Pâinea constituie un aliment de bază care se consumă de peste 6000 ani î.Hr., forma [616646]
Pâinea constituie un aliment de bază care se consumă de peste 6000 ani î.Hr., forma
rudimentară a ceea ce cunoaștem astăzi fiind dezvoltată de egipteni. Aceștia au descoperit că
aluatul pe care îl preparau din făină măcinată și apă, ținut pentru mai mult timp, își schimba
proprietățile și se umfla la coacere, iar produsul obținut era mai ușor de consumat și mai
aromat. La scurt timp, ei și -au perfecționat tehnicile, ajungând să dezvolte peste 40 de
sortimente de pâine, [23].
Procesul de fabricare a pâin ii s-a extins cu rapiditate în întreaga lume și s -a diversificat
tot mai mult, atât datorită amprentei date de grâul local, cât și datorită imaginației brutarilor
vremii, care au început să adauge și alte ingrediente precum, lapte, miere, ouă sau semințe.
Deși procesul de fabricație a pâinii era unul anevoios și solicitant din punct de vedere fizic,
tehnologizarea acestei ramuri a decurs extrem de lent, astfel că abia în anul 1908, Herbert
Johnson inventează mixerul fix pentru frământarea aluatului, predece sorul modelului Kitchen
Aid de astăzi, [3].
Producția industrială a pâinii în țara noastră a început la sfârșitul sec. al XIX -lea și
începutul sec. al XX -lea, în cadrul armatei, care a constituit primele unități de producție de
mare capacitate, dotate cu utilaje la nivelul tehnic al epocii respective, în vederea mecanizării
procesului de fabricație. După primul război mondial s -au fondat unități mai mari pentru
producția pâinii, dotate cu cuptoare încălzite cu țevi cu abur (Dampf) și malaxoare. Astfel, în
1935, în România funcționau 36 brutării mecanizate cu 700 salariați. În anul 1938, în
București, 35% din producția zilnică de pâine era realizată în brutării mecanizate. După cel
de-al doilea război mondial, producția de pâine în țara noastră s -a organizat pe baze noi.
Principalele obiective ale acestei acțiuni au fost: lărgirea capacității de producție spre a se
acoperi pe cale industrială întregul necesar de consum, mecanizarea tuturor operațiilor grele,
diversificarea gamei de sortimente, [60].
În zilel e noastre, industria de panificație are o importanta mare in categoria
producatorilor de alimente, pâinea fiind printre primele produse ca pondere co nsumate în
România.
La noi in tara se fabrica mai multe sortimente de paine , care pot fi grupate astfel:
pâine neagră, pâine semi -albă, pâine albă, produse de franzelărie, produse dietetice și produse
de covrigărie.
In panificație sunt facute progrese mari astăzi, deoarece are loc o introducerea pe scară
tot mai largă a automatizării și computerizării sist emelor și structurilor productive . Pe plan
internațional, îmbunătățirea calității produselor de panificație a cunoscut o evoluție
spectaculoasă, datorită progreselor înregistrate în cercetările privind utilizarea diferitelor
ingrediente în produsele de pan ificație și influența acestora asupra proprietăților fizico –
chimice ale aluatului, precum și diversificarea și perfecționarea utilajelor, care oferă noi
posibilități de prelucrare și control.
Procesul de panificație este un proces complex care se datore ază în mare măsură
aluatului care se formează în timpul procesului de frământare și care reprezintă cheia de
control a proceselor de fabricație a pâinii, unde cererile de calitate ale produsului finit impun o
ridicată stabilitate a procesului de fabricație , dificil de atins din cauza multiplelor variabile ce
pătrund permanent în proces, precum: calitatea făinurilor folosite în proces, diferențele de
temperatură a mediului de lucru (zi / noapte, vară / iarnă), uzura în timp a utilajelor, forța
umană.
Încer când definirea conceptului de pâine fără a minimaliza complexitatea care se află
în spatele obținerii acestui produs, se poate spune că pâinea este dependentă de îngemănarea a
cinci componente vitale, și anume: făină de grâu, apă, drojdie, sare și lucru me canic, cu
ajutorul cărora se obține aluatul de pâine, un material complex vâsco -elastic ne -newtonian în
continuă schimbare a proprietăților lui. Acesta este o consecință a proprietății unice a făinii de
grâu, care în combinație cu apa și sub acțiunea lucru lui mecanic, dezvoltă așa numitul gluten,
un compus cu manifestări elastice și care conferă aluatului posibilitatea de a reține în interior
2
gazele degajate în procesul fermentativ, având o contribuție vitală în crearea structurii celulare
și a texturii mie zului, așa cum este cunoscut.
Stabilirea unei calități a produsului finit încă întâmpină multă subiectivitate, întrucât
consumatorul este judecătorul final și preferințele variate de gust, formă, textură și culoare
participă decisiv la dificultatea evaluă rii obiective a calității unui produs. Cu toate acestea,
pentru majoritatea produselor de panificație s -au stabilit o serie de caracteristici standard care
să permită o evaluare cât mai corectă a calității pâinii, cum ar fi: lungime, înălțime, lățime,
volum, grosimea cojii, distribuția celulelor de drojdie în miez, textura miezului, umiditatea
produsului finit etc.
Pâinea este un aliment important in alimentatia de baza a omului, aceasta avand un
aport mare in livrarea unei cantitati insemnate de energie d in necesarul zilnic , [60].
Însușirile produselor de panificație sunt imprimate atât de sortimentul de făină utilizat,
cât și de compoziția aluatului din care se obțin, la prepararea căruia, pe lângă făină, apă,
drojdie și sare se mai folosesc grăsimi, z ahăr, lapte, ouă, arome. De asemenea, tehnologia de
fabricație contribuie la obținerea specificului fiecărui produs.
Procesul tehnologic de fabricare a pâinii (și a produselor de panificație), constituie un
ansamblu de operații, prin care materiile prime și auxiliare utilizate în procesul de lucru se
transformă în produs finit, [41].
Aceste operații presupun:
depozitarea materiilor prime, astfel încât să nu apară modificări negative ale
proprietăților tehnologice ale materiilor prime și auxiliare; făina este depozitată vrac în
buncăre speciale sau în saci, pe platforme sau palete, în spatii special amenajate, eventual
climatizate și în care temperatura și umiditatea mediului pot fi controlate;
pregătirea materialelor cu aducerea acestora la parametrii nec esari utilizării
(condiționarea):
Pentru pregătirea făinii se efectuează următoarele operații :
– amestecarea loturilor de faină având calități diferite, spre a se obține o masă de calitate
omogenă pentru o perioadă cât mai lungă de timp, astfel încât produ sele fabricate să aibă
calitate superioară și cât mai constantă;
– cernerea , pentru îndepărtarea eventualelor impurități care au pătruns în făină după
măcinare și pentru afânarea prin aerisire, îmbunătățirea condițiilor de fermentare a aluatului.
Apa se în călzește pentru ca aluatul obținut să aibă o temperatură adecvată procesului
de lucru. Temperatura aluatului la finalul operației de frământare trebuie să ajungă la valorile
cuprinse între 27 -30°C. Corecția temperaturii finale a aluatului se face după o fo rmulă în care
este nevoie să cunoaștem temperatura mediului ambiant, temperatura făinii, a apei și
temperatura adăugată de procesul de frământare, intitulată generic, temperatură de frecare.
Drojdia utilizată in proces poate fi sub formă compactă, granula tă sau uscată. Primele
două forme se utilizează de obicei ca atare, procentul utilizat fiind calculat funcție de
specificul procesului și de puterea de creștere a drojdiei. Drojdia uscată necesită de obicei
activare, în soluție de apă și mediu nutritiv (ma lț, melasă). Există și posibilitatea de a
amesteca drojdiile în apă pentru reactivare. Înainte de folosire, drojdia comprimată se desface
în apă caldă, formându -se suspensie, cu scopul de a se realiza o distribuție uniformă a
celulelor bacteriene în masa s emifabricatului supus fermentației și în acest mod, o afânare
uniformă a aluatului, respectiv a pâinii, [60].
Sarea se poate utiliza în forma inițială sau sub formă de soluție salină. Sarea se
folosește dizolvată, atât cu scopul de a se repartiza uniform în masa aluatului, cât și pentru
eliminarea impurităților minerale pe care le conține uneori. De obicei, se prepară soluție
saturată de sare (concentrația circa 30 g/100 ml, corespunzând la densitatea de 1,2 g/cm³),
care se filtrează înainte de utilizare [60].
Prepararea aluatului în două sau trei faze, conform procesului tehnologic stabilit:
3
– metoda indirectă – practicată în cazul unor făinuri slabe sau pentru obținerea
produselor artizanale de panificație – cuprinde 2 faze (bifazică) (maia -aluat) sau 3 faz e
(trifazică) (prospătură – maia – aluat) de preparare a aluatului și constă în realizarea, în prima
fază, a unor semifabricate intermediare (prospătură – maia), ca apoi să se obțină aluatul final.
– metoda directă sau monofazică – într-o singură fază – constă în prepararea aluatului
prin frământarea completă a întregii cantități de făină, apă, drojdie, sare și alte materii
auxiliare. Metoda directă reprezintă astăzi cea mai utilizată metodă de preparare a aluatului, în
sistemele industriale.
Prelucrarea alua tului fermentat sau proaspăt frământat prin:
– divizarea în bucăți a acestuia, cu ajutorul divizoarelor de aluat, prin selectarea
greutății bucății de aluat, în funcție de greutatea dorită a produsului finit și ținând cont de
pierderile de la dospire și coa cere;
– premodelarea și modelarea bucăților de aluat, efectuate cu ajutorul mașinilor de
modelat.
Fermentarea finală a aluatului (dospirea), care se efectuează în incinte închise și
climatizate numite dospitoare și care permit controlul temperaturii și umidi tății din interiorul
incintei;
– eventual condiționarea (crestarea, marcarea, spoirea) bucăților de aluat; crestarea are și
scopul tehnologic de a controla zona de eliberare accelerată a gazelor care se formează în
prima parte a coacerii și evitarea, astfel, a eventualelor crăpături ce apar pe suprafața cojii.
– Coacerea și finalizarea coacerii, cu eventuala pulverizare cu apă a produselor finite
pentru a împiedica încrețirea cojii.
– Răcirea: în cazul produselor ambalate, acestea necesită răcire prealabilă, care se
realizează în spatii special amenajate și climatizate.
– Ambalarea produselor de panificație proaspete se realizează în navete, rastele sau
cărucioare și se pregătesc pentru livrare. Ambalarea produselor cu termen mai mare de 24 h
de valabilitate se efec tuează cu ajutorul mașinilor de ambalat, de obicei, în condiții de mediu
controlate pentru limitarea riscului de contaminare și evitarea dezvoltării bacteriilor și
mucegaiurilor. Înainte de ambalare, suprafața produselor poate fi pulverizată cu alcool etil ic
de concentrație 98%, pentru crearea unui mediu aseptic de păstrare a produsului și prelungirea
termenului de valabilitate.
Procesul de frământare este etapa crucială din industria de panificație, prin care, făina,
apa și restul ingredientelor, sub ac țiunea lucrului mecanic, sunt transformate în aluat,
[26,62,64] . Proprietățile reologice ale făinii de grâu sunt guvernate de contribuția amidonului,
a proteinelor și apei, [4,26] . Operația de frământare are drept scop obținerea unui amestec
omogen din mat eriile prime și auxiliare și, în același timp, a unui aluat cu structură și
proprietăți fizico -reologice specifice, care să -i permită o comportare optimă în cursul
operațiilor ulterioare din procesul tehnologic.
Principala caracteristică a făinii de grâu este aceea că, prin amestecarea cu apa, are abilitatea
de a forma o rețea macromoleculară vâscoelastică și continuă. Prin hidratarea conținutului de
proteină, se formează gluten, care reacționează ca un balon ce prinde moleculele de dioxid de
carbon produs e în procesul de fermentare.
Calitatea pâinii depinde și de condițiile în care se efectuează procesul de malaxare
(tipul malaxorului, viteza de rotație a brațului de frământare, timpul de frământare și apa
adăugată la cantitatea de făină din aluat), [18,2 9]. Cu ocazia frământării au loc modificări
complexe ale substanțelor din aluat, dintre care cea mai mare importantă o au procesele
coloidale și fizico -chimice, [47]. Dezvoltarea aluatului este un proces dinamic în care
proprietățile vâscoelastice sunt în continuă modificare, [29]. Procesul de frământare constă
dintr -un proces de amestecare și unul de frământare propriu -zisă.
4
Modul în care aluatul este frământat are un impact major asupra proprietăților
reologice ale acestuia, datorită naturii sale depend ente de timp și lucrului mecanic introdus.
Formarea aluatului se realizează prin unirea aglomerărilor de particule de făină hidratată și a
deplasărilor relative pe care acestea le capătă sub acțiunea organelor de lucru ale
frământătoarelor, formând în fina l o masă compactă și omogenă, [10,11].
Un aluat este bine frământat atunci când este omogen, bine legat (consistent), uscat la
pipăire, elastic și se dezlipește ușor de pe brațul frământătorului și de pe pereții cuvei. Se
poate spune că există puține core lații ce pot fi făcute între parametrii reologici ai aluatului
obținuți cu malaxoare diferite (timp de dezvoltare, stabilitatea aluatului, înmuiere ș.a.), [29].
Aluatul de pâine este format în principal din făină și apă, prin obținerea unui amestec
omoge n, sub acțiune mecanică (frământare). Alături de aceste materii prime, în funcție de faza
tehnologică (prospătură, maia, aluat) și de sortimentul de produs finit, se mai adaugă cantități
variabile de aluat fermentat (baș), drojdie, sare, amelioratori și ma teriale de înnobilare:
grăsimi, lapte praf, zahăr etc.
Bilanțul de materiale al procesului de frământare se poate scrie astfel:
unde: M f și M A reprezintă masele totale de făină, respectiv apă, folosite în rețetă, iar M D, M S
și M Mi reprezintă cantitățile masice de drojdie, sare și materiale de înnobilare adăugate și din
care se obține masa totală de aluat, M Al. Pierderile, P, din această fază tehnologică sunt de
obicei neglijate, mai ales în procedeele industriale directe de frământare, dar ele se pot dato ra
eventualelor pierderi de umiditate, substanță uscată sau pierderi mecanice, [38].
Ingredientele rețetei de fabricație sunt universal calculate ca procente raportate la
cantitatea de făină introdusă, iar relația de mai sus poate fi scrisă și sub forma:
unde: ch (%) reprezintă capacitatea de hidratare a făinii, echivalentă cu cantitatea de apă care
se adaugă la o sută kilograme de făină (cu umiditatea de 14%) pentru a obține un aluat de o
anumită consistență, în condiții de lucru bine stabilite; d% – procent drojdie; s% – procent
sare; Mi% – procentele celorlalte ingrediente adăugate (se calculează, de asemenea,
individual), [38,60].
Capacitatea de hidratare a făinurilor are valori variabile în funcție de sortimentul de
făină: pentru făină de larg consum – ch = 57 –63%; pentru făină semialbă – ch = 53 –59%;
pentru făină albă – ch = 51 –56%. Ea constituie o proprietate tehnologică a făinurilor.
Cantitatea de drojdie comprimată utilizată la prepararea aluatului este, de obicei, de
0,5–3.9% față de făină, în f uncție de puterea de creștere, în timp ce cantitatea de sare variază
între 1,2% și 1,7 %, dar în practica tehnologică se folosesc cantități de până la 2 %. În afară de
aceste materiale, în aluat se mai pot adăuga și unii amelioratori (0,3 – 0.7%) care au d iverse
roluri: de întărire a aluatului la frământare, mărirea volumului pâinii, întârzierea învechirii etc.
Acești amelioratori conțin: făină de grâu, făină de soia, făină de malț, emulgatori (ex. Acid
tartric – E422), antioxidanți (acid ascorbic – vitamin a C), enzime, [4].
În mod practic, frământarea decurge astfel: la începutul amestecării făinii cu apa,
particulele de făină absorb apa și se unesc în mici aglomerări umede separate (noduli).
Particulele de făină sunt alcătuite din granule de amidon, glom erule proteice și material
celulozic, care leagă în mod diferențiat apa. Amidonul leagă apa prin absorbție cu degajare de
căldură (căldura de hidratare, care reprezintă circa 27 cal/g, raportat la substanța uscată), fără
variația volumului, în timp ce subs tanțele proteice leagă apa prin osmoză, umflându -se și
unindu -se între ele, [29,60]. Materialul celulozic leagă apa prin îmbibare datorită structurii
capilar -poroase a acestuia. Aceasta constituie faza de formare a aluatului .
La continuarea amestecării, a glomerările umede de făină și celelalte componente încep
să se unească într -o masă compactă de aluat, care capătă proprietăți elastice și începe să se
5
desprindă de peretele cuvei de frământare, [60]. Umiditatea de la suprafață dispare, suprafața
aluatului devenind netedă și uscată. Această etapă constituie faza de dezvoltare a aluatului .
Timpul necesar pentru obținerea dezvoltării optime este de 2 -25 min, în funcție de
tipul malaxorului utilizat la frământare, viteza organelor de frământare, sortimentul d e făină și
cantitatea de apă adăugată la frământare, [38,60].
In timpul framantarii aluatul are o perioada in care starea lui ramane neschimbata,
pentru o perioada mai scurta sau mai lunga de timp functie de calitatea fainii. Aceasta
perioada se mai nume ste si faza de stabilitate , faza care este foarte importanta ea avand
legatura directa cu calitatea fainii utilizate in procesul de framantare, [ 18,27 ]. Daca proportia
dintre apa legată și apa liberă rămâne neschimbata, starea aluatului nu se modifica, [60 ].
La continuarea frământării apar modificări progresive în structura aluatului, acesta
devenind moale, puțin elastic și foarte extensibil, apoi își pierde coeziunea și manifestă din ce
în ce mai mult proprietăți de lipire, devenind similar unui lichid. A ceastă fază reprezintă
înmuierea aluatului , [18,27,60].
Componentele aluatului se împart în trei faze de agregare: solidă, lichidă și gazoasă.
Faza solidă este formată din substanța uscată insolubilă, ce intră în masa de aluat: granule de
amidon, substanț e proteice generatoare de gluten, particule de tărâță și alte elemente. Faza
lichidă este formată din apă nelegată prin adsorbție, în care se găsesc dizolvate diferite
substanțe organice, precum: dextrine, proteine solubile în apă, polipeptide, aminoacizi,
substanțe minerale. Faza gazoasă se prezintă sub formă de emulsie de gaz în faza lichidă a
aluatului și sub formă de bule de aer incluse în proteinele glutenice care se umflă. La început,
faza gazoasă este formată din bule de aer înglobate în timpul frămâ ntării care facilitează
ulterior extinderea lor de până la 4 ori, în urma acumulării dioxidului de carbon și a altor
substanțe volatile, în timpul procesului de fermentare, [38].
Raportul dintre cele trei faze ale aluatului determină în măsură importantă proprietățile
reologice ale aluatului. Faza lichidă și gazoasă liberă înrăutățesc proprietățile reologice ale
aluatului, crescând adezivitatea acestuia (lipiciozitatea), [38].
Obținerea aluatului de panificație cu caracteristici fizico – chimice și reolo gice
corespunzătoare pentru desfășurarea optimă a întregului proces de panificație din care să
rezulte produse finite de calitate superioară este condiționată de o multitudine de factori de
influență ce impun identificarea unor mecanisme de control al proc esului de frământare.
Analiza acestor factori ar trebui să plece de la produsul finit ce se dorește a fi obținut și
calitatea acestuia, care determină modalitatea de dezvoltare a aluatului și desfășurarea
procesului de panificație.
Dezvoltarea aluatului este un termen care acoperă un număr de modificări complexe la
nivel fizico -chimic între ingredientele pentru pâine, puse în mișcare prin acțiunea mecanică de
frământare. Aceste modificări sunt asociate cu formarea unei mase omogene compacte de
aluat și a formării structurii glutenice, care necesită atât hidratarea proteinelor din făină, cât și
modalitatea de introducere a energiei în aluat prin procesul de frământare.
Compoziția chimică și biochimică a făinii variază în funcție de gradul de extracție,
soiul grâului, gradul de maturizare biologică, precum și de condițiile agro – climatice de
cultură și de depozitare, [5,30,33]. Făina este alcătuită din glucide, substanțe proteice, lipide,
săruri minerale, enzime, pigmenți, apă și fiecare compus are o influe nță mai mică sau mai
mare asupra caracteristicilor reologice ale aluatului.
Componentele principale ale făinii, amidonul și substanțele proteice, sunt compuși
macromoleculari hidrofili ce conțin grupe de atomi cu caracter diferit, respectiv grupe polare
sau hidrofile și grupe nepolare sau hidrofobe.
Grupele polare principale sunt: hidroxilul ( -OH), carbonilul (=CO), carboxilul ( –
COOH), gruparea aminică (NH 2), gruparea imidică ( -NH), gruparea sulfhidrica ( -SH).
Grupele nepolare principale sunt: -CH 3, C2H5 etc., [38].
6
Conținutul proteic din făină, cu precădere proteinele glutenice, glutenina și gliadina,
ocupă un loc fruntaș în evaluarea calității făinurilor. Acestea prezintă proprietăți hidrofile și
de umflare, iar în contact cu o cantitate de apă și sub acțiunea lucrului mecanic (frământarea)
pentru un anumit timp, se formează glutenul, care se prezintă ca o fază proteică continuă sub
formă de pelicule subțiri ce acoperă granulele de amidon și celelalte componente insolubile în
aluat, [42,53,54]. Ca și pr oprietăți reologice, gliadina și glutenina sunt responsabile de
extensibilitatea, respectiv elasticitatea aluatului. Deoarece structura și calitatea pâinii se
bazează pe matricea glutenică, variația conținutului de gluten influențează evident calitatea
pâinii, [8,63]. În funcție de cantitatea și calitatea glutenului, făinurile pot fi clasificate,
conform tabelului de mai jos.
Tabelul 1.1 Clasificarea făinurilor după cantitatea și calitatea glutenului umed, [9]
Procesul de formare a glutenului este complex și are loc progresiv în aluat, fiind
rezultatul mai multor reacții ce au loc la malaxarea aluatului: rearanjarea structurii spațiale a
proteinelor, formarea legăturilor necovalente între proteine și alți constituenți ai făinii; ruperea
și reformarea punțil or disulfidice și apariția unor rețele complexe formate din fibre de
proteină, [10].
Formarea glutenului în aluat condiționează valoarea de panificație a făinurilor. Dintre
factorii care influențează dezvoltarea mecanică a aluatului pot fi amintiți : can titatea de
energie transmisă aluatului la malaxare, includerea aerului în procesul de malaxare și adaosul
de materii auxiliare.
Fig. 1.1. Stadii de dezvoltare a rețelei gluteni ce la scara 15 -50 μm: (a) rețeaua glutenică după
ce apa a fost adăugată peste făina și granulele de amidon au fost spălate (fără malaxare); (b)
după câteva secunde de malaxare se observă cum proteinele sunt obligate să stea împreună și
să se întindă, [2]
Fig. 1.2. Structura glutenică și granulele de amidon la un aluat frământat incomplet, respectiv
complet: (a) aluat nefrământat corespunzător în care proteinele au format o rețea spațială
incom pletă, și granulele de amidon au fost spălate la suprafață, dar rămân prinse în matricea
de proteine; (b) rețeaua de proteine care rezultă din frământatul optim al aluatului și granulele
de amidon spălate la suprafață, [2]
Fig. 1.3. Stadii de dezvoltare a aluatului: (a) aluat în care a fost introdusă mai multă energie și
care a fost dezvoltat mai bine decât cel anterior, se poate observa că granulele de amidon sunt
încă active, acestea în t impul coacerii vor absorbi apa și se vor umfla umplând restul de goluri
din rețeaua de gluten; (b) imagine explodată a straturilor de gluten obținute datorită cărora
gazul rezultat din activitatea de fermentare va fi reținut în interiorul bucății de aluat, [2]
Consistența aluatului este un factor determinant în panificație. Aproximativ 70% din
defectele pâinii se datoresc preparării aluatului de consistență necorespunzătoare, [60].
Consistența optimă se obține atunci când aluatul conține suficientă apă pe ntru dilatarea
componentelor făinii. La o umflare a componentelor care se consideră optimă pentru
panificație, aluatul are cea mai mare soliditate și elasticitate. Aceasta influențează favorabil
asupra stabilității formei aluatului, precum și asupra porozi tății și volumului pâinii. Pentru
gelificarea amidonului în timpul coacerii, apa legată de proteine la frământare este foarte
importantă. O cantitate suficientă asigură obținerea unui miez elastic, [10,56,60].
Consistența aluatului se măsoară organolepti c, prin pipăit, sau cu ajutorul
consistometrelor (cu penetrometre de cufundare sau prin comparație cu o instalație de
7
frământare etalon – farinograf). Ea influențează randamentul procesului tehnologic de
panificație. Consistența aluatului se măsoară în uni tăți Brabender (1 UB = 10
3 kgf·m). Se
consideră că aluatul are o consistență normală atunci când acesta necesită la frământare un
moment maxim de 500 UB, [27,41,60]. Se mai utilizează și noțiunea de unitate farinografică,
1UF=1 UB.
Cantitatea de apă adăugat ă la făină este definită de capacitatea de hidratare a făinii (procent
raportat la cantitatea de făină), adică proprietatea făinii de a absorbi apa atunci când vine în
contact cu ea la prepararea aluatului și depinde de hidratarea proteinelor și amidonului și de
extracția și umiditatea făinii. Umiditatea rezultată a aluatului influențează direct viteza de
reacție în procesele enzimatice și de transfer de căldură în timpul procesului de fermentare,
precum și structura glutenică și proprietățile reologice ale aluatului.
În timpul procesului de malaxare a aluatului, cantitatea de apă adăugată este distribuită
între componentele făinii (pentozane, gluten, lipide și amidon), restul rămânând în fază
lichidă. Proprietățile structurale ale acestor componente și cap acitatea lor de a lega apa alături
de durata și intensitatea frământării vor determina modalitatea de prelucrare a aluatului și
calitatea finală a pâinii. Structura de gluten care se formează este direct proporțională cu
cantitatea de apă adăugată, [24]. L a o cantitate de apă în aluat insuficientă, nu se atinge
umflarea optimă a proteinelor glutenice, aluatul obținut are elasticitate redusă, iar produsele
au volum și porozitate insuficient dezvoltate. La exces de apă, aluatul are consistența mică și
reziste nță slabă, iar produsele sunt aplatizate și cu porozitate grosieră, [60].
Apa legată de făină în procesul de frământare poate fi: prin adsorbție, prin osmoză sau
reținută mecanic, [10,38].
Reținerea apei prin intermediul grupărilor polare se numește adso rbție . În contactul
apei cu făina, moleculele polare ale apei reacționează cu grupările polare ale componentelor
făinii, formându -se legături de hidrogen între molecula apei și grupările polare ale făinii. În
jurul acestor molecule se formează o peliculă d e hidratare. Procesul de adsorbție are loc cu
degajare de căldură, respectiv 1g de apă adsorbită degajă circa 80 calorii. Grupările nepolare
nu interacționează cu moleculele de apă, ci reacționează între ele, fenomenul numindu -se
coeziune , în timp ce inter acțiunea dintre grupările polare și moleculele de apă se numește
adeziune. În prezența apei, fenomenele de adeziune și coeziune au loc în proporții diferite.
Dacă predomină coeziunea, substanța se umflă sau formează agregate separate de
macromolecule, numi te micele, [63].
Apa legată osmotic este apa care pătrunde în interiorul micelei și determină creșterea
volumului acesteia. Legarea osmotică a apei de către componentele făinii nu se produce cu
degajare de căldură și constituie forma principală de legare a apei în semifabricate și în
produsul finit, [63].
Apa reținută mecanic este apa reținută în micro și macrocapilare și apa de umectare.
Un rol important în modificarea structurii proteinelor și în modalitatea de dezvoltare a
aluatului, îl au durata și modul de frământare, [24]. Durata de frământare a aluatului se
stabilește în funcție de calitatea făinii și de tipul frământătorului folosit. Un aspect important
în stabilirea timpului de frământare îl reprezintă efectul diferitelor viteze ale organului de
lucru și implicit a lucrului mecanic asupra calității aluatului și a produsului finit. Făina de
calitate slabă se frământă un timp mai scurt decât cea de calitate bună, pentru a se evita
degradarea glutenului, [18,33].
Literatura de specialitate recoman dă un interval de timp de frământare destul de
general (7 – 12 minute, conform [25,38]), fără a oferi indicații clare de dezvoltare a aluatului,
iar în majoritatea mediilor industriale, se utilizează un timp fix de frământare, indiferent de
calitatea făini i folosite. Acesta se pretează cel mai bine în procesele care utilizează malaxoare
mai lente și implicit un timp de frământare mai mare, ceea ce permite un domeniu mai larg de
eroare, iar diferențele de calitate ale făinurilor nu solicită diferențe majore între timpii de
frământare. De obicei, acest tip de proces nu se bazează doar pe frământare pentru dezvoltarea
8
glutenului și cel mai adesea implică procese de fermentare intermediară în cuvă, care permite
continuarea dezvoltării structurii glutenice și reg lează orice potențiale diferențe între făinuri.
În cazul folosirii malaxoarelor intensive, frământarea rapidă și intensă a aluatului permite
scurtarea considerabilă a timpului de frământare și eliminarea fazelor intermediare din
procesul de frământare. Fr ământarea la turații mari ale brațelor de frământare determină
desfacerea mai pronunțată a proteinelor globulare, însoțită de expunerea la suprafață a unui
număr mai mare de grupări reactive, capabile să reacționeze cu cele ale moleculelor vecine și
să for meze un număr mai mare de legături intermoleculare. Forțele de coeziune dintre
componentele făinii sunt mai ușor distruse, iar apa adăugată pătrunde liber la fiecare granulă
de amidon și particulă proteică, [51,60]. Totuși, o frământare intensivă și de lun gă durată
poate conduce la distrugerea structurii proteinelor și la formarea secundară lentă a unei noi
structuri cu legături slabe. Fibrele de gluten se vor uni prea compact, iar bulele de aer incluse
în proteinele glutenice vor fi eliminate, nemaifăcând posibilă acumularea corespunzătoare a
gazelor de fermentare. De asemenea, durata de frământare și intensitatea acesteia, influențează
adezivitatea aluatului (acțiunea forțelor intramoleculare). În condițiile măririi duratei și a
presiunii de contact, ca ur mare a unei curgeri plastice determinată de mărirea vâscozității
plastice, forța de adeziune crește, [38].
De aceea, utilizarea unui mecanism de control bine realizat pentru stabilirea duratei
și intensității optime de frământare este deosebit de importan t. În sistemele industriale care
folosesc frământarea intensivă, se utilizează ca mecanisme de control, variația turației la
brațul de frământare în corelație cu timpul de frământare sau energia introdusă în aluat.
Literatura de specialitate, [12,27,29,35 ,41,44,61,64] evidențiază beneficiile utilizării
modului intensiv de frământare, cum ar fi: timp mai scurt de frământare, dezvoltare mai bună
a matricei glutenice, retenție mai bună de gaz, volum mai mare a produsului finit.
Creșterea temperaturii aluatul ui în timpul frământării este o consecință naturală a
fenomenului de dezvoltare mecanică a aluatului, în care gradul de opunere a acestuia la
organul de lucru este proporțional cu energia transferată aluatului până la atingerea
momentului maxim.
Temperat ura aluatului este un factor important de care depinde calitatea
semifabricatului, iar depășirea unei temperaturi de 30°C poate avea efecte negative asupra
calității aluatului, deoarece degradarea substanțelor proteice este accelerată, consistența
aluatulu i scade și crește nivelul de adezivitate. Literatura de specialitate recomandă o
temperatură a aluatului cuprinsă în intervalul de 28 – 30 °C, [10,38,60] .
Controlul temperaturii aluatului în industria panificației este necesară, cel puțin într -un
domeniu de +/ – 2 grade, întrucât acesta are influențe asupra proceselor următoare din fluxul
tehnologic și afectează produsul finit. Considerând că pierderile de energie sunt constante și
că temperaturile ingredientelor pot fi controlate, atunci temperatura aluatu lui la finalul
frământării poate fi folosită ca mecanism de control. Cel mai frecvent, temperatura aluatului
este controlată prin fluctuația temperaturii apei, [52].
Cantitatea de energie introdusă în aluat poate fi aleasă pentru a corespunde unei stări
reologice a aluatului, determi nată folosind momentul rezistent la brațul de frământare, așa
cum este prezentat în figurile 2.1 și 2.2 (vezi cap 4) sau poate fi setată pentru ca frământarea
să fie eficientă pentru un anumit tip de făină.
Transferul de ener gie în aluat în timpul frământării este puternic influențat de tipul de
frământător, de forma organelor de lucru, de vitezele de frământare. Un element cheie îl
reprezintă modalitatea prin care se executa acțiunea de frământare, mai precis interacțiunea
dintre braț și cuvă, între două brațe sau ambele, și care reprezintă acțiuni de deformare
specifice: întindere, comprimare, forfecare. Fiecare dintre acestea, alături de viteza cu care are
loc deformarea, participă la nivelul de energie introdusă în aluat. E xistă și posibilitatea în care
aluatului nu i se transfera deloc energie sau nu mai mult de un grad, care se disipă. În acest
caz, tipul de frământare este unul lent, asemănător frământării cu mâna și de obicei are ca
rezultat o dezvoltare medie a aluatulu i.
9
Deși procesele intensive de obținere a aluatului tind să se bazeze pe o cantitate fixă de
lucru mecanic ca o soluție de control al procesului de frământare, trebuie stipulat că timpul în
care energia este introdusă în aluat este foarte important. Totod ată, la o frământare intensivă
versus una convențională, există riscul de depășire a pragului de dezvoltare și prelucrabilitate,
domeniul fiind unul din ce în ce mai îngust. De asemenea, la alegerea energiei specifice
introduse în aluat în procesul de mala xare trebuie să se tina seama și de modul de preparare a
aluatului: direct sau indirect. În procesul indirect, energia de malaxare trebuie redusă
proporțional cu cantitatea de maia folosită, deoarece în maia glutenul este deja format,
[5,30,33,60]. Totodat ă, necesitatea unei cantități optime de energie introdusă în aluat se poate
observa pregnant la frământarea unor făinuri puternice și care necesită cantități însemnate de
energie, comparativ cu făinurile slabe, unde nivelul de energie necesar pentru frămân tare este
mult mai scăzut. Astfel, consumul specific de energie pentru făinurile cu conținut mare de
proteine este mai mare decât pentru făinurile cu conținut mic de proteine, iar făinurile cu
indice mic de deformare a glutenului necesită un proces de mala xare mai intens față de cele cu
indice mare de deformare, [5,25,60]. Substanțele oxidante și sarea măresc consumul specific
de energie, în timp ce substanțele reducătoare îl micșorează. Scăderea temperaturii aluatului
este însoțită de creșterea consumului specific de energie, [10,61].
Viteza cu care se consumă energia transmisă aluatului în procesul de malaxare este
influențată de consistența aluatului. Aluaturile consistente au viscozitate mai mare și opun
rezistență sporită la malaxare: de aceea într -un timp mai scurt se absoarbe o cantitate mai
mare de energie decât în cazul aluatului de consistență mică, unde este necesar un timp mai
lung pentru a se consuma aceeași cantitate de energie, [6,30,32,33,52].
În afară de calitatea făinii, cantitatea optimă de energie ce trebuie transmisă la
frământarea aluatului mai depinde de umiditatea și temperatura acestuia, de starea materiilor
prime înainte de frământare, de felul și turația brațului de frământare.
În afara cantității de energie, foarte importantă est e viteza cu care este transmisă
energia, respectiv timpul de frământare. La mărirea turației brațului de frământare, timpul de
frământare se reduce. Din acest punct de vedere, există o viteză optimă de transmitere a
energiei aluatului. La viteze mai mari s au mai mici de transmitere a energiei se obțin rezultate
inferioare. La viteze mari este posibil ca acest lucru să se datoreze distrugerii moleculei
proteice sub acțiunea forțelor de forfecare mari.
Valorile identificate pentru consumul de energie în cazu l frământării intensive și
rapide sunt: pentru făină de slabă calitate – 4-5 Wh/kg aluat, pentru făina de calitate medie –
5-7 Wh/kg aluat, pentru făina puternică~11 Wh/kg aluat, această valoare putând fi depășită în
cazul făinurilor foarte puternice, resp ectiv la utilizarea un or malaxoare dedicate, [12,4
Elementele ce compun procesul de fabricație a pâinii sunt interdependente și formează
un întreg complex. Modul în care se creează balanța dintre materiile prime, calitatea acestora
și modalitatea de utili zare, parametrii de lucru și utilajele, determină atât calitatea produsului
finit, cât și stabilitatea întregului proces, precum și posibilitatea menținerii acestuia. În
sistemele de mici capacități, stabilitatea procesului este posibilă datorită micilor a daptări
efectuate de brutarii cu experiență, însă domeniul de adaptabilitate în sistemele mari, intens
mecanizate și automatizate, este unul foarte restrâns și funcționalitatea lor dictează în mare
măsură buna funcționare, pentru a oferi consumatorului pro dusul standard calitativ.
De asemenea, este foarte important de subliniat faptul că materiile prime, în special
făina utilizată, au caracteristici foarte diferite în diferite părți ale lumii. În mod implicit, și
utilajele necesare pentru procesarea acest or materii prime, trebuie să dețină caracteristicile
tehnice potrivite. Numeroase firme producătoare de utilaje specifice panificației, oferă
posibilitatea de a accesa diverse modificări ale utilajelor produse, în ideea de a oferi soluții
optime.
10
Făina de grâu este principala materie alimentară care se utilizează în industria
panificației și rezultă prin măcinarea grâului în diferite variante de extracție care determină
variația compoziției chimice și biochimice a făinii, [9].
Proprietățile fizico -chimi ce ale făinii utilizate pentru producerea pâinii reprezintă
elemente cheie în evaluarea calității făinurilor utilizate în panificație. Testul suprem pentru
evaluarea calității făinii stă în gradul de prelucrabilitate al acesteia (în practică se utilizează
termenul de făină panificabilă) și obținerea unui produs corespunzător din punct de vedere
calitativ, în condițiile impuse de producătorul de pâine specific.
Parametrii calitativi generali, identificați și măsurați prin metode standardizate și
acceptate l a nivel mondial (umiditate, conținut de cenușă, conținut proteic etc.), precum și
testele de evaluare a dezvoltării aluatului (farinograf, mixograf), oferă o imagine predictivă cu
privire la comportamentul făinii în flux.
Pentru producția de masă a pâinii cel mai utilizat tip de făină este cel de tip FA 650,
însă se pot utiliza și făinuri de tip 480, 550, 780 (semialbă), 950, 1350 (neagră), integrală
(dietetică) sau grade intermediare de extracție, în funcție de specificul tehnologic de
prelucrare a făinii în moară.
În tabelele 2.1 și 2.2 sunt prezentate unele caracteristici organoleptice și fizico –
chimice ale făinii de grâu, [46].
Culoarea făinii este dată de culoarea alb – galbenă a particulelor provenite din
endosperm, care conțin pigmenți carotenoi dici și de culoarea închisă a tărâțelor prezente în
făină, care conține pigmenți flavonici. De asemenea, mărimea particulelor și prezența altor
particule străine influențează culoarea făinii, [10].
Mirosul făinii trebuie să fie plăcut, fără iz de mucegai, de rânced sau alte mirosuri
străine, iar gustul acesteia trebuie să fie puțin dulceag.
Granulozitatea se referă la mărimea particulelor și la proporția acestora în făină și este
o proprietate influențată de intensitatea de măcinare, gradul de extracție ș i soiul grâului.
Conform standard -ului român de făină, pentru făina albă particulele cu mărimea sub 125 μm
reprezintă 50 –90%, iar cele mai mari de 180 μm nu trebuie să depășească 10%. Pentru
făinurile semialbe și negre, particulele cu mărimea sub 180 μm reprezintă 50 -90%, iar cele
mai mari de 0,5 mm nu trebuie să depășească 6% respectiv 8% (în special tărâțe și
endosperm), [10].
În industria de panificație se utilizează mai multe sortimente de făină de grâu, care se
deosebesc prin gradul de extracție. Ac easta este o caracteristică fizico -mecanică deosebit de
importantă pentru industria panificației și reprezintă cantitatea de făină care se obține din 100
kg de grâu cu masa hectolitrică medie de 75 kg. Între gradul de extracție al făinii, proporția
înveliș urilor și conținutul de substanțe minerale exprimate prin cenușă totală (substanțele
minerale sunt repartizate într -o măsură mai mare în învelișuri) există o relație direct
proporțională. Astfel, tipurile de făină se diferențiază după conținutul de cenușă și preiau
denumirea de la cantitatea de cenușă ce rezultă prin calcinare, exprimată în mg/100 g făină,
[22], (ex. FA 480 are un conținut de cenușă ~0,48%).
Aciditatea făinii se exprimă în grade, care reprezintă numărul de centimetri cubi de Na
OH 0,1N fol osiți la neutralizarea acizilor din 100 g făină. Aciditatea făinii crește cu gradul de
extracție astfel: făina albă are un conținut mai mic de substanțe minerale și, deci, o aciditate
mai mică, în timp ce făina neagră are o aciditate mai mare. Normativele în vigoare stabilesc
aciditatea maxim admisă pentru diferite extracte de făină, și anume: făina de extracție 30% –
aciditatea maximă de 2,2 grade; făina de extracție 75% – aciditatea maximă de 3 grade; făina
de extracție 85% – aciditatea maximă de 4 grade, [60].
Umiditatea făinii este o caracteristică foarte importantă a făinii care influențează direct
eficacitatea în pâine, precum și calitatea produsului finit. Datorită higroscopicității sale, făina
își transformă permanent umiditatea, valoarea de echilib ru și temperatura de depozitare. Prin
umiditate se înțelege conținutul de apă, exprimat în procente față de greutatea totală. După
11
umiditate, făina se clasifică în: făină uscată (u <14%), făină cu umiditate medie (u = 14 -15%)
și făină umedă (u >15%). Valoa rea optimă a făinii de panificație este cuprinsă între 13,5 –
14,5%, [60].
Componentele chimice și biochimice ale făinii de grâu sunt: glucide, substanțe
proteice, lipide, săruri minerale, enzime, pigmenți, apă. Proporțiile acestora în făină variază cu
gradul de extracție (în structura bobului de grâu, componentele făinii sunt repartizate
neuniform), soiul grâului, gradul de maturizare biologică, condițiile agro -climatice de cultură
și de depozita re după recoltare, [5, 30, 33].
Glucidele (hidrații de carbo n) ocupă proporția cea mai mare în compoziția făinurilor.
Glucidele direct reducătoare (glucoza, fructoza, maltoza) se găsesc în cantități de 0,1 -0,5%
s.u., iar restul este ocupat de hidrați de carbon complecși, cum este amidonul.
Amidonul se înfățișează ca o pulbere albă amorfă, fără gust și fără miros, insolubil în
apă rece, [51].
Amidonul este un poliglucid format din două componente macromoleculare, amiloza
și amilopectina. Amiloza constă din lanțuri liniare formate din resturi de glucoză legate α
(1,4), iar amilopectina din lanțuri ramificate, în care ramificațiile sunt fixate pe lanțul
principal prin legături α (1,6), [10, 15].
Conform standard -ului român de făină, pentru făina albă particulele cu mărimea sub
125 μm reprezintă 50 –90%, iar cele mai mari de 180 μm nu trebuie să depășească 10%.
Pentru făinurile semialbe și negre, particulele cu mărimea sub 180 μm reprezintă 50 -90%, iar
cele mai mari de 0,5 mm nu trebuie să depășească 6% respectiv 8% (în special tărâțe și
endosperm), [10] .
În industria de panificație se utilizează mai multe sortimente de făină de grâu, care se
deosebesc prin gradul de extracție. Aceasta este o caracteristică fizico -mecanică deosebit de
importantă pentru industria panificației și reprezintă cantitatea de f ăină care se obține din 100
kg de grâu cu masa hectolitrică medie de 75 kg. Între gradul de extracție al făinii, proporția
învelișurilor și conținutul de substanțe minerale exprimate prin cenușă totală (substanțele
minerale sunt repartizate într -o măsură m ai mare în învelișuri) există o relație direct
proporțională. Astfel, tipurile de făină se diferențiază după conținutul de cenușă și preiau
denumirea de la cantitatea de cenușă ce rezultă prin calcinare, exprimată în mg/100 g făină,
[22], (ex. FA 480 are u n conținut de cenușă ~0,48%).
Aciditatea făinii se exprimă în grade, care reprezintă numărul de centimetri cubi de Na
OH 0,1N folosiți la neutralizarea acizilor din 100 g făină. Aciditatea făinii crește cu gradul de
extracție astfel: făina albă are un con ținut mai mic de substanțe minerale și, deci, o aciditate
mai mică, în timp ce făina neagră are o aciditate mai mare. Normativele în vigoare stabilesc
aciditatea maxim admisă pentru diferite extracte de făină, și anume: făina de extracție 30% –
aciditatea maximă de 2,2 grade; făina de extracție 75% – aciditatea maximă de 3 grade; făina
de extracție 85% – aciditatea maximă de 4 grade, [60].
Umiditatea făinii este o caracteristică foarte importantă a făinii care influențează direct
eficacitatea în pâine, pre cum și calitatea produsului finit. Datorită higroscopicității sale, făina
12
își transformă permanent umiditatea, valoarea de echilibru și temperatura de depozitare. Prin
umiditate se înțelege conținutul de apă, exprimat în procente față de greutatea totală. După
umiditate, făina se clasifică în: făină uscată (u <14%), făină cu umiditate medie (u = 14 -15%)
și făină umedă (u >15%). Valoarea optimă a făinii de panificație este cuprinsă între 13,5 –
14,5%, [60].
Componentele chimice și biochimice ale făinii de grâ u sunt: glucide, substanțe
proteice, lipide, săruri minerale, enzime, pigmenți, apă. Proporțiile acestora în făină variază cu
gradul de extracție (în structura bobului de grâu, componentele făinii sunt repartizate
neuniform), soiul grâului, gradul de matur izare biologică, condițiile agro -climatice de cultură
și de depozitare după recoltare, [5, 30, 33].
Tabelul 2.3 Compoziția chimică a făinii de grâu, [5,7]
Glucidele (hidrații de carbon) ocupă proporția cea mai mare în compoziția făinurilor.
Glucidele d irect reducătoare (glucoza, fructoza, maltoza) se găsesc în cantități de 0,1 -0,5%
s.u., iar restul este ocupat de hidrați de carbon complecși, cum este amidonul.
Amidonul se înfățișează ca o pulbere albă amorfă, fără gust și fără miros, insolubil în
apă r ece, [51].
Amidonul este un poliglucid format din două componente macromoleculare, amiloza
și amilopectina. Amiloza constă din lanțuri liniare formate din resturi de glucoză legate α
(1,4), iar amilopectina din lanțuri ramificate, în care ramificațiile s unt fixate pe lanțul
principal prin legături α (1,6), [10, 15].
Mărimea granulei de amidon de grâu variază în limitele 1 -30 μm. Din punct de vedere
calitativ, în făinuri sunt prezente granule de amidon intacte și granule de amidon deteriorate,
corodate. C u cât acțiunea mecanică de măcinare este mai intensă și sticlozitatea bobului mai
mare, cu atât deteriorarea granulei de amidon este mai mare, [10].
Cantitatea normală de amidon deteriorat la măcinare este de 6 -9% și ea este importantă
pentru hidroliza en zimatică a acestuia în procesul fermentativ, amidonul asigurând necesarul
de glucide fermentescibile din aluat, [15].
Amidonul intervine în următoarele procese:
– la frământarea aluatului, participă la hidratarea făinii, un rol important în acest proces
avându -l granulele de amidon deteriorate mecanic; amidonul leagă apa în proporție de 30 –
35% față de greutatea sa, raportat la substanță uscată, [10,38];
– în aluat, granulele de amidon sunt înconjurate de pelicule proteice, iar mărimea
granulei influențeaz ă valoarea forțelor de interacțiune și, deci, însușirile reologice ale
aluatului;
– în timpul procesului de fermentare, are loc amiloliza amidonului sub acțiunea
enzimelor α și β – amilaza, obținându -se maltoză, pe care drojdiile o pot consuma în procesul
fermentativ.
– în procesul de coacere, însușirea amidonului de a gelatiniza are un rol deosebit (se
produce la 60 -65 °C), granulele de amidon preluând funcții importante prin legarea apei
eliberată de proteine în urma coagulării;
– maltoza formată în urma hidro lizei enzimatice a amidonului participă la formarea
culorii cojii și a substanțelor de aromă;
– joacă rolul principal în învechirea pâinii, [10].
Substanțele proteice conținute în făină variază între 10 și 12% în funcție de soiul și
calitatea grâului, de gr adul de extracție și din ce parte anatomică a bobului de grâu provine,
deoarece proteina este distribuită neuniform în bobul de grâu, înregistrând o creștere liniară cu
gradul de extracție.
Substanțele proteice se împart în proteine neglutenice (solubile) și proteine glutenice.
Proteinele neglutenice (solubile) reprezintă circa 15% din totalul proteinelor și cuprind
albumine (3 -5%), globuline (5 -11%), proteine sub formă de complecși cu lipidele și glucidele,
13
proteine coagulante, proteine spumante, enzime, peptide, aminoacizi, unele dintre ele putând
intra în reacții reducătoare (contribuind la modificarea proprietăților reologice ale aluatului)
sau Maillard (contribuind la colorarea cojii), [10].
Proteinele glutenice reprezintă circa. 85% din totalul prot einelor făinii și constituie
proteinele de rezervă ale endospermului. Acestea se împart în glutenină și gliadină.
Gliadina reprezintă proteina din grâu solubilă în soluții apoase de alcool 70% și este
insolubilă în apă și alcool absolut. Reprezintă 35 -45% din totalul proteinelor făinii și 4 -6 %
din masa bobului, [9].
Gliadinele sunt proteine monomere a căror conformație este stabilizată de legături de
hidrogen, în principal interacții hidrofobe și legături disulfurice intramoleculare. Gliadinele α,
β, γ î n structura secundară au lanțurile spiralate sub formă de α – helix, iar ω – gliadinele sub
formă de β – turn. Gliadina prezintă proprietăți extensibile și puțin elastice, iar în proprietățile
reologice ale aluatului este responsabilă de extensibilitatea alua tului. Ea contribuie decisiv la
vâscozitatea aluatului, [34].
Glutenina reprezintă proteina care rămâne după ce s -au extras albuminele, globulinele
și gliadinele cu soluție alcoolică 70%. Glutenina reprezintă 40 -45% din totalul de proteine al
făinii și 4 -6 % din masa bobului. Conținutul ei în făină crește odată cu creșterea cantității de
proteine. Este insolubilă în apă și alcool absolut, dar este solubilă în soluții diluate de acizi,
baze, uree, surfactanți, [9].
Glutenina a cărei masă moleculară variaz ă de la 80000 Da (unitatea masei atomice, 1
Da =1 g/mol) la 1 -3 mil. Da, este considerată a fi un polimer cu grad mare de agregare. În
structura matricei glutenice, ea definește proprietatea reologică a aluatului numită elasticitate
și este considerată a f i principalul component al proteinelor glutenice, [9].
Lanțurile polipeptidice ale gliadinei și gluteninei sunt formate din circa 180
aminoacizi. Natura aminoacizilor și secvența acestora în lanțurile polipeptidice sunt esențiale
pentru tipurile de legătu ri și structura spațială a moleculei proteice. Lanțurile polipeptidice se
orientează în spațiu și formează o structură parțial spiralată. Au fost identificate pentru
proteinele glutenice forma α -helix, dar și forma β -turn, alături de lanțuri polipeptidice
nespiralate (structura secundară). Lanțurile polipeptidice cu structura lor parțial spiralată
interacționează intre ele prin intermediul resturilor de aminoacizi prezente în aceste lanțuri,
care determină apariția unui număr mare de legături, covalente (le gături disulfidice) și
necovalente (legături de hidrogen, hidrofobe, ionice), având drept rezultat formarea
moleculelor de proteină cu structură spațială. Acestea sunt forțe de atracție care fac ca
lanțurile polipeptidice împachetate spațial să fie răsucit e foarte compact, conferind moleculei
forma globulară. Ceilalți aminoacizi generează, la rândul lor, legături intramoleculare
(structura terțiară). Natura, succesiunea și orientarea spațială a resturilor aminoacide din
structura moleculelor proteice determ ină numărul, natura și poziția legăturilor ce iau naștere
între ele și care în final conduc la formarea subunităților proteice, [15].
Moleculele astfel formate (având structura terțiară) interacționează între ele prin
legături covalente și necovalente for mând monomeri sau subunități proteice (structura
cuaternară sau “subunity array”), [15].
Aceste două proteine din grâu, gliadina și glutenina, prezintă proprietăți hidrofile și de
umflare, iar în contact cu o cantitate de apă și prin exercitarea acțiunii mecanice (frământarea)
pentru un anumit timp, prin care se transferă amestecului făină – apă o anumită cantitate de
energie, se formează glutenul, care se prezintă ca o fază proteică continuă sub formă de
pelicule subțiri care acoperă granulele de amidon ș i celelalte componente insolubile în aluat.
Aceste pelicule care formează matricea glutenică, au manifestări elastice și extensibile,
fiind capabile să se extindă în prezența gazelor de fermentare, dând naștere unei structuri
poroase din care se obține p âinea de calitate. Proprietățile elasto -vâscozice ale proteinelor
glutenice în aluat sunt considerate determinante pentru proprietățile de panificație ale grâului,
influențând decisiv desfășurarea procesului tehnologic și calitatea pâinii. Ele intervin în
următoarele procese, [10]:
14
– la frământare, leagă aproximativ jumătate din apa absorbită de făină;
– în urma hidratării și acțiunii mecanice de frământare formează glutenul sub forma unei
rețele de filme proteice de care depind în cea mai mare parte proprietăț ile reologice ale
aluatului, rezistența, extensibilitatea, elasticitatea, consistența;
– la fermentare, rețeaua glutenică reține gazele de fermentare conducând la obținerea
produselor afânate;
– la coacere, în urma coagulării formează scheletul proteic al pâin ii cu rol important în
fixarea formei și volumului acesteia;
– produsele de hidroliză cu grupare amino liberă participă în reacția Maillard de formare
a melanoidinelor care intervin în colorarea cojii;
– intervin în formarea substanțelor de aromă;
– reduc viteza de învechire a pâinii.
Conținutul lipidelor este de până la 2% din bobul de grâu și variază pozitiv cu gradul
de extracție al făinii, ele fiind localizate în principal în germene și stratul aleuronic (sub formă
de lipide de rezervă) și mai puțin în endos perm. Deși sunt prezente în proporție mică, lipidele
făinii joacă un rol tehnologic important deoarece în aluat ele formează complecși cu proteinele
și amidonul influențând proprietățile reologice ale aluatului, calitatea pâinii și prospețimea ei.
Ponderea lipidelor legate la proteine crește odată cu dezvoltarea aluatului, [38].
Vitaminele sunt compuși organici complecși cu rol catalizator în procesele metabolice.
Făina de grâu cuprinde vitaminele B1, B2, PP și E, dar nu cuprinde vitaminele A, C și D.
Conț inutul lor în făină creste cu gradul de extracție. Astfel, făina albă are un conținut mai mic,
iar cea neagră un conținut mai mare de vitamine, [51].
Substanțele colorante fac parte din grupa substanțelor carotenoide și dau făinii
culoarea alb – gălbuie m ai mult sau mai puțin evidentă.
Substanțele minerale provin, în special, din învelișul bobului de grâu și din stratul
aleuronic: fosfor, calciu, magneziu, fier, potasiu, sodiu, zinc, clor ș.a., cele mai multe fiind sub
formă de compuși insolubili a căror proporție creste cu gradul de extracție, [51].
Enzimele sunt catalizatori biochimici cu concentrarea cea mai mare în germene, la
periferia endospermului (stratul subaleuronic) și stratul aleuronic. Prin urmare, făinurile de
extracție mică au un conținut mai mic de enzime decât făinurile de extracție mare.
Făina de grâu prezintă un număr ridicat de enzime, dintre care se menționează:
amilaze, proteaze, lipaze, oxidaze etc. Alături de acestea, în aluat acționează și enzimele
drojdiei.
Enzimele amilolitice sunt reprezentate în făinurile de grâu de α și β – amilaza. Ele
hidrolizează legăturile α(1,4) din structura poliglucidelor. Amilazele sunt prezente în făinuri
(ca și în bob) parțial în stare legată, inactivă, aproximativ 1/3 din total și parțial în stare liberă,
activă.
Acțiunea pe care o produc asupra amidonului constă într -o acțiune de corodare (de
sensibilizare a granulei), acțiune de lichefiere și acțiune de dextrinizare pentru α -amilaza și
într-o acțiune de zaharificare pentru β – amilază (descompune amidonul, cu formare de
maltoză). Literatura de specialitate a stabilit că în aluat, în condiții normale, enzimele
consumă 5% amidon pentru maltoză și 3% pentru dextrine, [38].
Enzimele amilolitice sunt din punct de vedere tehnologic cele mai importante enzime.
Catalizând hidroliza amidonului, ele asigură aluatului necesarul de glucide fermentescibile.
Intensitatea acțiunii enzimelor amilaze depinde de o serie de factori, precum: starea
substratului și gradul de degradare a amidonului, temperatura, cali tatea făinii, aciditatea și
umiditatea aluatului, durata și modul de frământare a aluatului.
Enzimele proteolitice (proteaze) su nt prezente în cantitate mică în făinurile din grâu
sănătos, dar sunt în cantități mari în făinurile din grâu atacat de ploșnița grâului și în cea
provenită din grâu încolțit (crește de 10 – 20 de ori). Ca și amilazele, proteazele sunt prezente
parțial în s tare legată, inactivă, aproximativ ¾ din total și parțial în stare liberă, activă.
Enzimele proteolitice, catalizând hidroliza proteinelor, sunt importante tehnologic pentru
15
proprietățile reologice ale aluatului (efect de înmuiere) și pentru formarea de am inoacizi care
participă la formarea melanoidinelor ce colorează coaja pâinii și pentru formarea substanțelor
de aromă.
Activitatea proteolitică este influențată de o serie de factori, precum: cantitatea,
calitatea și structura proteinelor, echipamentul en zimatic deja existent în făină și cel adăugat
cu alte ingrediente, temperatura și aciditatea semifabricatului etc.
Literatura de specialitate, [14,19,20,28,36,40,49] cuprinde studii extinse cu privire la
activitatea enzimelor amilolitice și proteolitice, atât endogene, cât și exogene, asupra
proprietăților reologice ale aluatului. Creșterea concentrației de enzime proteolitice are, ca
efect, reducerea continuă a consistenței aluatului, [20,49], dar îmbunătățește structura
produselor cu un conținut ridicat de lipide, [20]. Teresa De Pilli și colaboratorii (2009), au
constatat, în [19], că proteaza afectează gradul de gelifiere a amidonului prin scăderea
progresivă a procesului cu creștere a cantității de enzimă introdusă. Rahil Ahmed și
colaboratorii (2015), au studiat efectul unor amilaze și proteaze asupra aluatului din făină de
grâu, în lucrarea [49], constatând creșteri substanțiale ale gradului de înmuiere a aluatului.
Teresa De Pilli și colaboratori, (2004) în lucrarea [20], au constatat că umiditatea a luatului
influențează activitatea enzimatică în aluat; o umiditate mică a aluatului crește rezistența
proteinelor la degradare, iar la umidități ridicate ale aluatului, activitatea amilazelor este
redusă semnificativ. De asemenea, fiind dependentă de pH, o dată cu creșterea acidității în
aluat, activitatea enzimatică scade, [37].
Diferențele existente în compoziția chimică și biochimică a făinurilor de diferite
extracții se reflectă în calitatea pâinii. Pâinea obținută din făinuri de extracție mică are miez ul
mai bine afânat decât cea obținută din făinuri de extracție mare. În schimb, pâinea obținută din
făinuri de extracție mare, ca urmare a conținutului mai mare de enzime are aromă mai
pronunțată, [10].
Din punct de vedere tehnologic prezintă interes t ehnicile de evaluare a comportării
făinurilor în faza de aluat. La nivelul acestei faze se exprimă toate proprietățile intrinseci ale
făinii, comportarea aluatului constituind o sinteză a tuturor interacțiunilor care au loc între
diversele componente ale f ăinii, [48].
Proprietățile tehnologice ale făinurilor de grâu sunt dependente de compoziția fizico –
chimică și biochimică a făinii utilizate, precum și de rețeta de lucru și procesul de frământare,
care influențează întru -un mod decisiv comportarea aluat ului pe parcursul procesului de
fabricație a pâinii și calitatea produsului finit. Acestea sunt:
a) capacitatea de hidratare a făinii;
b) capacitatea aluatului de a forma și a reține gaze;
c) puterea făinii;
d) gelatinizarea amidonului.
a) Capacitatea de hidratare a făin ii reprezintă proprietatea făinii de a absorbi apa
atunci când vine în contact cu ea la prepararea aluatului si se poate aprecia prin capacitatea de
hidratare farinografică si capacitatea de hidratare tehnologică (de panificație).
Capacitatea de hidratare tehnologică (absorbția tehnologică sau de panificație) se
definește prin numărul de ml de apă absorbiți de 100 g făină la frământare pentru a forma un
aluat cu cele mai bune posibile proprietăți reologice și pâinea cea mai bună posibilă, [10].
Capacitate a de hidratare farinografică, în unele cazuri, coincide cu capacitatea de
hidratare tehnologică. Sunt cazuri, însă, când, în funcție de calitatea și de tehnologia aplicată,
ele diferă între ele, [10].
Capacitatea de hidratare a făinii depinde de hidratare a proteinelor și amidonului și de
extracția și umiditatea făinii. Amidonul nativ absoarbe între 30 – 35 % apă, iar glutenul
absoarbe până la 250 % față de greutatea sa în substanță uscată, [10].
16
b) Capacitatea de a forma gaze este caracterizată de cantitatea de gaze care se degajă
într-un aluat preparat din făină, apă, drojdie, fermentat în anumite condiții de timp și
temperatură. Se exprimă prin ml de dioxid de carbon care se formează într -un aluat preparat
din 100 g făină, 60 ml apă și 10 g drojdie presată ( exces), fermentat 5 h la 30 șC.
Capacitatea făinii de a forma gaze este influențată de conținutul în glucide proprii ale
făinii și capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile. În cadrul unui test standard de
fermentare a aluatului, drojdiile con sumă aproximativ 3% glucide raportate la cantitatea de
făină, chiar dacă aluatului îi este adăugat zahăr sau nu, [37]. Pentru o bucată de aluat de 450 g,
sunt produse 5 g de dioxid de carbon sau un volum de 2500 cm3 de gaz. În același timp este
produsă și o cantitate aproximativ egală de etanol.
Făinurile conțin cantități mici de glucide fermentescibile (1,1% în făinurile albe, 1,5%
în făinurile semialbe, 1,8% în făinurile negre). Ele sunt formate în proporție de 80% din
zaharoză, iar restul de 20%, din gl ucoză, fructoză, maltoză. În procesul tehnologic aceste
glucide sunt fermentate în primele 2 -3 ore, astfel încât, în fazele finale ale acestuia, cantitatea
de gaze formate pe seama glucidelor proprii este practic neînsemnată. Cu toate acestea, ele
joacă un rol important în fermentarea aluatului deoarece declanșează procesul de fermentare,
[9,10, 55].
Capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile este proprietatea aluatului
preparat din făină și apă de a forma la o anumită temperatură și într -un anu mit interval de timp
o cantitate de maltoză.
Maltoza se formează în aluat prin hidroliza amidonului sub acțiunea enzimelor
amilolitice. Ca urmare, cantitatea de maltoză care se formează este condiționată de doi factori:
– cantitatea de enzime amilolitice;
– gradul de deteriorare a granulei de amidon.
Capacitatea făinii de a forma gaze influențează volumul și porozitatea pâinii și
culoarea cojii. Prin cunoașterea acestei proprietăți a făinii se poate prevedea intensitatea
procesului de fermentare în diferite s tadii ale procesului tehnologic, foarte importante fiind
fazele de dospire finală și coacere. Făinurile cu capacitate redusă de a forma gaze nu asigură o
intensitate suficientă a procesului de fermentare în fazele finale ale procesului tehnologic și ca
urmare pâinea se obține cu volum mic, nedezvoltat. În cazul făinurilor cu capacitate mare de
formare a gazelor volumul pâinii și porozitatea ei vor depinde de proprietățile reologice ale
aluatului și de capacitatea lui de a reține gazele. Creșterea volumului pâinii are loc până la o
valoare maximă, care corespunde capacității aluatului de a reține gazele, [55].
Culoarea cojii se formează la coacere prin interacțiunea dintre glucidele reducătoare și
aminoacizi. Reacția este neenzimatică și conduce la formarea unor substanțe de culoare
închisă, numite melanoidine. Pentru ca pâinea să aibă o coajă de culoare normală este necesar
ca în momentul introducerii în cuptor, aluatul să conțină minim 2 -3 % s.u. glucide
nefermentate, [55].
Dacă această condiție nu este sa tisfăcută coaja se obține de culoare palidă, chiar dacă
se măresc durata și temperatura de coacere. De aceea, în practică, făina cu capacitate mică de
formare a glucidelor fermentescibile se numește “tare la foc”. De obicei, făinurile albe sunt
tari la foc , [55].
c) Puterea făinii caracterizează capacitatea făinii de a forma un aluat care să aibă după
frământare și în cursul fermentării și dospirii anumite proprietăți reologice (consistență,
stabilitate, elasticitate, înmuiere).
Puterea făinii se determină pr in trasarea curbei farinografice și este influențată de
cantitatea și calitatea substanțelor proteice, de activitatea enzimelor proteolitice și a
activatorilor proteolizei [10].
d) Gelatinizarea amidonului este proprietatea acestuia de a forma un gel la tempe ratura
de 65 -68 °C, când apa este pusă în libertate de proteinele care se coagulează. Datorită
încălzirii aluatului, mobilitatea moleculelor de apă crește și acestea pătrund în granulă,
producând umflarea ei. La creșterea în continuare a temperaturii aluat ului, legăturile de
17
hidrogen responsabile de menținerea unității structurale, continuă să se rupă, iar moleculele de
apă se atașează de grupările – OH eliberate, favorizând umflarea maximă a granulei și
creșterea solubilității ei. Acest proces face ca miez ul pâinii să aibă un aspect uscat la pipăit cu
toate că mai conține o cantitate destul de mare de apă (cca.45%), [51,60].
Drojdia de panificație aparține genului Saccharomyces , specia Saccharomyces
cerevisiae , fiind considerată drojdie de fermentație su perioară, prin conținutul său enzimatic.
Aceasta se dezvoltă optim la 25 -30 șC și fermentează optim la 35 șC. Se dezvoltă și activează
în limite largi de pH de la 4 la 6 având capacitatea de a se adapta la unele modificări ale
mediului, [10]. Cea mai utili zată formă de drojdie în panificație este drojdia compactă
(comprimată). Caracteristicile ei fizico -chimice sunt prezentate în tabelele 2.3, respectiv 2.4.
Tabelul 2.3 Caracteristicile organoleptice ale drojdiei compacte de panificație, [21]
Tabelul 2.4 Compoziția chimică a drojdiei de panificație, [21]
Drojdia de panificație este facultativ anaerobă. În funcție de condiții poate metaboliza
glucidele simple pe cale anaerobă, prin fermentație, cu producere de alcool etilic, dioxid de
carbon și produse se cundare sau pe cale aerobă, oxidativă, cu producere de dioxid de carbon și
apă. Prin ambele căi se acumulează o cantitate de energie necesară creșterii, multiplicării și
menținerii funcțiilor vitale ale celulei dar în cantități diferite, calea aerobă produ când mai
multă energie decât cea anaerobă, [10].
Drojdia fermentează toate glucidele simple din aluat: glucoza, fructoza, zaharoza,
maltoza prin implicarea enzimelor proprii (invertaza, maltaza) și a unor enzime exogene
(amilaze). Activitatea fermentativă a drojdiei este influențată de mai mulți factori, cum ar fi:
temperatura de fermentare, pH -ul mediului, concentrația de sare, concentrația de zaharuri,
consistența semifabricatelor, conținutul de vitamine, conținutul de compuși cu azot
asimilabili, conțin utul de substanțe minerale, cantitatea de drojdie, durata fermentării, [58].
Cantitatea de drojdie utilizată pentru fabricarea produselor de panificație este stabilită
în funcție de însușirile de panificație ale făinii (capacitatea de reținere a gazelor), de procesul
tehnologic adoptat (metoda de preparare a aluatului și adaosul de zaharuri, grăsimi sau alte
substanțe cu efect inhibitor) și calitatea și proprietățile drojdiei utilizate în proces (puterea de
creștere). În procedeele care exclud fermentarea aluatului înainte de divizare, cantitatea mărită
de drojdie condiționează obținerea unei pâini de calitate corespunzătoare, [5].
Cultura starter reprezintă un mediu semifluid fermentat, obținut din amestec de făină
și apă care favorizează dezvoltarea droj diilor sălbatice de pe suprafața bobului de grâu. În
cultura starter se creează o simbioză între drojdii și bacteriile lactice. Cultura starter poate fi
adăugată ca atare în aluat, în proporții de 10 – 25%, [12], sau poate fi utilizată ca mediu de
inocular e în prepararea maielei, alcătuită din proporții de 1:1:1 până la 1:20:20, starter – făină
– apă. Cu cât cresc proporțiile de făină și apă în detrimentul starterului, cu atât este favorizată
dezvoltarea drojdiilor și mai puțin a bacteriilor lactice, răspun zătoare de fermentația acidă.
Cantitatea de maia utilizată în rețeta de fabricație variază de obicei, între 10 – 50%, [37].
Sarea (clorura de sodiu), cu formula chimică NaCl se prezintă în stare de agregare
solidă, cristalină, cu punct de topire ridicat . În stare pură, este o substanță solidă, incoloră cu
gust sărat, insipidă și ușor insolubilă în apă. Caracteristicile fizico – chimice ale clorurii de
sodiu sunt prezentate în tabelele 2.5 și 2.6. În aluat, este adăugată atât din considerente de
gust, dar și pentru îmbunătățirea proprietăților reologice ale aluatului.
Sarea exercită influențe multiple asupra microflorei și enzimelor din aluat, asupra
procesului de formare și fermentare a aluatului, asupra proprietăților fizice ale aluatului și
asupra cali tății pâinii. Sarea exercită un efect de inhibare a fermentației alcoolice atunci când
18
este adăugată în concentrații obișnuite pentru panificație. Pentru concentrații mai mici de
1,5% în raport cu făina, efectul de inhibare este mic, însă în cazul concentr ațiilor mai mari el
crește vizibil, [59].
Tabelul 2.5 Caracteristicile organoleptice ale clorurii de sodiu, [46]
La doze mai mari de sare, procesele de înmulțire și fermentare sunt inhibate.
Cercetările au demonstrat că la adaosul de 1 % sare, în rapor t cu făina, degajările de dioxid de
carbon scad la 95%, iar la 3% ele ajung la 50%, fată de aluatul fără sare, [13].
Tabelul 2.6 Compoziția chimică a clorurii de sodiu, [46]
La prepararea aluatului, sarea poate fi utilizată sub formă solidă (cristalină de
granulație fină) sau sub formă dizolvată, prin obținerea unei soluții de sare și apă. În practica
tehnologică s -a observat utilizarea unei concentrații uzuale a soluției de sare, de 25 % (datorită
limitărilor impuse de instalațiile de preparare, transpo rt, dozare a soluției de sare).
Fig. 2.2 Efectul sării asupra activității drojdiei, [12]
Zaharurile, în speță, zaharul, siropul de glucoză, dextroza și mierea de albine sunt
ingrediente adăugate în aluat, fie pentru gust, fie pentru a influenta activi tatea drojdiilor,
având influențe și asupra proprietăților reologice ale aluatului (reduce consistența aluatului
prin efectul de deshidratare asupra componentelor făinii) și asupra calității produsului finit.
Zaharurile adăugate în aluat contribuie la îm bunătățirea gustului și aromei produsului,
precum și la intensificarea culorii cojii datorită participării lor la reacția Maillard, prin care se
formează melanoidine, care colorează coaja. Deoarece drojdia conține echipament enzimatic
de fermentare a gluco zei, fructozei și zaharozei, în aluatul preparat direct ele sunt fermentate
înaintea maltozei și pentru procedee scurte de preparare a aluatului pot contribui esențial la
formarea volumului pâinii. De asemenea, se îmbunătățesc porozitatea și textura produs ului,
precum și durata de prospețime, ca urmare a retenției apei de către zaharuri. După un anumit
procent adăugat, raportat la cantitatea de făină, zahărul are un efect inhibitor, astfel că timpul
de fermentare creste, [9].
Fig. 2.3 Efectul zahărului asu pra activității drojdiei, [12]
Grăsimile utilizate în panificație sunt uleiurile vegetale de floarea soarelui, palmier,
sau soia și margarina, untul, untura.
Grăsimile influențează proprietățile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei și
calitate a pâinii. La introducerea grăsimilor în aluat se reduce consistența acestuia dacă se
menține constantă cantitatea de apă. Acest lucru se datorează adsorbției grăsimilor la suprafața
globulelor proteice și a granulelor de amidon, care determină hidrofobizar ea lor, însoțită de
reducerea capacității de a lega apa și încetinirea hidratării acestora. Aluatul preparat cu adaos
de grăsimi este mai extensibil în comparație cu aluatul simplu. La doze egale, creșterea
extensibilității aluatului este mai mare decât în cazul adăugării zahărului.
Cantități de grăsimi sub 5% fată de masa făinii nu influențează procesul de fermentare.
În prezenta unor cantități mai mari însă procesul de fermentare este frânat ca urmare a
acoperirii parțiale a membranei celulei de drojdie cu o peliculă de grăsime care împiedică
schimbul de substanțe nutritive al celulei cu mediul – aluat. Grăsimile adăugate în aluat în
cantități care nu depășesc 5% din masa făinii, acționează întotdeauna favorabil asupra calității
produselor. Acestea au vo lum mai mare, porozitate mai fină și mai uniformă, coajă mai
19
elastică, mai puțin sfărâmicioasă, miez cu elasticitate îmbunătățită fată de produsele fără
grăsimi. Grăsimile măresc durata de păstrare a prospețimii pâinii și îmbunătățesc aroma
pâinii, o serie de substanțe de aromă avându -și originea în oxidarea grăsimilor, [10].
Diversitatea produselor de panificație se remarcă, nu doar prin amprenta dată de
procesul tehnologic de preparare și a echipamentelor folosite, ci și prin varietatea de
ingrediente ad ăugate pe lângă materiile prime (făină, apă, sare, drojdie), care au și rol de
creștere a valorii nutritive a produsului obținut. În afară de cele prezentate mai sus, se
menționează: lapte praf, ouă, fibră și fulgi de cartofi, fulgi de ovăz etc.
Apa are un rol deosebit de important în procesul de panificație, deoarece fără prezența
ei particulele de făină nu se pot hidrata. Hidratarea componentelor făinii și în special a
materiilor proteice condiționează formarea aluatului.
Consistența optimă se obține atunci când aluatul conține suficientă apă pentru dilatarea
componentelor făinii. La o umflare a componentelor care se consideră optimă pentru
panificație, aluatul are cea mai mare soliditate și elasticitate. Aceasta influențează favorabil
stabilitatea alu atului, precum și porozitatea și volumul pâinii. Pentru gelifierea amidonului în
timpul coacerii, apa legată de proteine la frământare este foarte importantă. O cantitate
suficientă asigură obținerea unui miez elastic. O gelifiere completă a amidonului nec esită un
raport de mase apă/amidon de 2.5/1, iar în cazul aluatului acest raport este de 0.6/1, ceea ce
determină o semigelifiere a amidonului, păstrând parțial structura lor cristalină, [39].
Apa folosită în industria de panificație trebuie să respecte u rmătoarele condiții,
[10,16]:
– să fie incoloră, fără miros și fără gust ciudat, limpede, cu un conținut redus de săruri de
fier sau de magneziu, deoarece aceste săruri închid culoarea aluatului;
– să fie lipsită de bacterii, deoarece în timpul procesului tehn ologic de fabricare a pâinii
nu toate pot fi distruse, temperatura din miezul pâinii atingând în timpul coacerii între 92 – 98
°C;
– să aibă o anumită duritate (duritatea este determinată de conținutul de săruri de calciu
și magneziu dizolvate în apă, exprim ată în grade de duritate; un grad de duritate este egal cu
10 mg CaO și 7,14 mg MgO la un litru de apă ). De asemenea, studiile arată că depășirea unui
nivel de duritate, poate influența negativ desfășurarea unor procese chimice și biochimice.
Astfel, agre sivitatea apei din industria de panificație nu trebuie să depășească 18 grade de
agresivitate.
– să aibă o temperatură astfel potrivită, încât temperatura aluatului rezultat să fie 28 –
30° C.
În industria de panificație nu se folosește apă fiartă și răcită , deoarece prin fierbere apa
evacuează aerul al cărui oxigen este necesar activității drojdiilor și totodată i se reduce
duritatea.
Pentru obținerea produselor de panificație de calitate superioară și conforme cu
cerințele de calitate impuse, în majorita tea proceselor de preparare a aluatului, se utilizează o
serie de compuși de aditivare, numiți amelioratori de panificație, cu rolul principal în
corectarea și îmbunătățirea însușirilor de panificație a făinurilor sau pentru creșterea
termenului de valabil itate a produselor.
Astfel, se pot folosi: enzime exogene, emulgatori, amelioratori cu acțiune oxidantă,
reducătoare sau de mărire a acidității, gluten vital, substanțe de conservare.
Enzimele exogene sunt utilizate pentru ameliorarea făinurilor, acționâ nd asupra
componentelor făinii, cu însemnate influențe asupra proprietăților reologice ale aluatului.
Utilizarea enzimelor în panificație este mai costisitoare decât utilizarea aditivilor
chimici analogici, dar oferă beneficiile obținerii produselor de p anificație cu caracter așa
numit ”clean label”.
20
Pentru ameliorarea făinurilor cu activitate amilolitică scăzută se folosesc amilaze , care
provin din trei surse: α -amilaza din malț (cereale), α -amilaza fungică (Aspergillus oryzae și
Aspergillus awamori) ș i α-amilaza bacteriană (Bacillus subtilis). Aceste amilaze diferă între
ele prin acțiunea de corodare a granulei de amidon, de lichefiere, de dextrinizare și de
zaharificare. Amilaza se adăugă în aluat, fie pentru a ajuta la formarea maltozei și glucozei,
ca substraturi pentru fermentarea drojdiei, fie pentru a interfera cu retrogradarea amidonului,
[31].
Enzimele proteolitice sunt utilizate pentru prelucrarea făinurilor puternice, din care
rezultă un aluat cu structură glutenică rezistentă, care nu ar pe rmite expansiunea sub presiunea
gazelor de fermentare într -un timp optim.
În urma acțiunii enzimelor rezultă formațiuni polipeptidice mai scurte, din gluten, fără
să fie afectată concentrația grupărilor libere – SH sau a grupărilor –S-S-. Reducerea
legăt urilor disulfurice este reversibilă (cu oxidanți), în timp ce scindarea peptidică este
ireversibilă, [31].
Prin acțiunea lor reducătoare, vâscozitatea aluatului și timpul optim de frământare
scad, având ca rezultat îmbunătățirea proprietăților vâscoelast ice ale aluatului. Ca urmare a
creșterii extensibilității aluatului la adaosul de proteaze, crește capacitatea de reținere a
gazelor și în consecință, volumul și porozitatea produsului, [50].
Glucozoxidaza are efecte benefice în maturizarea făinii și în î mbunătățirea calității
produselor de panificație. Ea poate fi folosită ca agent de albire a făinii și ca agent de oxidare,
deci de întărire a proteinelor glutenice. Glucozoxidaza nu influențează solubilitatea proteinei
sau vâscozitatea relativă a proteinel or glutenice. Totuși, glucozoxidaza este cunoscută ca
îmbunătățind volumul pâinii și realizând, de asemenea, o uscare a glutenului.
Adaosul de glucozoxidază în aluat are ca efect: creșterea rezistenței și elasticității
aluatului; creșterea volumului pâini i; îmbunătățirea texturii miezului.
De asemenea, lipoxigenaza , cu efecte în albirea făinii prin oxidarea acizilor grași, este
adăugată sub forma făinii de soia active enzimatic.
Emulgatorii sunt aditivi care facilitează formarea sistemelor fin dispersat e (emulsii).
Ei acționează prin scăderea tensiunii superficiale dintre cele două faze nemiscibile și, prin
urmare,
favorizează emulsionarea.
Anumiți emulgatori pot forma complexe cu amiloza, ceea ce face ca retrogradarea
acesteia să fie întârziată și din acest motiv unii emulgatori sunt utilizați ca agenți anti –
învechire la pâine.
Emulgatorii au proprietatea de a interacționa cu proteinele glutenice cu formare de
complexe, prin interacțiunea directă cu proteinele glutenice în care caz intervin legături
hidrofobice și/sau hidrofilice (caz în care emulgatorul trebuie să fie solubil în faza apoasă a
aluatului și/sau prin interacțiune cu faza apoasă a aluatului cu care formează structuri de
asociație cu sistemul lipide -apă (lipidele polare ale făinii), [1].
Mono – și digliceridele acizilor grași fac parte din categoria emulgatorilor
responsabili pentru reducerea elasticității glutenului, mărirea capacității de hidratare și
reținerea gazelor de fermentare, îmbunătățind structura și porozitatea miezului pâinii și
crescând prospețimea. Un alt emulgator utilizat frecvent este lecitina.
Substanțele cu acțiune oxidantă (adăugarea unui atom de oxigen la molecula unei
substanțe) se bazează pe oxidarea grupărilor –SH din aluat, care are ca efect, creșterea
elasticită ții și rezistenței glutenului, fiind folosit în prelucrarea făinurilor slabe. Cel mai
utilizat agent oxidant în panificație este acidul ascorbic (vitamina C, E300). În unele țări mai
este folosit și bromatul de potasiu sau iodatul de potasiu, [50].
Substa nțele cu acțiune reducătoare utilizate în panificație, pentru prelucrarea
făinurilor rezistente, creșterea extensibilității glutenului și mărirea capacității de reținere a
gazelor, sunt: L -cisteina, clorhidratul de cisteină și metabisulfitul de sodiu. Se m ai poate
21
utiliza drojdia uscată în locul drojdiei compacte, deoarece deține cantități importante de
glutațion (enzimă formată din acid glutamic, glicină și cisteină).
Substanțele cu acțiune acidă sunt utilizate pentru a limita activitatea proteolitică și
amilolitică intensă din cadrul făinurilor de calitate slabă: acidul lactic, acetic, tartric, citric.
Cele mai utilizate substanțe acide, bogate în acid acetic și lactic sunt maielele acide, obținute
prin fermentarea făinii. Se mai utilizează și oțetul alim entar. Acestea au și acțiune
antibacteriană și antifungică, fiind folosite cu succes și pentru creșterea termenului de
valabilitate a produselor de panificație, [5, 43, 45, 57] .
Substanțele de conservare sunt utilizate pentru creșterea termenului de valab ilitate a
produselor, având acțiune antibacteriană și antifungică. Cei mai utilizați conservanți în
panificație sunt propionatul de calciu (E 282) și acidul sorbic (E 200).
Obținerea produselor de panificație în sistem industrial impune respectarea unor
norme stricte în ceea ce privește procesarea materiilor prime și auxiliare pentru asigurarea
unei calități corespunzătoare a produsului finit.
Fiecare ingredient introdus în rețeta de fabricație are o influență mai mică sau mai
mare asupra reologiei alua tului și a comportării sale în etapele procesului de fabricație. Toate
ingredientele trebuie să prezinte proprietățile fizico -chimice încadrate în limitele admisibile,
pentru a asigura obținerea aluatului în parametri corespunzători.
Cel mai important ele ment îl reprezintă calitatea făinii prelucrate, care impune acțiuni
corective variate pentru asigurarea unei constanțe permanente a procesului de fabricație și a
produselor finite obținute.
Literatura de specialitate prezintă studii ample cu privire la in fluența proprietăților
fizice și chimice ale materiilor prime și auxiliare, precum și proporțiile utilizate ale acestora în
rețeta de fabricație, asupra proprietăților fizice și reologice ale aluatului obținut.
Astfel, adăugarea unor ingrediente precum za haruri, grăsimi, produse lactate, ouă, pot
îmbunătăți comportarea aluatului la frământare și prelucrare și pot aduce beneficii însemnate
de gust, miros și textură, crescând calitatea produselor finite, precum și valoarea lor nutritivă.
În tehnologie, acest ea poartă denumirea de materiale de înnobilare.
Datorită automatizării intensive a proceselor de fabricație a pâinii și din rațiuni de cost
și creștere a productivității, în ultimele decenii, a existat un interes ridicat pentru identificarea
compușilor a căror acțiune este menită să accelereze procesele chimice și biochimice care
aveau loc în mod natural în aluat în cadrul proceselor clasice de obținere a pâinii, de a
îmbunătăți proprietățile de prelucrabilitate optimă a aluatului și de a scurta considerab il timpii
de prelucrare.
Utilizarea aditivilor alimentari chimici reprezintă o alternativă viabilă, eficientă și
necostisitoare la procesele clasice, complexe și dificile de fabricare a pâinii. În ultimii ani,
însă, atenția consumatorului a fost semnifica tiv îndreptată către utilizarea aditivilor în
produsele de larg consum. Astfel, enzimele au cunoscut o dezvoltare semnificativă,
reprezentând o alternativă eficientă, deși mai costisitoare, la utilizarea amelioratorilor obținuți
pe cale chimică.
Utilizare a tuturor aditivilor alimentari este reglementată prin lege. Astfel, în România,
sunt in vigoare următoarele acte normative: Ordinul nr. 975/16 Dec. 1998 al Ministerului
Sănătății, privind aprobarea normelor igienico -sanitare pentru alimente, Ordonanța nr.
113/1999 privind reglementarea producției, circulației și comercializării alimentelor si
Hotărârea nr. 953/1999 privind modificarea și completarea Hotărârii Guvernului nr. 784/1996
pentru aprobarea Normelor metodologice privind etichetarea produselor alim entare.
22
Utilajul pentru frământarea aluatului îl reprezintă malaxorul (frământătorul), care se
compune în principal din corpul cu organul de frământare și cuva în care se prepară aluatul.
Există frământătoare cu funcționare regulată, cu ajutorul că rora se frământă aluatul în șarje (în
mod discontinuu) și frământătoare cu funcționare continuă, aluatul obținându -se într -un debit
neîntrerupt. În sistemele industriale, ambele tipuri de malaxoare pot asigura desfășurarea în
flux continuu a procesului de fabricație a pâinii.
Pe piața actuală, există o multitudine de modele de frământătoare care deservesc și
cele mai complexe necesități ale acestei industrii în plină readaptare și automatizare.
Frământătoarele variază de la cele care copiază efectiv frămân tarea manuală, până la
echipamente de mare viteză care sunt capabile să frământe intensiv și să obțină aluatul
corespunzător în câteva minute. Multe utilaje de frământat încă prepară aluatul asemănător cu
procesul manual, printr -o serie de operații de înti ndere și compresie (frământare), în timp ce
alte utilaje folosesc viteze ridicate și un lucru mecanic intensiv pentru ca aluatul să fie
prelucrat corespunzător.
Frământătoarele intensive variază, ca și capacitate, de la 50 la 3000 kg/h. Cele mai
mari frăm ântătoare intensive se folosesc în SUA și Japonia, cu șarje de 1000 kg. Astfel de
utilaje sunt prevăzute cu brațe de frământare duble, poziționate orizontal și care lucrează în
contracurent, într -un tub ce poate fi rotit pentru răsturnarea aluatului sau în cărcarea cu
ingrediente. Energia transferată aluatului este uriașă, iar pentru păstrarea unei anumite
temperaturi a aluatului, ingredientele sunt răcite anterior sau tubul (cuva) este prevăzut cu
instalație de răcire, [12].
Cerințele frământării pot fi ex primate astfel: să disperse uniform ingredientele din
rețetă; să asigure suport suplimentar în dizolvarea și hidratarea ingredientelor, în special a
proteinelor din făină; să introducă energie la dezvoltarea glutenului (a proteinei hidratate) în
aluat; să încorporeze molecule de aer în aluat pentru a forma nuclee de gaz ce permit
prinderea dioxidului de carbon generat din fermentarea drojdiilor și oxigen pentru oxidare și
activitate a drojdiilor; să ofere un aluat dezvoltat corespunzător pentru a putea fi p rocesat mai
departe, [12].
În multe procese de frământare, viteza cu care este frământat aluatul este folosită să
încorporeze volumul total de ingredient și să introducă energie în aluat prin intermediul
brațului de frământare. Pentru a păstra acest efect , multe sisteme limitează capacitatea de
încărcare a cuvei, deoarece, la încărcări mai mari, particulele nu mai intră complet în contact
cu brațul de frământare.
Toate aceste aspecte influențează într -o măsură semnificativă modalitatea de
dezvoltare a alu atului, proprietățile reologice ale acestuia și comportamentul său în etapele
procesului de fabricație, precum și în aspectele calitative ale produsului finit.
Pe lângă această clasificare a tipurilor de malaxoare, utilajele de frământare prezintă
difer ențe semnificative în funcție de: geometria brațului de frământare și a cuvei, distanța
dintre braț și cuvă, puterea motorului, dotarea cu variator de frecvență, precum și o serie de
aplicații mai speciale (cuvă cu manta dublă pentru controlul temperaturii aluatului în timpul
frământării, instalații pentru frământare sub atmosferă controlată – sub presiune, cu
îmbogățire de oxigen sau dioxid de carbon, sub vacuum).
O parte integrantă a procesului tehnologic de fabricare a pâinii îl constituie formarea
unui aluat omogen cu o structură glutenică dezvoltată. În unele procese de fabricare a pâinii,
dezvoltarea glutenului continuă și după malaxare, în timpul perioadei de odihnă, în timp ce în
alte procese, dezvoltarea glutenului se realizează direct prin proces ul de frământare.
23
Primele frământătoare dezvoltate pentru aluat au fost cele numite astăzi a fi lente.
Acest fapt se datora cerinței de a imita procesul manual de frământare și mai puțin din cauza
limitării inginerești. Utilajele de acest tip mai sunt u tilizate și în prezent pentru anumite
produse cu cerințe speciale. Cele mai comune frământătoare lente sunt cu braț geamăn și cel
cu braț oblic tip furcă. Toate au un ritm lent de frământare și rată scăzută de lucru mecanic.
Nivelul scăzut de dezvoltare me canică și implicit cantitatea mică de aer introdus în aluat sunt
principalele motive pentru care aceste frământătoare sunt asociate cu procesul de fermentare
în masă (bifazic, trifazic).
A) Frământătoare cu braț înclinat . Acest tip de frământător are un sing ur braț de
frământare cu capete profilate, poziționat înclinat față de axa cuvei.
Fig. 3.2. Malaxor cu braț tip furcă și cuvă fixă, fără rotație, [ 70]: 1-braț tip furcă, 2 – suport, 3 –
cuvă, 4 -motor, 5 -transmisie prin curele
Majoritatea modelelor nu au c uvă cu mișcare de rotație proprie, iar acțiunea de
frământare este imprimată de mișcarea brațului și comprimarea aluatului între braț și cuvă,
Distanța dintre braț și cuvă poate fi ajustată cu ajutorul unei manete, având o directă influență
asupra caracter isticilor de frământare ale utilajului. Timpul de frământare obișnuit este cuprins
între 15 și 25 minute, fiind dependent de capacitatea utilajului, specificațiile ingredientului și
tipul de aluat dorit. Capacitățile pentru acest tip de frământător variază între 50 și 350 kg masă
de aluat.
Modelele de ultimă generație permit rotirea cuvei și variația vitezei de rotație, precum
și îndepărtarea cuvei în cazul modelelor de capacitate mai mare. Capacitatea de frământare a
acestui tip de frământător este de la 1 kg -3 kg per șarjă aluat, însumând până la 18 kg
aluat/oră.
Acest model de frământător dispune de două viteze pentru brațul de frământare (49, 72
rot/min) și două viteze ale cuvei, care pot fi variate în limita a 2 -9 rot/min cu ajutorul unui
variator de frecvență, oferind posibilitatea de a stabili un proces optim de frământare.
Organele de lucru sunt construite din oțel inoxidabil AISI 431. Pe lângă echipamentul de
funcționare standard, malaxorul mai poate fi completat cu: dispozitiv de curățare a cuvei ,
instalație automată de uleiere a cuvei, conexiuni directe la sistemele de descărcare ingrediente
(făină, apă). Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la 250 kg per
șarjă, însumând până la 960 kg aluat/oră. Puterea totală inst alată a malaxorului este de 15.5
kW.
Fig. 3.3. Malaxor cu braț tip furcă și cuvă rotativă detașabilă, San Cassiano, [65,71]: 1-cuvă,
2-braț tip furcă, 3 -pompă hidraulică, 5 -transmisie mecanică cu reductor
B) Frământător cu brațe similare de frământare (fig. 3.4). Pentru a imita procesul
exact de frământare manuală, două brațe unite sunt conduse într -o mișcare simetrică și
reciprocă, astfel încât uneltele de mixare preiau ingredientele din centru către exteriorul cuvei.
Totodată, brațele ridică, întind și împachetează aluatul în timpul frământării. Ingredientele
intră în contact repetat cu brațele și prin mișcarea de rotație a cuvei. Timpul de frământare
obișnuit este cuprins între 15 și 25 minute, fiind dependent de capacitatea utilajului,
specificațiile i ngredientelor și tipul de aluat dorit. Capacitățile pentru acest tip de frământător
variază între 50 și 350 kg greutate aluat și este conceput pentru a permite încorporarea
fructelor în timpul malaxării fără a fi deteriorate sau când se folosesc făinuri cu o structură
delicată a glutenului. Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la
24
130 kg per șarjă aluat, însumând până la 450 kg aluat/oră. Puterea totală instalată a acestui tip
de malaxor este de 6 kW.
Fig. 3.4. Frământător cu brațe tufante (gemene) de frământare, San Cassiano, [71]: 1-cuvă, 2 –
brațe tufante, 3 -transmisie mecanică prin reductor, 4 -motor, 5 -pompă hidraulică
3.1.3 Frământătoare rapide
A) Frământător cu braț spiral și cuvă fixă (fig. 3.5). Acest model de frământător este
destinat unităților de producție mici și mijlocii care nu funcționează în flux continuu. Deși
încă mai sunt disponibile malaxoare cu cuvă fixă și de capacitate mare (280 -300 kg aluat),
majoritatea modelelor produse și utilizate în prezent se încadrea ză în limita a 12 -120 kg aluat.
Fig. 3.5. Malaxor cu braț spiral și cuvă fixă San Cassiano, [ 71]: 1-cuvă, 2 -braț spiral, 3 -motor
braț, 4 -transmisie prin curele pentru braț, 5 -tablou electric, 6 -transmisie prin curele pentru
cuvă, 7 -motor cuvă
Majorita tea modelelor de capacitate mică nu dispun de cuvă rotativă, iar cele care au
cuvă rotativă oferă și posibilitatea de a inversa sensul de rotație al acesteia, ca și în cazul
modelelor de capacitate mai mare. Capacitatea de frământare a acestui tip de frămâ ntător este
de până la 250 kg per șarjă, însumând până la 960 kg aluat/oră. Puterea totală instalată a
acestui tip de malaxor este de 6 kW pentru treapta 1 și 12 kW pentru treapta a 2 -a de
frământare. Piesele centrale ale malaxorului (cuva, brațul și axul central) sunt confecționate
din inox alimentar. Motoarele și transmisia sunt proiectate pentru a putea prelucra cu ușurință
cele mai consistente tipuri de aluat, iar frământătorul este prevăzut cu două motoare
independente, unul pentru brațul spiral și unu l pentru cuvă.
B) Frământătorul cu braț spiral și cuvă detașabilă , (fig. 3.6), este cel mai răspândit
model din industria de panificație, cu capacitate de până la 300 kg de aluat. Capacitățile de
producție pot ajunge până la 2300 kg/h sau mai mult când utila jele fac parte dintr -un sistem
integrat. O definiție de bază a acestui tip de frământător este că utilajul este echipat cu un braț
de frământare de tip spiral care se rotește pe o axă verticală, în interiorul cuvei ce se rotește la
rândul său pe aceeași ax ă verticală. Criteriul de frământare este de obicei bazat pe timpul de
mixare, majoritatea modelelor având două viteze, lentă pentru amestecarea ingredientelor și
rapidă pentru frământarea și dezvoltarea structurii glutenice. Și aceste modele oferă
posibil itatea inversării sensului de rotație a cuvei.
Unele frământătoare sunt disponibile cu un sistem de control al temperaturii aluatului
și consumului de energie, dar există și modele avansate de frământătoare prevăzute cu sistem
de măsurare a vâscozității a luatului, [4]. Viteza de frământare rapidă este de până la 180 rpm,
iar multe modele actuale sunt dotate cu variator de frecvență pentru a permite modificarea
turației motorului care antrenează brațul de frământare. Astfel, frământătorul poate fi adaptat
pentru prelucrarea făinurilor de calități diferite.
În încercarea de a elimina zonele oarbe din mijlocul cuvei, unde aluatul ar rămâne
nefrământat, unii producători folosesc brațe de frământare de mare putere, cu un diametru mai
mare decât cel al razei cuv ei. Alți producători plasează în mijlocul cuvei un suport, pentru a
ghida aluatul în raza brațului de frământare, a crește suprafața de frământare sau pentru a
genera o acțiune de forfecare între suport și braț. Capacitatea de frământare a acestui tip de
frământător este de până la 300 kg pe șarjă de aluat, însumând până la 1080 kg aluat/oră.
Turația brațului pe treapta I este de 102 rot/min și pe treapta a doua de 204 rot/min. Puterea
totală instalată a acestui tip de malaxor este de 6 kW pentru treapta I și 12 kW pentru treapta a
II- a.
25
Testul sistemului depinde de cât de omogenizat rezultă aluatul, structura lui, timpul de
frământare și energia consumată ca și căldură în timpul frământării. Varietatea structurii
aluatului dorit pentru diferite tipuri d e pâine, înseamnă că nu există un etalon pentru aluat. În
realitate, din moment ce fiecare frământător vine prevăzut cu două viteze, timpii de
frământare variază pentru a se obține intensitatea frământării care se dorește. Ca proces tipic,
frământarea se p relungește pe viteza lentă pentru făinurile slabe și se crește viteza rapidă
pentru făinurile mai tari.
Comparativ cu celelalte tipuri de frământătoare, cel cu braț spiral permite introducerea
unei cantități mai mari de aer în aluat și implicit de oxigen, potențialul efect de oxidare fiind
mai ridicat. Totodată, bulele de gaz generate variază mult în dimensiuni, cu o medie ridicată a
celor mari, astfel că se utilizează cu precădere pentru producția sortimentelor de pâine cu o
structură celulară deschisă, c a de exemplu bagheta franțuzească , [12].
Manevrarea aluatului din cuvă se realizează fie manual, fie printr -un sistem de
descărcare, care poate fi prin răsturnarea cuvei sau prin descărcare pe la partea inferioară a
cuvei, de unde aluatul este preluat de benzi transportoare în vederea prelucrării. Flexibilitatea
oferită de cuvele interschimbabile, permite sistemului să lucreze în mod automat. Un sistem
bine cunoscut este cel de tip carusel, în care mai multe cuve se rotesc în jurul unei axe
centrale, pentr u a trece pe rând, prin stații de dozare, de frământare, de descărcare, realizându –
se în mod ciclic. Sistemele mai recente încorporează și stații de fermentare, bazate pe
aranjamente liniare cu sine.
C) Frământătoarele intensive cu brațe spirale duble ocupă un loc important în gama
frământătoarelor de ultimă generație. Ca singularitate a lui, acesta poate transfera aluatului un
nivel ridicat de lucru mecanic într -un timp scurt. În principiu, orice frământător care poate
dezvolta complet un aluat în 5 minute, poate fi definit ca frământător intensiv. Criteriile de
frământare variază de la un model la altul. Frământarea în timp fix este cel mai comun
element întâlnit, dar există și versiuni care oferă posibilitatea de a controla procesul, prin
temperatura aluatu lui, consumul de energie și chiar combinarea celor două, cum ar fi:
frământarea aluatului pentru un anumit număr de minute și încetare dacă se depășește o
anumită temperatură la aluat. Nu toate frământătoarele obțin dezvoltarea mecanică a aluatului
prin op erații intense de întindere și rupere a aluatului, așa cum se întâmplă în cazul
frământătoarelor cu cuvă fixă și rotoare cu palete, de mare viteză.
C1) Malaxor cu dublă spirală Mixer Avant Force (fig. 3.7) este construit cu capacități
cuprinse între 240 ș i 500 de kg de aluat pe șarjă. Conform producătorului, acest model se
remarcă prin reducerea timpului de frământare (2 -6 minute față de 8 – 12 minute la modelele
cu un singur braț), fără a crește excesiv temperatura aluatului. Capacitatea de frământare a
modelului prezentat este de până la 300 kg de aluat pe șarjă, însumând până la 2100 kg
aluat/oră. Turația bratelor pe treapta I este de 86 rot/min și pe treapta a doua de 173 rot/min.
Puterea totală instalată a acestui tip de malaxor este de 19 kW pentru t reapta I și 28 kW pentru
treapta a II – a.
Producătorii de sisteme tip “Wendel”, cu braț de frământare dublu, susțin că
dezvoltarea mecanică a aluatului se obține prin operațiile de întindere și împăturire a aluatului
ce au loc în timpul frământării. În c azul frământătoarelor cu braț dublu, aluatul este adus prin
mișcarea de rotație a cuvei, între cele două brațe de frământare, generând o acțiune de
frământare intensivă.
Acest frământător reprezintă următorul nivel de dezvoltare al frământătoarelor de
aluat, pornind de la frământătorul cu un singur braț, având capacitate între 160 și 600 kg de
26
aluat. Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la 240 kg aluat
pentru fiecare șarjă, însumând până la 1920 kg aluat/oră. Turația bra țului pe treapta I este de
90 rot/min și pe treapta a II -a de 180 rot/min. Puterea totală instalată a acestui tip de malaxor
este de 14 kW pentru treapta I și 22 kW pentru treapta a II – a.
C3) Malaxorul cu braț dublu spiral Escher, (fig. 3.10) este prevăz ut, pe lângă brațul de
frământare tip spiral dublu, și cu sistem de descărcare a aluatului prin partea inferioară a cuvei
în care se frământă aluatul. Aluatul este descărcat apoi pe o bandă transportoare sau într -o
cuvă de transport. Variantele constructiv e au capacitate de frământare între 160 și 400 kg aluat
pe șarjă. Există posibilitatea de înseria două sau mai multe malaxoare pentru amări capacitatea
de producție și a facilita funcționarea în sistem continuu. Capacitatea de frământare a acestui
tip de f rământător este de până la 300 kg aluat pe șarjă, însumând până la 1620 kg aluat/oră.
Turația brațelor pe treapta I este de 90 rot/min și pe treapta a II -a de 180 rot/min. Puterea
totală instalată a acestui tip de malaxor este de 9 kW pentru treapta I și 1 5 kW pentru treapta a
II-a.
Fig. 3.10. Malaxor Escher tip MD, [66 ]: 1-cuvă, 2 -brațe Wendel, 3 -capac cuvă, 4 -fantă golire
aluat, 5 -capac golire aluat
Fig. 3.11. Frământătoare MDW, conectate în serie la același sistem de descărcare a aluatului,
[66]: 1-malaxoare tip MDW, 2 -mecanism descărcare aluat, 3 -bandă transportoare orizontală,
4-motoare antrenare benzi orizontale, 5 -motor antrenare bandă verticală inferioară, 6 -suport
bandă verticală, 7 -bandă dublă verticală, 8 -motor antrenare bandă verticală superi oară
Capacitatea de frământare a acestui sistem cu 2 malaxoare este de până la 480 kg de
aluat pentru fiecare șarjă, însumând până la 3830 kg aluat/oră. Turația brațelor pe treapta I
este de 90 rot/min și pe treapta a II -a de 180 rot/min. Puterea totală instalată a unui malaxor
este de 17 kW pentru treapta I și 30 kW pentru treapta a II – a.
A) Frământătorul orizontal Topos Single Sigma T 1153 (fig. 3.13) este destinat
frământării aluaturilor cu o consistență redusă a aluatului (cantitate mare de apă adăug ată în
aluat), modelele disponibile având capacități de 320, 590, respectiv 725 de kg de aluat. Este
prevăzut cu un braț de frământare în formă Z, iar puterea motorului ajunge până la 41.2 kW.
Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la 590 kg aluat pentru
fiecare șarjă, însumând până la 2360 kg aluat/oră. Turația brațului pe treapta I este de 30
rot/min și pe treapta a II -a de 60 rot/min. Puterea totală instalată a acestui tip de malaxor este
de 19 kW pentru treapta I și 36 kW pe ntru treapta a II – a.
Fig. 3.13. Frământătorul de aluat tip Topos, [67]: 1-cuvă, 2 -braț orizontal, 3 -motor, 4 –
transmisie mecanică, 5 -cadru, 6 -gură alimentare ingrediente
B) Frământătorul orizontal Topos Double Sigma 250 (fig.3.14) este destinat
frământării aluaturilor cu o consistență ridicată (cantitate mică de apă adăugată în aluat), iar
brațele de frământare în formă de Z se rotesc în sens opus, acționând asupra aluatului cu forțe
de forfecare, compresiune și întindere. Camera de frământare poate fi dota tă cu sistem de
răcire pentru controlul temperaturii aluatului.
Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la 250 kg aluat
pentru fiecare șarjă, însumând până la 1500 kg aluat/oră. Turația brațului pe treapta I este de
20 rot/min și pe treapta a doua de 40 rot/min. Puterea totală instalată a acestui tip de malaxor
este de 9 kW pentru treapta I și 17.5 kW pentru treapta a II – a.
27
Fig. 3.14. Frământător orizontal Topos Dublu Sigma 250, [67]: 1-cuvă, 2 -brațe orizontale de
tip sigma, 3-cadru, 4 -motor, 5 -transmisie mecanică
Aceste utilaje au fost create pentru a întâmpina necesitatea de a păstra o consistență și
densitate ale aluatului constante în procesul tehnologic în condițiile în care astfel de diferențe
apar de obicei într -un proces bazat pe șarje. Un avantaj al sistemului de frământare cu
funcționare continuă este acela că unele versiuni pot funcționa continuu, fără supervizarea sau
asistenta unui operator.
Cea mai comună variantă de frământător continuu este cel cu sistem de frământare în
două stadii. Fiecare frământător continuu are și un sistem integrat de alimentare cu ingrediente
a spațiului de malaxare. Ingredientele uscate sunt stocate local, în containere ce pot fi
descărcate la un debit controlat. Controlarea sistemul ui de descărcare se poate realiza prin
plasarea containerelor pe sisteme de cântărire, pentru monitorizarea curentă a acurateței
descărcărilor. Sistemul de descărcare este de obicei bazat pe transportatoare cu melc care au
viteză de deplasare variabilă pen tru a oferi posibilitatea de a ajusta greutatea dozată. Alte
sisteme se încarcă cu ingrediente direct din containerele de depozitare sau dintr -un container
în care ingredientele uscate sunt amestecate anterior.
În prima cameră de malaxare, este adăugată a pa și alte ingrediente lichide ca maia sau
grăsimi. Un aspect important al acestei etape este că ingredientele sunt distribuite uniform și
amestecul capătă omogenitate. Amestecul obținut în prima cameră este pompat în cea de -a
doua cameră, unde amestecarea are loc ca proces asemănător cu cel al oricărui frământător
orizontal. Brațul de frământare este bine configurat în cuva prevăzută cu sistem de descărcare
prin partea inferioară, astfel încât aluatul complet dezvoltat este împins de amestecul care
intră ș i aluatul frământat care se descarcă.
Datorită energiei specifice ridicate introduse în aluat, modelele actuale sunt prevăzute
cu manta dublă și sisteme de răcire a aluatului.
A) Malaxorul tip Sidera, este destinat pentru frământare intensivă a aluaturilor, (fig. 3.15).
În malaxor, componentele lichide (apă, lapte, grăsime) sunt introduse cu ajutorul pompelor
dozatoare prin gurile de alimentare 1, iar făina, sarea, zahărul sunt introduse prin gura de
alimentare 2. Ansamblul componentelor este amestecat în ca mera cilindrică (turbomixer) 3,
înăuntrul căreia se află o spiră ce se rotește cu 1000 rot/min. Pasta omogenă cade prin gura de
trecere 4 în camera de frământare 5 unde se realizează o frământare intensivă. Aluatul pregătit
se elimină prin gura de eliminar e 6.
Fig. 3.15. Malaxorul tip „SIDERA” , [60 ]: 1-gură de alimentare; 2 -gură de alimentare; 3 –
cameră cilindrică (turbomixer); 4 -gură de trecere; 5 -cameră de frământare
Amestecarea componentelor are loc în flux dinamic, ceea ce permite atât o economie
de energie, cât și o eficiență de malaxare mult mai mare. Fiecare particulă solidă întâlnește o
particulă lichidă la care trebuie să se asocieze, ceea ce evită formarea de aglomerări dificil de
distrus.
Lucrul mecanic în timpul frământării depinde de rata de curgere și viteza brațului de
frământare. Unii producători includ brațe de frământare cu viteză variabilă pentru a ajusta
dezvoltarea aluatului și pentru a respecta o anumită rețetă și cerințele produsului. Camera de
frământare este prevăzută cu sistem de răcire pentru a menține controlul asupra temperaturii
aluatului în timpul procesului. Utilizarea unui sistem integrat de control este esențial pentru
acest tip de proces și pune la dispoziția operatorului posibilitatea de a alege diferite rețete și
paramet ri de malaxare fără să mai fie nevoie de setarea complexă a funcțiilor, [60].
28
B) Malaxorul continuu de aluat, Werner ZPM 320 (fig. 3.16) este destinat frământării
intensive a aluatului, efectuat cu ajutorul a două brațe de frământare care acționează în sens
opus, alcătuite din multiple elemente de tip elicoidal (șnec) și discuri eliptice pline. Geometria
complexă a brațelor de frământare, spațiul dintre elementele brațului și camera de frământare,
precum și posibilitatea de a varia turația brațelor faciliteaz ă desfășurarea optimă a procesului
de frământare, prin acțiuni de întindere și comprimare (figura 3.17), precum și deplasarea
completă a aluatului către gura de descărcare. Pentru controlul temperaturii aluatului, camera
de frământare este dublă și prevăzu tă cu sistem de răcire. Aluatul frământat este descărcat pe
banda transportoare sub formă de tub sau pătură de aluat.
Capacitatea de frământare a acestui tip de frământător este de până la 3200 kg
aluat/oră. Turația brațului este de până la 100 rot/min. P uterea totală instalată a acestui tip de
malaxor este de până la 90 kW.
Fig. 3.16. Frământător continuu de aluat, Werner ZPM, [68]: 1-motor, 2 -transmsie mecanică
dublă, 3 -gură de alimentare ingrediente, 4 -cameră de amestec, 5 -evacuare aluat
Fig. 3.17. Acțiunea de frămân tare a malaxorului continuu ZPM
Recent, a fost dezvoltat un nou proces de frământare a aluatului, cu ajutorul
frământătorului Rapidojet. Principiul de funcționare al acestui sistem este bazat pe folosirea
apei sub presiune foarte mare pentru a umecta particulele de făină. Acestea, împreună cu alte
ingrediente uscate sunt descărcate continuu într -un tub de malaxare, cu ajutorul unui
transportor elicoidal. Particulele, aflate în cădere liberă, sunt umectate de către apa sub
presiune, a c ărei viteză este de 7 -14 m/s. Presiunea necesară pentru acest proces este de 35
până la 150 de bari, asigurată de o pompă de presiune ridicată.
Capacitatea acestui sistem este de 1000 kg aluat / h, adică obține 5 kg de aluat în 18
secunde. Conform produc ătorului, consumul de energie este de 1,3 Wh/kg, comparativ cu
celelalte modele de frământătoare existente pe piață al căror consum de energie variază între 4
și 15 Wh/kg. Datorită energiei scăzute și absenței frecărilor interne, aluatul nu înregistrează
creșteri de temperatură mai mari de 1 °C și, astfel, nu este necesară utilizarea sistemelor de
răcire a camerei de malaxare.
Fig. 3.18 . Frământătorul Rapidojet, [72]: 1-depozitare făină, 2 -camera de amestec, 3 –
alimentare cu apă sub presiune înaltă, 4 -alime ntare pompă, 5 -motor pompă, 6 -pompă
La ieșirea din frământător, dezvoltarea aluatului nu pare a fi completă (nu se poate
efectua testul clasic de întindere a unei bucăți de aluat pentru a -i verifica extensibilitatea și
elasticitatea), dar conform cercet ărilor, aluatul atinge momentul maxim de consistență în
etapele următoare de procesare, la aproximativ 20 minute de la prepararea aluatului. Testele
comparative efectuate între aluaturi frământate clasic și cele cu metoda Rapidojet nu au arătat
diferențe s emnificative între produsele obținute (volum, porozitate, miez) dar datorită metodei
inovative de obținere a aluatului, acesta permite până la 5 procente în plus de apă adăugată
față de cazurile clasice, pentru a se obține aceeași consistență a aluatului.
Pentru a obține un aluat dezvoltat complet și a se continua procesul de frământare,
producătorii oferă posibilitatea montării unui utilaj de laminare, care acționează asupra
aluatului prin întinderi și împachetări repetate (2 -64 împachetări). Transportul aluatului de la
camera de malaxare la laminator se efectuează cu ajutorul unui transportor elicoidal și a unei
29
pompe. Camera de malaxare are o lungime de 50 cm și un diametru de 6 -12 cm, iar
laminatorul, o lungime de 80 cm și un diametru de 8 cm.
Fig. 3.1 9. Sistemul de frământare Rapidojet cu laminator integrat, [69]
Pe piața internațională există un trend în dezvoltarea sistemelor complet automatizate
în care intervenția umană este minimă, iar lanțul de utilaje corespunzătoare prelucrării
aluatului în fiecare etapă a procesului de fabricație este comandat de un sistem central.
Multiplele elemente de verificare și execuție facilitează controlul parametrilor și contribuie la
eliminarea erorilor și creșterea productivității.
Multitudinea de modele de frăm ântătoare de aluat existente pe plan mondial se
diferențiază prin: regimul de lucru (continuu, discontinuu), geometria organelor de frământare
și a spațiului de frământare, tipul frământării (lent, rapid și intensiv) și tipul deformațiilor
(întindere, forf ecare, comprimare) pe care organul de lucru le exercită asupra aluatului.
Alături de influența materiilor prime și auxiliare utilizate în rețeta de fabricație și a procesului
tehnologic adoptat, toate aspectele menționate influențează modalitatea de dezvol tare a
aluatului și comportarea acestuia în etapele următoare ale procesului de fabricație a pâinii.
Atât frământătoarele cu regim continuu și discontinuu de frământare sunt proiectate
pentru a facilita desfășurarea proceselor industriale de obținere a pâ inii în flux continuu, fie
prin capacitatea frământătorului, fie prin înserierea mai multor utilaje. Totuși, cele mai
utilizate frământătoare sunt modelele cu acționare discontinuă, de obicei, cu cuvă detașabilă și
braț elicoidal, deoarece oferă multiple a vantaje: sunt robuste și ușor de manevrat, pot frământa
cantități mici de aluat până la capacitatea maximă de încărcare a cuvei, pot frământa aluaturi
cu umidități în domeniu extins, iar detașarea cuvelor permite prelucrarea aluatului în sistem
bifazic sau trifazic.
De asemenea, foarte mulți producători oferă soluții particularizate și de îmbunătățire a
frământătoarelor, prin: monitorizarea temperaturii aluatului, a proceselor energetice care au
loc în timpul frământării, montarea variatoarelor de frecvenț ă pentru modificarea turației
brațului de frământare.
Unele frământătoare pot fi prevăzute cu instalație de răcire a camerei de malaxare, sau
cu instalații de control al atmosferei în care este frământat aluatul.
Actualmente, accentul este foarte mult pus pe seama dezvoltării mecanice a aluatului,
și care are loc cu ajutorul frământătoarelor intensive și care dezvoltă aluatul prin introducerea
unei cantități mari de energie în aluat într -un timp redus.
Calitatea aluatului obținut prezintă o deosebită i mportanță, fiind elementul central în
cadrul tuturor considerentelor constructive ale frământătoarelor.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Pâinea constituie un aliment de bază care se consumă de peste 6000 ani î.Hr., forma [616646] (ID: 616646)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.