactice

Drojdia de panificație obținută pe cultură de melasă este o drojdie de tip respirator, cu funcții fermentative reduse, cu activiate invertazică mare și care conține cca. 10 miliarde celule/gram. Drojdia de panificație, odată introdusă în semifabricat, întâlnește condiții noi de mediu, sub aspectul presiunii osmotice a surselor de hrană. În aceste condiții, drojdia produce maltaza pentru scindarea maltozei, utilizează aminoacizi, declanșează fermentația alcoolică, transformându-se dindrojdie de tip respirator în drojdie de tip fermentativ.

În masa semifabricatelor, microorganismele, respectiv drojdiile și bacteriile, întâlnind condiții corespunzătoare, se înmulțesc. Procesul înmulțirii drojdiilor este condiționat de o serie de factori, între care mai importanți sunt: conținutul inițial de drojdie din semifabricat, temperatura și consistența mediului, gradul de aerare al semifabricatului și adaosul unor substanțe.

Din cercetările efectuate s-a constatat că înmulțirea celulelor de drojdie este mai accentuată când conținutul inițial de celule este mai mic. [NUME_REDACTAT], Schweitzer și Dalby au stabilit că înmulțirea drojdiilor are loc cu atât mai intens cu cât conținutul inițial este mai mic.

Datele de mai jos reflectă dependența între conținutul de drojdie din semifabricat și înmulțirea ei după 6 ore de fermentare, la un conținut inițial de drojdie diferit:

concentrația inițială, %: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0;

înmulțirea celulelor, %: 88; 58; 49; 29.

Există concentrație limită, de 120-140 ml/g, corespunzătoare unei cantități de 2%

drojdie, raportată la făină, peste care înmulțirea drojdiilor este condiționată și de consistența semifabricatului, de raportul făină/apă.

Cercetările au concluzionat că înmulțirea drojdiilor este mai accentuată dacă umiditatea este mai mare. La o concentrație inițială de 1% drojdie, după 4 ore de fermentație și diferite valori a raportului făină/apă, înmulțirea drojdiilor este redată în datele de mai jos:

– raport făină/apă 1/ 0,5 1/1 ½

– înmulțirea drojdiilor, în % 8 32 43

Această corelație între înmulțirea drojdiilor și umiditatea semifabricatului stă la baza stabilirii consistenței optime în procesul de producție. Cercetătorul M. Trozan, a stabilit legătura între înmulțirea drojdiilor, pe de o parte și temperatura și consistența mediului, pe de altă parte.

În intervalul de temperatură cuprins între 26-320C are loc o creștere a numărului de microorganisme, odată cu ridicarea temperaturii. În tabelul următor sunt cifre care reflectă înmulțirea bacteriilor, drojdiilor și modificarea acidității la diferite temperaturi.

Tabelul 1.4.

Influența temperaturii și a consistenței semifabricatului asupra

înmulțirii microorganismelor

Analizând datele din tabel se observă că, la temperatura de 320C are loc o scădere pronunțată a înmulțirii drojdiilor. Influența gradului de aerare a semifabricatelor, prin refrământări repetate în timpul fermentării, asupra înmulțirii drojdiilor, a fost stabilită de către cercetătorii din [NUME_REDACTAT].

S-a ajuns la concluzia că, în semifabricatele aerate prin refrământare, numărul celulelor de drojdie este mult mai mare față de cele neaerate.

Prin refrământare se asigură pătrunderea oxigenului în masa de semifabricat și în felul acesta se creează condiții favorabile de înmulțire a drojdiilor, pentru creșterea capacității de formare a gazelor și în final îmbunătățirea calității produselor, prin mărirea volumului.

Din acest punct de vedere, procedeul de preparare continuă a aluatului asigură cultivarea continuă a microorganismelor, intensificarea procesului de fermentație, creșterea numărului de celule de drojdie, mărirea puterii de formare a gazelor.

În tabelul 1.5. sunt cuprinse date care reflectă intensitatea procesului de înmulțire a celulelor de drojdie, de formare a gazelor, puterea de creștere în cazul preparării continue a aluatului cu agregatul TNIIHP.

Tabelul 1.5.

Rezultatele privind desfășurarea în timp a activității

microbiologice la prepararea continuă a aluatului

Accelerarea înmulțirii drojdiei în semifabricatele supuse fermentării se poate realiza prin adăugarea de vitamine precum și o serie de săruri minerale cum ar fi: clorura de amoniu, sulfatul de calciu, carbonatul de calciu.

Adaosul de carbonat de calciu influențează favorabil asupra înmulțirii și activității bacteriilor acido-lactice și drojdiilor, după cum rezultă din figura 1.15. prezentată în continuare:

Fig.1.15. Influența adaosului de CaCO3 asupra celulelor de

drojdie din maia în timpul păstrării

atrofierea celulelor; b) formarea gazelor (CO2); A – maia fără CaCO3;

B – maia cu 1% CaCO3; C – maia cu 2% CaCO3; D – maia cu 3% CaCO3.

În maiaua A fără CaCO3, numărul celulelor atrofiate a crescut după 48 ore la 70%, iar după 96 ore la 90%, iar în maiaua C și D cu adaos de CaCO3, numărul celulelor de drojdie atrofiate reprezintă mai puțin de 10% din total. În maiaua A, cantitatea de CaCO3 scade rapid, odată cu durata de păstrare, în timp ce în maiaua C și D, chiar după 96 ore de păstrare, cantitatea de CO2 nu scade sub 700 ml. De aici se desprinde concluzia că formarea CO2 este direct proporțională cu numărul celulelor vii de drojdie.

Utilizarea CaCO3 permite reglarea operativă a procesului tehnologic de fabricare a pâinii, în cazul fabricației pe șarje, în flux continuu sau la întreruperea lucrului.

Curbe de fermentare

După cum este cunoscut, procesul fermentativ este destul de complex, depinde de o serie de factori printre care, în mod deosebit, mediul creat de semifabricat, cantitatea și starea inițială a drojdiilor.

Procesul fermentativ poate fi urmărit și condus printr-o serie de factori, între care cu utilitate practică se menționează variația acidității și a cntității de CO2 figura 1.16.

Fig. 1.16. Variația debitului de CO2 la un proces

de fermentare în trei faze

În faza de prospătură, în prima parte a timpului de fermentare, cantitatea de dioxid de carbon crește, ca urmare a fermentării de către drojdii a zaharozei, glucozei și fructozei din făină, consumând oxigenul din mediu. Pe măsura fermentării, aceste substanțe inițiale, epuizându-se, cantitatea de CO2 scade, înregistrând minimul în punctul A. Odată ce drojdia se adaptează începe fermentarea maltozei, în condiții anaerobe, activitatea fermentativă crește, ajungând în punctul maxim B. După acest maxim, cantitatea de CO2 scade, ca urmare a consumului maltozei formate în prima parte. Cantitatea de CO2 care se degajă este direct proporțională cu cea de maltoză rezultată din fermentare.

La faza de maia se adaugă diferența de făină și drojdie. Curba de fermentare este asemănătoare celei de la prospătură, cu deosebirea că, scăderea activității fermentative, materializată în punctul A, este mai ușoară. Acest lucru se explică prin aceea că o parte din drojdia existentă în maia este deja adaptată pentru fermentarea maltozei.

În aluat drojdia este deja adaptată, cantitatea de CO2 crește pe măsură ce drojdiile se înmulțesc. Curba nu are punctul de inflexiune A. Curbele trasate cu linie punctată reprezintă variația conșinutului de maltoză în timpul fermentării semifabricatelor. În prima parte de fermentare, viteza de formare a maltozei este crescândă, explicată prin existența granulelor de amidon fisurate, ușor hidrolizabile. În aluat, cantitatea de maltoză care se formează este mai redusă pentru că numai o parte din granulele de amidon sunt deteriorate și hidrolizabile, restul au fost deja hidrolizate în faza de maia.

În timpul fermentării semifabricatelor, aciditatea se modifică în mod diferit, după cum rezultă din curbele prezentate în figura 1.17.

Fig. 1.17. Variația acidității semifabricatelor: I) prospătură;

II) maia; III) aluat

În prospătură, inițial, aciditatea este determinată de activitatea drojdiilor. În timpul fermentării, la formarea acidității contribuie și bacteriile acidogene. Spre deosebire de prospătură, la maia, curba care indică creșterea acidității are o pantă mai mică. Acest lucru se explică prin aceea că, adăugând o anumită cantitate de prospătură ce conține bacterii acidogene active, aciditatea inițială a maielei este mai mare.

Aciditatea inițială a fazei aluat este mai mare, după cum rezultă din grafic, decât aciditatea inițială a aluatului este mai mică decât aciditatea finală din maia. Aciditatea inițială și finală a semifabricatelor depinde de făina utilizată, de tipul de fermentare, de cantitatea de prospătură, maia, utilizate la prepararea maielei, respectiv a aluatului.

Fermentația lactică este produsă de bacteriile lactice, homo- și heterofermentative, aduse de făină și de drojdie în aluat. Ele fermentează hexozele și pentozele, fromând ca produs principal acidul lactic. Alături de acesta, care reprezintă aproximativ 2/3 din aciditatea totală, se mai formează și alți acizi, mai importanți fiind acizii acetic și formic (aproximativ 1/3 din aciditatea totală).

Bacteriile lactice care provoacă procesul fermentativ lactic sunt: Streptococus lactis, Leuconostoc citrovorum, Leuconostoc dextramicum, L. mesenteroides, L.delbruckii, L.casei, precum și de ciuperci din speciile Mucor și Rhizopus. Bacteriile lactice care declanșează fermentația lactică fac parte din două grupe. Prima grupă o constituie bacteriile lactice homofermentative de tipul Streptococus lactis, care descompun hexozele în acid lactic după următoarea reacție

C6H12O6 2CH3-CHOH-COOH

Reacția este exotermă în sensul că fiecare moleculă gram de hexoză fermentată degajă 22,5 cal. A doua grupă de bacterii lactice o constituie bacteriile heterofermentative, care prin descompunerea hexozelor formează pe lângă acid lactic, și o serie de substațe secundare, ca: acid acetic, alcool etilic în cantități apreciabile, care uneori depășesc chiar pe cea a acidului lactic.

2C6H12 O6 H2O 2CH3 – CHOH – COOH CH3 – CH2OH CH3- COOH

Funcție de mediul de cultură, bacteriile lactice pot forma acid lactic activ, forma 1, forma d sau inactiv. Astfel, Lactobacillus casei formează în mediu mediu de glucoză și lactiză, acid lactic dextrogir, iar în mediu de zaharoză și maltoză, acid lactic forma 1, optic inactivă.

La temperatura de preparare a maielei și a aluatului, rolul principal în formarea acidității aluatului îl au bacteriile mezofile cu optimul de activitate la 30-350C, cele termofile cu optimul de activitate la 48-520C având un rol minor.

Acizii formați în fermentația lactică măresc aciditatea aluatului și deplasează pH-ul spre valori mai acide. Aceasta influențează proprietățile reologice ale aluatului, activitatea enzimelor, gustul și aroma produsului. De aceea, aciditatea finală a prospăturii, a maielei și a aluatului este luată drept indice de maturizare a semifabricatelor. Un rol deosebit îl joacă acidul lactic. El îmbunătățește însușirile fizice ale glutenului slab, activează celula de drojdie, are acțiune favorabilă asupra gustului produsului. Coborârea pH-ului este favorabilă și pentru combaterea îmbolnăvirii pâinii de boala mezentericus și pentru prelucrarea făinurilor provenite din grâu încolțit, bogate în α-amilază.

Valoarea acidității și pH-ului depinde de extracția făinii, de tehnologia aplicată, de parametri procesului tehnologic și de faza tehnologică.

Semifabricatele (prospătuă, maia, aluat) preparate din făinuri de extracții mari au aciditate mai mare decât cele preparate din făinuri de extracții mici, iar aluaturile preparate indirect au aciditate mai mare decât cele preparate direct.

Datorită faptului că făinurile de extracție mare conțin cantități mai mari de substanțe cu acțiune de tamponare, pentru aceeași aciditate, aluaturile preparate din făinuri de extracții mari au un pH mai mare decât cele preparate din făinuri de extracții mici.

Interacțiunile între bacteiile acidului lactic și enzime exogene au fost studiate pentru a se optimiza efectele asupra cineticii microbiene de acidificare, producția de acetic și proprietățile texturale în timpul fermentării aluatului. Analizele texturale au scos în evidență faptul că aluaturile fermentate au început cu [NUME_REDACTAT] și enzimele individuale au fost caracterizate de o stabilitate și o moliciune mai mari în comparație cu aluaturile în care au fost adăugate doar enzimele. (21, 17, 6)

1.3.2. Procese microbiologice care au loc la coacere

În masa de aluat supusă coacerii au loc o serie de procese micobiologice, legate de activitatea vitală a microflorei de fermentare respectiv a celulelor de drojdie și bacteriilor acidogene.

Intensitatea proceselor microbiologice crește cu încălzirea bucăților de aluat supuse coacerii. Odată cu încălzirea bucăților de aluat la temperatura de 50C, drojdiile trăiesc și activează intens determinând creșterea volumului bucăților de aluat.

Activitatea bacteriilor, care produc acizi cum ar fi bacteriile lactice, acetice, crește odată cu creșterea temperaturii bucăților de aluat, apoi scade treptat, iar la temperatura de 60C activitatea încetează.

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 și 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 și formarea de acizii.

• Fermentația alcoolică. Pe măsura încălzirii diferitelor straturi ale aluatului până la 35ºC, temperatura optimă pentru fermentația alcoolică, drojdia devine mai activă și procesul de fermentație se acceleraează. La 40ºC activitatea drojdiei continuă să fie foarte intensă; peste această temperatură, activitatea ei scade, mai pronunțat peste 45ºC, și la 50ºC încetează complet.

• Fermentația lactică. Aceasta își modifică și ea intensitatea. La început, pe măsura încălzirii aluatului la temperatura optimă de activitate a bacteriilor, de 35ºC pentru bacteriile netermofile și de 48… 54ºC pentru bacteriile termofile, este accelerată; apoi, după depășirea acestei temperaturi, activitatea bacteriilor scade, iar la 60ºC încetează complet. Bacteriile lactice termofile de tipul Lactobacillus delbruecki pot să-și păstreze o anumită activitate și până la temperaturi mai înalte ( 75…80ºC ).

Practic, se consideră că la 65ºC activitatea microbiotei aluatului încetează complet.

Procesele microbiologice se produc treptat, pe măsura încălzirii bacteriilor din aluat răspândindu-se de la straturile superficiale spre centru. Imediat după încetarea coacerii , straturile exterioare ale bucății de aluat se încăzesc rapid, determinând încetarea completă a activității vitale a microflorei de fermentație.

În acest timp în straturile mai adânci, din bucata de aluat, vor exista condiții optime din punct de vedere al temperaturii pentru activitatea vitală a microflorei, iar în partea centrală condițiile optime nici nu sunt atinse. (20, 6)

Modificarea acidității și a conținutului de alcool în aluat în timpul coacerii. Deși, în timpul coacerii, în bucata de aluat continuă un anumit timp procesele microbiologice, care măresc conținutul de substanțe cu caracter acid al aluatului, pâinea proaspătă coaptă are aciditatea mai mică decât aluatul din care s-a obținut. Scăderea acidității în timpul coacerii se datorează pierderii prin volatilizare a unei părți a dioxidului de carbon și acizilor volatili. Ea este influențată de natura produselor acide acumulate în procesul de fermentație, de viteza de încălzire a bucății de aluat, de mărimea și forma ei. De asemenea, scade conținutul de alcool, datorită evaporării, cu 50-80% ( tabelul 1.6. ).

Tabelul 1.6.

Modificarea acidității și a conținutului de alcool la coacere

Capitolul II. Influența consistenței aluatului asupra calității pâinii

Consistența este un parametru foarte important al aluatului. De ea depinde cantitatea de apă liberă în aluat, care facilitează mobilitatea enzimelor în raport cu substratul și în consecință intensitatea proceselor biochimice. Din aceleași motive ea influențează activitatea microbiotei aluatului, dar și procesele coloidale, de umflare și peptizare.

O serie de cercetări au evidențiat influența consistenței aluatului asupra proprietăților lui reologice. În urma testelor de baleaj de amlitudine și de baleaj de frecvență pentru aluaturi cu umidități variind între 40 și 80% s-a observat că atât modulul de acumulare G̀, cât și cel de dispersare G̀ ̀ cresc cu creșterea umidității aluatului până se atinge consistența optimă a aluatului, după care umiditatea continuând să crească, valorile celor două module scad ([NUME_REDACTAT], Teză de doctorat, 2008).

S-au preparat aluaturi de diferite consistențe: consistență normală, consistență mică (CH + 10%), consistență mare (CH – 10%). S-a utilizat metoda directă de preparare a aluatului și frământare lentă.

Tabel 2.1.

Parametri calitativi ai pâinii obținute din făina F1

Tabel 2.2.

Parametri calitativi ai pâinii obținute din făina F2

Tabel 2.3.

Parametri calitativi ai pâinii obținute din făina F3

Tabel 2.4.

Parametri calitativi ai pâinii obținute din făina F4

Rezultatele se prezintă grafic în graficele 2.1.-2.4.

Fig. 2.1. Influența consistenței aluatului asupra volumului pâinii folosind metoda directă și frământare lentă

Fig. 2.2. Influența consistenței aluatului asupra porozității pâinii folosind metoda directă și frământare lentă

Fig. 2.3. Influența consistenței aluatului asupra elasticității miezului pâinii folosind metoda directă și frământare lentă

Fig. 2.4. Influența consistenței aluatului asupra acidității miezului pâinii folosind metoda directă și frământare lentă

În urma analizei rezultatelor obținute prin modificarea consistenței aluatului realizată prin adăugare de apă cu 10 % mai mult față de capacitatea de hidratare, respectiv prin diminuarea cu 10 % a cantității de apă față de capacitatea de hidratare, se poate constata că aceasta influențeaza în mod vizibil calitatea produsului finit. Astfel, se observă că pentru produsele obținute din făinurile F1 și F2, mărirea cu 10% a cantității de apă față de capacitatea de hidratare, a avut o influență pozitivă asupra volumului, porozității si a elasticității miezului, pe când diminuarea acesteia a avut o influență negativă în comparație cu proba martor. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că făinurile F1 și F2 au un conținut de proteine, respectiv gluten, ridicat și un indice de deformare mic, fiind făinuri medii puternice. Astfel, și în condițiile în care aluatul a fost de consistență mai mică, în timpul coacerii produsul s-a dezvoltat normal, ceea ce denotă că, nu a fost influențat negativ capacitatea de reținere a gazelor de fermentare, ci dimpotrivă. Acest lucru se poate explica prin faptul că în prezența unei cantități mai mari de apă, umflarea componentelor făinii și în principal a proteinelor glutenice a decurs în condiții mai bune, aluatul căpătând proprietăți reologice superioare.

La produsele obținute din făinurile F3 și F4 excesul de apă a avut o influență negativă asupra volumului produsului. La produsele obținute din făina F3 mărirea cantității de apă la frământare a dus la micșorarea volumului, în comparație cu proba martor. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, conținutul de proteine glutenice este mai scăzut la făina F4, calitatea glutenului este ceva mai slaba față de făinurile F1 și F2, fiind pus în evidență cel mai bine la produsele obținute din făina F4 care are cel mai scăzut conținut de gluten. Diminuarea cu 10% a cantității de apă a dus la înrăutățirea proprietaile fizico chimice ale produselor obținute în toate cazurile, neobținându-se în acest caz o umflare optimă a componenților făinii datorită deficitului de apă, și din acest motiv aluatul nu are însușiri reologice care să-i permită obținerea pâinii de calitate. La asta se adaugă și o activitate mai slabă a enzimelor și a microflorei. Rezultă că potențialul tehnologic pentru făinurile F1 și F2 provenite din soiurile Alex și Partizanka (recolta 2004) se îmbunătățește atunci când se lucrează cu consistențe mai mici ale aluatului, iar pentru F3 și F4 provenite din soiurile Romulus și Partizanka (recolta 2005) potențialul tehnologic cel mai bun se obține pentru consistențe normale ale aluatului.

Din punct de vedere organoleptic s-a putut observa că toate produsele obținute din cele patru făinuri F1, F2, F3 și F4 prin mărirea cantității de apă au suferit modificări asemănătoare. Astfel miezul produselor a fost mult mai elastic decât la proba martor, nu se sfărâmă deloc, aroma a fost mai pronunțată și coaja produselor mai deschisă la culoare. În mod similar diminuarea cantității de apă cu 10% a dus la modificări similare la toate produsele obținute din cele patru tipuri de făină. Acestea au avut un miez mai dens, gust fad și o culoare închisă a cojii. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că procesele de fermentare sunt mult mai intense la aluaturile de consistență mică, iar reacțiile biochimice din aluat sunt mai rapide, ceea ce duce la obținerea substanțelor de aromă și gust. Totodată activitatea enzimatică este mai intensă în aluaturile de consistență mică, obținându-se astfel o hidroliză mai mare a amidonului din care rezultă cantități mai mari de glucide simple, ceea ce explică culoarea mai închisă a cojii, respectiv formarea unor cantități mai mari de melanoidine în timpul coacerii.

În concluzie, potențialul tehnologic al făinurilor F1 și F2 este maxim pentru aluaturi de consistență mai mică decât consistența standard, iar pentru făinurile F3 și F4 acesta este maxim pentru consistența standard, adică cea care corespunde capacității de hidratare farinografice.

2.1. Influența timpului de fermentare asupra potențialului tehnologic al făinurilor

2.1.1 Influența timpului de fermentare a aluatului asupra proprietăților reologice ale aluatului și a miezului pâinii

În timpul fermentării are loc permanent modificarea proprietăților reologice ale aluatului, ca urmare a transformărilor pe care le suferă glutenul. Aceste transformări conduc la modificarea celei mai importante proprietăți reologice a aluatului de pâine, care este capacitatea de reținere a gazelor. Aluatul obținut imediat după frământare nu este destul de extensibil pentru a putea reține suficiente gaze, necesare obținerii unui produs afânat. Transformările pe care le suferă glutenul în timpul fermentării conferă aluatului extensibilitate și elasticitate și ca urmare capacitatea de a reține gazele crește.

Aluatul suprafermentat își pierde elasticitatea și se rupe la tensiuni relativ mici. Datorită rezistenței scăzute a aluatului o parte a gazelor de fermentare se pierde în timpul coacerii prin crăpăturile de la suprafața bucății de aluat și pâinea se obține cu volum mic.

S-a urmărit influența duratei de fermentare asupra proprietăților lui reologice. În acest scop s-a preparat, prin procedeul direct, un aluat din făina F1, apă conform capacității de hidratare, 1,6% drojdie și 2% sare și s-a supus fermentării la 300C. Probele de aluat au fost prelevate după 0, 30, 60, 90, 120, 150 și 180 min de fermentare. Pentru acești timpi de fermentare a fost preparată pâine, folosind procedeul direct.

Determinările s-au efectuat cu aparatul JTL Janz efectuând teste de compresie uniaxială și teste de relaxare a tensiunii. Calculele și reprezentările grafice s-au făcut utilizând software ORIGIN

Reologia aluatului. Curbele de compresie obținute exprimă dependența sarcinii de compresie τ de deformarea Cauchy ε (Steffe, 1996). O curbă de compresie pentru aluat, după 70 minute de dospire este prezentată în figura 2.1. Se poate observa o dependență sigmoidală fiind similară cu curbele de compresie de deformare obținute pentru pâine de secară (Swyngedau, 1991). Din panta primei părți a curbei experimentale (c <0,2) a fost calculat modul de compresie inițial sau modul Young (E). Valorile modulului Young din aluat la durate diferite de dospire sunt prezentate în tabelul 2.1. Durata de dospire scade valoarea modulului Young, această dependență fiind aproape liniară (R = -0.98513). Hidrolizarea contribuie la dezvoltarea proteinelor de gluten iar ocluzia contribuției aerului la formarea unei structuri de spumă în aluat. Scăderea modulului Young ar putea fi explicată prin formarea acestei structuri de spumă.

Fig. 2.5. Curbele de compresie pentru aluat, după 120 de minute de dospire (curba 1) și miezul de pâine obținut din acest aluat (2)

Tabel 2.5.

Influența duratei de dospire asupra caracteristicilor reologice (± SE) ale aluatului

Testul de relaxare este o procedură statică care ar putea fi utilizată la caracterizarea proprietăților vâscolelastice ale aluatului. Datele obținute ar putea fi potrivite excelent de ecuații care au fost derivate din modelul Maxwell generalizat, constând din două elemente paralele Maxwell conectate în paralel cu un arc (Steffe, 1996):

(1)

În această relație Fe (forța de echilibru) reprezintă valoarea forței de relaxare la valori mari de timp (t), A1 și A2 sunt valorile inițiale de forță privind elementele Maxwell și 1 și 2 sunt timpii de relaxare pentru aluat. [NUME_REDACTAT], 1 și 2 prezentate în tabelul 1. Valori mai mari pentru forță de echilibru sugerează mai multe proprietăți elastice ale aluatului, și cele mai mici sugerează mai multe proprietăți vâscoase. Există o asociere foarte slabă între forță de echilibru și timp (R = 0.32418). Valorile mai mici de timp 1 , sugerează valori mai mari de diminuare a stresului inițial, și anume proprietăți mult mai pronunțate vâscoelastice. Al 2 –lea timp de relaxare 2 corespunzător zonei de stabilizare, reprezintă rata de relaxare a structurii principale de gluten din aluat. Zona de relaxare de stabilizare este partea finală a curbei de relaxare (figura 2). După cum se observă din tabelul 1, 1 și 2 scădere liniară, cu o durată de dospire (R = -0.98548 pentru 1 și R = -0.97357 pentru 2. Atunci când amestecul se dezvoltă optim, proteinele formeaze o masă coerentă vascoelastică încapsulând aer, granule de amidon și alte materiale de umplere. Dezvoltarea optimă a glutenului este vitală pentru dezvoltarea structurii în miez.

O modalitate de a depăși unele dintre dificultățile modelelor Maxwellian este cea de normalizare și liniarizare a curbelor de relaxare a forței experimentale folosind o ecuație empirică propusă de Peleg (Steff, 1996):  

(2)

unde F(o) este forta la momentul zero, F(t) forța după momentul t, 1/k1 este legată de rata inițială a diminuării stresului, and 1/k2 la un nivel de stres asimptotic ipotetic nerelaxat la timp constant (Gamero, 1993). De asemenea, valorile k1 și k2 sunt prezentate în tabelul 2.2. Parametrii k1 și k2 au fost calculați din ecuația lui Peleg (Ec. 2), prin regresie liniară, coeficienții de corelație variază între 0.998 și 0.999. În ceea ce privește și 2, k1 și k2 sunt puternic influențate de timp. Dar dacă în cazul lui k1 există o asociere puternică negativ (R = -0.96081), în caz lui k2 nu există nici o asociere (R = 0.25538).

În figura 2 este o curbă de detensionare experimentală obținută pentru mostrele din aluat, după 120 de minute de dospire. De asemenea, este prezentată curba de detensionare normalizată.

Fig. 2.6. Curbele de detensionare (1) și curbele de detensionare normalizate (2) pentru aluatul după 120 de minute de dospire (cercurile deschise) și miezul de pâine obținut (triunghiuri deschide) (linie punctată – curba calculată)

Reologia miezului de pâine. Testele de compresie a miezului de pâine au arătat că proprietățile reologice ale miezului de pâine sunt anizotrope. Din prima parte (<0,2) a curbei de compresie-deformatie pentru miez de paine (ca în figura 1) a fost calculat modul Young pentru miez de pâine (tabelul 2). Aceste valori sunt similare cu datele Hibberd (1985) pentru miezul de pâine alb.

Tabel 2.6.

Influența duratei de dospire asupra caracteristicilor reologice (± SE), ale miezului de pâine

Poate fi observat că, după 30 de minute de dospire, modulul Young scade de 3-5 ori. Asta înseamnă că este necesar un minim de 30 de minute de dospire pentru obținerea pâinii cu foarte bune proprietăți elastice. Există o corelație foarte bună liniară între modulul Young și densitatea miezului (R = 0.9254).

În ceea ce privește proprietățile vâscoelastice ale miezului de pâine, pentru pâinea obținută după 120 la 150 de minute de dospire, proprietățile vâscoase sunt mai pronunțate (cele mai mici valori pentru 1, 2 și k1). Ca o consecință, procesul de dospire a acestui aparat, pentru acest tip de pâine ar putea fi mai mic decât 120 de minute (Laszlo R., D.Dogaru, D. Bordei, C. Mateescu, 2005).

2.1.2. Influența timpului de fermentare a aluatului asupra calității pâinii

S-au preparat probe de pâine prin metoda directă folosind cele 4 făinuri și timpi de fermentare ai aluatului de 0, 30, 90 și 150 min și s-a urmărit calitatea pâinii obținute.

Tabel 2.7.

Influența timpului de fermentare asupra calității pâinii obținută din făina F1

Tabel 2.8.

Influența timpului de fermentare asupra calității pâinii obținută din făina F2

Tabel 2.9.

Influența timpului de fermentare asupra calității pâinii obținută din făina F3

Tabel 2.10.

Influența timpului de fermentare asupra calității pâinii obținută din făina F4

Fig. 2.7. Influența timpului de fermentare a aluatului asupra volumului pâinii pentru probele din făinurile F1, F2, F3, F4

Fig.2.8. Influența timpului de fermentare a aluatului asupra porozității pâinii pentru probele din făinurile F1, F2, F3, F4

Fig. 2.9. Influența timpului de fermentare a aluatului asupra elasticității miezului pâinii pentru probele din făinurile F1, F2, F3, F4

Fig. 2.10. Influența timpului de fermentare a aluatului asupra acidității miezului pâinii pentru probele din făinurile F1, F2, F3, F4

Din datele obținute se constată că prelungirea timpului de fermentare a aluatului înainte de divizare a condus la creșterea volumului pâinii în toate cazurile, dar în proporții diferite pentru cele 4 făinuri. Cele mai mari creșteri s-au obținut pentru făinurile F1 și F2, făinuri care au conținut mare de gluten și de calitate foarte bună. La prelungirea timpului de fermentare, aluaturile preparate din aceste făinuri și-au mărit extensibilitatea și și-au redus rezistența, așa cum au arătat și determinările reologice, ceea ce a mărit capacitatea lor de a reține gazele de fermentare. În același sens au crescut și ceilalți indici calitativi porozitatea, elasticitatea și aciditatea.

Pentru celelalte două făinuri, F3 și F4 creșterea volumului pâinii cu timpul de fermentare a fost mai redusă, explicabilă în cazul făinii F3 printr-un gluten cu deformare mai mare (9,5 mm), în cazul făinii F4 și printr-un conținut mai mic de gluten umed. Același lucru s-a observat și pentru ceilalți indici calitativi ai pâinii, mai puțin aciditatea care a variat asemănător cu celelalte probe.

Organoleptic s-a sesizat foarte bine accentuarea gustului și aromei cu timpul de fermentare, precum și creșterea elasticității și scăderea sfărâmiciozității miezului. Porozitatea este mai bine dezvoltată, cu pori fini, uniformi, cu excepția probelor cu 150 min de fermentare pentru F3 și F4 unde se observă și pori mari.

Se paote spune că potențialul tehnologic al făinurilor studiate este mai bine valorificat atunci când se folosesc timpi mai lungi de fermentare, cu unele diferențe în durata optimă de fermentare pentru F1 și F2 față de F3 și F4.

Capitolul III. CONCLUZII

Din punct de vedere al conservabilitatii produsului, adaosului de apă (în plus cu 10% sau în minus 10% față de CH) s-a observat că făinurile cu un gluten mai ridicat , în special cele care au fost obținute din făina din grâu din an secetos , au tolerat mai bine un exces de apă decât cele obținute din făina din ani ploioși. Cele din urmă au devenit lipicioase și greu de modelat, iar volumul a scăzut considerabil, porozitatea era neuniformă iar la suprafața produsului finit s-a putut observa apariția unor bășici care aveau culoare mai pronunțată. In cazul în care cantitatea de apă a fost redus cu 10% față de CH, cele mai semnificative modificări s-au constatat la miezul produsului finit, care era foarte sfărâmicios. Datorita excesului de apa pe care au prezentat aceste aluaturi, celulele de drojdie s-au putut inmulti mult mai usor ceea ce duce la o crestere a aciditatii aluatului si implicit cel al miezului, iar prin cresterea aciditatii se realizeaza si o cretere a conservabilitatii acestor produse. In concluzie, acele produse care au fost realizate prin procese tehnologicw care faciliteaza cresterea aciditatii miezului cum ar fi fermentarea prelungita, exces de apa la prepararea aluatului, acestea vor prezenta si o conservabilitate mai mare in comparatie cu cele care in urma procesului tehnologic de obtinere nu au asigurat o crestere a aciditatii miezului.

BIBLIOGRAFIE

B.S. Khatkar, R.J.Fido, A.S. Tatham and J.D.Schofield – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]. II. Effects on [NUME_REDACTAT] Properties of [NUME_REDACTAT] – Journal of [NUME_REDACTAT] , 35, p.307-313, 2002

Banu C. și colab. – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol.II , [NUME_REDACTAT] București, p.1097,1999.

[NUME_REDACTAT] – Tehnologia modernă a panificației , [NUME_REDACTAT], București, p.160-161, 2004.

Bushuk W. – Protein – Lipid and [NUME_REDACTAT] in Flour –[NUME_REDACTAT], Department of [NUME_REDACTAT], University of Manitoba, Winnipeg, Canada – Chemistry and Physics of Baking, cap. 11, 1985.

Carlson T.G. – Law and Order in the [NUME_REDACTAT] Dough –Colloidal aspects of the wheat flour dough and its lipid and protein constituents in aqueus media. Dissertation, University of Lund, p.85, 1981.

[NUME_REDACTAT] – Microbiologia alimentelor, [NUME_REDACTAT], Galați, p.150-162, 2001.

Eliasson A.C., Larsson K. – Cereals in Breadmaking. A [NUME_REDACTAT] Approach/1 – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT], p.87-95, 1993.

Eliasson A.C., Larrson K. – Cereals in Breadmaking. A [NUME_REDACTAT] Approach/2 – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT], p. 56-64,1993.

[NUME_REDACTAT] – Adsorption of [NUME_REDACTAT] by [NUME_REDACTAT] Flour – In: Lebensm.-Wiss. U. –Technnol. , 34, 66-70, 2001.

Giurea A.M.- Referat nr. 1 – doctorat- Universitatea „[NUME_REDACTAT]”- Sibiu, p. 5, 1996.

I.M.Verbruggen and J.A.Delcour, – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] with [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] – Journal of [NUME_REDACTAT] , 37, p.151-156, 2003.

[NUME_REDACTAT], J.R. Mitchell, J.M.V. Blanshard- A model for the oven rise of dough during baking- In: Journal of [NUME_REDACTAT], 41, p. 66-77, 1999.

Kozmina N.P.-Biochimia cerealelor și produselor lor de prelucrare-Izd. „Kolos”, Moscova, p.307, 1976.

M.C.Zghal, M.G.Scanlon and H.D.Sapirstein – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT] and its Influence on [NUME_REDACTAT], – Journal of [NUME_REDACTAT] , 36, p.167-176, 2002.

MacRitchie F. – [NUME_REDACTAT] in Mixing – [NUME_REDACTAT] Unit, [NUME_REDACTAT] NSW 2113, Australia –Chemistry and Physics of Baking –J.M.V. Blanshard…- [NUME_REDACTAT] of Chemistry – [NUME_REDACTAT], p. 108-118,1986.

Pomeranz Y. – Composition and Functionality of Wheat – [NUME_REDACTAT]- [NUME_REDACTAT] and [NUME_REDACTAT] – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Service, U.S. Department of Agriculture, Madison, Wisconsion-Wheat: Chemistry and Technology , cap.12, pag.591, 1971.

R. [NUME_REDACTAT], M. [NUME_REDACTAT], A. Corsetti, P. Lavermicocca, P. Arnault, P. Tossut, G. Gallo, M.Gobbetti – Interactions betweem sourdough lactic acid bacteria and exogenous enzymes: effects on the microbial kinetics of acidification and dough textural properties – [NUME_REDACTAT], 20, p.67-75, 2003.

Tămaș V., Șerban M., Cotruț M. – Biochimie medicală veterinară, -[NUME_REDACTAT] și pedagogică, București, p.58-60, 1981.

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]-Sűtőipari technologia I, Mezőgazdasāgi Kiadő,p.15-23, 1988.

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]-Sűtőipari technologia II, Mezőgazdasāgi Kiadő,p.38-45 1990.

[NUME_REDACTAT] A. Amoa-Awua, Francis E. Appoh, [NUME_REDACTAT] – Lactic acid fermentation of cassava dough into agbelima – [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT], 31, p.87-98, 1996.

[NUME_REDACTAT], Ton van Vliet, and [NUME_REDACTAT] – Effcet of Bulk and [NUME_REDACTAT] Properties on [NUME_REDACTAT], – Journal of Colloid and [NUME_REDACTAT], 237, p.158-166, 2001.

[NUME_REDACTAT] and [NUME_REDACTAT] – Effcets of Temperature and [NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT] in [NUME_REDACTAT], – In: Lebensm.-Wiss. U. –Technnol. , 34, p.417-423, 2003.

Z. Gan, P.R. Ellist and J.D. Schofield – [NUME_REDACTAT] Stabilisation and GasRetention in [NUME_REDACTAT] Dough – Journal of [NUME_REDACTAT], 21, p. 215-230, 1995.

Z. Liu, C.S.L.Chuah, M.G.Scanlon – Compressive elastic modulus and its relationship to the structure of a hydrated starch foam – Journal of [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] 51, p.365-371, 2003.