Controlul Calitatii In Industria Panificatiei
TEHNOLOGIA ȘI CONTROLUL
CALITĂȚII ÎN INDUSTRIA
PANIFICAȚIEI
Cuprins
1. MATERII ALIMENTARE UTILIZATE ÎN PANIFICAȚIE
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
1.14.
1.15.
1.16.
Făina de grâu
Făinuri din alte cereale și legume
[NUME_REDACTAT] de panificație
[NUME_REDACTAT] (îndulcitorii
[NUME_REDACTAT] și subprodusele de lapte
[NUME_REDACTAT] alimentare
[NUME_REDACTAT] uleioase
[NUME_REDACTAT]
Controlul calității materiilor alimentare
Test de autoevaluare
2. DEPOZITAREA, PREGĂTIREA ȘI DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE
2.1.
2.2.
2.3
2.4.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
Depozitarea materiilor alimentare
Pregătirea materiilor alimentare
Dozarea materiilor alimentare
Test de autoevaluare
SCHEMA DE OPERAȚII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC ȘI
METODE DE PREPARARE A ALUATULUI
Schema de operații unitare a procesului tehnologic
Metode de preparare a aluatului
Test de autoevaluare
4. PREPARAREA ALUATULUI
4.1.
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.1.4.
4.1.5.
4.1.6.
Frământarea aluatului
Bazele științifice ale procesului de frământare
Fazele aluatului
Proprietățile reologice ale aluatului
Temperatura aluatului
Durata de frământare
Frământătoare (malaxoare
2
4.2.
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.3.
4.4.
Fermentarea aluatului
Bazele științifice ale fermentării aluatului
Parametri de fermentare
Instalații de fermentare
Refrământarea aluatului
Test de autoevaluare
5. PRELUCRAREA ALUATULUI
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
6.
6.1
6.1.2.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
7.
7.1
7.2
7.3
Răsturnarea aluatului din cuve
Divizarea aluatului
Premodelarea (rotunjirea) aluatului
Repausul intermediar. Fermentarea intermediară
Modelarea finală
Fermentarea finală
Condiționarea aluatului înainte de coacere
Test de autoevaluare
COACEREA
Procese care au loc în timpul coacerii
Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii
Regimul de coacere
Durata coacerii
Pierderi de masă la coacere
Consumul de căldură pentru coacerea pâinii
[NUME_REDACTAT] de autoevaluare
DEPOZITAREA PÂINII
Răcirea pâinii
Învechirea pâinii
Test de autoevaluare
8. BIBLIOGRAFIE
3
1. MATERII ALIMENTARE UTILIZATE ÎN PANIFICAȚIE
1.1. Făina de grâu
Făina de grâu este principala materie alimentară care se utilizează în industria panificației.
Ea rezultă prin măcinarea grâului în diferite variante de extracție.
Compoziția chimică și biochimică a făinii
Făina de grâu are o compoziție chimică variabilă (tabel 1.1.) care depinde de soiul grâului,
condițiile climatice și agrotehnice de cultură, gradul de maturizare biologică, tehnologia de
măcinare și gradul de extracție.
Variația compoziției făinii cu gradul de extracție(% făină din 100grâu) este determinată de
repartizarea neuniformă în bobul de grâu a componentelor sale chimice și biochimice.
Făina de grâu este formată din apă, care reprezintă 13-15% din masa sa, și substanță uscată,
care conține proteine, glucide, lipide, substanțe minerale, vitamine, pigmenți și enzime.
Natura constituenților, proporția în care sunt prezenți și calitatea lor influențează calitatea
făinii.
Tabel 1.1.Compoziția chimică generală a făinii de grâu (pentru 100 g făină)
* tipul făinii reprezintă conținutul mineral (cenușa) exprimat în % la 100 substanță uscată
Compoziția chimică a făinii
Proteinele. Făina conține în medie 10-12% proteine iar conținutul minim pentru a fi
panificabilă este de 7,0%.
Conținutul de proteine al făinii depinde de soiul și calitatea grâului din care provine, de
părțile anatomice care intră în formarea făinii și de gradul de extracție al acesteia.
Variația conținutului de proteine al făinii cu gradul de extracție se datorează repartizării
neuniforme a proteinelor în bob. Creșterea conținutului total de proteine este aproape liniară
până la extracția simplă de 90% și crește brusc în intervalul 90-98%, datorită conținutului mai
mare de proteine din stratul aleuronic (fig. 1.1.)
Fig. 1.1. Variația conținutului de proteine cu extracția făinii
4
Calitatea proteinelor făinii are o variație invers proporțională față de conținutul lor. Ea
scade odată cu creșterea gradului de extracție.
Compoziția proteinelor din grâu
Proteinele grâului sunt formate din: proteine neglutenice(solubile) și proteine glutenice.
Proteinele neglutenice (solubile) reprezintă circa 15% din totalul proteinelor, și 0,13 –
0,45% față de masa făinii. Sunt foarte eterogene și cuprind albumine (3-5%), globuline (5-11%),
proteine sub formă de complecși cu lipidele și glucidele, proteine coagulante, proteine spumante,
enzime, peptide, aminoacizi.
Rolul tehnologic al proteinelor solubile
Proteinele solubile au următoarele acțiuni:
-proteinele și peptidele care conțin cisteină pot intra în reacție cu oxidanții și în reacțiile de
schimb sulfhidril – disulfuric influențând proprietățile reologice ale aluatului;
-sub formă hidrolizată pot fi utilizate drept sursă azotoasă de către microbiota aluatului;
-alături de glucidele reducătoare, produsele lor de hidroliză pot intra în reacția Maillard
contribuind la colorarea cojii și formarea aromei.
Proteinele glutenice reprezintă circa. 85% din totalul proteinelor făinii și constituie
proteinele de rezervă ale endospermului. Deoarece sunt prezente numai în endosperm, conținutul
acestora în făinuri scade odată cu creșterea gradului de extracție, mai pronunțat peste 70%.
Proteinele glutenice sunt formate din prolamine și gluteline.
Dintre prolamine în făina de grâu este prezentă gliadina, iar dintre gluteline, glutenina.
Structura proteinelor glutenice
Structura primară este determinată de tipul, numărul și succesiunea aminoacizilor în lanțul
polipeptidic.Ea se realizează prin intermediul legăturilor peptidice.
Structura secundară se realizează prin intermediul legăturilor de hidrogen între gruparea
carbonilică a unui aminoacid și gruparea aminică a aminoacidului vecin. Aceste interacțiuni sunt
cauza aranjării speciale a lanțurilor polipeptidice într-o structură elicoidală ordonată numită-
helix (circa 20% din totalul lanțurilor) și sub formă de- turn (spirală cu pas și diametru
variabili).
Natura și succesiunea aminoacizilor din lanțurile polipeptidice determină formarea între
diferitele zone ale aceluiași lanț polipeptidic, parțial spiralat, a unui număr mare de legături,
covalente (legături disulfurice) și necovalente (legături de hidrogen, hidrofobe, ionice) care
determină împachetarea lor spațială, realizând structura terțiară a proteinelor.
Împachetarea spațială, tridimensională a lanțurilor polipeptidice are loc astfel încât nivelul
energetic atins este minim.
Molecula astfel obținută, având structură terțiară, poartă numele de subunitate proteică,
protomer sau monomer.
Lanțurile proteice cu structură terțiară (subunități proteice, protomeri sau monomeri) pot
interacționa între ele printr-o serie de legături covalente și necovalente, rezultând o moleculă cu
structură cuaternară numită oligomer. Această structură este definită de natura și numărul
monomerilor, precum și de legăturile stabilite între acestea. De asemenea, se referă la așezarea
spațială a monomerilor în cadrul moleculei.
Dintre proteinele glutenice, gliadina este o proteină monomeră, cu structură terțiară, iar
glutenina o proteină polimer formată din mai mulți oligomeri cu structură cuaternară..
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.
Gliadinele sunt proteine monomere a căror conformație este stabilizată de legături de
hidrogen, în principal, interacții hidrofobe și legături disulfurice intramoleculare. Gliadinele,,
în structura secundară au lanțurile spiralate sub formă de- helix, iar- gliadinele sub formă
de- turn.
5
Masa moleculară a majorității gliadinelor este de 30000-40000.
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 acizii, baze, uree, surfactanți.
Glutenina a cărei masă moleculară variază de la 80 000 Da la 1-3 mil. Da, este considerată
a fi un polimer cu grad mare de agregare. Pentru structura sa, pe baza elementelor de structură
identificate, au fost formulate mai multe modele. Unul dintre acestea, care se corelează cu
însușirile ei funcționale, consideră că glutenina este formată din oligomeri legați între ei prin
legături disulfurice intermoleculare, stabilite între resturile de cisteină din zonele terminale ale
subunităților proteice (fig.1.2.). Astfel glutenina, spre deosebire de gliadină, unde sunt prezente
numai legături disulfurice intramoleculare, are în structura sa atât legături disulfurice
intramoleculare cât și legături disulfurice intermoleculare. Acestea din urmă sunt considerate
legături reologic efective față de cele intramoleculare care sunt considerate reologic neefective.
Fig. 1.2. Modelul ipotetic al structurii gluteninei
b-conformația subunităților HMW de glutenină; b- structura macromoleculei de glutenină
– subunitate proteică;
1- legături disulfurice reologic efective; 2- legături disulfurice reologic neefective;
Glutenina se caracterizează prin elasticitate mare și extensibilitate mică. Ea este considerată
principalul component al proteinelor glutenice.
Rolul tehnologic al proteinelor glutenice
Proteinele glutenice influențează decisiv desfășurarea procesului tehnologic și calitatea
pâinii. Ele intervin în următoarele procese:
– 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 proprietățile 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 pâinii 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.
6
Sintetic, principalele proteine ale făinii de grâu și caracteristicile lor sunt prezentate în
figura 1.4.
Proteine totale
100%
15%
Proteine neglutenice (solubile)
85%
Proteine glutenice (de rezervã)
Albumine(3-9%)
Globuline (6%)
[NUME_REDACTAT](prolamine)
MW 25000 – 100000
(monomeri)
Glutenine(gluteline)
MW 100000- 3 mil
(polimer)
[NUME_REDACTAT] spumante
Proteine cuagulante
-GL-GL
-GL -GL
subunitãti
LMW
subunitãti
HMW
[NUME_REDACTAT] de enzime
bogate în sulf
Proprietãti
– extensibilã
– putin elasticã
– solubilã în solutie
de alcool 70%
Proprietãti
– putin extensibilã
– elasticã
– solubilã în solutii
diluate de baze, acizi,
uree, surfactanti
Fig 1.4. Principalele proteine ale făinii de grâu
Hidrații de carbon (glucidele). Ocupă proporția cea mai mare în compoziția făinurilor
depășind în făinurile de extracție mică 82% .
Dintre glucide, amidonul este componentul cu ponderea cea mai mare în făinurile de grâu.
El este prezent practic numai în endosperm și de aceea conținutul lui descrește cu creșterea
extracției făinii, mai accentuat pentru extracții peste 70%. Pentru extracție până la 70%,
conținutul de amidon variază între 75 și 80-82%, iar peste aceste extracții scade ajungând la circa
67% pentru extracții de 90% (fig.1.4.).
Amidonul este un poliglucid nefermentescibil format din două
componente
macromoleculare, amiloza și amilopectina. Amiloza constă din lanțuri liniare formate din resturi
de glucoză legate (1,4), iar amilopectina din lanțuri ramificate, în care ramificațiile sunt fixate
pe lanțul principal prin legături (1,6).
Fig. 1.4. Variația conținutului de amidon cu extracția făinii
În făinuri, amidonul este prezent sub formă de granule de diferite forme, lenticulare și
rotunde, de mărimi diferite și cu diferite grade de deteriorare mecanică, în funcție de soiul grâului
din care s-au obținut, de condițiile climatice, de cultură și de intensitatea măcinișului.
Mărimea granulei de amidon de grâu variază în limitele 1-30m. Din punct de vedere
calitativ, în făinuri sunt prezente granule de amidon intacte și granule de amidon deteriorate,
corodate. Cu cât acțiunea mecanică de măcinare este mai intensă și sticlozitatea bobului mai
mare, cu atât deteriorarea granulei este mai mare.
Structura granulei de amidon
Amidonul nativ de grâu este birefringent în lumină polarizată cu o structură parțial
cristalină. Cristalinitatea este atribuită amilopectinei. În zonele cristaline amilopectina formează
7
helixuri duble aranjate într-o structură ordonată, unde un rol important îl au legăturile de
hidrogen.
Dintre granule, cele mici au grad de cristalinitate mai mare decât granulele mari. Gradul de
cristalinitate al amidonului este estimat la 0-60%.
Pe baza datelor acumulate, se admite pentru granula de amidon de grâu o structură în
straturi, care se deosebesc prin indici de refracție, densitate, cristalinitate și rezistență la atacul
enzimatic.Rezistența diferită față de enzime a acestor straturi este evidențiată de faptul că
hidroliza granulei are loc prin canale radiale “în dinte de fierăstrău”. Straturile amorfe și cristaline
înconjoară o regiune centrală (hilum) care prezintă rezistență mare la acțiunea enzimelor.
Moleculele de amidon se orientează radial, respectiv perpendicular pe inelele cristaline/
amorfe și pe suprafața granulei. La suprafața granulei de amidon sunt prezente cantități mici de
lipide , proteine și minerale.
Rolul tehnologic al amidonului
Amidonul intervine în următoarele procese:
–
la frământarea aluatului, participă la hidratarea făinii, un rol important în acest proces
avându-l granulele de amidon deteriorate mecanic;
–
în aluat, granulele de amidon fiind înconjurate de pelicule proteice, mărimea granulei
influențează valoarea forțelor de interacțiune și deci însușirile reologice ale aluatului;
–
în timpul procesului de fermentare, în urma hidrolizei de către enzimele amilolitice
formează maltoza, principalul glucid fermentescibil din aluat. Acesta, în urma fermentării
produsă de drojdie, formează dioxidul de carbon care afânează aluatul;
–
în procesul de coacere, însușirea amidonului de a gelatiniza are un rol deosebit,
granulele de amidon preluând funcții importante prin legarea apei eliberată de proteine în urma
coagulării;
–
maltoza formată în urma hidrolizei enzimatice a amidonului participă la formarea
culorii cojii și a substanțelor de aromă;
–
joacă rolul principal în învechirea pâinii.
Poliglucidele neamidonoase. Se găsesc în pereții celulelor și în învelișul bobului. Se
împart în trei grupe: celuloză,- glucani și pentozani. Între aceștia predomină poliglucidele
necelulozice.
Celuloza. Este prezentă în proporție însemnată în straturile periferice ale bobului
și
aproape absentă în endosperm. De aceea conținutul în celuloză al făinurilor este mic pentru
extracții sub 70% și crește pentru extracții peste 70%.
- Glucanii sunt prezenți în cantitate mică în grâu.
Pentozanii. Bobul de grâu conține circa 7% pentozani. Cea mai mare parte a acestora se
găsește în înveliș și stratul aleuronic și foarte puțin în endosperm (1,27-2,33%).
În urma măcinării, partea principală a pentozanilor rămâne în tărâțe. În făină, conținutul de
pentozani este de 1,2-4,2%. Sunt mai bogate în pentozani făinurile de extracție mare, care conțin
și părți din straturile periferice ale bobului, față de cele de extracții mici.
După solubilitatea lor, pentozanii se împart în: pentozani solubili în apă și pentozani
insolubili în apă (60% din total).
Rolul pentozanilor în panificație
Pentozanii au proprietatea de a absorbi cantități mari de apă, din care cauză pot influența
distribuția apei în aluat și pâine. Pentozanii solubili absorb o cantitate mare de apă, de circa trei
ori mai mare decât masa lor (raportată la substanță uscată), iar pentozanii insolubili de 10 ori mai
mare.
Pentozanii solubili în apă măresc consistența și timpul de dezvoltare a aluatului și
îmbunătățesc calitatea pâinii, în timp ce pentozanii insolubili în apă măresc consistența aluatului
dar reduc timpul de frământare și volumul pâinii.
8
Se apreciază că prezența în făină a pentozanilor solubili în apă este indispensabilă pentru
obținerea pâinii cu volum normal.
Glucidele solubile în apă Sunt formate din dextrine, zaharoză, maltoză, glucoză, fructoză
și mici cantități de rafinoză și trifructozan. Conținutul de glucide fermentescibile, zaharoză,
glucoză, fructoză, maltoză în care zaharoza este predominantă (80%) este de 1,1-1,8%, conținutul
lor crescând cu extracția făinii .
Lipidele. Sunt prezente în cantitate mică în făinuri. Conținutul lor crește 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 endosperm .
În făinuri, lipidele se găsesc sub formă de lipide simple (mono-,di- și trigliceride, acizi grași
liberi) care sunt predominante și lipide complexe (lecitina), în cantități mici.
Trigliceridele reprezintă principalele lipide ale grâului și făinurilor de grâu.
După polaritate, lipidele din făină se împart în lipide nepolare (gliceride, acizi grași liberi)
reprezentând 59% din totalul de lipide și lipide polare, fosfolipide (26%) și glicolipide (15%).
Din punct de vedere al extractibilității, lipidele făinii se împart în două grupe: lipide
extractibile și lipide neextractibile (fig. 1.5.).
Lipidele extractibile sunt formate din lipide libere (∼60%) care se pot extrage cu eter de
petrol, în care intră majoritatea trigliceridelor și acizilor grași, și lipide legate(40%), formate din
trigliceride(1/3)și fosfolipide și glicolipide(2/3).
Lipide totale existente în fãinã
1,4-2%
1,4%
Lipide extractibile
0,8%
Lipide libere
FL(free lipids)
0,6%
Lipide legate
BL (bound lipids)
0,6%
Lipide neextractibile
SL.(starchlipids)
Lipide nepolare
(NPL-nonpolar lipids)
0,2%
Lipide polare
(PL-polar lipids)
Lipide
nepolare
Lipide polare
(PL)
(NPL)
0,13%
Glicolipide(GL)
0,07%
Fosfolipide(PhL)
0,18%
Glicolipide(G)
0,22%
Fosfolipide(PhL)
Fig.1.5. Clasificarea lipidelor din făină
Cea mai mare parte a lipidelor legate sunt fixate de proteine. Glutenina conține circa 80%
dintre acestea, iar gliadina 5%. Lipidele legate de glutenină sunt lipide polare și nepolare, iar
lipidele legate de gliadină și albumine sunt mai ales nepolare.
Lipidele neextractibile cuprind lipidele aderente la granula de amidon (SL) și se extrag cu
apă saturată cu butanol (WSB) la 90-100°C. Ele reprezintă aproximativ 0,6% față de total lipide.
Sunt formate din fosfolipide, glicolipide și acizi grași.
Rolul lipidelor în panificație.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.
Sărurile minerale. Conținutul de săruri minerale al făinurilor variază după curba lui Mohs
(fig.1.6.) Din curbă rezultă că făinurile cu extracție până la 50% au o variație mică a conținutului
mineral cu gradul de extracție, făinurile cu extracție de 50-94% au o variație foarte mare a
conținutului mineral cu gradul de extracție datorită conținutului mineral mare al stratului
9
aleuronic (7% din masa sa), prezent în aceste făinuri, pentru ca la extracții mai mari de 94%
variația să fie mai mică, aceste făinuri conținând mult înveliș (pericarpul conține 3,5% substanțe
minerale față de masa sa).
Făinurile conțin o serie de elemente minerale, fosfor, calciu, magneziu, fier, potasiu,
sodiu, zinc, clor ș.a.. Cele mai multe (fosforul, calciu, magneziu, fierul) sunt prezente sub formă
de compuși insolubili a căror proporție crește cu gradul de extracție.
Fig. 1.6. Variația conținutului mineral al făinurilor de grâu cu gradul de extracție (curba lui Mohs)
Vitaminele. Făinurile conțin vitamine din grupul B- B1, B2, B6, vitamina PP, unele
cantități de acid folic și acid pantotenic precum și vitamina E.
Datorită repartiției neuniforme în bob a vitaminelor conținutul lor în făină crește cu gradul
de extracție. Făinurile de extracții mici sunt sărace în vitamine, iar cele de extracții mari au un
conținut apreciabil.
Conținutul de vitamine variază cu soiul grâului. Grâul tare este mai bogat în vitaminele B1
și PP, în timp ce grâul moale conține mai mult vitaminele B6, acid folic, acid pantotenic.
Condițiile climatice influențează puțin conținutul de vitamine. Prin măcinare o parte importantă
de vitamine este îndepărtată, din vitaminele complexului B pierzându-se aproximativ 65%.
Pigmenții. Făinurile conțin pigmenți carotenoidici, xantofile și flavone. Carotenii și
xantofilele (hidroxi α– carotenul) se găsesc în endosperm și deci în făinurile albe, iar flavonele (și
dintre acestea tricina) în părțile periferice ale bobului și de aceea sunt prezenți în făinurile negre.
În cantități mai mari, carotenii sunt prezenți în germene.
Conținutul de pigmenți carotenoidici ai făinii este de 0,1-0,4 mg/100 g făină, din care β-
carotenul reprezintă 2-12%, iar xantofila și esterii ei 71- 88%.
10
Dintre flavone este prezentă tricina (trihidroxi, dimetoxi flavona). Mai sunt prezenți produși
de descompunere a clorofilei de coloare galben-brună.
Compoziția biochimică a făinii
Conținutul de enzime al făinii depinde de gradul de extracție, de condițiile climatice din
perioada de maturizare și recoltare, gradul de maturizare biologică a bobului, eventualele
degradări pe care le suferă boabele înainte sau după recoltare (încolțire, atacul ploșniței grâului
ș.a.), soiul grâului.
În bobul de grâu enzimele sunt concentrate în cea mai mare parte în germene, la periferia
endospermului (stratul subaleuronic) și stratul aleuronic. De aceea făinurile de extracție mică au
un conținut mai mic de enzime decât făinurile de extracție mare, care conțin părți periferice ale
bobului în proporție mai mare.
Enzimele prezente în făină fac parte din clasele hidrolaze, oxido-reductaze, transferaze,
liaze, sintetaze, izomeraze.
Pentru panificație cele mai importante sunt hidrolazele și oxidoreductazele.
–
–
hidrolaze: enzime amilolitice, enzime proteolitice, lipaze, pentozanaze, fitaza;
oxido-reductaze: lipoxigenaza, catalaza, peroxidaza, asorbat-oxidaza, dehidroascorbat
reductaza, protein sulfhidril reductaza
[NUME_REDACTAT] amilolitice Făinurile de grâu conțin α și β- amilaza. Ele hidrolizează legăturile
α(1,4) din structura poliglucidelor.
α- Amilaza, în făinurile normale, este prezentă sub formă de urme. Ea este absentă în
făinurile provenite din grâne sticloase sau cultivate și recoltate în condiții de climat secetos și
este prezentă în cantități mari în făinurile provenite din grâu încolțit (crește de aproximativ 100
ori).
β-Amilaza este prezentă în cantități suficiente pentru sistemul aluat.
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- amilaza.
Cele două amilaze se deosebesc nu numai prin acțiunea asupra granulei de amidon, ci și
prin parametri optimi de activitate.
α- Amilaza este termorezistentă și acidosensibilă. Activează optim la pH 4,5-5 și la
temperatura de 60-66°C; la 75°C este inactivată în proporție de 50%, iar la 83°C este distrusă
complet. Aceste valori scad cu scăderea pH-ului. Este activată de ionii de Ca+2.
β- Amilaza este mai sensibilă la temperatură și mai rezistentă la aciditate decât α- amilaza.
Activează optim la pH de 4,6 –5 și la temperatura de 48-510C, la 600C este inactivată în proporție
de 50%, iar la 70-750C este distrusă complet. Conține grupări –SH în centrul său activ, esențiale
pentru activitatea enzimei. Temperaturile optime și de inactivare ale amilazelor sunt influențate
de pH.
La pH-ul de 2,5 și temperatura de 300C sunt inactivate ambele enzime.
Enzimele amilolitice sunt din punct de vedere tehnologic cele mai importante enzime.
Catalizând hidroliza amidonului, ele asigură aluatului necesarul de glucide fermentescibile.
Enzimele proteolitice (proteaze) sunt prezente în cantitate mică în făinurile din grâu
sănătos, dar sunt în 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 prezentate parțial în stare legată, inactivă, aproximativ ¾
din total și parțial în stare liberă activă. Enzima legată este complexată cu proteinele și este stabilă
termic la 500C, față de enzima liberă care este instabilă la 500C.
11
La pH-ul din aluat de 5,8 numai 10-25% din enzimele proteolitice ale făinii sunt
extractibile și cedate aluatului.
Din punct de vedere al mecanismului de acțiune, enzimele proteolitice ale făinii se împart
în :
–
proteinaze, care acționează în interiorul lanțului polipeptidic (sunt endopeptidaze) și
au acțiune de înmuiere a aluatului. Au fost studiate pe azocazeină și edestină;
–
peptidaze, care acționează la capetele lanțului polipeptidic (sunt exopeptidaze)
eliberând aminoacizi (N solubil). Au fost studiate pe hemoglobină. Se împart în carboxipeptidaze,
care hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare carboxilică liberă și
aminopeptidaze, care hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare
amino liberă.
În făinuri predomină proteinazele (enzime de înmuiere).
Enzimele proteolitice, catalizând hidroliza proteinelor, sunt importante tehnologic pentru
proprietățile reologice ale aluatului și pentru formarea de aminoacizi care participă la formarea
melanoidinelor ce colorează coaja pâinii și pentru formarea substanțelor de aromă.
Lipaza se găsește în cantități mici în făinuri (2-3 u.L/g). Cele mai bogate sunt făinurile de
extracție mari și cele mai sărace făinurile de extracții mici, deoarece în bob enzima este localizată
mai ales, în germene, stratul aleuronic și în cantități foarte mici în endosperm.
Lipaza hidrolizează gliceridele din făină eliberând acizi grași și glicerină. Hidroliza are loc
în trepte, eliberând, în primul rând, acizii grași din pozițiile 1 și 3. Activează optim la pH 7,4 și
temperatura de 380C. Umiditatea optimă a substratului este de 20%, dar ea activează și la
umidități mai scăzute, până la 8%, nefiind inhibată în absența apei libere. Acest lucru face ca
lipaza să acționeze în timpul maturizării grâului și făinii. Acizii grași eliberați, între care acidul
linoleic este preponderent, sunt substrat pentru lipoxigenaza.
În timpul frământării și fermentării activitatea lipazei făinii este foarte redusă.
Fitaza este o fosfatază care hidrolizează acidul fitic și fitina (sarea dublă de calciu și
magneziu a acidului fitic) formând acid fosforic și inozitol, respectiv fosfați acizi de calciu și
magneziu, acid fosforic și inozitol.
Fitaza este puternic activată la încolțire (de circa 8 ori). Ea acționează în aluat mărind
gradul de asimilare a calciului și fierului din pâine.
Activează optim la pH 5 și temperatura de 550C. Este relativ termostabilă, astfel că
acționează în prima parte a coacerii. Enzima nu-și pierde activitatea timp de 10 min la 800C, dar
se inactivează rapid după 800C. Stabilitatea termică a enzimei este dependentă de pH; la pH
scăzut este puțin stabilă, cere pentru activitate Mg2+.
Este importantă din punct de vedere nutrițional.
[NUME_REDACTAT] grupate sub numele de pentozanaze sau hemicelulaze sau xilanaze,
enzime capabile să hidrolizeze arabinoxilanii prezenți în făină.
Oxido-reductazele
Oxido-reductazele făinii pot fi împărțite în două grupe:
–
enzime care necesită pentru activitatea lor oxigenul molecular : lipoxigenaza,
polifenoloxidaza, ascorbat oxidaza, sulfhidril oxidaza;
–
enzime care au ca substrat sau necesită prezența apei oxigenate: catalaza, peroxidaza.
[NUME_REDACTAT] catalizează oxidarea în prezența oxigenului molecular a acizilor grași
polinesaturați, 1,4 pentadienici, forma cis, adică cei care au duble legături separate printr-o
grupare metilen, în poziția8 (acizii linoleic și linolenic), în stare liberă sau sub formă de
monogliceride și nu oxidează acizii din structura trigliceridelor.
Reacția conduce la formarea hidroperoxizilor acizilor grași.
Activează optim la pH 6-6,5 și temperatura de 450C. La 650C prezintă numai urme de
activitate.
12
În aluat are rol de albire și de îmbunătățire a proprietăților reologice ale aluatului. Efectul
este slab datorită conținutului redus de enzimă în făinuri.
Polifenoloxidaza oxidează compușii fenolici formând chinone, care după o serie de reacții,
conduce la polimeri colorați în brun.
Tirozinaza este o fenoloxidază. În prezența oxigenului ea catalizează oxidarea tirozinei cu
formarea de melanine conducând la închiderea culorii miezului.Activează optim la pH 4,7-5,2.
Ascorbat oxidaza
este o globulină. Catalizează oxidarea acidului ascorbic la acid
dehidroascorbic (DHA) în prezența oxigenului. Activează optim la pH 6,3.
Dehidroascorbat reductaza catalizează reducerea acidului dehidroascorbic la acid ascorbic.
Sulfhidril oxidaza oxidează glutationul redus la glutation oxidat eliberând apă oxigenată.
Dispar astfel unele grupări tiol și se formează apa oxigenată care facilitează activitatea enzimelor
catalaza și peroxidaza.
[NUME_REDACTAT] în catalază al făinurilor este influențat de extracția făinii și soiul
grâului. Cele mai bogate sunt făinurile de extracții mari și cele provenite din grâne de primăvară,
care conțin de circa 5 ori mai multă enzimă decât cele de toamnă.
Peroxidaza catalizează
oxidarea, cu ajutorul apei oxigenate, a grupărilor fenolice și
aminice. Ea poate, de asemenea, să producă reticularea covalentă a proteinelor și pentozanilor
analog cu cea produsă de polifenoloxidaza.
Catalaza și peroxidaza, prin gruparea lor hematinică, sunt capabile să oxideze lipidele
nesaturate cu apariția de radicali liberi, intermediari, provocând deci reacții similare cu cele
catalizate de lipoxigenază.
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 miezul 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.
Încărcarea microbiologică a făinii
Făina conține o microbiotă foarte variată. Concentrația ei reprezintă 10-106 ufc/g făină
(unități formatoare de colonii).
În făinurile normale, microbiota este formată în principal din bacterii și în proporție mai
mică din drojdii și mucegaiuri.
Conținutul de drojdii al făinurilor este de 0-103 celule/g.
Bacteriile prezente în făină joacă un rol important în fermentația lactică din aluat.
Nu este admisă prezența în făină a bacteriilor patogene.
Însușiri organoleptice, fizice, chimice și coloidale ale făinii
Însușirile organoleptice ale făinii sunt: culoarea, gustul, mirosul.
Culoarea făinii este dată de culoarea alb- galbenă a particulelor provenite din endosperm,
care conține pigmenți carotenoidici și de culoarea închisă a tărâțelor prezente în făina, care
conține pigmenți flavonici. Pe măsură ce crește gradul de extracție crește proporția de tărâțe și
culoarea făinii se închide .
Culoarea mai este influențată și de mărimea particulelor. Particulele mari aruncă umbră pe
suprafața făinii, astfel că nuanța acesteia este mai închisă. Micșorarea granulozității făinii prin
măcinare conduce la deschiderea culorii făinii.
Culoarea făinurilor mai poate fi influențată de prezența mălurii sau a altor particule străine.
Mirosul și gustul Făina de grâu sănătoasă are gust puțin dulceag și miros plăcut, specific.
Mirosul și gustul de iute, de rânced, de mucegai dovedesc alterarea făinii sau prezența unor
semințe de buruieni neîndepărtate în curățătorie.
Gustul puternic dulceag este dat de germinarea grâului, iar gustul fad se întâlnește la făina
supraîncălzită la măcinare.
13
Făina este sensibilă la mirosurile puternice din mediu. Ea poate să preia mirosuri străine în
timpul transportului sau a depozitării, dacă în apropiere se află substanțe cu miros puternic (ex.
petrol, benzină, fenol).
Cel mai frecvent, mirosul anormal al făinii este dat de substanțele care se formează în făină
în urma descompunerii unor componente ale acesteia, atunci când este depozitată în condiții
necorespunzătoare.
Toate aceste făinuri sunt nepanificabile.
Aspectul general se referă la prezența impurităților mari, vizibile cu ochiul și la infestare.
Însușiri fizice
Granulozitatea (finețea) Se referă la mărimea particulelor care o compun, respectiv la
proporția de particule mai mari și particule mai mici.
Granulozitatea făinii este influențată de intensitatea de măcinare, de gradul de extracție și
de soiul grâului din care se obține.
Conform standard-ului român de făină, pentru făina albă particulele cu mărimea sub 125
m reprezintă 50 –90%, iar cele mai mari de 180m nu trebuie să depășească 10%. Pentru
făinurile semialbe și negre, particulele cu mărimea sub 180m reprezintă 50-90%, iar cele mai
mari de 0,5 mm nu trebuie să depășească 6 respectiv 8%.
Soiul grâului: făinurile provenite din grâne făinoase, moi au particule mai mici față de
făinurile provenite din grâne sticloase. Pentru făinurile provenite din grâne moi, conținutul de
particule mai mari de 45m nu depășește 10%, în timp ce pentru făinurile provenite din grâne
sticloase acestea sunt în proporție mult mai mare.
Granulozitatea făinii influențează :
Capacitatea făinii de a absorbi apa. Cu cât particulele de făină sunt mai mici, cu atât făina
absoarbe mai multă apă. Cantitatea mărită de apă absorbită de făină se datorează conținutului mai
mare de amidon deteriorat și suprafeței specifice mai mari a particulelor de făină. Între
conținutul de granule de amidon deteriorat și cantitatea de apă absorbită există o relație directă.
De asemenea umflarea particulelor de făină decurge mai repede.
Proprietățile reologice ale aluatului Aluaturile obținute din făinuri cu granulozitate mare
sunt mai fibroase, mai tenace, mai rezistente, față de cele obținute din făinuri de granulozitate
mică, care expunând o suprafață mare față de enzime își reduc consistența mai pronunțat la
fermentare. Pentru făinurile cu granulozitate fină formarea aluatului are loc mai repede.
Activitatea enzimelor amilolitice Cu cât particulele de făină sunt mai mici, cu atât mai
multe vor fi granulele de amidon deteriorate prin efectul mecanic de măcinare și deci mai
atacabile la acțiunea β- amilazei.
La grânele sticloase, deși dimensiunea particulelor de făină este mai mare, granulele de
amidon sunt deteriorate la măcinare mai mult decât în cazul grânelor moi și ca urmare sunt mai
ușor atacabile de β- amilaza . Aceste făinuri au capacitate mare de a forma glucide
fermentescibile.
Calitatea pâinii Granulozitatea făinii influențează volumul pâinii, porozitatea și culoarea
cojii.
Pâinea obținută din făină cu granulozitate mare are volum mic, porozitate nedezvoltată și
coajă palidă, datorită capacității mici de formare a glucidelor fermentescibile.
Pâinea obținută din făină cu granulozitate mică are volum mic, miez închis la culoare,
datorită proteinelor ușor atacabile și are coajă intens colorată, datorită capacității mari de a forma
glucide fermentescibile.
Pâinea de cea mai bună calitate se obține din făină cu particule de mărime optimă. Optimul
de granulozitate al făinii depinde de calitatea ei. Cu cât calitatea făinii este mai bună cu atât făina
trebuie să fie mai fină.
Din punct de vedere al însușirilor de panificație este necesar ca făina să aibă particule cât
mai omogene.
14
Gradul de asimilare al pâinii Creșterea mărimii particulelor de făină față de mărimea
optimă reduce gradul de asimilare al pâinii.
Randamentul în pâine este de obicei cu atât mai mare cu cât făina este de granulație mai
mică. La o făină cu granulozitate mare randamentul poate să scadă cu 2-3%.
Însușirile chimice
[NUME_REDACTAT] și toate produsele de măcinare ale cerealelor prezintă reacție acidă.
Aciditatea făinurilor este dată de fosfații acizi de calciu și magneziu rezultați prin hidroliza
fitinei sub acțiunea enzimei fitaza. Sub acțiunea aceleași enzime acidul fitic este hidrolizat cu
formare de acid fosforic care intră în compoziția acizilor liberi din făinuri. Acidul fosforic mai
poate apare prin hidroliza parțială a mononucleotidelor sub acțiunea nucleofosfatazelor.
Aciditatea făinii mai este dată de acizii grași liberi formați prin hidroliza trigliceridelor sub
acțiunea enzimei lipaza și de aminoacizii rezultați prin hidroliza proteinelor, în componența
cărora intră în cantitate mare acidul glutamic.
În făinurile provenite din grâne prost conservate, la umiditate și temperaturi ridicate se pot
dezvolta bacterii (heterofermentative)cu formarea unor acizi : acid lactic, acetic, succinic, citric,
malic etc care măresc aciditatea făinii.
Aciditate mare are și făina veche și cea obținută din grâu încolțit datorită activității lipazei.
Aciditatea făinii variază cu extracția ei . Ea este cu atât mai mare cu cât extracția făinii este
mai ridicată. Făinurile de extracții mici, care provin din endosperm, au deci conținut mineral
(0,45%) și grăsimi (0,5%) în cantități mici, au aciditate mai redusă (2-2,2 grade) decât făinurile
de extracții mari care conținând mai multe substanțe minerale (1,2%) și grăsimi (1,3%) au
aciditate mai mare (3-4 grade).
Însușiri coloidale
Însușirea de a forma gluten Această însușire este specifică făinii de grâu, grâul fiind
singura cereală capabilă să formeze gluten.
Substanțele proteice insolubile în apă, glutenina și gliadina, posedă proprietățile coloizilor
hidrofili, în special proprietatea de a absorbi și de a se umfla în apă. În această situație, la
frământarea aluatului cele două proteine absorb apa și sub acțiunea mecanică de frământare se
unesc și formează o masă elastică și capabilă să se extindă numită gluten.
Glutenul umed se obține prin spălarea aluatului. El reprezintă un gel coloidal cu masă
moleculară mare, numit și gel de gluten. Este format dintr-o asociere de molecule neomogene.
Conține 200-250 % apă față de substanța sa uscată și circa 70% față de masa umedă a glutenului.
Substanța uscată a glutenului este formată din 75-90% proteine glutenice, restul de 25-10% fiind
formată din lipide 2-4%, albumine și globuline 3-4 %, glucide (inclusiv amidon) 8-10%,
substanțe minerale 0,7%. Conținutul de substanțe neglutenice depinde de condițiile de spălare a
aluatului, durata și minuțiozitatea acesteia, prin spălare îndepărtându-se componentele solubile,
amidonul și tărâțele.
Prezența substanțelor neproteice în compoziția glutenului se explică prin capacitatea
proteinelor glutenice de a reține prin adsorbție acești compuși și de a interacționa cu ei formând
complecși (cu lipidele și glucidele).
Conținutul de gluten umed al făinii variază în limite largi, 15-50%. Pentru o făină
panificabilă conținutul minim de gluten este de 22%, respectiv 7,0 % substanțe proteice.
Glutenul este caracterizat de proprietăți reologice: elasticitate, extensibilitate, rezistență la
întindere, fluaj (capacitatea de a se deforma sub greutate constantă). Cu cât glutenul este mai
elastic și mai rezistent la întindere, cu atât el este mai puternic și cu cât este mai extensibil și se
deformează mai mult atunci când este lăsat în repaus (fluaj), cu atât este de calitate mai slabă.
15
Proprietățile de panificație (tehnologice) ale făinii
Proprietățile de panificație caracterizează comportarea tehnologică a făinii. Acestea
sunt:
1.
2.
3.
4.
capacitatea de hidratare;
capacitatea de a forma gaze;
puterea făinii;
capacitatea de închidere a culorii făinii.
1. Capacitatea de hidratare
Capacitatea de hidratare reprezintă proprietatea făinii de a absorbi apa atunci când vine în
contact cu ea la prepararea aluatului.
Se deosebesc:
– capacitatea de hidratare farinografică ;
– capacitatea de hidratare tehnologică (de panificație).
Capacitatea de hidratare farinografică (absorbția farinografică) se definește prin numărul
de ml de apă absorbiți de 100 g făină pentru a forma un aluat de consistență standard. Se
consideră consistența standard, consistența de 0,5 kgf.m. sau 500 U.F. (unități farinografice) sau
500 U.B. (unități Brabender).Această valoare s-a ales pe baza experienței practice, când s-a
constatat că majoritatea proceselor din aluat decurg optim la această consistență.
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.
Capacitatea 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 .
Capacitatea de hidratare a făinii depinde de hidratarea proteinelor și amidonului și de
extracția și umiditatea făinii.
Valorile normale ale capacității de hidratare, pentru făinurile de extracții diferite sunt:
–
–
–
făină neagră 58-64%;
făină semialbă 54-58% ;
făină albă 50-55%.
2. Capacitatea de a forma gaze Este caracterizată de cantitatea de gaze care se degajă
într-un aluat preparat din făină, apă, drojdie, fermentat în anumite condiții de timp și temperatură.
Se exprimă prin ml de dioxid de carbon care se formează într-un aluat preparat din 100g făină, 60
ml apă și 10g drojdie presată (exces), fermentat 5 h la 300C.
Capacitatea făinii de a forma gaze este influențată de:
– conținutul în glucide proprii ale făinii;
– capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile.
Conținutul de glucide proprii ale făinii
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 glucoză, fructoză,
maltoză.
În procesul tehnologic aceste glucide sunt fermentate în primele 2-3 ore, astfel încât în
fazele finale ale acestuia, cantitatea de gaze formate pe seama glucidelor proprii este practic
neînsemnată.
Cu toate acestea, ele joacă un rol important în fermentarea aluatului deoarece declanșează
procesul de fermentare.
16
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 anumit interval de timp o cantitate
de maltoză.
După metoda Ramsay, drept indice pentru capacitatea făinii de a forma glucide se consideră
cantitatea de maltoză exprimată în mg, care se formează într-o suspensie de 10g făină și 90 ml
soluție tampon cu pH 4,6-4,8 după o oră de infuzie la 270C.
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.
Importanța tehnologică a capacității făinii de a forma gaze
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 stadii 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 aluatuluide 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.
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 % la s.u. glucide nefermentate.
Dacă această condiție nu este satisfăcută 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.
3. 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 este o noțiune complexă. Ea include o serie de indici calitativi ai făinii care
se referă la comportarea tehnologică a acesteia, respectiv obținerea unui aluat care să-și mențină
forma și să rețină gazele de fermentare, adică a unui aluat care să fie elastic și în același timp
extensibil, capabil să se extindă sub presiunea gazelor de fermentare.
Puterea făinii se determină prin trasarea curbei farinografice și exprimarea caracteristicilor
acesteia printr-o singură valoare, în unități convenționale, cu ajutorul riglei valorimetrice.
Clasificarea grânelor și făinurilor după putere, se prezintă în tabelul 1.2.
Tabel 1.2. Clasificarea făinurilor după putere
17
Factorii care influențează puterea făinii:
Puterea făinii este influențată de cantitatea și calitatea substanțelor proteice,de activitatea
enzimelor proteolitice și a activatorilor proteolizei.
4. Capacitatea de închidere a culorii făinii în timpul procesului tehnologic
Culoarea miezului pâinii depinde în mod direct de culoarea făinii, în sensul că dintr-o făină
închisă la culoare se obține pâine cu miez de culoare închisă, iar dintr-o făină de culoare deschisă
se obține pâine cu miez de culoare deschisă.Sunt cazuri însă când dintr-o făină de culoare
deschisă se obține pâine cu miez corespunzător mai închis la culoare.Acest lucru se datorează
închiderii culorii făinii în timpul procesului tehnologic.
Proprietatea făinii de a-și închide culoarea în timpul procesului tehnologic este condiționată
de prezența enzimei tirozinaza (fenoloxidaza) și a enzimelor proteolitice, care în urma hidrolizei
proteinelor formează aminoacidul tirozina, substratul enzimei tirozinaza. Tirozina în prezența
oxigenului și a enzimei tirozinaza este oxidată cu formarea ca produși finali a melaninelor,
produși de culoare închisă, care realizează efectul de închidere a culorii făinii în timpul prelucrării
ei.În general, tirozinaza este prezentă în cantitate suficientă în făină, astfel că, închiderea culorii
făinii este dependentă de cantitatea de tirozină, deci de activitatea enzimelor proteolitice.De
aceea, mai ales făinurile de calitate slabă în care proteoliza în aluat este accentuată, se închid la
culoare în timpul procesului tehnologic.
1. 2. Făinuri din alte cereale și legume
Făinuri din alte cereale
Făinurile din cereale, altele decât grâul, se folosesc în special la prepararea pâinii
multicereale. În această categorie intră făinuri, fulgi, boabe mărunțite, tărâțe obținute din secară,
ovăz, orz, orez, porumb, mei, hrișcă.
Pentru prepararea pâinii de secară , datorită particularităților făinii de secară (amidon mai
ușor hidrolizabil de amilaze, prezența unei cantități mari de α-amilaza activă, gelatinizarea
amidonului la temperaturi mai joase, proteine care nu formează gluten) regimul tehnologic se
deosebește esențial de cel al pâinii de grâu.
Caracteristica lui principală este aciditatea mare, care este necesară frânării activității α –
amilazei la coacere și obținerii unei peptizări optime a proteinelor. Prin peptizarea unei părți a
proteinelor proprietățile reologice ale aluatului se modifică, acesta devenind capabil să rețină
gazele și să-și mențină forma. Lipsa scheletului glutenic face ca aluatul de secară să aibă
capacitatea mică de menținere a formei, motiv pentru care acesta se coace, în general, în forme.
Aciditatea mare a aluatului de secară, de 10-12 grade se obține prin cultivarea timp
îndelungat a microbiotei proprii, spontane a făinii.
Procesul tehnologic de preparare a aluatului de secară cuprinde două cicluri: unul de
cultivare, în mai multe trepte, unde se urmărește multiplicarea bacteriilor lactice ale făinii și
obținerea acidității ridicate (până la 15 grade) și un ciclu de producție, care cuprinde prospătură,
maia, aluat.
Datorită conținutului mai mare de glucide reducătoare al făinii de secară (față de cea de
grâu), precum și datorită formării pentozelor prin hidroliza pentozanilor, care intră ușor în reacția
de formare a melanoidinelor, pâinea se obține cu gust și aromă pronunțate și coajă intens colorată.
18
Făinuri și semințe de leguminoase
Se folosesc la prepararea pâinii multicereale. În această categorie intră făina de soia sau de
mazăre, semințe decorticate de floarea soarelui, semințe întregi sau măcinate de in.
Făina de cartofi
Se folosește ca adaos la unele sortimente de pâine. Se obține din pastă de cartofi uscată și
măcinată și în acest caz are amidonul gelatinizat și contribuie la creșterea capacității aluatului de
a forma gaze, amidonul gelatinizat fiind mult mai ușor hidrolizat de amilaze, precum și la
prelungirea prospețimii pâinii, sau se obține prin măcinarea cartofilor uscați în prealabil. În acest
ultim caz, amidonul nu este gelatinizat și pentru a evita obținerea pâinii cu miez uscat,
sfărâmicios, se recomandă opărirea ei înainte de introducerea la frământarea aluatului. Doza
obișnuită este de 1-2%.
1. 3. [NUME_REDACTAT] este un component indispensabil al aluatului. În prezența ei particulele de făină și
componenții ei macromoleculari se hidratează. Hidratarea proteinelor condiționează formarea
glutenului.
De asemenea, apa joacă un rol important în toate tipurile de procese, biochimice,
microbiologice, coloidale care au loc în aluat.
Apa folosită în panificație trebuie să corespundă anumitor condiții. Ea trebuie să fie
potabilă, incoloră și cu o temperatură inițială la sursă sub 150C.
Din punct de vedere microbiologic, apa trebuie să corespundă normelor sanitare, deoarece
în timpul fermentării aluatului microorganismele din apă se pot dezvolta. Apa nu trebuie să
conțină spori în cantitate mare, deoarece temperatura miezului pâinii nu depășește 93-970C și
mulți spori nu sunt distruși la această temperatură.
Conform STAS apa potabilă trebuie să conțină sub 20 germeni/ml iar bacteriile coliforme
să fie absente.
Din punct de vedere al conținutului de săruri, apa nu trebuie să conțină săruri de fier
deoarece acestea transmit miezului pâinii o culoare roșiatică, mai ales pâinii albe.
Sărurile de calciu și magneziu, care alcătuiesc duritatea apei, sunt dorite în apă. Ele
influențează proprietățile aluatului și procesul tehnologic. Sunt preferate apele cu duritate medie
(5-10 grade) și cele cu duritate mare (10-20 grade).
Sărurile de calciu și magneziu influențează pozitiv proprietățile reologice ale glutenului
slab. Ele împiedică solubilizarea gliadinei și a gluteninei, măresc elasticitatea și rezistența
glutenului la acțiunea enzimelor. Efectul este explicat prin compactizarea macromoleculei
proteice în prezența ionilor de calciu și magneziu.
În cazul făinurilor de calitate bună și foarte bună apele dure nu sunt dorite deoarece
întăresc excesiv glutenul.
Apele de duritate excesivă, alcaline, au acțiune nedorită în aluat. Ele neutralizează acizii din
aluat deplasând pH-ul la valori la care are loc peptizarea glutenului și inhibarea drojdiei . În
aceste cazuri se procedează la dedurizarea apei.
Apa cu duritate mică duce la obținerea de aluaturi moi și lipicioase.
1. 4. Drojdia de panificație
Drojdia se folosește în panificație ca agent de afânare biochimică a aluatului. Ea aparține
genului Saccharomyces, specia Saccharomyces cerevisiae, de fermentație superioară.
Caracteristici fiziologice 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 secundare sau pe cale aerobă, oxidativă, cu producere de
19
dioxid de carbon și apă. Prin ambele căi se formează o cantitate de energie necesară creșterii,
multiplicării și menținerii funcțiilor vitale ale celulei dar în cantități diferite, calea aerobă
producând mai multă energie decât cea anaerobă.
Componenții chimici și biochimici ai celulei de drojdie
Celula de drojdie conține 70-80% apă. Substanță uscată este formată din proteine, glucide,
lipide, săruri minerale, vitamine.Dintre substanțele cu caracter proteic conținute de celula de
drojdie, pentru panificație interesează în mod deosebit glutationul. Acesta este un tripeptid,
format din cisteină, glicocol și acid glutamic și poate fi prezent sub două forme, redusă și oxidată,
din care cauză joacă un rol important în procesele de oxido-reducere din aluat, forma redusă a
acestuia activând proteoliza și influențând astfel proprietățile reologice ale aluatului.Glucidele de
rezervă ale celulei de drojdie sunt glicogenul și trehaloza (diglucid nereducător). Conținutul de
trehaloză în celulă ajunge până la 14% și este importantă pentru durata de viață a drojdiei.
Drojdia este bogată în vitamine din grupul B influențând pozitiv conținutul de vitamine al
pâinii.
Din punct de vedere biochimic, drojdia conține toate enzimele implicate în metabolizarea
aerobă și anaerobă a monoglucidelor. Mai conține o invertază foarte activă. Majoritatea tulpinilor
de drojdie nu conțin sau conțin în cantități foarte mici enzime implicate în fermentarea maltozei,
maltopermeaza și maltaza.
Drojdia nu poate metaboliza polimeri superiori ai glucozei, cu excepția maltozei și
maltotriozei. Nu conține amilaze și de aceea nu poate beneficia în mod direct de prezența
amidonului în aluat
Caracteristici de nutriție
Pentru dezvoltarea normală, drojdia necesită prezența în mediu a o serie de elemente, în
următoarea succesiune a importanței: apa, glucidele drept sursă de energie, surse de azot,
vitamine, săruri minerale.
Drojdia de panificație fermentează hexozele sub forma lor dextrogiră, preferând D-
glucoza, D-fructoza, D-manoza, D-galactoza în primul rând, apoi fermentează diglucidele. Dintre
diglucide fermentează zaharoza și maltoza. Mai fermentează 1/3 din rafinoză. Nu fermentează
pentozele și lactoza.
Asimilează glucoza, zaharoza și maltoza.
Drept sursă de azot drojdia utilizează sărurile de amoniu și aminoacizii , primele fiind mai
bine absorbite decât ultimii. Nu asimilează substanțele proteice cu molecule complexe,
endopeptidazele drojdiei fiind intracelulare care difuzează greu în exteriorul celulei vii.
Dintre minerale, mai important este mai ales fosforul, dar și S, Ca, Mg, Fe, Mn. Drojdia
absoarbe fosfatul sub formă de anion monovalent H2PO4- și nu absoarbe fosfatul bivalent.
Fosfatul monovalent provenit din KH2PO4 este absorbit mai bine decât cel provenit din
NaH2PO4. Fosforul participă la transmiterea energiei în celule prin intermediul ATP și ADP.
Sulful, care intră în compoziția aminoacizilor cu sulf ai celulei, este preluat de drojdie mai
ales din sulfatul anorganic.
Pentru creștere, în afară de surse hidrocarbonate, azotate și minerale, drojdia mai necesită și
anumite substanțe oligodinamice, esențiale pentru metabolismul ei, numite factori de creștere,
din care fac part: biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, acidul nicotinic, piridoxina,
riboflavina.
Parametri optimi de activitate
Drojdia de panificație se dezvoltă optim la 25-300C și fermentează optim la 350C.
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.
20
Forme de utilizare a drojdiei de panificație
Drojdia de panificație este disponibilă sub mai multe forme: drojdie comprimată (presată),
drojdie uscată și drojdie lichidă. Drojdia presată și uscată se obțin în fabrici specializate, iar
drojdia lichidă se prepară în fabrica de pâine.
Drojdia comprimată Se obține prin cultivarea tulpinilor de drojdie pure cu capacitate mare
de fermentare pe un mediu nutritiv format din melasă hidrolizată în prealabil cu acid sulfuric
diluat, și săruri minerale, care asigură condiții optime pentru formarea biomasei de calitate
superioară.
Drojdia comprimată (sub formă de calup sau sub formă fărâmițată) conține 70-75%
umiditate, 15,5% proteine și 12- 14,5% glucide. Principala sa caracteristică calitativă este
puterea de creștere (puterea de dospire).
Un gram drojdie comprimată conține 7-9. 109 celule de drojdie.
Drojdia uscată Se fabrică sub mai multe forme: drojdie uscată activă, drojdie uscată activă
protejată, drojdie uscată activă instant și drojdie uscată cu proprietăți reducătoare.
Drojdia uscată activă Se obține prin uscarea drojdiei comprimate. Pentru obținerea drojdiei
uscate de bună calitate esențiale sunt: calitatea drojdiei comprimate de la care se pleacă, respectiv
tulpina de drojdie folosită inițial, și procesul tehnologic de uscare .
În vederea uscării drojdia presată este modelată sub formă de granule sau fidea. Cel mai
frecvent, uscarea drojdiei se face cu aer cald având temperatura de 35- 40C.
Importanță mare pentru menținerea puterii de creștere a drojdiei uscate are umiditatea ei.
Umiditatea optimă este de 7,5-8,5%, condiții în care drojdia are o putere de creștere bună
Drojdia lichidă Drojdiile lichide reprezintă o cultură a drojdiilor existente în microbiota
făinii de grâu/secară sau a unei drojdii pure sau tehnic pure într-un mediu semifluid preparat din
făină și apă sub protecția bacteriilor lactice.
Microbiota drojdiilor lichide este formată din drojdii care produc fermentația alcoolică și
bacterii care produc fermentația acidă.
Aluaturile preparate cu drojdii lichide au aciditate mai mare față de cele preparate cu
drojdie presată datorită aportului propriu de acizi și/sau formării mai puternice a acizilor în aluat
sub influența bacteriilor aduse de acestea. Din acest motiv pH-ul aluatului preparat cu drojdie
lichidă se apropie de 5 sau chiar sub acesta (4,7-4,8), față de pH-ul aluatului cu drojdie presată
care este de circa 5,7. Acest lucru este favorabil pentru proprietățile reologice ale aluatului, în
special pentru cele provenite din făina slabă, respectiv pentru calitatea pâinii, care se obține cu
volum îmbunătățit, miez elastic și pori uniformi. De asemenea, pâinea are gust și aromă mai bune
și durată de prospețime mai mare.
Drojdiile lichide se pot prepara :
–
–
cu opăreală amară (făină opărită cu extract de hamei);
cu opăreală dulce.
1. 5. [NUME_REDACTAT] panificație, sarea se folosește la prepararea tuturor produselor, cu excepția produselor
dietetice fără sare. Se folosește pentru gust și cu scop tehnologic. Deoarece influențează o serie
de procese în aluat, este foarte important ca ea să fie complet dizolvată.
Se introduce în faza de aluat sub formă de soluții saturate sau concentrate, dar și în stare
nedizolvată.
Sarea este disponibilă sub formă granulară sau sub formă de fulgi.
Sarea granulară poate avea particule de dimensiuni diferite existând sare grosieră până la
sare fină și cu diferite grade de puritate.
21
Sarea sub formă de fulgi, cunoscută și ca sare compactă, se obține din sarea granulară prin
comprimarea sub formă de agregate plate. Datorită suprafeței sale relativ mari, ea se solubilizează
repede.
Pentru panificație este economic să se utilizeze sarea de calitate inferioară, grosieră.
Impuritățile și substanțele insolubile în apă se rețin prin filtrarea soluției obținute. Ideal este însă
să se utilizeze sarea de granulație fină și cu puritate înaltă.
Deoarece sarea absoarbe cu ușurință umiditatea din mediu și se aglomerează formând
bulgări, producătorii tind să adauge sării substanțe care să împiedice acest fenomen. În acest scop
sunt folosite ferocianura de sodiu (5-10ppm), silicatul de calciu, fosfatul tricalcic și
silicoaluminatul de sodiu.
Efectul tehnologic al sării
Sarea influențează proprietățile reologice, activitatea enzimelor și a microbiotei aluatului.
Influența sării asupra proprietăților reologice ale aluatului
Acțiunea tehnologică a sării constă în special, în influența pe care o are asupra
proprietăților reologice ale aluatului. Adaosul de sare determină reducerea capacității făinii de a
absorbi apa și creșterea timpului de formare și a stabilității aluatului
Influența sării asupra enzimelor din aluat
Adaosul de sare în aluat reduce activitatea enzimelor atât a celor proteolitice cât și a celor
amilolitice, datorită probabil acțiunii sării asupra părții proteice a enzimelor. În cazul enzimelor
proteolitice, frânarea activității lor este sigur că are loc prin creșterea compactității proteinelor
glutenice și deci a rezistenței lor față de enzime.Pentru enzimele amilolitice efectul de frânare al
sării se manifestă numai în afara zonei de pH optim a acestora.
Influența sării asupra microbiotei aluatului
Influența sării asupra drojdiei
Sarea influențează atât înmulțirea cât și activitatea fermentativă a drojdiei.
La concentrații mici de sare, de 0,7-0,8%, înmulțirea celulelor de drojdie este stimulată.
Peste această concentrație procesul este frânat în măsură cu atât mai mare cu cât procentul de
sare din aluat este mai mare.
Asupra activității fermentative, doza de sare de 1% și peste această valoare, față de masa
făinii, frânează activitatea fermentativă a drojdiei odată cu creșterea adaosului de sare. Pentru un
adaos de 1% sare cantitatea de gaze formate scade nesemnificativ, cu 5%, pentru 3% sare cu
50%, iar pentru 5% sare fermentația practic se oprește.
Influența sării asupra bacteriilor.
Sarea este un inhibitor al bacteriilor lactice. Cu cât conținutul de sare este mai mare, cu atât
activitatea lor este mai slabă. La 4% sare în aluat, bacteriile lactice heterofermentative nu mai
acționează.
Influența sării asupra calității pâinii
Pâinea preparată din făină de calitate medie, fără sare, coaptă pe vatră se obține aplatizată,
ca urmare a înrăutățirii proprietăților reologice ale aluatului în lipsa sării. În plus, pâinea se obține
cu coajă palidă, deoarece în absența sării fermentația este mai energică, sunt consumate cantități
mai mari de glucide, iar în momentul introducerii în cuptor aluatul nu mai conține cantități
suficiente de glucide reducătoare pentru a se forma melanoidine în cantități suficiente, care să
confere culoare cojii. Pâinea preparată cu exces de sare se obține cu gust sărat, volum redus,
miez dens cu porozitate insuficient dezvoltată, coajă intens colorată. Defectele sunt datorate
frânării de către sare a activității fermentative a drojdiei.
22
1. 6. Zaharurile (îndulcitorii)
În panificație se folosesc: zahărul de sfeclă sau de trestie (zaharoza), siropuri de glucoză,
mierea de albine. Se introduc în faza de aluat.
Zahărul (zaharoza) este cel mai utilizat la prepararea produselor de panificație. Este
hidrolizat încă din timpul frământării aluatului de către invertaza drojdiei, la glucoză și fructoză,
astfel că este ușor fermentat de microbiota aluatului, iar la coacere participă la reacția Maillard de
formare a culorii cojii.
Un sortiment de zahăr este zahărul brun. El conține unele cantități de melasă (în esență este
un zahăr parțial rafinat de trestie de zahăr) care contribuie la îmbunătățirea gustului pâinii. În
acest scop se folosește la prepararea pâinii negre și a pâinii multicereale. Proporția utilizată este
6-10% față de făina prelucrată.
Glucoza este disponibilă sub două forme: solidă și lichidă. În panificație este folosită mai
ales sub formă lichidă. Când este introdusă în cantități mari ea tinde să cristalizeze în pâine, ceea
ce conduce la întărirea miezului și la apariția de “pete de zahăr” în coajă.
Siropul de glucoză se obține prin hidroliza amidonului de porumb. Este disponibil pentru
panificație sub două forme : siropul de glucoză (normal) și siropul cu conținut ridicat de fructoză
(izosiropul).
Siropurile de glucoză (normale) sunt caracterizate de echivalentul de dextroză DE. Siropul
obișnuit are DE de 42.
Siropurile cu conținut ridicat de fructoză se obțin din siropurile de glucoză având DE 95
prin izomerizare enzimatică. Se obține izosiropul, care conține 42% fructoză, restul fiind
glucoză.
Mierea de albine se utilizează la prepararea pâinii din făină integrală pentru intensificarea
aromei, fie singură, fie în combinație cu zahărul. Un efect perceptibil pentru aroma pâinii se
obține pentru doza minimă de miere de 4% față de făina prelucrată.
Efectul tehnologic al zaharurilor (îndulcitorilor)
Zaharurile utilizate în panificație influențează însușirile reologice, ale aluatului, activitatea
drojdiei și calitatea produsului finit.
Efectul zaharurilor asupra proprietăților reologice ale aluatului
Introduse în aluat, zaharurile conduc la fluidificarea aluatului, datorită acțiunii de
deshidratare exercitată asupra componentelor făinii. De acea, la folosirea adaosurilor de îndulcire
capacitatea de hidratare a făinii scade. Se apreciază că în acest caz scăderea capacității de
hidratare reprezintă circa 0,5% față de cantitatea de glucide introduse.
Adaosul de zaharuri întârzie formarea aluatului.
Influența zaharurilor asupra activității drojdiei
Prin adaosul de îndulcitori în aluat se mărește cantitatea de zaharuri fermentescibile. Ca
urmare activitatea drojdiei se accelerează. Procesul are loc la adaosuri de maxim 5% peste care
activitatea drojdiei este inhibată. Inhibarea se datorează acțiunii de deshidratare a celulei în urma
migrării apei din celulă în vederea egalizării presiunilor osmotice interioară și exterioară.
Plasmoliza se accentuează odată cu creșterea concentrației de zaharuri în aluat și se
constată prin reducerea cantităților de gaze formate la fermentare.
Influența zaharurilor asupra calității pâinii
Zaharurile adăugate în aluat contribuie la îmbunătățirea gustului și aromei produsului,
precum și la intensificarea culorii cojii datorită participării lor la reacția Maillard, prin care se
formează melanoidine, care colorează coaja.
23
Deoarece drojdia conține echipament enzimatic de fermentare a glucozei, 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 produsului, precum și durata de
prospețime, ca urmare a retenției apei de către zaharuri.
1.7. [NUME_REDACTAT] panificație se folosesc: uleiul de floarea-soarelui sau de soia, margarina, untul, untura,
shortening-uri. Se adaugă în faza de aluat.
Uleiurile vegetale sunt preferate din punct de vedere nutrițional pentru conținutul mare de
acizi grași polinesaturați și pentru faptul că pot fi ușor dozate.
Se utilizează la prepararea aluatului, dar și pentru ungerea formelor și a tăvilor de copt, ca
atare sau sub formă de emulsie.
Pentru proprietățile reologice ale aluatului este important ca uleiurile vegetale să fie
asociate cu unele cantități de grăsimi solide, mai ales cu punct de topire superior temperaturii
aluatului.
În panificație sunt preferate grăsimile cu punct de topire superior temperaturii aluatului. La
folosirea grăsimilor lichide rezultate superioare se obțin atunci când ele se asociază cu grăsimi
solide.
Grăsimile se adaugă în faza de aluat. O condiție esențială este ca ele să fie dispersate în
aluat.
Efectul tehnologic al grăsimilor
Grăsimile influențează proprietățile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei și calitatea
pâinii.
Influența grăsimilor asupra proprietăților reologice ale aluatului
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 hidrofobizarea lor, însoțită de reducerea capacității de a
lega apa și încetinirea hidratării acestora.
Prezența unor cantități mari de grăsimi poate determina formarea incompletă a glutenului,
lipsa unei continuități a rețelei proteice în aluat și ca urmare o elasticitate mică a aluatului,
cauzată de reducerea cantității de apă absorbită de proteine.
Natura grăsimii utilizate și calitatea făinii influențează acest proces. El este mai pronunțat
pentru grăsimile lichide.
Aluatul preparat cu adaos de grăsimi este mai extensibil în comparație cu aluatul simplu. La
doze egale, creșterea extensibilități aluatului este mai mare decât în cazul adăugării zahărului.
Adăugarea grăsimilor în aluat îmbunătățește prelucrabilitatea lui mecanică prin reducerea
aderenței la organele de lucru ale mașinilor de prelucrat.
Influența grăsimilor asupra activității drojdiei
Cantități de grăsimi sub 5% față de masa făinii nu influențează procesul de fermentare. În
prezența 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.
24
Efectul este mai pronunțat la folosirea uleiului vegetal și a grăsimilor în stare topită. Când
sunt folosite în cantități mari, procesul de fermentare este oprit aproape complet.
Influența asupra calității produselor
Grăsimile adăugate în aluat în cantități care nu depășesc 5% din masa făinii, acționează
întotdeauna favorabil asupra calității produselor.
Acestea au volum mai mare, porozitate mai fină și mai uniformă, coajă mai elastică, mai
puțin sfărâmicioasă, miez cu elasticitate îmbunătățită față 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.
1. 8. Laptele și subprodusele de lapte
Se folosesc laptele integral și laptele degresat, iar dintre subproduse zerul rezultat la
fabricarea brânzeturilor și zara rezultată la fabricarea untului.
Efectul laptelui și a subproduselor de lapte în panificație
Aceste produse influențează proprietățile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei și
calitatea pâinii.
Influența asupra proprietăților reologice ale aluatului
Cazeina și sărurile minerale (în special fosfații și sărurile de calciu) ale laptelui influențează
favorabil umflarea glutenului. Se obține un aluat care este, de obicei, mai rezistent decât aluatul
preparat fără lapte. El necesită o durată mai mare de fermentare în cuvă, se prelucrează ușor și
este stabil la dospire. Alături de cazeină și sărurile minerale, pentru proprietăților reologice ale
aluatului un rol important îl au și grăsimile din lapte.
Datorită conținutului în acid lactic, zerul și zara îmbunătățesc proprietățile reologice ale
aluatului.
Influența asupra activității drojdiei
Laptele și subprodusele sale constituie medii ideale pentru microorganisme și de aceea
adaosul lor în aluat favorizează dezvoltarea drojdiilor.
Influența asupra calității pâinii
Adaosul de lapte și subproduse de lapte în aluat îmbunătățește textura miezului, aroma
produsului, intensifică culoarea cojii și mărește valoarea nutritivă, în special a pâinii albe, prin
aportul în vitamine, săruri minerale, proteine.
Porozitatea produsului este fină și uniformă din care cauză miezul pare mai deschis la
culoare.
Pâinea preparată cu lapte integral se obține cu volum superior față de pâinea preparată cu
apă, ca urmare a proprietății aluatului de a reține mai bine gazele de fermentarePorozitatea
produsului este fină și uniformă din care cauză miezul pare mai deschis la culoare.
Datorită prezenței proteinelor și a grăsimii din lapte, pâinea își păstrează mai bine
prospețimea și gustul plăcut. Rezultate asemănătoare cu cele obținute la folosirea laptelui integral
se obțin cu lapte degresat dacă în aluat se adaugă grăsimi.
Zerul adăugat în aluat conduce, de asemenea, la produse cu volum îmbunătățit și în general
calitate superioară a pâinii.
25
1. 9. [NUME_REDACTAT] folosesc la prepararea unor produse speciale de panificație (cozonac, chec ș.a.). Se pot
folosi în stare proaspătă, congelată (melanj de ou) sau sub formă uscată (praf).
Efectul ouălor în panificație
Ouăle adăugate în aluat măresc volumul produsului, îmbunătățesc structura miezului,
gustul și culoarea. Influența pozitivă a ouălor asupra calității produsului se explică pe baza
funcțiilor tehnologice pe care acestea le au.
1. 10. Fibrele alimentare
Fibrele alimentare se prezintă sub două forme: fibre insolubile și fibre solubile.
În categoria fibrelor insolubile intră fibrele celulozice, tărâțele de cereale, fibrele din
pereții celulari din boabele de soia, de mazăre, din sfecla de zahăr, din citrice.
Din fibrele solubile fac parte gumele, care pot fi vegetale, microbiene, marine.
1. 11. [NUME_REDACTAT] folosesc numai pentru sortimentele speciale de pâine. În această categorie intră ceapa și
chimenul. Ele se folosesc pentru gust. Ceapa se folosește la sortimentul de pâine cu ceapă sub
formă de fulgi de ceapă hidratați în prealabil la temperatura camerei timp de circa 30 min,
folosind 2,5-3 părți de apă la 1 parte fulgi de ceapă.
Chimenul se folosește în pâinea de secară și cea obținută din grâu și secară.
1. 12. Semințele uleioase
Aceste semințe sunt presărate pe suprafața produsului.Cele mai utilizate sunt cele de susan
și de mac, a căror aromă se dezvoltă în timpul coacerii prin prăjire. Incorporarea lor în aluat nu
se recomandă decât dacă sunt prăjite în prealabil.
1. 13. [NUME_REDACTAT] aditivi folosiți pentru combaterea mucegăirii și a bolii întinderii a pâinii. Din această
categorie fac parte: acetații, propionații și sorbații.
Dintre acetați se folosește mai ales oțetul (1-2%), dar și acetatul de calciu. Au acțiune
antibacteriană.
Propionații sunt cei mai folosiți în panificație. Dintre aceștia fac parte acidul propionic și
propionatul de calciu. Sunt activi la pH sub 5,5 și au și o acțiune de inhibare a drojdiei de
panificație. Se folosesc în proporție de 0,2 –0,4 % și au acțiune antibacteriană și antifungică.
Acidul propionic prezintă inconvenientul că înmoaie aluatul.
Sorbații, acidul sorbic și sorbatul de potasiu au acțiune antifungică. Sunt activi la pH sub 6.
Ca și propionații, sorbații inhibă și activitatea drojdiei din aluat, din acest punct de vedere fiind
preferat sorbatul de potasiu. Se introduc în aluat, dar se folosesc și la stropirea produselor la
ieșirea din cuptor pentru prevenirea mucegăirii.
26
1.14. [NUME_REDACTAT] sunt amestecuri care conțin o parte sau toate ingredientele din rețetă, cu
excepția lichidului de hidratare. Ele conțin făină, grăsimi, lapte praf, zahăr, ouă praf,
agenți de afânare, amelioratori de panificație, aromatizanți, condimente, sare.
Se prezintă sub formă pulverulentă sau sub formă de pastă. Componentele lichide cum sunt
apa, uneori și ouăle și laptele sunt adăugate în momentul preparării aluatului.
Premixurile sunt folosite la prepararea pâinii, a produselor de franzelărie și de patiserie.
Avantajele utilizării premixurilor
Utilizarea premixurilor prezintă avantaje, care pot fi rezumate astfel:
–
sunt mai practice: modul de folosire al premixurilor este mai simplu decât atunci când
se folosește rețeta clasică;
–
premix;
–
se câștigă timp, deoarece cea mai mare parte a componentelor rețetei sunt dozate în
sunt mai sigure, în acest caz erorile de dozare a ingredientelor fiind evitate. In plus,
fabricantul de premixuri are posibilitatea de a alege materiile prime care să conducă la obținerea
de rezultate optime și de a realiza formule bine echilibrate care să permită toleranță mare în
exploatare;
–
sunt economice: datorită simplității în utilizare se câștigă timp, deci se economisesc ore
de muncă.
1. 15. CONTROLUL CALITĂȚII MATERIILOR ALIMENTARE
Controlul calității făinii
Calitatea făinii se controlează prin examen organoleptic, fizico-chimic și tehnologic.
Organoleptic se controlează culoarea, gustul, mirosul, prezența impurităților minerale
(nisip, praf), infestarea.
Culoarea se apreciază prin metoda Pekar, prin comparare cu o probă etalon, pe cale uscată
și umedă.
Gustul și prezența impurităților minerale se determină prin mestecarea în gură a unei
cantități mici de făină (circa 1g). Prezența scrâșnetului în dinți indică prezența în făină a
impurităților minerale.
Mirosul se stabilește asupra unei cantități mici de făină, care după ce se freacă între palme,
se miroase.
Infestarea se pune în evidență prin examinarea cu lupa a refuzului de pe sita 4xxx, obținut
în urma cernerii făinii.
Controlul fizico-chimic constă în determinarea indicilor de
calitate de care depind
principalele proprietăți tehnologice ale făinii, puterea și capacitatea de formare a gazelor, cum
sunt : conținutul de proteine/ gluten umed, calitatea acestora , indicele de maltoză, conținutul de
α- amilază.
Conținutul de proteine (N.5,7)Pentru obținerea pâinii de calitate, conținutul de proteine al
făinii trebuie să fie min. 10,5%, iar pentru ca să fie panificabilă, făina trebuie să conțină minim
7% proteine.
În unele țări , în special în Europa, în locul conținutului de proteine se folosește conținutul
de gluten umed.
27
Conform standardului de făină, conținutului minim de proteine al făinurilor românești este
de 10,5% s.u., iar cantitatea de gluten umed format este min 24% pentru făina neagră, min 25%
pentru făina semialbă și min 26% pentru făina albă.
Calitatea proteinelor se stabilește pe baza proprietăților reologice ale aluatului și /sau ale
glutenului.
Pentru determinarea proprietăților reologice ale aluatului sunt larg folosite metodele
empirice, cum sunt metodele farinografică, extensografică, mixografică, alveografică. Pe baza
datelor furnizate de aceste metode se pot obține informații asupra calității proteinelor glutenice și
se pot stabili corelații cu volumul pâinii.
Deformarea glutenului Determinarea se bazează pe relația dintre calitatea glutenului și
capacitatea lui de a se deforma atunci când este lăsat în repaus, glutenul deformându-se cu atât
mai mult cu cât este de calitate mai slabă. Pentru făinurile panificabile deformarea id are valori de
0-25 mm.
După valorile deformării glutenului făinurile se clasifică astfel:
–
–
–
–
–
–
id≤ 0-5 mm făinuri foarte puternice sau provenite din grâu ars;
5 id≤10 mm făinuri foarte bune pentru panificație;
10 id≤15 mm făinuri bune pentru panificație;
15 id≤20 mm făinuri satisfăcătoare;
20 id≤25 mm făinuri nesatisfăcătoare;
id 25 mm făinuri nepanificabile.
Extensibilitatea glutenului. Metoda se bazează pe relația dintre calitatea glutenului și
capacitatea lui de a se întinde. Cu cât glutenul este mai rezistent, mai elastic, cu atât
extensibilitatea lui este mai mică.
Clasificarea făinurilor după extensibilitatea glutenului este:
–
–
–
–
–
15 cm făină puternică;
15- 20 cm făină foarte bună pentru panificație;
20- 35 cm făină bună pentru panificație;
35-45 cm făină satisfăcătoare;
45 cm făină de calitate slabă.
Indexul glutenic Metoda se bazează pe relația dintre calitatea glutenului și proprietatea lui
de a trece printr-o sită standardizată, în condiții de centrifugare determinate. În funcție de calitatea
glutenului cantitatea acestuia rămasă pe sită va fi diferită. Va fi foarte mică sau chiar zero pentru
glutenul de calitate foarte slabă și va rămâne în întregime pe sită pentru glutenul puternic.
Indexul glutenic are valori de 0-100% și se calculează cu relația:
Index glutenic
gluten umed de pe sită
gluten umed total
100
Făinurile pentru panificație au valori ale indexului glutenic de 65-85%. Făinurile slabe au
valori 60%, iar cele puternice peste 80%.
Indexul glutenic nu se corelează cu indicele de deformare a glutenului, dar se corelează cu
presiunea maximă P măsurată la alveograf (r= 0,69), cu energia alveografică w(r= 0,67) și cu
suprafața extensogramei (r= 0,73).
Indicele de sedimentare [NUME_REDACTAT] bazează pe umflarea diferită în soluție de alcool
izopropilic și acid lactic a făinii în funcție de cantitatea și calitatea proteinelor.
Clasificarea făinurilor după acest indice se face astfel:
–
–
–
–
≥60 făină foarte puternică;
59-40 făină puternică;
39-20 făină de calitate bună pentru panificație;
20 făină de calitate slabă.
28
Între indicii de calitate ai glutenului și volumul pâinii există corelații bune, exprimate prin
indicele de corelație r, astfel:
–
–
–
–
–
deformarea glutenului/volum pâine, r =-0,731;
extensibilitatea glutenului/volum pâine, r = -0,750;
grad de înmuiere a aluatului (farinograf)/volum pâine, r = -0,824;
rezistența aluatului (extensograf)/ volum pâine, r = 0, 738;
suprafața extensogramei/ volum pâine, r = 0,866.
Capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile Se exprimă cu ajutorul indicelui de
maltoză (im).
– im = 2-2,5% făină cu capacitate bună de a forma glucide fermentescibile;
– im1,5% făină cu capacitate mică de a forma glucide fermentescibile;
– im2,5 % făină cu capacitate mare de a forma glucide fermentescibile.
Cifra de cădere (Falling number) Dă indicații asupra activității- amilazei din făină.
Determinarea se bazează pe reducerea vscozității gelului de făină cu atât mai mult cu cât
activitatea- amilazei din făină este mai mare și respectiv reducerea timpului de cădere a unei
tije metalice în gelul preparat în condiții strict reglementate. Se exprimă în secunde.
Valoarea acestui indice clasifică făinurile astfel:
– ic 160 s făinuri bogate în- amilază;
– ic = 220-280 s făinuri cu conținut normal de α – amilază;
– ic>300 s făină săracă în- amilază.
Standardele ISO nu admit grâne cu ic 160 s.
Maximul de vâscozitate determinat amilografic Metoda se bazează pe măsurarea
vâscozității maxime a unui gel obținut dintr-o suspensie de făină și apă încălzită în condiții
controlate. Maximul de vâscozitate este funcție de capacitatea de gelatinizare a amidonului și de
activitatea- amilazei din făină . Se exprimă în unități amilografice (U.A.).
Valoarea acestui indice clasifică făinurile astfel:
–
–
–
max 200 U.A.făină bogată în- amilază, pâinea se obține cu miez umed, neelastic.
max = 200-500 U.A. făină normală
max 500 U.A. făină săracă în-amilază, pâinea se obține cu miez uscat
Controlul tehnologic Se realizează prin proba de coacere. Este metoda cea mai sigură și
cea mai completă de determinare a proprietăților tehnologice ale făinii. Aprecierea calității făinii
prin această metodă se face pe baza calității pâinii obținute. Calitatea pâinii se determină
organoleptic și pe baza unor indicatori fizici, cei mai importanți fiind randamentul
volumetric(volumul pâinii, în cm3, obținută din 100 g făină), raportul înălțime / diametru(h/d)
pentru pâinea rotundă coaptă pe vatră, porozitatea și structura porozității.
Calitatea făinii de secară caracterizată prin lipsa capacității de a forma gluten și prin
activitatea-amilazică mare, se face pe baza indicatorilor care exprimă activitatea-amilazei,
cifra de cădere și maximul de vâscozitate amilografic, precum și prin proba de coacere.
Cifra de cădere (Falling number)
După valoarea acestui indice, făina de secară se clasifică astfel:
– ic 70s făină cu conținut excesiv de- amilază;
– ic = 100-120s făină cu conținut normal de- amilază;
– ic 150s făină săracă în-amilază.
Maximul de vâscozitate determinat amilografic
După valoarea acestui indice, făina de secară se clasifică astfel:
–
–
–
max 250 U.A făină nesatisfăcătoare (exces de-amilază);
max = 250- 600 U.A făină satisfăcătoare, bună;
max 600 U.A făină foarte bună.
29
Proba de coacere Ca și la făina de grâu, valoarea de prelucrare a făinii de secară se
stabilește cel mai bine prin proba de coacere. Metoda folosită în acest caz se deosebește esențial
de cea folosită la făina de grâu, caracteristica principală fiind durata mare a procesului
tehnologic, impusă de necesitatea atingerii unor valori mari de aciditate.
Pentru pâine și produsele de panificație conținutul de proteine este unul dintre cei mai
importanți indici calitativi ai făinii .
Conținutul optim de proteine al făinii variază cu tehnologia de preparare a aluatului și cu
produsul care se fabrică. Pentru pâinea obișnuită acesta este de 10-13%, pentru sortimentele de
pâine preparate cu aluat refrigerat sau congelat, pentru pâinea mixtă (amestec de făină de grâu și
făină de secară), pâinea multicereale, pâinea cu fibre și produsele cu adaosuri de materii auxiliare,
acest conținut este mai mare (tab. 1.3.).
Pentru pâine și produsele de panificație conținutul de proteine este unul dintre cei mai
importanți indici calitativi ai făinii.
Tabel 1.3. Limite optime pentru indici de calitate ai făinii destinată fabricării pâinii și produselor de panificație
Conținutul optim de amidon deteriorat din făina pentru pâine și produse de franzelărie este
de 5,5-8,5%. El crește pentru făina destinată preparării cozonacului și scade pentru aluaturile
congelate. O variație inversă o are cifra de cădere. Are valori mai mici în făina pentru pâine și
valori mai mari în făina pentru cozonac, aluaturi congelate și refrigerate, pâinea multicereale,
specialități.
Controlul calității apei
În industria panificației asupra apei se face numai un control sumar, bazat pe caracterele
organoleptice. Se determină culoarea, aspectul, transparența, mirosul, gustul și impuritățile
vizibile. Apa pentru panificație trebuie să fie perfect transparentă, incoloră, fără sediment, iar
gustul și mirosul se admit să fie foarte slabe și cel mult perceptibile de o persoană experimentată.
30
Mirosul se determină asupra unei probe de apă (100-150ml)încălzită într-un vas închis până
la 40-500C. Gustul se determină la o probă încălzită la 300C.
Controlul calității drojdiei
Calitatea drojdiei comprimate se apreciază prin examen organoleptic privind aspectul,
culoarea, consistenta, mirosul și gustul și prin determinarea puterii de creștere (de dospire
conform STAS) și uneori și a umidității (tabel 1.4.).
Puterea de creștere este principala caracteristică calitativă a drojdiei. Ea se definește prin
timpul de ridicare a unui aluat până la înălțimea de 7 cm într-o formă de dimensiuni date (metoda
STAS), sau prin timpul de ridicare la suprafața apei a unei bile de aluat introdusa intr-un pahar cu
apa (metoda bilei).
În ambele cazuri aluatul se prepară și se termostatează în condiții stabilite de metodă.
Calitatea drojdiei lichide se controlează organoleptic si prin determinarea acidității și
puterii de creștere.
Tabel 1.4. Aprecierea calității drojdiei pe baza puterii de creștere (dospire)
Controlul calității sării
Calitatea sării se stabilește prin control organoleptic privind gustul, mirosul, culoarea,
corpurile străine.
Controlul calității zahărului, grăsimilor, laptelui și ouălor
Zahărul, grăsimile, laptele se controlează organoleptic apreciindu-se aspectul, culoarea,
gustul, mirosul, pentru grăsimile solide și consistenta iar pentru ouă și mirosul. Pentru ouă se
mai controlează la ovoscop caracteristicile interioare, camera de aer, aspectul gălbenușului și
al albușului.
1.16.Test de autoevaluare
1. Care este compoziția chimică a făinii de grâu.
2. Descrieți compoziția și structura proteinelor din grâu.
3. Care sunt lipidele făinii.
4. Care este compoziția biochimică a făinii.
5. Care sunt însușirile fizice,chimice și coloidale ale făinii.
6. Care sunt proprietățile de panificație ale făinii.
7. Ce știți despre drojdia de panificație.
8. Enumerați indicii de calitate ai făinii.
31
2. DEPOZITAREA, PREGĂTIREA ȘI DOZAREA MATERIILOR
ALIMENTARE
2.1. DEPOZITAREA MATERIILOR ALIMENTARE
Pentru asigurarea continuității producției independent de condițiile de aprovizionare, în
fabricile de pâine se creează stocuri de materii prime și auxiliare. Acestea se depozitează în
condiții care să le asigure păstrarea calității până la intrarea în fabricație.
DEPOZITAREA FĂINII
Depozitarea făinii se face în două scopuri:
– asigurarea unui depozit tampon, care să preia oscilațiile în aprovizionarea cu făină,
cantitatea de făină depozitată depinzând de condițiile locale, respectiv distanța de la care se
aprovizionează și modul de transport. Depozitul are în acest caz o capacitate pentru circa 6 zile de
fabricație;
– asigurarea maturizării făinii, atunci când moara furnizoare livrează făină nematurizată și
în acest caz depozitul are o capacitate pentru circa 14 zile fabricație.
Procese care au loc în timpul depozitării făinii
In făina proaspăt măcinată, supusă depozitării, are loc un complex de procese care-i
modifică calitatea. In funcție de proprietățile inițiale ale făinii, de durata și de condițiile de
păstrare, calitatea făinii poate să se îmbunătățească sau să se înrăutățească. Atunci când la
depozitare proprietățile tehnologice ale făinii se îmbunătățesc, procesul se numește maturizare.
Potrivit concepției actuale, maturizarea este înțeleasă ca îmbunătățirea proprietăților
reologice ale glutenului și aluatului, de care este legată îmbunătățirea calității pâinii. Se acceptă
unanim că această îmbunătățire se datorează oxidării grupărilor sulfhidril din structura proteinelor
glutenice cu formarea de legături disulfidice. De asemenea, sunt oxidate grupările sulfhidul din
structura activatorilor proteolizei, substanțelor reducătoare, dintre care cel mai important este
glutationul, și din structura enzimelor proteolitice sensibile la oxidare.
In maturizarea naturală a făinii rolul principal în acest proces de oxidare îl au acizii grași
polinesaturați liberi rezultați prin hidroliza lipidelor făinii, care în prezența oxigenului din aer și a
enzimei lipoxigenaza, prezentă în făină, sunt oxidați la hidroperoxizi. În acest proces de
peroxidare se formează intermediar radicali peroxidici liberi foarte activi, care intervin în
oxidarea grupărilor sulfhidril. Acești radicali intervin și în oxidarea pigmenților făinii, printr-o
reacție cuplată, determinând albirea ei.
Este posibil ca și alte sisteme de oxido-reducere prezente în bob și în făină să intervină în
acest proces de oxidare.In sprijinul acestei explicații vin observațiile care arată că în absența
oxigenului, făina nu-și modifică culoarea și proprietățile tehnologice la depozitare, dar aceste
modificări se produc în prezența unor oxidanți.
Durata de maturizare naturală a făinii depinde de: calitatea inițială a făinii, extracția și
umiditatea ei, temperatura din depozit, aerarea. Cu cât calitatea făinii este mai slabă, extracția și
umiditatea mai mici și temperatura din depozit mai scăzută, cu atât durata de maturizare este mai
mare. Păstrarea făinii iarna în depozite neîncălzite oprește practic procesul de maturizare.
Maturizarea făinii este accelerată la 25-450C.
Accesul aerului la făină accelerează maturizarea. Transportul pneumatic al făinii
accelerează maturizarea de 1-2 ori față de alte sisteme de transport. Recircularea făinii în celulele
de siloz are același efect. Condițiile optime pentru accelerarea maturizării sunt: recircularea timp
de 6 ore cu un consum specific de aer de 3 m3/t oră și o temperatură de 26-270C.
32
Făinurile de extracție mici ating optimul proprietăților lor tehnologice după 1,5-2 luni, iar
cele de extracții mari după 3-4 săptămâni. O depozitare a făinii după măcinare de 14-20 zile se
consideră acceptabilă.
Accelerarea maturizării făinii
Maturizarea naturală a făinii este un proces cu consum mare de timp și spații de depozitare.
Pentru scurtarea acestui proces s-au căutat căi și mijloace pentru accelerarea lui. In acest scop s-a
avut în vedere esența procesului de maturizare naturală a făinii, care constă într-un proces de
oxidare a grupărilor –SH din proteine, enzime proteolitice și activatori ai proteolizei, pe care le
trec în legături disulfidice, modificându-se astfel proprietățile tehnologice ale făinii.
S-au conturat următoarele căi de accelerare a maturizării făinii:
–
–
încălzirea aerului folosit la transportul pneumatic al făinii;
tratarea făinii cu agenți de oxidare, cel mai folosit în acest scop fiind azodicarbonamida
în proporție de 5-20 ppm, în funcție de calitatea și extracția făinii, doza maximă admisă fiind de
45 ppm.
Deoarece azodicarbonamida este activă numai în prezența apei, acțiunea ei se manifestă în
aluat. Acest lucru permite obținerea efectelor maturizării fără să fie necesară depozitarea făinii.
Azodicarbonamida nu are efect de albire, ea neacționând asupra pigmenților făinii. Atunci când
se dorește și deschiderea culorii făinii, azodicarbonamida se asociază cu peroxidul de benzoil în
proporție de 30–100 ppm. Efectul lui se manifestă lent, de aceea, în acest caz sunt necesare 1–3
zile de păstrare a făinii, pentru ca peroxidul de benzoil să-și exercite efectul.
Agenții de albire nu au efect asupra pigmenților din tărâțe, astfel că făina de extracție mare
nu poate fi albită.
Metode de depozitare a făinii
Depozitarea făinii se face în saci și în vrac.
Depozitarea în saci se practică în secțiile de capacități mici și mijlocii, iar depozitarea în
vrac la secțiile de capacitate mare.
Depozitarea în saci se face în încăperi unde trebuiesc asigurate condiții de temperatură și
umiditate relativă: temperatură de 10 – 20°C și umiditate relativă de 50–60%.Sacii cu făină se
așează în stive pe grătare de lemn, care permit accesul aerului la făină.
Stivele se formează din același tip de făină, provenite din același măciniș, de la aceeași
moară și cu aceiași indici calitativi. Fiecare stivă se identifică prin fișa lotului, în care sunt
trecute date privind proveniența și calitatea făinii.
Depozitarea în vrac se face în celule de siloz, care pot fi metalice sau din beton armat.
DEPOZITAREA DROJDIEI
Depozitarea drojdiei presate
Drojdia presată este un produs ușor alterabil. Principalii factori de care depinde stabilitatea
la păstrare sunt calitatea ei și temperatura de depozitare. Drojdia se păstrează optim în condiții de
refrigerare, la temperatura de 2–4°C.
Drojdia presată (30% s.u., 9% azot la s.u.) își reduce activitatea cu 10% în timpul
refrigerării la 4°C în 4 săptămâni. La prelungirea duratei de păstrare peste acest timp, activitatea
ei scade accentuat.
Refrigerarea nu previne dezvoltarea mucegaiurilor la suprafața calupului de drojdie, dacă ea
este depozitată un timp mai lung.
Drojdia cu putere fermentativă “înaltă” este mai stabilă la păstrare față de drojdia
“normală”. Ea își poate menține puterea de creștere până la o lună în condiții de păstrare optime,
la max. 10°C, ideal la 4°C, și până la 2 săptămâni la 20°C. La 35°C stabilitatea nu se menține
decât max. 24 ore.
33
Depozitarea drojdiei uscate
Drojdia uscată nu reclamă spații refrigerate de păstrare, dar depozitarea la temperaturi
scăzute și păstrarea în pachete închise ermetic, sub vacuum sau în atmosferă de gaz inert îi
măresc stabilitatea. Scăderea activității drojdiei uscate este accelerată de temperaturi înalte și de
prezența oxigenului.
Depozitarea drojdiei lichide
Drojdia lichidă se păstrează în vase curate, în locuri răcoroase. Nu se recomandă păstrarea
drojdiei lichide mai mult de 24 ore.
DEPOZITAREA SĂRII ȘI A ZAHĂRULUI
Sarea și zahărul sunt produse higroscopice care absorb cu ușurință umiditatea din aer. De
aceea, se depozitează în spații închise, ferite de umezeală (ϕ50–60%). Depozitarea se face în
saci așezați pe grătare de lemn.
DEPOZITAREA ULEIULUI ȘI A GRĂSIMILOR
Uleiul se păstrează în bidoane, ferite de lumină și în încăperi răcoroase. Grăsimile ușor
alterabile (untul, margarina, ouăle ș.a.) se păstrează în spații frigorifice (dulapuri sau camere
frigorifice).
2.2. PREGĂTIREA MATERIILOR ALIMENTARE
Operațiile de pregătire au drept scop aducerea materiilor prime și auxiliare într-o stare
fizică corespunzătoare pentru a fi introduse la prepararea aluatului. Ele sunt specifice fiecărei
materii prime și auxiliare.
Pregătirea făinii
[NUME_REDACTAT] amestecă făinuri de același tip, dar de calități diferite. Scopul operației este
obținerea unui lot de făină cu proprietăți tehnologice omogene, care să permită menținerea
parametrilor tehnologici cât mai mult timp și obținerea pâinii de calitate constantă. Procesarea
făinurilor de calități diferite impune modificarea parametrilor tehnologici, ceea ce nu întotdeauna
este posibil, iar pâinea se obține de calitate variabilă.
Amestecarea urmărește compensarea defectelor unei făini cu calitățile altei /altor făini și se
poate realiza pe mai multe criterii: cantitatea și calitatea glutenului/proteinelor, capacitatea de
formare a gazelor, capacitatea de închidere a culorii în timpul procesului tehnologic. Cel mai
frecvent amestecarea făinurilor se realizează pe baza cantității sau calității glutenului/proteinelor.
Proporția amestecurilor se stabilește pe baza analizelor de laborator și a rezultatelor probei de
coacere folosind metoda mediei ponderate.
Cernerea făinii urmărește îndepărtarea impurităților grosiere ajunse accidental în făină
după măcinare, în timpul transportului și depozitării (sfori, bucăți de hârtie etc.) care nu trebuie să
ajungă în produs.
În același timp, prin cernere făina se afânează și se aerisește.
Încălzirea făinii se face în timpul iernii și urmărește aducerea ei la temperatura de 15-
20°C. Acest lucru permite prepararea aluatului cu temperatura optimă fără să fie necesară
încălzirea apei la temperaturi superioare valorii de 45C, care ar conduce la denaturarea termică a
proteinelor glutenice, însoțită de pierderea proprietăților lor funcționale.
În secțiile de capacități mici și medii, încălzirea făinii se face prin menținerea ei timp de 16
– 24 ore în depozitul de zi, care este încălzit. În secțiile de capacitate mare, cu depozitarea în vrac
34
a făinii și transportul ei prin fluidizare, încălzirea se realizează prin utilizarea aerului cald la
transportul făinii.
Pregătirea apei
Pregătirea apei pentru prepararea aluatului constă în aducerea ei la temperatura necesară,
astfel încât la sfârșitul frământării semifabricatele (prospătura, maiaua și aluatul) să aibă
temperatura optimă. Aceasta constă în încălzirea sau, după caz, în răcirea ei.
Încălzirea apei se poate realiza pe două căi:
–
prin amestecarea apei reci, de la rețeaua de alimentare, cu apa caldă adusă în prealabil
la temperatura de circa 60C;
–
prin barbotare de abur de joasă presiune în apa rece.
Pregătirea drojdiei
Pregătirea drojdiei presate
Suspensionarea drojdiei urmărește repartizarea cât mai uniformă a celulelor de drojdie în
masa aluatului, pentru asigurarea unei fermentații omogene.
Suspensionarea se realizează prin amestecarea drojdiei cu apa caldă (30 – 35C) în proporții
drojdie/apă de 13; 1:5; 1:10, sub influența agitării timp de câteva minute.
Filtrarea suspensiei de drojdie se face utilizând un filtru grosier și are ca scop reținerea
impurităților ajunse accidental în suspensie (cel mai adesea bucăți de hârtie din ambalajul
pachetelor de drojdie).
Activarea drojdiei
Se aplică pentru îmbunătățirea performanțelor ei tehnologice.
Activarea drojdiei de panificație are ca scop adaptarea ei la mediu-aluat, unde condițiile de
viață ale celulei sunt diferite de cele din mediul de cultură din fabricile de drojdie.
Drojdia de panificație este cultivată în fabricile de drojdie în condiții puternic aerobe, când
celula de drojdie își procură energia necesară vieții prin metabolizarea glucidelor pe cale aerobă,
prin respirație.
Introdusă în aluat, ea ajunge în condiții aproape anaerobe în care principalul glucid
fermentescibil este maltoza, ceea ce impune o reconstituire a echipamentului enzimatic iar
consumul glucidelor se realizează pe cale glicolitică (fermentativă).
Drojdia de panificație conține \ nu urme de maltază și maltopermează. Din această cauză ea
are nevoie de un timp de adaptare care să-i permită sinteza acestor enzime implicate în
fermentarea maltozei. Sinteza lor are loc în prezența substratului, a maltozei, iar furnizorul de
energie este glucoza.
Studiul adaptării drojdiei la condițiile mediului- aluat a arătat că adaptarea are loc în două
etape:
– prima etapă constă în adaptarea la mediul anaerob, când are loc trecerea de la procesul
respirator la cel fermentativ. Acest proces este foarte rapid și are loc din momentul introducerii
drojdiei în apa pentru prepararea suspensiei, înainte ca ea să ajungă în aluat, lucru care se
datorează faptului că drojdia este facultativ anaerobă, astfel că în funcție de condiții ea își poate
schimba metabolismul de la o cale oxidativă la una fermentativă și invers (enzimele de respirație
și cele de fermentație sunt permanent sintetizate de celulă);
– a doua etapă constă în adaptarea drojdiei la fermentarea maltozei, proces care are o durată
mare, de 2 – 4 ore.
Activarea prealabilă a drojdiei urmărește scurtarea acestei perioade de adaptare la
fermentarea maltozei în scopul scurtării duratei de fermentare a aluatului.
În principiu, activarea se realizează prin introducerea drojdiei într-un mediu nutritiv fluid,
optim din punct de vedere al compoziției pentru nutriția drojdiei și menținerea în acest mediu
30–90 min și chiar 2–3 ore la temperatura de 30–35C. Experimental s-a stabilit că mediul
35
nutritiv trebuie să conțină glucide fermentescibile, ca sursă de carbon, azot asimilabil, elemente
minerale, în special azot și fosfor, vitamine.
Metode de activare
Activarea drojdiei se face pe medii nutritive, care trebuie să conțină, ca și în metodele
anaerobe, glucide fermentescibile, azot asimilabil, elemente minerale (azot, fosfor), vitamine.
Se folosesc două categorii de metode de activare a drojdiei: metode anaerobe și metode
aerobe.
Parametri optimi de activare
Pe lângă compoziția mediului, pentru activarea drojdiei sunt importanți și o serie de
parametri:
– concentrația drojdiei în mediu; cu cât aceasta este mai mică, cu atât efectul de activare
este mai mare; în general, ea trebuie să fie sub limita de concentrație la care se inhibă înmulțirea
drojdiei (2 %);
– diluția mediului se consideră optimă pentru umiditatea de 75–78 %;
– pH –ul optim este de 4,4 – 5,7;
– temperatura optimă de 30 – 35C;
– durata de menținere a drojdiei în mediul de activare, în medie 2 ore.
Efectul activării drojdiei
Folosirea drojdiei activate în prealabil permite:
– reducerea consumului de drojdie cu 20 – 25 %;
– scurtarea duratei de fermentare a semifabricatelor;
– îmbunătățirea calității pâinii;
Efectul activării este cu atât mai important cu cât drojdia este de calitate mai slabă și cu cât
doza ei în aluat este mai mică.
Se admite că, în timpul activării nu are loc procesul de înmulțire a drojdiei.
Instalații pentru prepararea suspensiei de drojdie
În principiu, instalațiile de capacitate mică, constau dintr-un rezervor, de regulă de formă
cilindrică, unde se introduce apa cu temperatura de 30-35C și drojdia, și se supun agitării.
Diferitele tipuri constructive diferă între ele prin construcția sistemului de agitare. Rezervoarele
mai sunt prevăzute cu scală de nivel pe care se citește cantitatea de apă introdusă, termometru de
control a temperaturii apei, racord pentru evacuarea suspensiei de drojdie (fig.2.7.).
Rezervorul pentru suspensionarea drojdiei se confecționează din material inoxidabil.
Fig.2.7.. Instalații de mică capacitate pentru
suspensionarea
drojdiei cu paletă agitatoare
1-rezervor; 2- paletă agitatoare; 3- racord de
evacuare a suspensiei de drojdie; 4- scală de
nivel; 5- termometru; AC-apă caldă; AR – apă
rece
36
Pregătirea sării
[NUME_REDACTAT] cu solubilitate redusă, pentru o distribuție cât mai uniformă în masa
aluatului, este dizolvată în apă. Soluția de sare se prepară ca soluție concentrată, a cărei
concentrație este sub concentrația de saturație, sau ca soluție saturată.
Instalații pentru prepararea soluției de sare
Obținerea soluției de sare se poate face prin două procedee: procedeul discontinuu cu
agitare și procedeul continuu cu coloană.
Instalație de preparare a soluției de sare prin procedeul discontinuu cu agitare.
Fig.2.8. Instalație de preparare a soluției de sare
cu agitare.
1- rezervor de dizolvare; 2- ax agitator; 3- scală
de nivel; 4- filtru; 5- pompă; 6- conductă de
recirculare; 7- rezervor-tampon; 8- conductă de
trimitere în producție a soluției de sare .
Prin acest procedeu se obțin
soluții de sare cu concentrația sub
concentrația de saturație.
În principiu, instalația de preparare discontinuă a saramurii constă dintr-un recipient
prevăzut cu ax agitator(fig. 2.8.), unde se prepară soluția de sare, și un rezervor tampon, unde este
depozitată soluția preparată. Unele instalații mai sunt prevăzute cu o pompă care recirculă apa din
recipientul de dizolvare, ajutând alături de agitare, la dizolvarea sării. De asemenea, ele pot fi
prevăzute cu sisteme de ridicare a sării la înălțimea recipientului de dizolvare (șnec înclinat ).
Pregătirea zahărului
Zahărul se introduce în aluat în stare dizolvată. Dizolvarea se face cu apă având
temperatura de 30C și agitare. Pentru îndepărtarea impurităților ajunse accidental în soluție,
aceasta se filtrează.
Pregătirea grăsimilor
Grăsimile lichide se folosesc ca atare .După caz, ele pot fi încălzite. Grăsimile solide se
aduc prin încălzire într-o stare plastică, care le asigură repartizarea uniformă în masa aluatului.
Grăsimile, în special uleiurile vegetale, pot fi introduse în aluat sub formă de emulsie. Se
asigură astfel o distribuție îmbunătățită a grăsimii în aluat însoțită de creșterea volumului pâinii,
structură superioară a porozității și culoare mai deschisă a miezului.
Emulsia se obține din ulei (45–50 %), apă (40–50 %) și emulgator (5–7 %). În calitate de
emulgator se pot folosi lecitina sau monogliceridele.
Emulsiile de ulei-apă se folosesc și pentru ungerea formelor și a tăvilor de copt (emulsii de
desprindere). Pot fi folosite emulsii ce conțin 20-35% ulei, 4-7% emulgator, 63-75% apă.
Instalații pentru obținerea emulsiei de grăsimi
Instalație cu agitator
În secțiile de mică capacitate, emulsia de grăsimi se poate obține într-un rezervor prevăzut
cu ax cu palete, dizolvarea emulgatorului în ulei făcându-se separat (fig.2.9.). Foarte importantă
este respectarea ordinii de introducere a componentelor și a turației axului agitator.
37
Fig.2.9. Instalație cu agitator pentru obținerea emulsiei de
grăsimi
1- rezervor; 2- ax agitator
Pe acest principiu pot funcționa și instalații cu capacitate mare.
Pregătirea laptelui praf
Laptele praf se poate folosi ca atare, dar rezultate superioare se obțin dacă este dizolvat în
prealabil în apă cu temperatura de 40C (1 parte lapte praf și 3–4 părți apă).
Pregătirea ouălor
Ouăle întregi proaspete se supun dezinfectării și spălării în vederea reducerii încărcării
microbiene. Dezinfectarea se face cu soluție de clor 2% timp de 5 – 10 min. și soluție sodată
20%, urmată de spălare cu apă 5 – 6 min. Se execută în bazine speciale.
Se introduc în aluat după o batere prealabilă, singure sau în amestec cu apa (raport 1:1).
Melanjul congelat înainte de utilizare se decongelează și apoi se filtrează. În vederea
omogenizării în aluat se amestecă cu apă caldă în raport 1:1.
Praful de ouă se amestecă cu apă caldă având temperatura de 40 – 45C (1 parte ouă praf – 3
părți apă), se omogenizează prin agitare și apoi se filtrează. Optim este ca hidratarea ouălor să
dureze o oră.
2.3. DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE
Scopul operației de dozare este obținerea aluatului cu proprietăți reologice optime și a
compoziției corespunzătoare produsului.
DOZAREA FĂINII
Este o operație simplă, dar se realizează greu datorită proprietăților acesteia, în special
proprietății de a se asocia și de a adera la suprafața aparatelor de dozat, precum și datorită
valorilor mari ale unghiurilor de taluz natural și de frecare internă. Variații mici ale umidității
produc variații mari ale proprietăților făinii.
Dozatoare de făină
Dozatoarele de făină pot avea funcționare discontinuă sau funcționare continuă și pot
realiza dozarea pe principiul gravimetric sau volumetric.
Dozatoare discontinui de făină. Deservesc malaxoare cu funcționare discontinuă și
funcționează pe principiul gravimetric. În mod obișnuit ele au în componență câte un recipient
cilindric care se sprijină prin patru cuțite pe un sistem de pârghii. Alimentarea dozatorului cu
38
făină se face dintr-un rezervor de făină, cu o capacitate mai mare decât doza maximă, prin
intermediul unui șnec sau a unei ecluze.
Dozatoare continui de făină Deservesc malaxoare cu funcționare continuă și realizează
dozarea pe principii volumetric sau gravimetric.
În principiu, ele sunt instalații de transport (bandă, șnec) sau de transfer (ecluză) al căror
debit se reglează prin modificarea coeficientului de încărcare sau prin modificarea turației.
DOZAREA APEI
Apa se introduce la prepararea aluatului într-o anumită cantitate
și cu o anumită
temperatură, determinate de calitatea făinii.
Dozatoare de apă
Sunt instalații cu care se măsoară cantitatea de apă introdusă la frământare și în multe
cazuri, realizează și aducerea apei de dozat la temperatura dorită.
În funcție de malaxorul pe care-l deservesc, dozatoarele de apă pot fi cu funcționare
continuă sau cu funcționare discontinuă, iar după principiul de dozare pot fi gravimetrice sau
volumetrice, cele mai utilizate fiind cele volumetrice.
Realizează dozarea volumului dorit de apă și în același timp încălzirea apei la temperatura
necesară. Pot fi:
–
–
dozatoare discontinue (cu debitmetru,cu termoreglare);
dozatoare continui (cu vase de nivel constant).
DOZAREA DROJDIEI
Suspensia de drojdie se dozează în funcție de cantitatea de drojdie ce trebuie introdusă în
aluat și de concentrația ei.
Dozatoarele primesc suspensia de drojdie de la instalația de preparare a suspensiei și
măsoară volumul ce trebuie dozat.
Se folosesc, în general, instalații de construcție asemănătoare cu cele folosite la dozarea
apei: dozatoare tip rezervor (cu vase de măsură) pentru malaxoare cu funcționare discontinuă și
dozatoare continue cu vas de nivel constant, pentru malaxoare cu funcționare continuă.
DOZAREA SĂRII
Soluția de sare se dozează în funcție de cantitatea de sare ce trebuie introdusă în aluat și de
concentrația ei.
Dozatoarele primesc soluția de sare de la dizolvatorul de sare și măsoară volumul necesar
pentru dozare.Se pot folosi instalațiile de dozare pentru prepararea apei: dozatorul-rezervor (cu
vas de măsură) pentru malaxoarele discontinui și dozatoare cu vas de nivel constant, pentru
malaxoarele continui.
2.4.Test de autoevaluare
1. Descrieți procesele care au loc la depozitarea făinii.
2. Care sunt condițiile de depozitare ale drojdiei.
3. Descrieți operațiile de pregătire ale făinii.
4. Care sunt metodele de pregătire ale drojdiilor.
5. Descrieți instalațiile de pregăzire și dozare ale sării.
39
3. SCHEMA DE OPERAȚII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC
ȘI METODE DE PREPARARE A ALUATULUI
3.1. SCHEMA DE OPERAȚII UNITARE A PROCESULUI TEHNOLOGIC
Procesul tehnologic de fabricare a pâinii constituie un ansamblu de operații, în urma
cărora materiile alimentare sunt transformate în produs finit.
Schema de operații unitare (fig.3.10.) reprezintă succesiunea operațiilor tehnologice care
se desfășoară în procesul de preparare a pâinii.
F ã in a
A p a
D r o j d ie
S a re
M a t e r i i a u x i lia r e
R e c e p t i e c a l i t a t i v ã s i c a n t it a t iv ã
C o n t r o l,
d e p o z it a r e ,
p r e g ã t ir e ,
d o za re
P re p a ra re
a lu a t
P r e lu c r a r e
a lu a t
C o a c e re
D e p o z it a r e a
p â in ii
D e p o z ita r e
P r e g ã t ir e
D o z a re
F r ăa m â n t a r e a l u a t
F e r m e n t a r e a lu a t
R e f r ăa m â n t a r e
D iv i z a r e
P r e m o d e l a r e ( r o t u n j ir e )
R e p a u s i n t e r m e d ia r s a u
f e r m e n t a r e in t e r m e d i a r ã
M o d e la r e f i n a lã
F e r m e n t a r ã fin a lã
C r e s ta r e – m a rc a r e
C o a c e re
S p o ir e
R e c e p t ie – s o r t a r e
A m b a la r e
D e p o z it a r e
L iv r a r e
Fig.3.10.Schema de operații unitare a procesului tehnologic de preparare a pâinii
40
3.2. METODE DE PREPARARE A ALUATULUI
Pentru prepararea aluatului se utilizează următoarele metode:
–
–
metoda directă (monofazică)
metoda indirectă (polifazică)
Metoda directă. Constă în prepararea aluatului într-o singură fază utilizând toate
materiile alimentare din rețetă. Este cea mai simplă și mai rapidă metodă de preparare a
aluatului. Se caracterizează prin consum mare de drojdie.
Se cunosc două procedee de preparare a aluatului prin metoda directă: procedeul clasic,
în care aluatul este frământat cu malaxoare clasice, timp de 10-15 min, după care este fermentat
2-3 ore la temperatura de 30-32°C, utilizând 1,5-3% drojdie.
În procedeul rapid, aluatul este frământat la temperatura de 25-26°C în malaxoare cu
turație mare a brațului de frământare (rapide, intensive sau ultrarapide), apoi fermentat un timp
scurt, 10-20 min. Acest tip de frământare impune utilizarea substanțelor oxidante, cel mai
frecvent acidul ascorbic (50-100 ppm), și mărirea proporției de drojdie la 3-4% datorită scurtării
timpului de fermentare.
Metoda directă de preparare a aluatului, chiar sub forma procedeului clasic, conduce la
produse cu gust și aromă slabe, iar miezul este sfărâmicios și se învechește repede. Aluatul
preparat direct conține cantități mai mici de acizi, substanțe de aromă și substanțe solubile decât
aluatul preparat indirect. Adaosul de aditivi poate ameliora textura miezului și menținerea
prospețimii.Aluatul frământat intensiv cu fermentare redusă a aluatului înainte de divizare
prezintă precizie mai mare la divizare și se prelucrează mecanic mai bine decât aluatul obținut în
procedeul clasic. Aceste aspecte, alături de scurtarea procesului tehnologic și volumul mai mare
al pâinii reprezintă avantajele procedeului. Reducerea duratei de fermentare a aluatului înainte de
divizare are efect negativ pentru gustul, aroma și fărâmițarea miezului la tăiere. În ambele
variante, maturizarea aluatului depinde de modul de conducere a preparării aluatului, de
parametrii de proces.
Un rol important îl are temperatura. Temperaturi mai înalte accelerează maturizarea și
scurtează durata de fermentare, în timp ce temperaturi mai joase încetinesc procesul de maturizare
și prelungesc timpul de fermentare. Aluaturile reci (22-25°C) sunt ceva mai umede și mai
lipicioase, ceea ce îngreunează prelucrarea lor, față de aluaturile mai calde (26-27°C).
Timpul de fermentare este influențat de cantitatea de drojdie utilizată. Cantități reduse de
drojdie prelungesc, iar cantități mărite scurtează timpul de maturizare, deoarece cantitatea de
dioxid de carbon formată, influențează mai mult sau mai puțin întinderea peliculelor de gluten.
Metoda indirectă
Metoda prezintă două variante:
– metoda bifazică (maia – aluat);
– metoda trifazică (prospătură – maia – aluat).
În metoda indirectă aluatul se prepară cu o fază (metoda bifazică) sau cu două faze (metoda
trifazică) prealabile.
Fazele prealabile aluatului (maiaua și prospătura) au drept scop:
– înmulțirea drojdiei pentru a se obține un număr suficient de celule de drojdie necesare
pentru a produce procesul de fermentare, și adaptarea ei la mediul – aluat;
– mărirea timpului de acțiune a enzimelor în scopul creșterii cantității de substanțe solubile
(glucide, peptone, peptide, aminoacizi), precum și a timpului de acțiune a drojdiilor și bacteriilor
care formează substanțe ce condiționează maturizarea aluatului, acizi (în principal acid lactic) și
substanțe de gust și aromă;
41
– modificarea reologică a proteinelor în scopul creșterii capacității aluatului de a reține
gazele de fermentare.
Condițiile de preparare a maielei și prospăturii trebuie să asigure realizarea acestor scopuri.
Metoda bifazică cuprinde două faze tehnologice: maiaua și aluatul.
Maiaua se prepară din făină, apă și drojdie. Cantitatea de drojdie utilizată reprezintă 0,6-
1,5% drojdie comprimată și 20-25% drojdie lichidă. Pentru mărirea acidității inițiale, la maia se
poate adăuga o porțiune de maia matură fermentată, numită baș. Proporția acestuia variază cu
calitatea și extracția făinii între 5 și 20% în raport cu făina prelucrată, valorile inferioare
folosindu-se pentru făinurile de extracție mică și de calitate bună, iar valorile superioare pentru
făinurile de extracție mare și calitate slabă. La prelucrarea făinurilor de calitate slabă se poate
adăuga și sare în maia în proporție de circa 0,5% față de total făină prelucrată, pentru întărirea
glutenului. Adaosul de sare se folosește și pentru mărirea stabilității la fermentare a maielei în
anotimpul călduros, sarea având proprietatea de a frâna activitatea fermentativă a drojdiilor și
bacteriilor.
Modul de conducere a maielei, respectiv mărimea, consistența, temperatura și durata de
fermentare a acestora influențează întreg procesul tehnologic și calitatea produsului finit. Toți
acești parametri se adoptă în funcție de calitatea făinii.
După consistență maiaua poate fi: consistentă, și fluidă.
Maiaua consistentă are umiditatea de 41-44%. Această umiditate a maielei asigură
hidratarea proteinelor și formarea glutenului, activitatea enzimatică și solubilizarea unei cantități
suficiente de substanțe nutritive pentru activitatea drojdiilor și bacteriilor.
Mărimea maielei este dată de cantitatea de făină folosită la prepararea ei. Aceasta
reprezintă 30-60% din cantitatea de făină prelucrată, în funcție de calitatea făinii.
La prelucrarea făinurilor normale, cu calități tehnologice bune și foarte bune, la maia se
folosește 50% din cantitatea de făină prelucrată. Pentru făinurile de calitate slabă și pentru
făinurile puternice, proporția se modifică. Pentru făinurile de calitate slabă și hiperenzimatice ea
reprezintă 30-40% (maia mică), iar pentru făinurile puternice 55-60% (maia mare). Se modifică
astfel cantitatea de proteine glutenice care sunt supuse proteolizei în timpul fermentării maielei.
Pentru obținerea pâinii de calitate, se apreciază că făina introdusă de maia în aluat nu
trebuie să fie mai mică de 25% din cantitatea de făină prelucrată. Făina adusă de maia este
fermentată și cu cât aceasta este în cantitate mai mare, respectiv raportul maia/aluat este mai
mare, cu atât aluatul se maturizează mai repede.
Consistența maielei variază în raport invers cu calitatea făinii, iar temperatura și durata de
fermentare au o variație directă.
Consistența maielei este mai mare pentru făinurile de calitate slabă și hiperenzimatice și
mai mică pentru făinurile de calitate foarte bună și puternice.
Temperatura maielei variază între 25 și 29°C, iar durata de fermentare între 90 și 180 min.
Limitele inferioare a acestor parametri sunt folosite la prelucrarea făinurilor de calitate slabă și
hiperenzimatice, iar cele superioare la prelucrarea celor de calitate foarte bună sau puternice.
Prin alegerea parametrilor de proces pot fi dirijate procesele coloidale, biochimice și
microbiologice care au loc în maia în timpul fermentării, astfel încât să se obțină pe lângă
proprietățile reologice cele mai bune posibile și înmulțirea drojdiei și formarea unor cantități
suficiente de acizi și de substanțe de gust și aromă.
Maiaua fluidă are umiditatea de 63-75% și conține 30-40% din făina prelucrată. Se prepară
din făină, apă, drojdie și baș. Cantitatea de apă poate reprezenta până la 80-82% din apa
calculată după capacitatea de hidratare. Cu cât calitatea făinii este mai bună, cu atât cantitatea de
făină și apă adăugate la prepararea maielelor fluide sunt mai mari. Se poate adăuga și sare,
cantitatea acesteia reprezentând 0,7-1% față de total făină prelucrată. Introducerea sării în maiaua
lichidă conduce la întărirea glutenului.
Maiaua fluidă se frământă 8-10 min. Se prepară cu temperatura de 26-29°C și fermentează
3-4 ore, în funcție de calitatea și extracția făinii. Valorile minime se aplică la prelucrarea
42
făinurilor de calitate slabă, iar cele maxime la prelucrarea făinurilor puternice. Creșterea
temperaturii maielei peste aceste valori (30-32°C), posibilă în cazul făinurilor de calitate foarte
bună și a celor puternice, accelerează fermentația și reduce durata operației de fermentare. În
maielele fluide procesul de maturizare este accelerat, înmulțirea drojdiei și adaptarea ei la
fermentarea maltozei au loc mai rapid.
Sfârșitul fermentării se poate stabili organoleptic după spuma densă care se formează la
suprafața maielei.
Principalii parametri de preparare a maielelor de diferite consistențe sunt prezentați în
tabelul 3.5.
Tabel 3.5. Parametri de preparare a maielelor de diferite consistențe
Din punct de vedere al procedeului de frământare, maiaua, indiferent de consistența ei,
poate fi frământată prin procedeul clasic sau procedeul rapid, intensiv sau ultrarapid.
Experimental, s-a observat că frământarea maielei la turații mari a brațelor de frământare
accelerează maturizarea ei.
Maiaua introduce în aluat o parte de gluten format și în același timp o cantitate de gaze de
fermentare care contribuie la creșterea numărului de pori ce se formează în aluat.
Aluatul se prepară din maia fermentată, restul de făină și apă, sare și materii auxiliare.
Parametrii tehnologici ai aluatului, consistența, temperatura, durata de frământare și fermentare se
aleg în funcție de calitatea făinii, după aceleași principii ca la prepararea maielei, utilizându-se
consistențe mai mari, temperaturi, durate de frământare și fermentare mai mici la prelucrarea
făinurilor de calitate slabă și consistențe mai mici, temperaturi, durate de frământare și fermentare
mai mari la prelucrarea făinurilor puternice. Aceste regimuri tehnologice urmăresc, protejarea
proprietăților reologice ale aluatului, având în vedere că temperaturile mai mici și consistențele
mai mari reduc viteza proceselor din aluat, iar duratele de fermentare mai scurte reduc durata
acestor procese, în timp ce duratele de frământare mai mici împiedică degradarea mecanică a
glutenului, toate acestea mărind stabilitatea aluaturilor preparate din făinuri slabe.
La prelucrarea făinurilor de calitate foarte bună și a celor puternice este utilă folosirea de
temperaturi ceva mai înalte, consistențe mai mici, durate de frământare și fermentare mai lungi,
pentru a mări viteza proceselor din aluat, respectiv durata acestora și timpul de aplicare a acțiunii
mecanice, pentru a obține o scădere a rezistenței și elasticității glutenului și a creșterii
extensibilității lui și prin aceasta o creștere a capacității aluatului de a reține gazele de fermentare.
Limitele de variație a parametrilor de proces ai aluatului sunt: durata de frământare 8-15
min, temperatura 25-32°C, durata de fermentare 10-60 min.
Metoda trifazică Metoda cuprinde trei faze tehnologice: prospătura, maiaua și aluatul. Se
recomandă, în special, la prelucrarea făinurilor de extracție mare, a celor de calitate slabă și
hiperenzimatice.
Prospătura
se prepară din 5-20% făină, față de total făină prelucrată, apă, drojdie
(aproximativ 0,1%) și în unele cazuri și baș (1%) pentru mărirea acidității inițiale.
Prospătura reprezintă o cultură de drojdii și bacterii care se folosește pentru mărirea
acidității inițiale a maielei și aluatului, necesară pentru întărirea glutenului și limitare a degradării
lui enzimatice, precum și pentru obținerea de produse cu gust și aromă plăcute.
43
Prospătura se frământă 6-8 min și se fermentează 4-6 ore la temperatura de 27-28°C, în
funcție de calitatea și extracția făinii. Datorită timpului ei lung de fermentare, prospătura se
prepară de consistență mare, în scopul protejării proprietăților ei reologice și obținerea unor
acidități mari.
Maiaua se prepară din prospătură fermentată, făină, apă și drojdie care după fermentare
(90-120 min) se folosește la prepararea aluatului.
Aluatul se prepară din maiaua fermentată, făină, apă, sare și materii auxiliare.
Prepararea prospăturii, maielei și aluatului prin metoda trifazică se face respectând
principiile expuse la metoda bifazică, privind mărimea fazelor aluatului, consistența, temperatura,
durata de frământare și fermentare, pornind de la calitatea făinii prelucrate.
Cantitatea de făină introdusă în fazele prealabile aluatului, prospătură și maia, variază în
funcție de calitatea făinii între 40-50% din totalul făinii prelucrate, fără a depăși 40% în cazul
făinurilor de calitate slabă și a celor hiperenzimatice.
În practică, de multe ori metoda trifazică nu se aplică riguros exact. Se prepară o prospătură
la începutul fiecărui schimb, cu care se prepară primele maiele, iar în restul timpului se lucrează
cu metoda bifazică cu baș.
Aprecierea comparativă a metodelor directă si indirectă de preparare a aluatului
Metoda directă de preparare a aluatului este astăzi larg folosită, în varianta clasică, dar mai
ales în varianta rapidă.
Principalul avantaj al metodei constă în durata mai scurtă a procesului tehnologic. De
asemenea, metoda necesită utilaje și operații mai puține decât metoda indirectă. Din punct de
vedere al calității pâinii, deși volumul este mai mare, în special în varianta rapidă, miezul are
proprietăți fizice inferioare, se fărâmițează la tăiere, iar gustul și aroma sunt mai slabe decât ale
pâinii obținute prin procesul indirect. Este mai economicoasă, necesitând manoperă mai puțină și
înregistrând pierderi la fermentare mai mici.
Metoda indirectă are o durată mai mare și este mai puțin economicoasă, ea necesitând
operații și utilaje, în special cuve, mai multe (cu 25-40%) decât în metoda directă. De asemenea,
datorită timpului mai lung de fermentare pierderile la fermentare sunt mai mari, iar randamentul
în pâine mai mic (cu aproximativ 0,5%).
Metoda prezintă o serie de avantaje:
– pâinea se obține de calitate superioară, cu o porozitate mai bună și proprietăți
fizice superioare ale miezului, gust și aromă mai plăcute și durată de
prospețime mai îndelungată.
– aluatul se maturizează mai repede și mai complet;
– folosește o cantitate mai mică de drojdie;
– prezintă flexibilitate tehnologică mare.
3.3.Test de autoevaluare
1. Care este schema operații a procesului tehnologic de preparare a pâinii.
2. Descieți metodele de preparare ale aluatului.
44
4. PREPARAREA ALUATULUI
4.1. FRĂMÂNTAREA ALUATULUI
4.1.1. BAZELE ȘTIINȚIFICE ALE PROCESULUI DE FRĂMÂNTARE
Scopul operației de frământare
Operația de frământare are drept scop obținerea unui amestec omogen, din materiile prime
și auxiliare și în același timp obținerea unui aluat cu structură și proprietăți vâsco-elastice
specifice. De asemenea, la frământare se include în aluat o cantitate de aer, foarte importantă
pentru proprietățile reologice ale aluatului și pentru calitatea produsului.
Ordinea de introducere a ingredientelor este importantă. Ea trebuie să asigure o hidratare
bună a componenților aluatului, în principal a proteinelor din făină.
Procese care au loc la frământarea aluatului
Formarea aluatului cu structura și proprietățile lui reologice specifice se produce în urma
unor procese fizice, coloidale, biochimice, rolul principal avându-l procesele fizice și coloidale.
Procese fizice Aceste procese sunt legate de:
– acțiunea mecanică din timpul frământării și refrământării;
– creșterea temperaturii aluatului.
Acțiunea mecanică de frământare
Procesul de frământare constă într-un proces de amestecare și unul de frământare propriu-
zis.
În timpul amestecării, particulele de făină absorb apa, se umflă și formează mici aglomerări
umede. Datorită legării apei se degajă căldura de hidratare, aproximativ 113 j/g substanță uscată
făină și amestecul se încălzește ușor.
La continuarea acțiunii brațului de frământare, aglomerările umede de făină suferă deplasări
relative și sub acțiunea gradienților de viteză care iau naștere în masa aglomerărilor umede de
făină, acestea se lipesc între ele și formează o masă compactă, omogenă. Începe de fapt procesul
de frământare propriu-zis.
Frământarea propriu-zisă decurge în mai multe faze.
Masa omogenă formată, supusă în continuare acțiunii mecanice de frământare, capătă
însușiri elastice, se dezlipește ușor de pe peretele cuvei, umiditatea de la suprafață dispare și
suprafața aluatului devine netedă și lucioasă. Este faza de dezvoltare a aluatului. Timpul necesar
pentru obținerea dezvoltării optime a aluatului este de 2…25 min, în funcție de calitatea făinii,
cantitatea de apă și turația brațului frământător.
La continuarea frământării, datorită gradienților de viteză care iau naștere în masa aluatului,
acesta este supus la deformări. În aceste condiții, în funcție de calitatea făinii, un anumit timp
aluatul își poate păstra proprietățile reologice atinse la sfârșitul fazei de dezvoltare. Este faza de
stabilitate.
Peste acest moment, continuarea frământării duce la modificări ale proprietăților reologice
ale aluatului. Aluatul devine moale, puțin elastic și foarte extensibil. Apoi își pierde coeziunea,
devine lipicios și chiar asemănător unui lichid vâscos. Este faza de înmuiere.
Acțiunea mecanică are deci efect diferit asupra proprietăților aluatului în diferite stadii de
frământare.
La început, când are loc amestecarea materiilor prime și aglomerarea particulelor umflate
de făină într-o masă compactă și elastică de aluat, acțiunea mecanică este indispensabilă, ea
condiționează formarea aluatului.
Încă un timp după aceasta, acțiunea mecanică poate îmbunătăți proprietățile lui reologice
accelerând hidratarea componenților făinii și formarea scheletului glutenic.
45
După acest moment, continuarea frământării duce la înrăutățirea proprietăților reologice ale
aluatului, datorită distrugerii mecanice a scheletului glutenic format, cu atât mai accentuat cu cât
făina este de calitate mai slabă.
Fazele formării aluatului se observă la trasarea curbei farinografice.
Creșterea temperaturii aluatului
În timpul frământării temperatura aluatului crește pe seama căldurii de hidratare și a
transformării unei părți din energia mecanică de frământare în căldură.
Creșterea temperaturii aluatului accelerează formarea acestuia. Ea nu trebuie să fie prea
mare deoarece cu creșterea temperaturii activitatea enzimelor se intensifică și vâscozitatea
aluatului scade, ceea ce are influență, de multe ori, negativă pentru proprietățile reologice ale
aluatului. La creșteri apreciabile ale temperaturii (care se poate întâmpla la frământarea cu
malaxoare cu turații mari a brațelor de frământare, dacă nu se iau măsuri corespunzătoare) pot
apare chiar denaturări ale proteinelor.
Procese coloidale.Aceste procese cuprind:
– hidratarea componenților făinii;
– formarea structurii glutenului și aluatului;
– peptizarea proteinelor.
Hidratarea făinii. Rolul apei
Este un proces complex. Componenții făinii leagă apa în diverse moduri, funcție de
modificarea stării coloidale a aluatului.
Cei doi componenți majori ai făinii, proteinele și amidonul, leagă cea mai mare cantitate de
apă în aluat. Un rol important îl au și pentozanii.
Hidratarea componenților făinii decurge diferit.
Substanțele proteice leagă apa în proporție de 200-250% față de masa lor exprimată ca
substanță uscată.
Cea mai mare parte din apa legată de proteine, aproximativ ¾, este legată prin osmoză
(absorbție), prin pătrunderea apei în și între miceliile proteice, determinând umflarea lor.
Cantitatea de apă legată osmotic Wosm depinde de valoarea presiunii osmotice din interiorul
particulei coloidale, a macromoleculei proteice Πint, și din exteriorul ei Πext.
Wosm = f ( Πint – Πext )
Când Πint>Πext apa legată osmotic Wosm>0 și apa pătrunde în interiorul macromoleculei
proteice, determinând creșterea volumului acestora. Cantitatea de gluten umed crește, apa liberă
din aluat scade și acesta devine legat, puternic.
Când Πint<Πext apa legată osmotic Wosm<0 și apa pătrunsă inițial în macromolecula proteică
difuzează în exteriorul ei. Cantitatea de gluten umed scade, crește conținutul de apă liberă și
aluatul se diluează.
Restul de apă, aproximativ ¼, este legată de proteine prin adsorbție prin intermediul
grupărilor hidrofile în jurul cărora se formează pelicule de hidratare.
Amidonul leagă apa în proporție de 30-35% față de masa sa de substanță uscată.
Spre deosebire de substanțele proteice, amidonul leagă cea mai mare parte din apă prin
adsorbție și pe cale mecanică, în microcapilare.
Prin osmoză amidonul leagă o cantitate mică de apă și se umflă neînsemnat. Pătrunderea
osmotică a apei are loc în zona amorfă a granulei. Zona cristalină, datorită structurii sale micelare
foarte rezistente, nu permite pătrunderea moleculelor de apă Legarea apei prin osmoză are loc în
special la granulele deteriorate mecanic la măcinare, prin punctele în care acestea sunt deteriorate.
46
În aluat, amidonul este prezent mai ales sub formă de granule nedeteriorate, a căror
suprafață se hidratează la frământare, dar suprafața expusă de acestea este relativ mică față de
masa lor. Din această cauză, precum și datorită modului diferit de legare a apei de către cei doi
componenți ai făinii, apar diferențe în cantitățile de apă legată de 100g substanță uscată, 200-250g
pentru proteine și 30-35g pentru amidon. Totuși, datorită faptului că în făină amidonul se găsește
în cantități mult mai mari decât proteinele (de aproximativ 6 ori), cantitățile de apă legate de
proteine și amidon sunt sensibil apropiate.
Pentozanii au capacitate mare de a lega apa. Pentozanii solubili leagă apa în proporție de
300% față de masa lor de substanță uscată, iar pentozanii insolubili în apă în proporție de
aproximativ 1000% față de masa de substanță uscată. Ei leagă 1/4-1/5 din apa absorbită de făină
la frământare.
În legarea apei mai intervin particulele de înveliș (tărâța) prezentă în făinurile de extracție
mare. Ele rețin apa prin intermediul capilarelor (mecanic).
Formarea structurii glutenului și aluatului
Rolul proteinelor glutenice. Formarea glutenului în aluat
Pentru aluatul din făină de grâu, formarea glutenului este determinantă. Glutenul se formează din
proteinele glutenice, gliadina și glutenina, care în prezența apei se umflă și sub influența acțiunii
mecanice de frământare se unesc între ele. Rezultă o structură sub forma unei rețele de filme
proteice vâsco-elastice, care înglobează granulele de amidon și care determină obținerea unui
aluat coeziv, capabil să se extindă sub presiunea gazelor de fermentare.
Procesul de formare a glutenului în aluat este complex și are loc progresiv.
Potrivit cunoștințelor actuale, se admite că proteinele glutenice în starea lor nativă au formă
globulară, unde lanțurile polipeptidice sunt puternic înfășurate spațial și nu expun la suprafață
aproape deloc grupări reactive, motiv pentru care practic, nu există legături între diferite molecule
de proteină. Pentru a se forma structura caracteristică aluatului sunt necesare reacții
intermoleculare. Acest lucru este posibil la frământare, când, în urma hidratării și umflării
proteinelor în prezența apei și a energiei transmise aluatului, are loc modificarea conformației
moleculei proteice. Această modificare se produce în urma ruperii unor legături intramoleculare
care condiționează forma globulară și este însoțită de despachetarea spațială a globulei proteice și
de expunerea la suprafață a grupărilor reactive, care ulterior pot reacționa între ele. Acest lucru se
produce când moleculele de proteine, aflate în mișcare relativă unele față de altele, ajung suficient
de aproape unele de altele.
Natura grupărilor chimice din structura proteinelor conduce la formarea de legături
disulfurice (legături covalente), legături de hidrogen, legături hidrofobe, legături ionice (legături
necovalente). Ca rezultat al interacțiilor dintre proteinele glutenice se formează glutenul.
Rolul principal în formarea glutenului îl are glutenina, care datorită moleculei sale extinse,
cu suprafață mare, favorizează interacții și asocieri cu alte proteine și cu alți constituenți ai făinii.
Datorită moleculei sale extinse, glutenina hidratată poate forma filme, iar când moleculele ei sunt
orientate, ceea ce se întâmplă la frământare, capacitatea ei de a interacționa crește.
Gradul de agregare al gluteninei și asocierea ei cu gliadina și alți componenți ai aluatului
influențează proprietățile reologice ale aluatului.
Hidrofobicitatea gliadinelor este foarte importantă pentru interacțiile dintre proteinele
glutenice.
Gliadinele bogate în sulf, a căror grupări sulfhidril sunt disponibile, sunt capabile să
formeze legături disulfidice între ele sau cu glutenina, precum și cu proteinele solubile, iar cele
sărace în sulf se asociază la rețeaua glutenică prin legături necovalente.
Proteinele sărace în sulf (gliadine sărace în sulf, albumine, globuline) se asociază la
glutenul în formare prin legături, în principal, de hidrogen și hidrofobe.
47
În rețeaua glutenică mai intră unele cantități de amidon (8-10%) și săruri minerale.
Amidonul este reținut în rețeaua glutenică prin legături de hidrogen, iar lipidele prin interacții
hidrofobe.
Pentru proprietățile reologice ale glutenului, rolul principal se atribuie legăturilor
disulfurice, un rol indiscutabil avându-l și celelalte tipuri de legături, în special legăturile de
hidrogen și cele hidrofobe.
Pentru formarea legăturilor disulfurice intermoleculare este acceptată teoria lui Goldstein
(1957), care a formulat mecanismul interschimbului disulfuric-sulfhidril. Potrivit acestui
mecanism, atunci când o moleculă de proteină care are în structura sa o legătură disulfurică
ajunge în apropierea unei alte molecule ce conține o grupare sulfhidril, are loc între cele două
molecule o reacție de schimb, care are drept rezultat transformarea legăturii disulfurice din
molecula de proteină (intramoleculară), într-o legătură disulfurică situată între cele două molecule
de proteine (intermoleculară), în locul primei legături, formându-se o grupare sulfhidril capabilă
la rândul ei să intre mai departe în același tip de reacție (fig. 4.11.).
În felul acesta, prin reacții de interschimb disulfuric-sulfhidril, legăturile disulfurice dispar
într-un punct și apar în alt punct al aluatului. Dacă glutenul nu-și modifică coeziunea, numărul
legăturilor disulfurice care apar este egal cu cel al legăturilor care dispar.
Fig 4.11. Formarea legăturii disulfidice intermoleculare
P1-moleculă de proteină ce conține o legătură disulfidică intramoleculară;
P2- moleculă de proteină ce conține o grupare sulfhidril (proteină glutenică sau neglutenică)
Se admite că, în timpul frământării, printre legăturile care se rup facilitând despachetarea
spațială a moleculei proteice fac parte și unele legături disulfurice intramoleculare. Grupările
sulfhidril astfel eliberate pot să participe la reformarea punților disulfurice intramoleculare sau la
formarea de legături disulfurice intermoleculare.
Ambele tipuri de legături disulfurice, intra și intermoleculare, influențează proprietățile
reologice ale aluatului, optimul obținându-se pentru un anumit raport al acestora, poziția lor în
rețeaua proteică fiind foarte importantă. Legăturile –S–S– intramoleculare sunt
responsabile de elasticitatea aluatului. Într-un aluat suprafrământat sunt prezente mai ales legături
disulfurice intermoleculare.
Reacția de schimb disulfuric- sulfdihril cu formarea de legături disulfurice intermoleculare poate
avea loc între două proteine glutenice și în acest caz rezultă o structură elastică rezistentă, sau
între o proteină glutenică ce conține o legătură disulfurică intramoleculară și o proteină
neglutenică ce conține o grupare –SH, când rezultă o structură extensibilă, puțin elastică. Ambele
tipuri de legături se formează în aluat, elasticitatea structurii rezultate fiind în funcție de raportul
dintre acestea.
Alături de punțile sulfurice –S–S–, toate celelalte tipuri de legături, hidrofobe, de hidrogen,
ionice, contribuie la formarea glutenului cu structura și proprietățile lui caracteristice. Aceste
legături individual sunt puțin rezistente, dar când acționează colectiv au o contribuție
semnificativă la structura aluatului. Mai mult, natura lor mobilă, împreună cu reacțiile de
interschimb disulfid-sulfhidril facilitează formarea aluatului.
Recent a fost pusă în evidență existența în gluten a legăturilor tirozină-tirozină, formate între
resturile aminoacidului tirozina aparținând lanțurilor polipeptidice ale proteinelor. Legăturile se
formează atât în cadrul aceluiași lanț proteic, cât și între lanțuri proteice diferite și ar putea juca
un rol în structura glutenului.
48
Starea de agregare a gluteinei și asocierea ei cu gliadina și alte proteine, precum și numărul și
rezistența legăturilor intermoleculare formate influențează proprietățile reologice ale glutenului.
Legăturile disulfurice și ionice măresc elasticitatea și coeziunea, cele de hidrogen și hidrofobe
măresc extensibilitatea și plasticitatea.
Natura interacțiilor din structura glutenului influențează comportarea la frământare a făinii.
Timpul de formare a aluatului este influențat de totalitatea forțelor de interacțiune dintre proteine,
în timp ce toleranța la frământare pare a fi afectată de poziția legăturilor necovalente. De aceea,
un timp de formare lung nu trebuie asociat în mod necesar cu o toleranță bună la frământare,
interacțiile hidrofobe putând explica, cel puțin parțial, diferențele dintre timpul de formare și
toleranța la frământare a făinurilor.
Numărul și viteza de formare a legăturilor intermoleculare depind de intensitatea acțiunii de
frământare, respectiv de cantitatea de energie transmisă aluatului și de viteza cu care aceasta este
transmisă.
S-a constatat experimental că legăturile disulfurice și legăturile de hidrogen se formează de
la începutul frământării, în timp ce interacțiile hidrofobe și legăturile ionice se formează pe durata
frământării.
În concluzie, formarea glutenului este rezultatul următoarelor procese:
– rearanjarea configurației spațiale a proteinelor;
– ruperea și reformarea legăturilor disulfurice;
– formarea legăturilor necovalente între proteine și între proteine și alți
constituenți ai făinii;
– apariția unei rețele complexe formate din filme de proteine.
Funcționalitatea glutenului în aluat
Glutenul formează în aluat o fază proteică continuă sub formă de pelicule /filme subțiri care
acoperă granulele de amidon și celelalte componente insolubile ale făinii. Această matrice
proteică care ține componenții aluatului într-un tot unic constituie structura aluatului.
Pentru a se forma o structură rezistentă, coezivă a aluatului, peliculele de gluten trebuie să
acopere întreaga suprafață a granulelor de amidon, a particulelor de tărâțe și a altor componenți
insolubili. De aceea, făina trebuie să conțină minim 7% proteine. La un conținut mai mic,
glutenul nu poate îngloba întreaga masă a granulelor de amidon și nu formează un aluat legat.
Pentru o grosime a peliculei monomoleculare de gliadină de 4,5 A°, la un conținut de 7%
proteine, grosimea peliculei de proteine din jurul granulelor de amidon este de 350 straturi
monomoleculare, iar dintre două granule de amidon o grosime dublă. În aceste condiții, forțele de
coeziune ala acestor straturi sunt suficiente pentru obținerea unei structuri continui a aluatului.
La fermentare, peliculele de gluten sunt capabile să se extindă în prezența gazelor de
fermentare și să le rețină, formând o structură poroasă. De asemenea, glutenul conferă aluatului
coeziune și capacitate de menținere a formei.
Elasticitatea glutenului și capacitatea lui de a se extinde sunt determinate de cele două
proteine glutenice. Gliadinele controlează extensibilitatea glutenului și volumul pâinii, iar
gluteninele elasticitatea glutenului și toleranța la frământare a aluatului.
La coacere, proteinele glutenice coagulează formând scheletul proteic al pâinii. Acesta
reține gazele și comunică pâinii o structură poroasă, caracteristică.
Potențialul tehnologic al făinii de grâu este dat, în primul rând, de proteinele glutenice, care
capătă proprietăți de panificație unice.
Calitatea glutenului
S-a observat o relație pozitivă între conținutul de glutenină și calitatea făinii, făinurile de
calitate slabă având cantități mai mari de gliadină decât cele de calitate bună. În făinurile de
calitate bună s-a găsit un raport de gliadină/glutenină de 46,5/43,5, iar pentru făinurile de calitate
slabă un raport de 54,5/45,5.
49
Mulți cercetători au arătat existența unei relații între conținutul de legături disulfurice și
calitatea proteinelor glutenice. Creșterea calității glutenului la creșterea numărului de legături –S–
S– este atribuită existenței unor diferențe în structura proteinelor glutenice, în special în gradul de
agregare al gluteninei.
Raportul –S–S– / –SH poate fi, de asemenea, corelat cu calitatea proteinelor glutenice.
Interacțiunile proteinelor glutenice cu alte componente ale aluatului
În timpul frământării, în afara interacțiunilor dintre proteinele glutenice care au drept
urmare formarea glutenului, proteinele glutenice interacționează și cu alți componenți ai
aluatului, lipidele și glucidele, cu care formează complecși.
Formarea complecșilor proteine-lipide. Rolul lipidelor
Formarea complecșilor lipide-proteine are loc în urma hidratării proteinelor și a acțiunii
mecanice de frământare și este influențată de intensitatea de frământare, de cantitatea de oxigen
încorporată în aluat, de cantitatea de sare, de pH-ul și umiditatea aluatului. Raportul lipide
legate/lipide libere crește cu creșterea pH- ului și umidității aluatului și scade la creșterea
cantității de oxigen înglobat în aluat.
Legarea lipidelor la frământare coincide cu formarea aluatului. Acest lucru sugerează că
lipidele participă direct la formarea glutenului prin complexarea cu proteinele glutenice.
În aluat, lipidele se leagă în principal cu glutenina (aproximativ 80% din totalul lipidelor
legate) și foarte puțin cu gliadina (aproximativ 5% din totalul lipidelor legate).
Glutenina formează complecși cu lipidele nepolare și cu lipidele polare, în timp ce
gliadina leagă mai ales lipidele polare și dintre acestea glicolipidele (digalactozil diglicerida).
Lipidele sunt legate de gliadine prin legături hidrofile, iar de glutenină prin legături
hidrofobe.
Complecșii lipide-proteine influențează proprietățile reologice ale aluatului și calitatea
pâinii.
Lipidele nepolare (acizii grași, di- și trigliceridele) formează complecși cu glutenina,
care influențează negativ proprietățile reologice ale acesteia. În urma complexării, glutenina își
pierde din elasticitate, devine mai extensibilă și mai puțin rezistentă.
Lipidele polare (glicolipide, fosfolipide) conțin în structura lor grupări polare și grupări
nepolare. Datorită acestui fapt ei pot forma complecși lipide- proteine, lipide- proteine- amidon.
În acești complecși gruparea hidrofilă a lipidelor se orientează spre amidon, iar gruparea
hidrofobă spre glutenină (fig. 4.12.).
Fig.4.12. Formarea complecșilor lipide polare- glutenină- amidon
Formarea complecșilor proteine- lipide polare este însoțită de apariția unor legături
suplimentare în aluat, crește numărul de legături transversale, ceea ce duce la întărirea structurii
reticulare și îmbunătățirea proprietăților reologice ale aluatului; cresc stabilitatea și capacitatea lui
de a reține gazele.
50
Comportarea diferită a lipidelor nepolare și polare în formarea complecșilor cu proteinele
explică influența lor diferită asupra proprietăților reologice ale aluatului și asupra calității pâinii.
Lipidele nepolare reduc rezistența și elasticitatea aluatului și respectiv volumul pâinii și
înrăutățesc porozitatea, în timp ce lipidele polare, în special glicolipidele (și dintre acestea mai
ales galactolipidele), dar și fosfolipidele acide măresc rezistența și elasticitatea glutenului,
volumul pâinii și îmbunătățesc structura porozității.
Proprietățile reologice ale aluatului și calitatea pâinii depind de cantitățile și raportul dintre
lipidele polare și cele nepolare ale făinii.
Legarea lipidelor de constituenții făinii depinde de polaritatea lipidelor: lipidele nepolare
(gliceridele) sunt în majoritate fixate de proteinele solubile în acid acetic, lipidele polare
(glicolipidele și fosfolipidele) de amidon, iar galactolipidele, care au polaritate intermediară se
leagă de proteine sau de amidon contribuind la legarea indirectă a amidonului de proteine.Se
consideră că legarea lipidelor de proteine diferă pentru făinuri de calități diferite.
La coacere are loc translocarea lipidelor. Datorită aportului de energie, care determină
denaturarea termică a proteinelor și gelatinizarea amidonului, echilibrul relativ din aluat se
modifică. Ca urmare are loc o redistribuire a lipidelor între componenții aluatului. La redistribuire
participă lipidele din granula de amidon (SL) precum și lipidele legate la frământare de proteine.
Faptul că în aluat lipidele sunt legate de proteine, iar în pâine, în cea mai mare parte, se găsesc
sub formă de complecși cu amidonul parțial gelatinizat, în special cu amiloza dovedește că
lipidele legate la frământare de proteine sunt translocate și legate de amidon în timpul coacerii.
Este posibil ca eliberarea lipidelor să aibă loc ca urmare a coagulării acestora sub acțiunea
căldurii.
Proprietatea amilozei de a lega lipidele se datorează capacității ei de a forma în interiorul α-
helixului un câmp hidrofob; complexul format are un rol mare în întârzierea învechirii pâinii.
Rolul amidonului în formarea aluatului.
Rolul amidonului în formarea aluatului este considerat minor, fiind considerat doar ca un
component de diluție a glutenului.
Datorită proprietăților funcționale (absorbția apei și proprietățile de suprafață), amidonul
contribuie în mod indirect la consistența aluatului.
Absorbția oxigenului.
În timpul frământării este inclusă în aluat o cantitate de aer. O parte se dizolvă în faza
apoasă, iar restul formează microbule de aer. Aceste bule de aer stau la baza formării porilor în
produs. Este probabil că aceste bule de aer se formează în faza lichidă a aluatului.
Aerul inclus în aluat la frământare are următoarele influențe tehnologice:
–
–
stă la baza formării porilor în produs;
oxigenul din aer participă la procese de oxidare în aluat.
Referitor la porozitate, potrivit teoriei actuale, gazele de fermentare formate în aluat nu
creează noi pori, sau numărul lor este neglijabil, ci ele contribuie numai la creșterea porilor
formați în aluat la frământare prin includerea aerului.
Capacitatea aluatului de a încorpora aer la frământare și stabilitatea structurii obținute la
sfârșitul frământării influențează capacitatea aluatului de a reține gazele în timpul operațiilor
ulterioare.
Referitor la procesele de oxidare se admite că, în prezența oxigenului din aer
are loc oxidarea a aproximativ 50% din grupările –SH din aluat, existente în proteinele glutenice
și în alți componenți ai aluatului (substanțe reducătoare, proteine solubile, enzime), pe care astfel
le scoate din reacțiile de interschimb cu legăturile –S–S–, îmbunătățind proprietățile reologice ale
51
aluatului. Oxidarea grupărilor –SH poate avea loc direct sau prin intermediul sistemului
lipoxigenază- acizi grași polinesaturați. Așa se explică de ce aluatul frământat în atmosferă de
oxigen sau în aer are proprietăți reologice superioare față de cel frământat în atmosferă de azot.
Cantitatea de aer absorbită la frământare depinde în mod direct de conținutul în lipide al
făinii iar mărimea și dimensiunea porilor din aluat de tipul de malaxor (închis /deschis, presiunea
de lucru) și de turația brațului de frământare.
Peptizarea proteinelor
În timpul frământării, pe lângă formarea glutenului, proteinele glutenice suferă și un
proces de depolimerizare care depinde de durata și intensitatea frământării și de calitatea făinii.
Procese biochimice
În timpul frământării în aluat sunt declanșate și procesele biochimice, amiloliza,
proteoliza, activitatea lipoxigenazei. Ca urmare a procesului de amiloliză, în timpul frământării
cresc cantitățile de maltoză și dextrine în aluat. Acestea din urmă, în special β-dextrinele limită,
contribuie la creșterea vâscozității aluatului.
Proteoliza are ca urmare creșterea cantității de compuși cu azot solubil în aluat.
De asemenea, la frământare începe să acționeze lipoxigenaza, care în prezența oxigenului
înglobat în aluat oxidează acizii grași liberi polinesaturați și monogliceridele acestora.
Cantitatea de lipide oxidate crește cu durata frământării și cu cantitatea de energie transmisă
aluatului.
Formarea de hidroperoxizi în urma oxidării acizilor grași polinesaturați conduce la
oxidarea grupărilor –SH și a pigmenților carotenoidici ai făinii.
Factori care influențează formarea aluatului
Formarea aluatului și proprietățile lui reologice sunt influențate de următorii
factori:
–
condițiile de frământare, respectiv intensitatea de frământare, cantitatea de energie
transmisă aluatului, durata de frământare, influențează profund proprietățile aluatului, putând
conduce la o dezvoltare optimă, o dezvoltare incompletă sau la suprafrământare.
–
calitatea făinii. Aluatul obținut din făină de calitate slabă diferă de cel preparat din
făină de calitate bună. În aluatul obținut din făină slabă peliculele proteice se rup ușor, chiar
înainte de distribuirea lor uniformă în aluat. În aluatul obținut din făină de bună calitate proteinele
hidratate sunt elastice, iar la suprafrământare, peliculele proteice prezintă relativ puține rupturi.
Această stabilitate la suprafrământare este una din cele mai importante caracteristici dorite ale
făinurilor.
–
cantitatea de apă. Creșterea conținutului de apă este însoțită de reducerea proprietăților
elastice ale aluatului și a vâscozității lui. O umiditate de 44-50% nu modifică structura aluatului,
dar exercită un efect plasticizant. O umiditate sub 40% nu permite o formare optimă a glutenului;
–
electroliții, în particular sarea (NaCl). Adiția de săruri neutre modifică natura și
intensitatea interacțiilor hidrofobe dintre proteinele glutenice. Creșterea forței ionice în
aluat în urma introducerii sării reduce capacitatea de reținere a apei de către proteine.
52
4.1.2.Fazele aluatului
Din punct de vedere fizic aluatul constă în trei faze: solidă, lichidă și gazoasă.
Faza solidă este formată din constituenții nesolubilizați și apa legată: proteine glutenice
umflate limitat, granule de amidon, particule de tărâțe și alte ingrediente solide.
Faza lichidă este formată din acea parte a apei care nu este legată prin adsorbție și în
care sunt dizolvați constituenții solubili ai aluatului: substanțe minerale, glucide simple,
dextrine, proteine solubile în apă, polipeptide, aminoacizi.
Ea se găsește parțial sub forma unor filme subțiri care înconjoară elementele fazei
solide, iar cea mai mare parte este în stare dispersă, absorbită osmotic de proteinele glutenice
în procesul de umflare. Faza lichidă reprezintă 8-37% din masa aluatului. O influență mare
asupra fazei lichide a aluatului o au calitatea făinii și durata de frământare. La o frământare
normală ea reprezintă aproximativ 20%, iar la o frământare scurtă aproximativ 11% din masa
aluatului (tabel 6.3.).
Faza gazoasă este formată din bulele de aer incluse în aluat la frământare. Ea se
prezintă sub formă de emulsie de gaze în faza lichidă a aluatului, iar cea mai mare parte sub
formă de bule de aer incluse în proteinele glutenice care se umflă.
La o frământare normală, faza gazoasă atinge 10% din volumul aluatului. La
prelungirea frământării ea poate ajunge la 20%.
4.1.3. Proprietățile reologice ale aluatului
Proprietățile reologice exprimă deformarea în timp a aluatului sub acțiunea forțelor
exterioare care se exercită asupra lui.
Aluatul preparat din făină de grâu este un corp vâscoelastic neliniar. El posedă
proprietăți care sunt caracteristice atât corpurilor solide cât și celor lichide și de aceea are un
comportament intermediar între corpurile solide ideale și cele fluide: atunci când este supus la
solicitări, o parte din energie este disipată, iar altă parte este înmagazinată. După descărcare,
deformația este parțial recuperată .
Proprietățile reologice ale aluatului sunt: elasticitatea, vâscozitatea, relaxarea, fluajul.
Factori care influențează proprietățile reologice ale aluatului
Proprietățile reologice ale aluatului joacă un rol important în procesele de producție, în
care aluatul este supus acțiunii forțelor care provoacă apariția de tensiuni și-i determină
deformarea.
Proprietățile reologice ale aluatului sunt influențate de o serie de factori: calitatea făinii,
umiditatea aluatului, temperatura, prelucrarea mecanică, durata de fermentare, adaosuri.
4.1.4.Temperatura aluatului
Temperatura este un parametru foarte important. Ea influențează totalitatea proceselor
care au loc în aluat: activitatea enzimelor, a microbiotei și proprietățile reologice.
Temperatura diferitelor faze ale aluatului este de 26-32°C.
53
Influența temperaturii asupra activității enzimelor
Temperatura influențează constanta vitezei de reacție a enzimelor, ceea ce face ca odată
cu creșterea temperaturii aluatului, până la atingerea temperaturii optime, activitatea lor să
crească. În limitele temperaturii din aluat, situată pentru majoritatea enzimelor sub
temperatura optimă, la creșterea temperaturii activitatea lor crește.
Pentru amilaze, intensificarea activității cu creșterea temperaturii aluatului este
benefică, dar în cazul proteazelor, cu excepția aluaturilor preparate din făinuri puternice, nu
este dorită.
Influența temperaturii asupra microbiotei aluatului
Temperatura influențează înmulțirea și fermentarea produsă de microbiota aluatului.
Influența asupra drojdiei Ținând seama că temperatura optimă de înmulțire a drojdiei
de panificație (25-26°C) diferă de temperatura optimă de fermentare (30-35°C), cu ajutorul
temperaturii se poate regla atât activitatea de înmulțire în fazele premergătoare aluatului, cât
și activitatea fermentativă.
Cantitatea de dioxid de carbon crește cu creșterea temperaturii până la 35°C după care
aceasta scade.
Influența asupra bacteriilor lactice Cu cât temperatura maielei sau aluatului este mai
apropiată de 35-40°C, cu atât sunt mai favorabile condițiile de temperatură pentru activitatea
vitală a bacteriilor aluatului care produc aciditate. De aceea creșterea temperaturii este
însoțită de creșterea mai intensă a acidității aluatului.
Ținând seama de influența temperaturii asupra activității enzimelor, activității
microbiotei și asupra proprietăților reologice ale aluatului, este optim a se folosi o
temperatură mai mare la prelucrarea făinurilor puternice și o temperatură mai scăzută la
prelucrarea făinurilor slabe.
Temperatura mai scăzută recomandată la prelucrarea făinurilor slabe întârzie hidratarea
componenților macromoleculari ai făinii, umflarea și peptizarea proteinelor, reduce
activitatea enzimatică și microbiologică, ceea ce asigură o mai mare stabilitate aluatului la
fermentare și în cursul operațiilor ulterioare.
Rezultate bune la prelucrarea făinurilor slabe s-au obținut pentru temperaturi de 25-
26°C și chiar 21-23°C.
În cazul făinurilor puternice, o temperatură mai mare accelerează umflarea întârziată a
proteinelor, intensifică activitatea enzimatică, inclusiv pe cea proteolitică, care conduce la
reducerea tenacității aluatului și la creșterea extensibilității lui. Se intensifică, de asemenea,
activitatea microbiotei.
De asemenea, cunoscând influența temperaturii asupra activității microbiotei și asupra
proprietăților reologice, fazele de preparare a aluatului vor avea temperaturi diferite.
Fazele premergătoare aluatului, prospătura și maiaua, unde se urmărește înmulțirea
celulelor de drojdie vor avea temperaturi sub 30°C. Aceste temperaturi vor proteja, în același
timp, proprietățile lor reologice pe durata lungă de fermentare a acestora. În aluat și în faza de
fermentare finală, unde trebuie să predomine procesul de fermentare, temperaturile vor fi
superioare valorii de 30°C și anume 31-33°C și chiar 35°C pentru fermentarea finală.
Se consideră că pentru maia temperatura optimă este de 28°C. Creșterea temperaturii
peste această valoare accelerează procesele fermentative produse de drojdie și bacterii și
modifică gustul produsului. Temperaturi peste 30°C conduc la scăderea înmulțirii drojdiei și
54
la o diluare mai accentuată a maielei, ca urmare a slăbirii proprietăților ei reologice, ceea ce
are ca urmare obținerea de produse cu porozitate grosieră.
Aluatul preparat cu temperatură prea mică este moale și lipicios.
4.1.5. Durata de frământare
Durata de frământare a semifabricatelor, prospătură, maia, aluat este influențată de o
serie de factori:
–
calitatea făinii. Semifabricatele preparate din făină de calitate slabă se frământă un
timp mai scurt decât cel obținut din făină de calitate medie. Optimul proprietăților reologice se
obține în acest caz foarte repede. De obicei frământarea trebuie să înceteze după obținerea unei
mase omogene. Prelungirea frământării peste momentul optim duce la înrăutățirea proprietăților
reologice și aceasta cu atât mai mult cu cât făina este mai slabă și cu cât temperatura
semifabricatelor este mai ridicată.
Aluatul preparat din făină puternică se formează mai lent, ceea ce impune un
timp de frământare mai îndelungat. Pentru obținerea proprietăților reologice optime, un astfel de
aluat se mai frământă un timp oarecare și după obținerea unui amestec omogen.
Aluaturile preparate din făinuri cu granulozitate fină și de extracție mare sunt mai
sensibile la frământare decât cele obținute din făinuri de extracție mică și cu granulozitate mare.
– cantitatea de apă. O cantitate mai mare sau mai mică decât apa necesară pentru atingerea
consistenței normale prelungește durata de frământare. Aluaturile de consistență mică sunt foarte
sensibile la suprafrământare, spre deosebire de cele consistente care au o toleranță suficient de
mare.
– turația brațului de frământare Durata de frământare scade cu creșterea turației brațului de
frământare.
În frământarea clasică durata de frământare este de 6-12 min. Maiaua și
prospătura se frământă 6-10 min, iar aluatul 8-12 min.
Frământarea clasică este considerată ca metodă de referință. Ea constă într-un tratament mecanic
moderat pentru care aluatul se formează lent. Ea este continuată cu o fermentare de lungă durată,
care completează dezvoltarea aluatului. În absența acesteia aluatul se panifică dificil.
Aprecierea sfârșitului frământării
Sfârșitul frământării se apreciază senzorial.
Aluatul bine frământat trebuie să fie omogen, bine legat, consistent, elastic și să se desprindă ușor
de brațul malaxorului și de peretele cuvei în care s-a frământat.
La proba manuală, întins între degetul mare și cel arătător, aluatul trebuie să se întindă într-o fâșie
subțire, transparentă și elastică fără să se rupă.
Aluatul insuficient frământat este omogen, dar este lipicios și vâscos.
Aluatul frământat excesiv (suprafrământat) este foarte extensibil, fără tenacitate, la proba
manuală se rupe.
55
4.1.6.Frământătoare (malaxoare)
Principii constructive
Frământarea aluatului presupune existența unor gradienți de viteză care să deformeze
masa omogenă de aluat obținută prin lipirea aglomerărilor umede de făină rezultate în urma
deplasării lor relative.
Pentru realizarea gradienților de viteză este necesar să existe cel puțin două suprafețe
între care să existe o anumită distanță și o anumită viteză relativă, adică o suprafață fixă și
una mobilă. Suprafața fixă aparține de obicei cuvei și poate fi formată din suprafețe lise,
striate sau muchii, iar suprafața mobilă este formată din palete, bare, role de diferite secțiuni.
Aceste suprafețe se pot deplasa una în raport cu cealaltă, cu viteză constantă sau cu viteză
variabilă. Dacă distanța dintre ele este variabilă, apar eforturi de comprimare și de întindere.
Gradienții de viteză care iau naștere în masa de aluat cuprinsă între cele două suprafețe
depind de diferența de viteză și de distanța dintre ele. De aceea cuva și brațul de frământare
sunt elementele perechi inseparabile oricărui frământător. Formele lor constructive se
influențează reciproc.
Pentru realizarea frământării, aluatul trebuie să adere la cele două suprafețe, a cuvei și a
brațului de frământare. Dacă acest lucru nu se realizează el va aluneca ca un solid rigid și
frământarea nu se va realiza. Dacă aluatul nu aderă la cuvă, întreaga masă de aluat se
aglomerează pe brațul de frământare și se mișcă odată cu acesta, nerealizându-se frământarea.
Dacă aluatul aderă foarte puțin la braț, atunci brațul va executa o tăiere, o forfecare a
aluatului.
Pentru a evita acest lucru, constructorii au adoptat diferite tipuri și forme de brațe de
frământare și cuve care să mărească reținerea aluatului la suprafața acestora.
Calitatea aluatului obținut la frământare și durata de frământare depind de o serie de
factori:
– cantitatea de aluat antrenată de brațul de frământare Aceasta depinde de forma
brațului. Cu cât este prins mai puțin aluat de brațul de frământare, cu atât acesta va fi
frământat și întins mai bine și cu atât mai bine și mai repede va avea loc procesul de
frământare. Totuși o cantitate excesiv de mică antrenată de brațul de frământare influențează
negativ eficacitatea frământării;
– turația brațului de frământare Fiecărui contact a unuia din elementele brațului
de frământare (palete etc.) îi corespunde o cantitate de energie transmisă aluatului,
astfel durata de frământare și calitatea aluatului sunt influențate de numărul de
contacte realizate, deci de turația brațului de frământare. Cu cât aceasta este mai mare, cu atât
energia transmisă aluatului va fi și ea mai mare, iar durata de frământare va fi mai scurtă și
aluatul mai complet format;
– viteza relativă cuvă/braț Pentru aceeași turație a brațului de frământare, viteza de rotație
a cuvei determină intensitatea procesului de frământare: cu cât cuva se rotește mai repede, aluatul
este frământat mai puțin și invers. Acest lucru explică construcția multor malaxoare cu cuvă
având mișcare liberă și explică cel puțin parțial efectul de subfrământare (absența întinderii și
comprimare insuficientă) sau de suprafrământare (exces de forfecare în cazul cuvei foarte lente);
– traiectoria brațului de frământare este determinată de forma cuvei și care influențează
efortul la care este supus aluatul (întindere, comprimare, forfecare).
56
Clasificarea frământătoarelor
Frământătoarele de aluat pot fi clasificate după mai multe criterii:
– după modul de funcționare: frământătoare cu funcționare discontinuă și frământătoare cu
funcționare continuă;
– după construcția cuvei: frământătoare cu cuvă fixă și frământătoare cu cuvă mobilă,
acestea din urmă putând avea cuvă cu mișcare forțată sau cuvă cu mișcare liberă.
– după construcția brațului de frământare: frământătoare cu axe orizontale, cu axe verticale
și cu axe înclinate.
Frământătoare discontinue clasice
Execută frământarea discontinuu, în șarje. Cele mai răspândite în industria panificației
sunt malaxoarele cu cuvă mobilă și braț înclinat sau vertical
Frământătoare discontinue clasice
Execută frământarea discontinuu, în șarje. Cele mai răspândite în industria
panificației sunt malaxoarele cu cuvă mobilă și braț înclinat sau vertical.
Frământătoare cu ax vertical
Sunt frământătoare la care brațele de frământare se rotesc excentric în cuvă în jurul unui ax
vertical. Deoarece zona de acțiune a brațului de frământare nu ocupă întreg volumul cuvei, pentru
aducerea aluatului în zonă s-au adoptat două sisteme:
– cuva se rotește în jurul unui ax vertical și aduce aluatul în zona de frământare fixă;
– cuva este fixă și zona de frământare este mobilă, ea rotindu-se în interiorul cuvei în jurul
unei axe verticale de simetrie, devenind zonă planetară.
Frământătoare planetare
Malaxoarele au cuvă fixă și unul sau mai multe brațe de frământare care acționează
excentric în cuvă. Pentru realizarea de zone de frământare mobile ele sunt prevăzute cu
sisteme de acționare planetare (fig. 4.13.).
Fig 4.13. Frământătoare planetare
a –cu un singur braț de frământare; b –cu două brațe de frământare
57
Malaxoarele sunt formate din cuva de frământare fixă 1 în interiorul căreia se rotesc
excentric în cuvă, în jurul axelor x, brațele de frământare 2. Axele de rotație x ale acestora
sunt fixate în lagărele axial-radiale 3, care fac parte din carcasele 4. Carcasele împreună cu
lagărele și axele x sunt puse în mișcare de rotație în jurul axelor x′ prin sistemul melc roată
melcată 5. Partea fixă a sistemelor de antrenare este constituită din roata cilindrică 6 și
respectiv coroana dințată cu dinți interiori 6′. Brațele de frământare 2 sunt antrenate în
mișcare de rotație în jurul axelor x de roțile dințate 7, care angrenează cu roțile dințate 6
respectiv 6′. La rotirea carcaselor 4 roțile dințate 7 se rotesc în jurul axelor x′, astfel încât
brațele de frământare se rotesc atât în jurul axelor proprii x, cât și în jurul axelor de simetrie
x′, zonele de frământare devenind zone mobile care se plimbă în interiorul cuvei pe o
traiectorie circulară. Distanța de la braț la cuvă este de minim 3 mm.
Brațele de frământare sunt detașabile, de diferite forme,putându-se monta în funcție de
aluatul care se frământă.Forma acestora poate fi de: spirală, de bătător sau tel. Brațul spiral se
folosește pentru aluatul de pâine, de pizza, brioșe, croissant. Bătătorul se folosește pentru
aluatul de foietaj, checuri ș.a.
Pentru detașarea cuvelor, malaxoarele sunt prevăzute cu un sistem mecanic sau
hidraulic de ridicare și coborâre a cuvelor, astfel ca brațele de frământare să fie scoase sau
introduse în aluat.
Malaxoarele planetare sunt cele mai potrivite pentru aluaturile de consistență mică.
Frământătoare continui clasice
În principiu, frământătoarele continue constau dintr-o cuvă de formă cilindrică sau
semicilindrică orizontală, în care se află brațele de frământare. Diferite tipuri de malaxoare
diferă între ele prin construcția brațelor de frământare.
Frământătorul cu braț cu palete HTR
Este unul din cele mai simple frământătoare continui cu ax orizontal.
Fig 4.14. Frământătorul continuu cu braț cu palete HTR
Frământătorul (fig. 4.14.) este format din cuva semicilindrică fixă 1 în interiorul căreia
se rotește arborele cu brațe radiale 2, pe care sunt montate sub unghi α ,paletele 3, la distanță
”d ” de peretele cuvei. Această mișcare a paletelor asigură înaintarea materialelor /aluatului
spre capătul opus. Cuva este împărțită în două compartimente de către peretele despărțitor 4
de înălțime H. În primul compartiment se amestecă și se formează aluatul din materialele
introduse, iar în compartimentul al doilea, aluatul format în primul compartiment care trece
peste peretele despărțitor, este supus în continuare acțiunii mecanice, după care este evacuat.
Peretele despărțitor 4 are un rol tehnologic de a reține din rotație aluatul prins de ax, mărind
influența părții fixe a frământătorului.
58
Atunci când proprietățile aluatului se schimbă, efectul de frământare se modifică, ca
urmare a modificării echilibrului influenței părților fixe și mobile ale frământătorului asupra
aluatului.
4.2.FERMENTAREA ALUATULUI
4.2.1. Bazele științifice ale fermentării aluatului
Scopul tehnologic al fermentării
Procesul de fermentare începe din momentul frământării semifabricatelor și continuă în
cursul tuturor operațiilor tehnologice ulterioare și în prima parte a coacerii.
În practică, prin fermentarea aluatului (în cuve, în vrac) se înțelege perioada de fermentare
din momentul frământării până la divizare. Ea are loc în cuva în care a fost frământat și în tremia
mașinii de divizat.
Scopul fermentării semifabricatelor este maturizarea aluatului. Prin maturizarea aluatului se
înțelege starea în care este adus acesta în urma proceselor care-l fac în timpul fermentării și care
aduc optim pentru divizare și coacere.
Pentru maturizarea aluatului este caracteristică modificarea proprietăților reologice ale
coloizilor acestuia și în principal a substanțelor proteice.
La sfârșitul fermentării, aluatul trebuie să aibă următoarele proprietăți:
a) Capacitate bună de reținere a gazelor Proprietățile reologice obținute la sfârșitul
fermentării trebuie să permită aluatului o reținere bună a gazelor de fermentare care continuă să
se formeze la fermentarea finală și în prima parte a coacerii.
Modificările proteinelor la fermentare fac ca proprietatea de reținere a gazelor să se
modifice continuu. Aluatul obținut imediat după frământare are elasticitate și rezistență la
întindere mare și nu reține suficiente gaze, necesare obținerii unui produs afânat. Transformările
suferite de gluten în timpul fermentării conferă aluatului elasticitate mai redusă și extensibilitate
mai mare și ca urmare capacitatea de reținere a gazelor crește. Acesta este de fapt scopul
tehnologic principal al fermentării aluatului.
b) Capacitate mare de formare a gazelor Aluatul matur trebuie să aibă capacitate mare de
formare a gazelor, astfel încât în perioada de fermentare finală, aluatul să ajungă la volumul său
final.
c) Să conțină substanțe formate în timpul fermentațiilor alcoolice și acide, care
condiționează gustul și aroma specifică pâinii. Afânarea aluatului, în vederea obținerii unei pâini
crescute, cu miez poros rămâne în seama fermentării finale și a primei perioade de coacere.
Procese care au loc la fermentarea aluatului
În timpul fermentării în aluat și în general în semifabricatele supuse fermentării se
desfășoară un complex de procese biochimice, microbiologice, coloidale, în urma cărora aluatul
se maturizează.
Procese biochimice
Procesele biochimice sunt catalizate de enzimele din aluat (aduse în principal de făină),
care acționează asupra componentelor făinii.
În aluat acționează enzime din clasa hidrolazelor și din clasa oxido-reductazelor.
Hidrolazele catalizează procesele de hidroliză ale componenților macromoleculari, amidonul,
proteinele, pentozanii și a alți componenți, cum sunt lipidele, compușii fitinici. Ele sunt procese
de degradare, de simplificare a componenților făinii și sunt însoțite de formarea de produse mai
simple.
Oxido-reductazele catalizează procesele de oxidare /reducere a componentelor făinii cum
sunt proteinele, pigmenții.
59
Amiloliza este procesul de hidroliză a amidonului sub acțiunea α- și β-amilazei, care are ca
produși finali maltoza și dextrinele. Ea asigură necesarul de glucide fermentescibile pentru
procesele fermentative pe toată durata procesului tehnologic, inclusiv în fazele finale ale acestuia,
dospirea și coacerea, decisive pentru calitatea pâinii.
Glucidele fermentescibile proprii ale făinii sunt insuficiente pentru a susține nevoile
energetice ale drojdiei în sistemul aluat. Prin hidroliza amidonului este completat necesarul de
glucide fermentescibile, de aceea, amidonul este considerat sursa principală de glucide din aluat.
Amiloliza este o reacție complexă. Ea este influențată de o serie de factori:
–
–
–
activitatea α-amilazei;
starea suprafeței granulei de amidon, gradul ei de deteriorare;
mobilitatea substratului, a enzimelor și a produșilor de hidroliză.
Amiloliza este rezultatul acțiunii comune a α- și β-amilazei. Prezența chiar a urmelor
de α-amilază pe lângă β-amilaza determină o hidroliză mai rapidă și mai pronunțată a amidonului
decât o cantitate echivalentă de β-amilază singură. În acest caz se formează o cantitate de glucide
fermentescibile mai mare decât suma contribuției fiecărei enzime acționând separat. Comparativ
cu α –amilaza, β-amilaza produce aproximativ de 10 ori mai multe glucide fermentescibile.
În acțiunea comună a celor două amilaze rolul principal se atribuie α –amilazei, ea fiind
singura enzimă capabilă să inițieze hidroliza granulei de amidon, să o corodeze și să o
sensibilizeze față de β-amilaza. În condițiile din aluat, la temperatura de 30…35°C, granula de
amidon crud, în stare nativă, este puțin hidratată și umflată neînsemnat. În această stare, singura α
–amilaza poate provoca o anumită dezorganizare a granulei, dar cu viteză foarte mică. Acțiunea
α-amilazei este limitantă pentru că ea creează prin hidroliza amidonului noi extremități
nereducătoare, care constituie substrat pentru β-amilaza. De aceea, activitatea α-amilazei este
controlată în mod curent și unde este cazul este corectată.
β-Amilaza este incapabilă să acționeze asupra granulei de amidon intacte. Ea acționează
numai asupra granulelor de amidon deteriorate mecanic și asupra celor atacate de α –amilaza,
abilitatea amilazelor de a hidroliza amidonul depinzând de capacitatea lor de a penetra, de a
difuza în interiorul granulei de amidon.
În făinurile sărace în α –amilaza sau lipsite de această enzimă, factorul care limitează
hidroliza amidonului este cantitatea de amidon deteriorat.
Deteriorarea amidonului are loc la măcinare. Ea variază în limite largi. Alături de granule
intacte de amidon, făina conține granule total deteriorate sau cu diferite grade de deteriorare.
Deteriorarea amidonului este influențată de intensitatea acțiunii mecanice din timpul
măcinării și de gradul de compactizare a materiilor în bob. Cu cât acțiunea mecanică de măcinare
a grâului și sticlozitatea grâului sunt mai mari, cu atât gradul de deteriorare este mai mare. De
aceea, făinurile din grâne sticloase au, în general, capacitate bună de formare a glucidelor
fermentescibile. Făinurile din grâne moi, făinoase, au amidon cu grad redus de deteriorare și în
consecință cu atacabilitate enzimatică mică. Făinurile din aceste grâne, care au și grad de extracție
mic, mai sărace în α –amilaza, au capacitate redusă de a hidroliza amidonul. Pentru o gamă largă
de soiuri de grâu pentru panificație, în făină s-a găsit un conținut de amidon deteriorat de 6,7-
10,5%, iar în făina din grâne moi, un conținut de 2-4%. Pentru panificație optim este o deteriorare
a amidonului de 6-9%.
În urma amilolizei, în aluat se formează maltoză. Se asigură astfel aluatului capacitate de a
forma gaze.
[NUME_REDACTAT] procesul de hidroliză a proteinelor sub acțiunea enzimelor proteolitice. Ele
hidrolizează legăturile peptidice din structura proteinelor, preferențial la nivelul aminoacizilor
încărcați pozitiv.
Intensitatea proteolizei este în funcție de conținutul de enzime, dar mai ales de calitatea
proteinelor, de accesibilitatea lor față de enzime.
60
La fermentare, atacabilitatea enzimatică a proteinelor și activitatea enzimelor proteolitice
cresc, datorită modificării potențialului de oxidoreducere în urma activității drojdiei, în sensul
creșterii proprietăților reducătoare, și datorită prezenței reducătorilor (glutationul).
Făinurile de grâu au o activitate proteinazică, capabilă să producă înmuierea glutenului
(endopeptidazică, care hidrolizează legăturile peptidice din interiorul lanțului polipeptidic)și o
activitate peptidazică, capabilă să producă azot solubil (exopeptidazică care hidrolizează
legăturile peptidice de la capetele lanțurilor polipeptidice). Dintre acestea, în făina de grâu și în
aluaturile obținute din aceasta, predomină activitatea proteinazică.
Datorită prezenței în făină a enzimelor proteolitice de tip proteinazic și de tip peptidazic, în
aluat au loc două feluri de degradări biochimice ale substanțelor proteice. Una, care modifică
proprietățile reologice ale aluatului, elasticitatea, vâscozitatea, umflarea și peptizarea, și alta care
are ca rezultat formarea de aminoacizi.
Activitatea proteinazică, rupând legăturile peptidice îndepărtate de capetele lanțului
proteic, modifică gradul de agregare, de complecsare al glutenului și ca urmare acesta își slăbește
proprietățile reologice. Intensitatea acțiunii și deci rezultatul final depind de starea de agregare a
glutenului, de calitatea lui, de susceptibilitatea de a fi hidrolizat și de activitatea enzimatică.
Activitatea peptidazică conduce la formarea de aminoacizi. Ea nu are efecte însemnate
asupra proprietăților reologice ale aluatului, dar influențează activitatea drojdiilor prin furnizarea
de compuși cu azot asimilabili, formarea substanțelor de aromă și culoarea cojii.
Problema rolului proteinazelor endogene, aduse de făină, rămâne controversat. Mulți
cercetători consideră că ele au un rol minor în modificările suferite de proteinele glutenice la
prepararea aluatului. Datorită faptului că enzimele sunt prezente în stare activă în cantități mici,
au pH-ul optim 3,8, diferit de cel din aluat (5-5,7), iar la creșterea pH-ului peste această valoare
activitatea lor scade rapid, cantitatea de gluten hidrolizată este mică. Este cert că scăderea
consistenței și elasticității aluatului și creșterea extensibilității lui în timpul fermentării se
datorează cel puțin parțial, proteolizei. S-a observat o relație liniară între scăderea consistenței
aluatului și activitatea proteolitică a aluatului.
Cantitatea de enzime proteolitice în stare activă crește și proteoliza este mult activată în
aluaturile preparate din făinuri obținute din grâne degradate prin înțepare de ploșnița grâului, dar
și prin încolțirea grâului.
Alături de enzimele proteolitice ale făinii, la proteoliza din aluat participă și enzimele
proteolotice ale bacteriilor lactice (peptidaze). Proteazele drojdiei sunt de tip endocelular și nu
joacă vreun rol în proteoliza din aluat.
Proteoliza mai este influențată de temperatura și conținutul de sare a aluatului. Cu creșterea
temperaturii aluatului proteoliza se accelerează, în timp ce prezența sării o diminuează, efectul ei
fiind explicat prin acțiunea de întărire a glutenului. De asemenea, este influențată de reducători și
oxidanți.
Reducătorii au proprietatea de a trece proteazele aflate în stare legată inactivă în stare
activă. Aceste enzime sunt fixate pe o proteină (E-S-S-Pr) și în prezența reducătorilor legătura
enzimă /proteină se rupe eliberând enzima activă (E-SH).
De asemenea, reducătorii trec proteinele din starea greu atacabilă (Pr-S-S-Pr) în stare ușor
atacabilă (Pr-SH). Astfel reducătorii (glutationul, cisteina) sunt activatori ai proteolizei.
Oxidanții au acțiune inversă și de aceea ei reduc proteoliza în aluat, sunt inactivatori ai
proteolizei.
Activitatea oxidoreductazelor
Cea mai importantă dintre enzimele din această categorie prezente în aluat este lipoxigenaza.
. Se presupune că, cel puțin parțial, lipoxigenaza acționează asupra complecșilor lipide-proteine
formați la frământare, catalizând în timpul fermentării, oxidarea lipidelor nesaturate. Lipidele
legate oxidate pot afecta hidrofobicitatea gluteninei, ceea ce induce modificări de conformație ale
acesteia, însoțite de modificări ale proprietăților reologice ale aluatului.
61
Astfel, catalaza descompune apa oxigenată, care este un inhibitor puternic al lipoxigenazei,
favorizând activitatea lipoxigenazei. Polifenoloxidaza, în oxidarea polifenolilor, concurează
pentru oxigen cu lipoxigenaza. Donatorul de hidrogen în reacția catalizată de peroxidază este cel
mai frecvent un compus polifenolic, care are proprietăți antioxidante, fiind un potențial inhibitor
al lipoxigenazei. Este posibil ca, în reacția de oxidare a acidului ascorbic la acid
dehidroascorbic, acesta să intre în concurență pentru oxigen cu lipoxigenaza.
Procese microbiologice
Microbiota aluatului Microbiota de fermentare a aluatului este formată din drojdii și
bacterii lactice. Ele provin din microbiota proprie a făinii și din cea de însămânțare, reprezentată
în principal de drojdia de panificație. Mai pot proveni din culturi starter.
Din totalitatea microorganismelor introduse în aluat, activează acelea pentru care condițiile
din aluat (consistență, temperatură, pH) permit desfășurarea activității lor vitale.
În timpul fermentării semifabricatelor, activitatea drojdiilor și bacteriilor constă într-un
proces de multiplicare, de înmulțire și într-un proces de fermentare.
Între celulele de drojdie și cele ale bacteriilor lactice se pot stabili relații de concurență
pentru glucidele fermentescibile, de metabioză și simbioză. Capacitatea drojdiei de a asimila
acizii lactic și acetic, formați în urma activității bacteriilor, poate fi considerat ca unul din factorii
ce condiționează conviețuirea lor în aluat (metabioză). Relațiile de simbioză constau în faptul că
drojdiile favorizează dezvoltarea bacteriilor prin punerea la dispoziția acestora a vitaminelor, care
sunt factori de creștere pentru ele, precum și datorită faptului că drojdiile în procesul de respirație,
utilizează oxigenul creând astfel condiții favorabile pentru bacteriile lactice, care sunt facultativ
anaerobe. La rândul lor, bacteriile lactice, produc acizi, care mențin în aluat un pH acid,
favorizând desfășurarea normală a fermentației alcoolice.
Fermentația alcoolică
Fermentația alcoolică este produsă de drojdia de panificație prin echipamentul său
enzimatic. Drojdia reprezintă o biomasă de celule vii din specia Saccharomyces cerevisiae,
drojdie de fermentație superioară, capabilă să producă fermentarea glucidelor din aluat cu
formare de dioxid de carbon și alcool etilic, ca produse principale, și o serie de produse
secundare.
Drojdia de panificație fermentează toate glucidele fermentescibile din aluat: glucoza,
fructoza, zaharoza, maltoza. Ele sunt formate din glucidele proprii ale făinii, maltoza formată
amilolitic și cele adăugate în aluat în calitate de îndulcitori (în special zaharoza).
Sistemul enzimatic al drojdiei, care produce fermentația alcoolică, este de tip endocelular și
nu difuzează în mediu, rămânând în interiorul celulei. El este format dintr-un complex de enzime
și coenzime, care catalizează reacțiile de esterificare ale glucidelor, transferul de grupe fosforice,
oxidoreduceri, izomerizări, decarboxilări.
În acest proces, glucoza este transformată în acid piruvic pe cale glicolitică (EMP), după
care prin decarboxilarea acestuia rezultă dioxidul de carbon, iar prin reducerea aldehidei formate,
rezultă alcoolul etilic.
Ecuația globală a fermentației alcoolice este:
C6H12O6→ 2CO2 + 2 C2H5OH + 117 kj
monogucid
dioxid
alcool
Dinamica fermentării glucidelor în aluat. Curbe de fermentare
Dintre glucidele prezente în aluat după frământare, prima este fermentată glucoza, apoi fructoza,
cu o viteză mai mică decât glucoza, și la urmă maltoza, deși maltoza predomină (raportul
maltoză/glucoză=4/1 în prima oră și 10/1 în a doua oră de fermentare).
62
După ce sunt fermentate monoglucidele, degajările de dioxid de carbon înregistrează un
minim, după care începe să fermenteze maltoza și degajările de gaze cresc până când în mediu
apare o insuficiență de maltoza. Această observație a condus la concluzia că enzimele implicate
în transportul și fermentarea glucozei și fructozei sunt enzime constitutive ale celulei de drojdie,
în timp ce, enzimele implicate în fermentarea maltozei sunt enzime induse. Pentru sinteza acestor
enzime, drojdia are nevoie de un timp de adaptare, de inducție. Aceste enzime sunt permeaza
maltozei, care facilitează pătrunderea maltozei în celula de drojdie și maltaza, enzimă care
hidrolizează maltoza cu formare a două molecule de glucoză. În sinteza acestor enzime glucoza
este furnizorul de energie. Enzimele se sintetizează numai în prezența substratului, adică a
maltozei și dispar apoi dacă substratul dispare, ele ne mai fiind necesare. Minimul degajărilor de
gaze, care corespunde epuizării glucidelor direct fermentescibile preexistente și trecerii la
fermentarea maltozei, este cunoscut sub numele de pauză de maltoză. Acest minim este mai mult
sau mai puțin accentuat în funcție de cantitatea de drojdie, puterea ei fermentativă și temperatura
de fermentare.
În cazul tulpinilor de drojdie care conțin o maltopermează și o maltază constitutive,
minimul degajărilor de dioxid de carbon este puțin vizibil, adaptarea la fermentarea maltozei
făcându-se rapid, spre deosebire de cele care nu conțin aceste enzime, care se adaptează lent.
Alura curbei degajărilor de dioxid de carbon în aluatul preparat direct o are și curba
degajărilor în prospătură sau în maiaua preparată fără prospătură (fig.4.15.)
În maiaua preparată cu prospătură, curba degajărilor de dioxid de carbon înregistrează un
minim, dar mai puțin accentuat decât la prospătură, pentru că drojdia adusă de prospătură este
deja adaptată la fermentarea maltozei, rămânând ca în faza de maia să se adapteze drojdia
introdusă în această fază. În aluat, deși făina introdusă la prepararea acestuia aduce noi cantități
de monoglucide și tot aici se introduc și glucidele de îndulcire, deoarece maiaua aduce drojdie
adaptată la fermentarea maltozei, toate glucidele din aluat fermentează concomitent, fără să se
înregistreze vreun minim în formarea gazelor.
Fig 4.15. Curba degajărilor de gaze în prospătură, maia, aluat
A-minimul degajărilor
În drojdiile lichide sau în prefermenții cu făină, drojdia se adaptează la fermentarea maltozei,
astfel că în aluatul sau maiaua preparate cu acestea, degajările de gaze au loc fără a înregistra
vreun minim.
Când drojdia este în cantitate suficientă, formarea gazelor este limitată de maltoza formată
amilolitic. Astfel maltoza constituie factorul cel mai important în formarea gazelor în aluat,
glucidele preexistente în făină fiind consumate în prima parte a procesului de fermentare.
Drojdia de panificație mai fermentează mici cantități de polimeri inferiori ai glucozei,
izomaltoză și maltotrioză, dar nu beneficiază de prezența dextrinelor și a amidonului, deoarece nu
le poate hidroliza pentru a forma monoglucide.
Variația de volum
În timpul fermentării semifabricatele își măresc volumul pe seama formării și reținerii
gazelor de fermentare.
63
Gazele de fermentare sunt formate aproape exclusiv din dioxidul de carbon, care se
formează în procesul de fermentație alcoolică. Mici cantități de gaze se formează și în
fermentația heterolactică, dar ele au un rol minor în afânarea aluatului..
Produse secundare formate la fermentare
În fermentația alcoolică a glucidelor, în aluat, pe lângă alcool și dioxid de carbon, care sunt
produsele principale ale fermentației, se mai formează o serie de produse secundare: alcooli
superiori, acizi (lactic, acetic, succinic, citric), combinații carbonilice (aldehidă acetică, acetoina).
Aceste produse intră în buchetul de aromă, specific pâinii obținute din aluat fermentat.
Factori care influențează fermentația alcoolică în aluat
În aluat, fermentația alcoolică este influențată de condițiile de mediu, temperatură, pH,
umiditate, precum și de prezența unor compuși necesari activității vitale a drojdiei.
Temperatura optimă pentru activitatea fermentativă a drojdiei este 35°C, de aceea aluatul
pentru pâine se prepară cu temperatura de 30-35°C.
Reacția acidă a mediului corespunzătoare pH-ului de 4-6 este optimă, atât pentru
fermentare cât și pentru respirația drojdiei, ceea ce înseamnă că aluatul, al cărui pH în timpul
fermentării se deplasează de obicei de la pH 5,8 la pH 5 oferă condiții optime din acest punct de
vedere pentru drojdie.
Conținutul de sare La concentrații obișnuite pentru panificație sarea are un efect de
inhibare a fermentației alcoolice. Pentru concentrații sub 1,5% în raport cu făina efectul de
inhibare este mic, dar el crește vizibil pentru concentrații mai mari.
Conținutul de zahăr.La concentrații mici de glucide, până la 3-4%, fermentația alcoolică în
aluat este stimulată.
Consistența semifabricatelor. În maiele consistente și aluaturi provenite din acestea se
degajă o cantitate mai mare de gaze comparativ cu cea din maiele fluide si aluaturile lor.
Vitamine. Activitatea fermentativă a drojdiei este stimulată de vitaminele din grupul B, în
special vitamina B6 (piridoxina) și vitamina PP (niacina).
Compuși cu azot asimilabili Azotul aminic care se acumulează în aluat, ca urmare a
acțiunii peptidazelor asupra proteinelor, servește ca sursă de nutriție azotoasă pentru drojdie.
Aceasta se găsește în cantitate suficientă în aluaturile preparate din făinuri de extracție mare.
Dintre aminoacizii prezenți în mediul aluat sunt metabolizați de drojdie în special aminoacizii
aromatici, hidroxilici, leucina, izoleucina, valina.
Substanțe minerale Pentru activitatea drojdiei în aluat sunt necesari ioni de K, Mn, NH4,
sulfat, fosfat. Deosebit de importanți sunt fosfații care participă la formarea esterilor glucozei.
Aceștia sunt preluați din făină și din apă. Într-o serie de țări se prepară așa-numita "hrană pentru
drojdie" care se adaugă în aluat. Hrana pentru drojdie se obține în mai multe variante , dar în
principiu constă dintr-un amestec de săruri minerale cum sunt: clorura de amoniu, sulfatul de
amoniu, sulfatul de calciu, fosfatul monocalcic.
Cantitatea de drojdie Între cantitatea de drojdie din aluat și cantitatea de gaze formate
există o anumită proporționalitate. Cu cât cantitatea de drojdie este mai mare, cu atât viteza de
formare a gazelor crește și momentul degajărilor maxime se atinge mai repede.
Înmulțirea drojdiei
Procesul de înmulțire a drojdiei are loc, în mod practic, în fazele prealabile aluatului,
prospătură și maia, și în mică măsură în faza de aluat, datorită timpului scurt de fermentare al
acestuia.
Creșterea numărului de celule de drojdie accelerează viteza de fermentare și creează
premizele reducerii consumului de drojdie.
În aluatul preparat direct are loc o creștere mică a numărului de celule înmugurite, dar la
dospire numărul lor crește până la aproape 40%, în timp ce în aluatul cu zahăr, care conține 6%
drojdie, numărul de celule înmugurite practic nu se modifică. Acest lucru se datorează, între
altele, concentrației mari de drojdie în aluat.
64
Factori care influențează înmulțirea drojdiei
Înmulțirea celulelor de drojdie în mediu-aluat este influențată de o serie de factori:
–
–
–
–
conținutul inițial de drojdie în semifabricat;
temperatura și consistența semifabricatului;
gradul de aerare;
durata de fermentare.
Fermentația lactică
Fermentația lactică este produsă în aluat de bacteriile lactice datorită echipamentului lor
enzimatic. Bacteriile din maia și aluat sunt sub formă de bacili și sub formă de coci. Bacteriile
sub formă de bacili sunt preponderente și aparțin genului Lactobacillus (L. plantarum, L brevis,
L. fermenti, L. casei, L. delbrüecki ). Bacteriile sub formă de coci aparțin genurilor Leuconostoc
(L. mezenteroides), Pediococcus (P.lactiacidi ), Streptococcus (S.cremoris), Lactococcus.
Bacteriile lactice fermentează anaerob toate glucidele fermentescibile din aluat cu formarea
ca produs principal al acidului lactic. Ele fermentează pentozele (arabinoza, xiloza,) hexozele
(glucoza, fructoza, galactoza, manoza) și dizaharidele (zaharoza, lactoza, maltoza). Pentozele sunt
fermentate de bacteriile heterofermentative și mai rar de cele homofermentative. Monoglucidele
sunt fermentate direct, iar diglucidele numai după hidroliza lor prealabilă la monoglucide.
Lactoza, care nu este fermentată de drojdia de panificație, este fermentată de majoritatea
bacteriilor lactice din aluat.
După sistemul lor enzimatic, bacteriile lactice din aluat se împart în:
− bacterii homofermentative (bacterii lactice adevărate), care fermentează monoglucidele
aproape complet la acid lactic (aproximativ 90%) și mici cantități de acizi volatili (acid acetic și
acid formic). Ele produc fermentația pe calea glicolitică (Embden-Mayerhof-Parnas) până la acid
piruvic, după care, datorită faptului că nu conțin enzima decarboxilaza, acidul piruvic este redus
enzimatic (cu participarea enzimei lactatdehidrogenaza) la acid lactic.
Ecuația globală a fermentației homolactice este:
C6H12O6→ 2CH3- CHOH-COOH + 75 Kj
glucoză
acid lactic
Pentru a fi fermentate, glucidele pătrund în celula bacteriană printr-un sistem activ,
enzimele implicate în proces fiind de tip endocelular.
Bacteriile homolactice reprezintă circa 55% din microbiota bacteriană a maielelor. Dintre
acestea fac parte: L. plantarum, L. casei, L. acidophilus, L. delbruecki.
− bacterii heterofermentative (pseudobacterii lactice), care fermentează monoglucidele pe
calea pentoz-fosfatului formând acid lactic, acizi volatili, alcool și gaze, în special dioxid de
carbon.
Bacteriile lactice heterofermentative reprezintă aproximativ 45% din bacteriile lactice ale
maielei și sunt formate din: L. brevis, L. fermenti, L. büchneri.
Produșii finali ai fermentației heterolactice depind de specia de bacterii care acționează.
Ecuația generală a fermentației heterolactice este:
–
–
pentru Lactobacillus brevis
C6H12O6→ CH3-CHOH- COOH + CH3-COOH + CO2
glucoză acid lactic acid acetic dioxid de carbon
pentru Leuconostoc mesenteroides
C6H12O6→ CH3-CHOH- COOH + CH3-CH2OH + CO2
glucoză acid lactic alcool etilic dioxid de carbon
După temperatura optimă de activitate bacteriile din maia și aluat se împart în: mezofile și
termofile.
65
Bacteriile mezofile au optimul de activitate la temperatura de 25-35°C și formează partea
dominantă a bacteriilor aluatului, iar bacteriile termofile au optimul de activitate la 48-54°C și
cuprind bacteriile L. delbruecki. Dintre bacteriile mezofile fac parte: L. plantarum, L. casei, L.
fermenti, L. brevis, L. acidophilus.
La temperatura de preparare a aluatului de 25-32°C, rolul principal în formarea acidității
în semifabricate îl au bacteriile mezofile. Bacteriile termofile de tipul L. delrüecki, care au
optimul de temperatură pentru activitatea lor la 48-54°C, nu pot juca un rol important la
temperatura obișnuită a maielei și aluatului.
În aluatul preparat cu drojdie comprimată acidul lactic reprezintă aproximativ 2/3 din
aciditatea formată, acizii volatili, acetic și formic (din care 86% acid acetic și 14% acid formic)
reprezintă aproape 1/3 din aciditatea totală, iar ceilalți acizi apar în proporție de aproximativ 10%
(acizii citric, malic, succinic).
Datorită formării și acumulării acizilor în semifabricatele de panificație, aciditatea acestora
crește iar pH-ul se deplasează spre valori mai acide (de exemplu, în aluatul preparat din făină albă
pH-ul scade de la 6 la 5).
Curbe de fermentare
Studiul variației acidității în semifabricate a condus la obținerea curbelor din fig. 4.16.
Fig. 4.16. Variația acidității semifabricatelor la fermentare
În prospătură, aciditatea crește la început lent, apoi pe măsură ce bacteriile acidogene devin
active, viteza de formare a acidității crește, iar către sfârșit se reduce din cauza autoinhibării.
În maia, datorită folosirii prospăturii, aciditatea inițială este mai mare decât aciditatea
inițială a prospăturii. De asemenea, deoarece prospătura introduce în maia bacterii acidogene
active, viteza de creștere a acidității acesteia este mai constantă decât în prospătură. Timpul de
fermentare a maielei fiind mai scurt decât al prospăturii, aciditatea finală a maielei va fi mai mică
decât aciditatea finală a prospăturii.
În aluat, aciditatea inițială a acestuia este mai mică decât aciditatea finală a maielei,
datorită diluării acesteia prin introducerea de noi cantități de făină și apă, dar mai mare decât
aciditatea inițială a maielei. Din cauza timpului de fermentare scurt, aciditatea finală a aluatului
este mai mică decât aciditatea finală a maielei.
Valorile inițiale și finale ale acidității semifabricatelor se găsesc în următoarea relație:
ai prospăt < ai maia < ai aluat
af prospăt > af maia >af aluat
ai – aciditate inițială
af – aciditate finală
Valorile inițiale și finale ale acidității diferitelor faze de preparare a aluatului depind de
extracția făinii, de raportul prospătură/maia și maia /aluat, de timpul și temperatura de fermentare.
Creșterea raportului prospătură /maia și maia /aluat, a temperaturii și duratei de fermentare
accelerează formarea acidității. Experimental s-a constatat că în aluatul preparat cu maia,
conținutul de acid lactic este de 2-3 ori mai mare decât în aluatul preparat direct și ajunge la
0,4%.
66
Modificarea pH-ului la modificarea acidității semifabricatelor este influențată de extracția
făinii (tabel 4.6.) și de natura acizilor formați la fermentare. Făinurile de extracții mari conțin
cantități mai mari de substanțe minerale și compuși cu fosfor, precum și proteine solubile, care
exercită o acțiune de tamponare a pH-ului, din care cauză dau aluaturi în care pH-ul variază în
mai mică măsură cu aciditatea decât în aluaturile preparate din făinuri de extracții mici, care
conțin cantități mai mici de săruri minerale și proteine solubile și deci au capacitate de tamponare
mai mică. Așa se explică de ce aluaturile preparate din făinuri negre, pentru aceeași aciditate, au
un pH mai mare decât aluaturile provenite din făinuri albe.
Tabel 4.6. Variația pH-ului cu aciditatea în aluaturi preparate din făinuri de extracții diferite
De asemenea, făinurile de extracții diferite pot avea o componență diferită a
microbiotei bacteriene, ceea ce poate influența natura acizilor formați la fermentare. Aceasta
din urmă mai depinde de parametri tehnologici, consistență și temperatură.
Factori care influențează fermentația lactică în aluat
[NUME_REDACTAT] cât temperatura semifabricatelor este mai apropiată de 35°C, cu atât
condițiile de temperatură sunt mai favorabile pentru activitatea bacteriilor lactice și aciditatea
crește mai repede.
Variind temperatura maielei și aluatului, ținând seama de calitatea făinii, se poate
interveni pentru a mări sau micșora viteza de fermentație.
Pe lângă dezvoltarea bacteriilor, temperatura influențează și corelația dintre
speciile de bacterii ce acționează în aluat. Experimente efectuate pe maiele din făină de secară
au arătat că la 34°C predomină L. casei și L. fermenti, în timp ce la 30°C predomină L.
plantarum și L. brevis. La temperaturi mai joase, de 26-27°C, L. casei și L. fermenti se
dezvoltă slab și predomină L. plantarum. Acest lucru face ca la modificarea temperaturii să se
modifice raportul acid lactic/acid acetic. Astfel la creșterea temperaturii, de la 25 la 35°
crește cantitatea de acid lactic, în timp ce cantitatea de acid acetic rămâne aproape constantă.
Extracția făinii Influențează aciditatea inițială și finală a semifabricatelor și viteza de
creștere a acesteia. Cu cât făina este de extracție mai mare cu atât aciditatea inițială este mai mare
și viteza de acumulare a acidității și aciditatea finală sunt mai mari, ca urmare a unui conținut mai
mare de bacterii acidogene și de substanțe nutritive.
Conținutul de sare Sarea este un inhibitor al bacteriilor producătoare de aciditate. Cu cât
conținutul de sare este mai mare cu atât activitatea lor este mai slabă. La 4% sare bacteriile
heterofermentative sunt inhibate complet.
Importanța fermentației lactice
Produșii fermentației lactice sunt metaboliți necesari pentru maturizarea aluatului și pentru
obținerea gustului, aromei și texturii produselor.
Natura și raportul cantitativ între produsele principale ale fermentației lactice în aluat sunt
influențate de bacteriile care activează, natura glucidului fermentat, condițiile de preparare a
aluatului.
67
Acizii formați în semifabricate la fermentare influențează procesele coloidale, umflarea și
peptizarea proteinelor care se accelerează odată cu mărirea acidității, procesele biochimice care,
în general, sunt frânate de aciditate, gustul și aroma pâinii. Din acest motiv, aciditatea finală a
maielei și aluatului este un indice a gradului de maturizare a acestora.
Acidul lactic, care este principalul component al acidității semifabricatelor, are acțiune
favorabilă asupra proprietăților reologice ale aluatului, activează drojdiile și le apără de pseudo-
bacteriile lactice, influențează gustul și aroma produsului.
Pierderi la fermentare
Produsele formate prin fermentația alcoolică a glucidelor, dioxidul de carbon și alcoolul
etilic precum și unii acizi rezultați în fermentația lactică (acizii volatili) se pierd în proporții
importante în cursul următoarelor operații tehnologice de preparare a pâinii. De aceea, acest
consum de glucide este considerat ca fiind pierderi la fermentare.
Înmulțirea bacteriilor lactice
În maia și aluat bacteriile lactice suferă și un proces de multiplicare, pentru care, în funcție
de tulpina bacteriei, temperatura optimă variază în limitele 30-40°C (tabel 6.12.) timpul de
generație scade cu creșterea temperaturii și este minim, pentru multe din bacteriile aluatului, la
temperatura de 35°C.
Procese coloidale
Procesele coloidale din timpul fermentării au ca efect modificarea proprietăților reologice
ale aluatului. Aceste modificări sunt legate de transformările pe care le suferă glutenul și ele se
referă la:
− continuarea procesului de formare a structurii glutenului și relaxarea aluatului;
− peptizarea proteinelor.
Continuarea procesului de formare a structurii glutenului, desăvârșirea structurii lui
este rezultatul acțiunii mecanice exercitate de dioxidul de carbon format în procesele
fermentative. Acesta mărește volumul bulelor formate în aluat la frământare în urma
includerii aerului, ducând la creșterea suprafeței de separare a fazelor aluatului și a presiunii
exercitate asupra peliculelor proteice. Ca urmare, acestea se extind, se deformează, iar
moleculele proteice suferă modificări de conformație, ceea ce face posibilă continuarea
interschimbului disulfid-sulfhidril între legăturile disulfidice intramoleculare tensionate și
grupările sulfhidril ale proteinelor, care devin astfel responsabile pentru această reacție.
Urmarea acestor reacții de interschimb este desăvârșirea structurii glutenului și relaxarea
aluatului și proporțional creșterea elasticității și rezistenței lui.
Mărirea suprafeței interne a aluatului, extinderea și deformarea peliculelor de gluten
presupun un consum de energie, din care cauză fermentarea aluatului se consideră că reprezintă
un aport de energie, care complectează energia transmisă aluatului la frământare.
Din acest motiv există o relație între aceste două surse de energie, în sensul că frământarea
lentă impune o durată mai lungă de fermentare decât cea rapidă sau intensivă.
Peptizarea glutenului are loc concomitent cu procesul de formare a acestuia.
Datorită proceselor biochimice și microbiologice care sunt însoțite de acumulare de
substanțe solubile (maltoza ș.a.) și acizi, presiunea osmotică intermicelară din aluat crește, iar pH-
ul coboară.
Creșterea acidității și coborârea pH-ului măresc solubilitatea proteinelor, peptizarea lor,
care la rândul lor măresc presiunea osmotică intermicelară. Ca urmare, scade cantitatea de apă
legată osmotic de proteine (capacitatea de hidratare a glutenului scade de la 250 la 170% s.u.), se
reduce, în consecință, cantitatea de gluten umed în aluat, dar el devine mai compact, mai
rezistent.
Deși proprietățile reologice ale glutenului se îmbunătățesc, aluatul în general se diluează,
scad vâscozitatea și efortul de forfecare.Modificările proteinelor la fermentare conduc la
68
modificarea continuă a celei mai importante proprietăți reologice a aluatului de pâine, care este
capacitatea de reținere a gazelor.
4.2.2. Parametri de fermentare
Durata de fermentare este diferită pentru diferitele faze ale aluatului, prospătură, maia,
aluat și variază cu tipul și calitatea făinii, temperatura, consistența și compoziția aluatului, cu
metoda de preparare a acestuia și cantitatea de drojdie.
Prospătura fermentează cel mai mult 4-6 ore. Maiaua fermentează 90-180 min, iar
aluatul 10-50 min.
Calitatea făinii are influența cea mai mare asupra duratei de fermentare. Pentru
făinurile de calitate slabă durata de fermentare se micșorează în scopul reducerii duratei de
acțiune a enzimelor proteolitice care degradează glutenul. Dimpotrivă, în cazul făinurilor
foarte bune timpul de fermentare se prelungește în scopul reducerii tenacității aluatului și a
elasticității lui și măririi extensibilității și în consecință a creșterii capacității aluatului de a
reține gazele.
Tipul făinii Cu creșterea tipului făinii, durata de fermentare scade.
Consistența și compoziția aluatului Aluaturile cu consistență mare și cele cu adaosuri
mari de îndulcitori (zahăr ș.a.) și grăsimi (peste 5%) fermentează mai mult decât aluaturile
simple preparate în condiții normale de temperatură și consistență.
Procedeul de preparare a luatului Durata totală de fermentare pentru aluatul preparat
indirect este mai mare decât pentru aluatul preparat direct, iar pentru acesta este mai mare în
cazul frământării clasice față de cel frământat intensiv.
Cantitatea de drojdie Creșterea cantității de drojdie în aluat scurtează durata de fermentare.
Temperatura de fermentare Datorită faptului că temperatura influențează constanta vitezei
proceselor biochimice, microbiologice și de umflare osmotică a proteinelor, temperatura de
fermentare a semifabricatelor va influența durata de fermentare și proprietățile reologice ale
aluatului.
Temperaturi de 28-32°C sunt considerate valori normale pentru tehnologia clasică și făinuri
cu proprietăți tehnologice foarte bune. Pentru făinurile slabe și hiperenzimatice se utilizează
temperaturi mai scăzute 23-27°C, care reduc intensitatea reacțiilor enzimatice și a activității
fermentative a microbiotei și măresc stabilitatea reologică a aluatului.
Pentru tehnologia cu frământare intensivă și rapidă temperatura optimă este 25-26°C.
În timpul operației de fermentare aluatul se termostatează astfel ca pierderile de căldură în
mediul înconjurător să fie minime. Se admite o diferență de temperatură de 4-8°C între aluat și
mediul camerei de fermentare. Datorită proceselor exoterme (fermentația lactică și fermentația
alcoolică) temperatura semifabricatelor în timpul fermentării crește cu 1-2°C.
Aciditatea semifabricatelor în timpul fermentării crește pe seama acizilor formați în fermentația
provocată de bacteriile lactice aduse de făină (circa 70% din aciditatea formată) și în fermentația
provocată de bacteriile care impurifică drojdia de panificație (circa 30% din aciditatea formată)
(tabel 4.7.)
La aciditatea semifabricatelor, alături de aciditatea formată, contribuie aciditatea proprie a
făinii, care este în funcție de extracția ei și care formează aciditatea inițială.
Mărimea acidității indică modul în care a decurs procesul de fermentare sub aspectul
condițiilor de timp și temperatură.
69
Tabel 4.7. Aciditatea finală a semifabricatelor în tehnologia clasică
Controlul procesului de fermentare. Aprecierea sfârșitului fermentării
Sfârșitul fermentării se stabilește pe cale organoleptică și prin determinarea acidității.
Senzorial se apreciază volumul, aspectul suprafeței, structura în ruptură și mirosul.
Prospătura și maiaua bine fermentate au volum mare (volumul lor crește de 2-3 ori în timpul
fermentării), suprafața care inițial este bombată datorită reținerii gazelor de fermentare, începe să
se lase devenind plană și apoi concavă în urma pierderii unei părți din dioxidul de carbon format.
Ele nu mai rețin gazele și de aceea, când suprafața semifabricatelor fermentate începe să se lase,
se consideră că fermentația a atins optimul.
În ruptură, ele au o structură poroasă, fără aspect de umed (apă vizibilă) și miros puternic
de dioxid de carbon și alcool.
Aluatul bine fermentat, în ruptură se întinde în fibre paralele, este elastic și nelipicios.
Aciditatea se determină titrimetric într-o suspensie de semifabricat în apă. Se exprimă în
grade aciditate pentru 100 g semifabricat. Un grad aciditate reprezintă aciditatea titrată de 1 ml
soluție hidroxid de sodiu 1n.
4.2.3.Instalații de fermentare
Parametrii spațiului de fermentare
În spațiile de fermentare se asigură condiții optime de temperatură și umiditate relativă
pentru desfășurarea procesului de fermentare: temperatura de 28-32°C și φ=75-85%.
De asemenea, spațiul de fermentare trebuie să fie lipsit de curenți de aer pentru a se evita
/reduce pierderile de umiditate de la suprafața semifabricatelor, precum și pierderea căldurii din
masa acestuia.
Instalații de fermentare
După modul cum are loc procesul de preparare a aluatului, instalațiile de fermentare pot fi:
− instalații de fermentare discontinue;
− instalații de fermentare continue.
Instalațiile de fermentare discontinue pot fi cu deplasare manuală și cu deplasare
mecanizată a cuvelor.
Instalații de fermentare discontinue În sistemul clasic, discontinuu, aluatul este preparat în
șarje. Acest lucru imprimă și procesului de fermentare un caracter discontinuu, fermentarea
semifabricatelor realizându-se în cuvele în care au fost frământate.
Instalații de fermentare cu deplasare manuală a cuvelor.În brutăriile de mică capacitate
(sub 5 tone/zi) nu se creează spații speciale pentru fermentare, spațiul destinat procesului
tehnologic și numărul de cuve fiind mici. Cuvele cu semifabricate supuse fermentării se așează în
spații calde, cel mai adesea în apropierea cuptorului.
Pentru evitarea sau reducerea pierderilor de umiditate de la suprafața semifabricatelor,
acestea se presară cu făină (2-3mm) sau se acoperă cu o pânză curată care nu permite schimbul de
umiditate cu mediul ambiant.
În brutăriile cu capacitate mai mare (10-30 tone/zi) există spații speciale pentru
fermentare. Încălzirea acestora se face cu ajutorul aerului cald colectat de deasupra
70
cuptoarelor, care este adus în spațiul de fermentare pe la partea inferioară, sau dacă fabrica
are centrală termică, încălzirea
și umidificarea se fac prin introducerea în spațiul de
fermentare, printr-o conductă perforată, a aburului de joasă presiune.
Pentru fabrici de capacitate mare (peste 60 tone/zi) camerele de fermentare sunt dotate cu
instalații proprii de condiționare a aerului, cu reglare automată.
4.3. REFRĂMÂNTAREA ALUATULUI
Refrământarea este frământarea de scurtă durată care se execută asupra aluatului în
timpul fermentării acestuia.
Scopul refrământării este înlesnirea umflării osmotice a proteinelor glutenice și accelerarea
procesului de umflare limitată cu desăvârșirea structurii glutenului.
Efectul refrământării este funcție de calitatea făinii. La aluaturile provenite din făinuri
puternice, ea contribuie la accelerarea umflării întârziate a proteinelor îmbunătățind proprietățile
lui reologice.
La aluaturile provenite din făină de calitate slabă, refrământarea accelerează umflarea
nelimitată și peptizarea proteinelor, datorită slăbirii suplimentare a scheletului glutenic, ceea ce
înrăutățește proprietățile reologice ale aluatului. De aceea, aluaturile provenite din făinuri de
calitate slabă nu se refrământă.
Prin refrământare, în aluat se înglobează noi cantități de aer, care măresc numărul porilor în
aluat și prin oxigenul pe care-l conține participă la reacțiile de oxidare din aluat, cu efect benefic
pentru proprietățile reologice ale aluatului.
Bulele de gaze existente în aluat prin refrământare sunt fragmentate, ceea ce, de asemenea,
mărește numărul porilor în aluat și în consecință capacitatea acestuia de reținere a gazelor.
Refrământarea are o durată de 1-3 min.
Numărul și durata refrământărilor depind de calitatea și extracția făinii și de durata de
fermentare. Aluaturile din făinuri puternice se refrământă, de obicei, de două ori, în timp ce
aluaturile din făinuri slabe nu se refrământă. Cu creșterea gradului de extracție al făinii, durata și
numărul refrământărilor scade, iar cu creșterea duratei de fermentare numărul refrământărilor
crește. Când se fac mai multe refrământări, ultima este bine să se facă cu minimum 20 min înainte
de divizarea aluatului.
4.4.Test de autoevaluare
1. Descrieți procesele fizice de la frământare.
2. Descrieți procesele coloidale de la frământare.
3. Care sunt influențele temperaturii și a duratei de frământare asupra proceselor din
aluat.
4. Descrieți un frământător.
5. Descrieți procesele biochimice de la fermentare.
6. Descrieți procesele microbiologice de la fermentare.
7. Care sunt parametrii și instalațiile de la fermentare.
71
5.PRELUCRAREA ALUATULUI
Prin prelucrarea aluatului se înțeleg operațiile la care este supus aluatul din momentul
golirii din cuvă până la introducerea în cuptor: divizare, premodelare, repaos
intermediar/fermentare intermediară, modelare finală, fermentare finală.
.
5.1. RĂSTURNAREA ALUATULUI DIN CUVE
În vederea trecerii la prelucrare, aluatul se scoate din cuvele în care a fost frământat și
fermentat. În procedeele discontinue, în secțiile mici cu prelucrare manuală a aluatului, această
operație se face manual, iar în secțiile mari cu prelucrare mecanică a aluatului, cu ajutorul
răsturnătoarelor de cuve.
Răsturnătoare de cuve (mașini de golit cuve)
În funcție de poziția secțiilor de frământare-fermentare față de secția de divizare-modelare,
răsturnătoarele de cuve pot fi:
– răsturnătoare simple, care rabat cuva în vederea golirii de aluat, utilizate în cazul în care
secția de frământare-fermentare este situată la un etaj superior față de secția de divizare;
– răsturnătoare –ridicătoare, care ridică cuva la o anumită înălțime și apoi o rabat pentru
golire, utilizate în cazul în care secțiile de frământare-fermentare sunt situate la același nivel.
Jgheaburi și buncăre pentru aluat
Jgheaburile și buncărele sunt destinate preluării aluatului din cuvă în momentul răsturnării
ei. Ele sunt amplasate între răsturnător și mașina de divizat și asigură transferul treptat al aluatului
în tremia mașinii de divizat, astfel ca în tremie nivelul aluatului să se mențină constant, cerință
obligatorie pentru precizia mașinii de divizat.
Jgheaburile de aluat sunt folosite în fluxul pe verticală, când secția de frământare-
fermentare este situată la nivel superior față de secția de divizare-modelare.
Jgheaburile se confecționează din tablă inoxidabilă de 2,5-3 mm grosime și sunt prevăzute
la partea inferioară cu șubere. Scurgerea aluatului prin jgheaburi se face liber, sub propria
greutate. Pentru aceasta, jgheaburile se construiesc cu o înclinare față de orizontală de minimum
45°.
Dirijarea aluatului în jgheaburi se face prin intermediul unei pâlnii.
Jgheaburile pentru aluat se construiesc de diferite forme și dimensiuni. Dimensiunile lor se
aleg astfel încât volumul să corespundă pentru aproximativ 1,5 cuve de aluat. În cazul unui volum
mai mare aluatul fermentează în jgheaburi, lucru nedorit pentru că se pot forma curenți ascendenți
de aluat și pot avea loc localizări de aluat pe jgheab.
Buncărele de aluat se folosesc în fluxul pe orizontal al procesului tehnologic. Se
confecționează din tablă inoxidabilă și sunt prevăzute cu șubere care pot fi verticale, orizontale
sau înclinate. Prin deschiderea acestora, aluatul curge liber în tremia mașinii de divizat.
Se construiesc de diferite forme și dimensiuni. Volumul lor se alege astfel ca aluatul să nu
fermenteze în buncăr.
5.2 DIVIZAREA ALUATULUI
Considerații tehnologice
Divizarea este operația prin care aluatul matur este tăiat în bucăți de masă dorită.
Masa de aluat se stabilește în funcție de masa pe care trebuie să o aibă produsul finit și de
pierderile tehnologice care intervin în operațiile următoare, dospire, coacere, răcire.
72
Divizarea aluatului se poate face manual, metodă folosită în secțiile de mică capacitate, sau
mecanic, cu ajutorul mașinilor de divizat.
Mașini de divizat
Condiții generale Mașinile de divizat realizează tăierea continuă din masa de aluat a
bucăților de masă egală, sau divizarea unei bucăți de aluat mare, cântărită în prealabil, în mai
multe bucăți de masă egală.
Mașinile de divizat trebuie să îndeplinească o serie de condiții.
Precizie de divizare Precizia mașinii de divizat depinde de tipul mașinii, de gradul de
uzură, condițiile de exploatare, de aluatul cu care se alimentează
Acțiunea mecanică La alegerea mașinii de divizat trebuie să se țină seama de aluatul de
divizat și de acțiunea mecanică exercitată de mașină asupra aluatului
Elasticitate tehnologică Mașina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi a
ritmului de divizare exprimat în bucăți/minut.
Reglarea masei bucății de alua. Mașina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi
a masei bucății de aluat și corectarea preciziei de divizare pentru același sortiment.
Precizia mașinii de divizat se verifică periodic prin cântărirea bucății de aluat divizate cu
ajutorul unei balanțe.
Forme constructive ale mașinilor de divizat
Din punct de vedere al principiului de funcționare, mașinile de divizat construite până în
prezent funcționează numai pe principiul volumetric, tăind bucăți de volume egale.
Tăierea aluatului în bucăți de volume egale se face:
–
–
–
prin decuparea unui cilindru de aluat în bucăți de lungimi egale;
prin tăierea unei benzi de aluat în bucăți de lungimi egale;
prin introducerea aluatului în cavități cu volum determinat.
Pentru trecerea aluatului sub formă de cilindru sau foaie sau pentru introducerea în diferite
cavități, mașinile de divizat utilizează presiuni, care fie că se obțin din afara sistemului prin
aer comprimat, pistoane, fie se creează prin transformarea energiei mecanice în presiune prin
intermediul aluatului.
Părți principale ale mașinii de divizat
În principiu, o mașină de divizat este formată din:
–
–
–
rezervor de aluat;
generator de presiune;
dispozitiv de tăiere.
Mașini de divizat continui
După sistemul constructiv mașinile de divizat pot fi:
–
–
–
–
cu șnec;
cu cameră de divizare;
cu tambur rotativ, buzunare și pistoane;
cu șuber și piston.
Mașina de divizat cu cameră de divizare (Madia)
Mașina (fig. 5.17.) este formată din pâlnia de alimentare 1, perechea de tăvălugi 2 și 3 care
preia aluatul din pâlnie și-l împing în camera de divizare 4 și capul divizor 5 prevăzut cu cuțitul
placă 6. Capul divizor 5 se rotește în sens alternativ cu un unghi de circa 65° deplasând într-o
73
fantă cuțitul placă 6 într-o mișcare de dute-vino. Perechea de tăvălugi de alimentare 2 și 3
împinge aluatul în direcția cuțitului placă. În timpul rotirii în sensul acelor de ceasornic a capului
divizor, cuțitul placă se retrage și aluatul pătrunde liber în spațiul delimitat de capul divizor,
planul de alunecare 10 și deschiderea de evacuare 7, care în acest moment este obturată de cuțitul
de tăiere 8. În timpul rotirii în sens invers a capului divizor, cuțitul placă pătrunde în aluatul care
a intrat în camera de divizare și separă o cantitate determinată de aluat, pe care o împinge spre
deschiderea de evacuare eliberată de cuțitul 8. În acest moment în spațiul din spatele cuțitului
placă se absoarbe o nouă porțiune de aluat și ciclul se repetă. Bucata de aluat divizată este
preluată de banda transportoare 9.
Fig 5.17. Mașina de divizat cu cameră de divizare
(Madia)
5.3. PREMODELAREA (ROTUNJIREA) ALUATULUI
Scop tehnologic
Premodelarea se aplică în scopul îmbunătățirii structurii porozității pâinii. Din punct de
vedere al acțiunii mecanice, premodelarea echivalează cu o refrământare. Prin această
operație se închid secțiunile poroase rezultate la divizare și se elimină o parte a gazelor
prezente în aluat, astfel că peliculele de gluten se lipesc între ele și în operațiile ulterioare se
reia procesul de formare a unei structuri poroase, ceea ce favorizează obținerea de produse cu
structură fină și uniformă a porozității.
De asemenea, prin premodelare se modifică poziția celulelor de drojdie, care părăsesc spațiile
sărăcite în substanțe nutritive și saturate cu produse de fermentare și ajung în puncte care le
oferă condiții mai bune de activitate.
Premodelarea comunică bucății de aluat o formă de bază, ceea ce elimină o cauză a defectelor
de formă.
Premodelarea se execută manual în secțiile de mică capacitate și mecanizat, cu mașini de
rotunjit, în secțiile de capacitate mare.
74
Mașini de modelat rotund
Din punct de vedere tehnologic mașinile de rotunjit sunt folosite pentru premodelare, pentru
toate sortimentele de pâine, dar și pentru modelarea finală sub formă rotundă. Diferența între
cele două operații constă în intensitatea acțiunii mecanice exercitate asupra aluatului, la
premodelare această acțiune fiind mai slabă față de modelarea finală.
Din punct de vedere constructiv, aceste mașini se împart în:
–
–
–
mașini de rotunjit cu suprafață purtătoare tronconică;
mașini de rotunjit cu suprafață purtătoare plană;
mașini de rotunjit cu suprafață purtătoare sub formă de jgheab format din două
benzi.
Mașini de modelat rotund cu suprafața purtătoare tronconică
Sunt numite astfel deoarece suprafața în mișcare are forma tronconică 1(fig. 5.18.). Ea se
rotește în jurul unui ax central și este dispusă vertical fie pe baza mare, fie pe baza mică.
Pentru a mări frecarea cu bucățile de aluat, suprafața tronconică este prevăzută cu striuri
dispuse vertical.
În ambele cazuri, o parte fixă formată dintr-un jgheab metalic 2 sub formă de spirală se
înfășoară tangențial începând de la baza trunchiului de con. Dacă baza mare este dispusă la
partea inferioară, jgheabul metalic este plasat la exteriorul suprafeței tronconice, iar dacă baza
mică este dispusă la partea inferioară, jgheabul metalic este plasat în interiorul suprafeței
tronconice. În ambele cazuri jgheabul este susținut de un cadru fix 3.
Bucata de aluat este introdusă în cazul mașinii cu suprafața tronconică exterioară (trunchiul
de con este așezat cu baza mare în jos) la partea inferioară în punctul A, între suprafața
mobilă și jgheab, iar în cazul mașinii cu suprafață tronconică interioară (trunchiul de con este
așezat cu baza mică în jos) este introdusă pe la partea superioară, printr-un tub de ghidaj B, de
unde ajunge la baza suprafeței tronconice.
Datorită frecării cu suprafața tronconică, bucata de aluat se rotește în jurul unei axe proprii, 0-
0’ și în același timp urcă pe jgheab până la capătul acestuia, de unde este aruncată afară
alunecând pe un plan de evacuare 4. Prin urcare pe jgheab, bucata de aluat își modifică
poziția axei de rotație și execută o mișcare compusă.
În cazul mașinii cu suprafață tronconică exterioară, debitul este limitat de posibilitatea
ajungerii din urmă a bucăților de aluat, datorită reducerii vitezei periferice a bucăților de aluat
odată cu scăderea razei jgheabului (v = ωR).
75
Fig.5.18. Mașini de modelat rotund cu suprafață purtătoare tronconică
a-suprafață tronconică exterioară; b – suprafață tronconică interioară
Distanța dintre suprafața tronconică mobilă și jgheabul metalic este reglabilă, ceea ce permite
modificarea efectului de modelare.
Turația suprafeței tronconice este în general constantă, dar sunt modele care sunt prevăzute
cu variator de turație.
Mașina cu suprafață tronconică exterioară are avantajul de a permite o întreținere și o curățire
mai ușoară.
Ambele mașini prezintă avantajul că pot fi folosite la schimbarea de direcție a fluxului
tehnologic prin modificarea poziției batiului sau a jgheabului spiral.
5.4. REPAUSUL INTERMEDIAR. FERMENTAREA INTERMEDIARĂ
Scop tehnologic
Repausul intermediar și după caz fermentarea intermediară au loc după premodelare și
înainte de modelarea finală.
Repausul intermediar are rolul de relaxare și refacere a structurii aluatului. Datorită
acțiunii mecanice exercitate în timpul operațiilor de divizare și premodelare, în aluat iau naștere
tensiuni interne și se distrug parțial unele verigi ale scheletului structural al glutenului. În timpul
repausului intermediar se resorb aceste tensiuni din aluat, pe baza autodeformării bucății de aluat.
Este fenomenul numit relaxare, iar verigile distruse din structura aluatului se refac, în parte,
fenomen numit tixotropie. Ca urmare, proprietățile reologice și structura aluatului se
îmbunătățesc. Pâinea se obține cu porozitate uniformă și volum crescut.
Premodelarea urmată imediat de modelarea finală, care exercită o acțiune mecanică foarte
intensă asupra aluatului, poate conduce la înrăutățirea proprietăților reologice ale aluatului și deci
la un produs de slabă calitate.
Durata repausului intermediar este de 30 sec până la 6-8 min. Ea variază cu calitatea făinii
prelucrate și cu modul de obținere și prelucrare a aluatului.
76
Aluaturile de consistență mică și cele provenite din făinuri de calitate slabă necesită durate
de repaus mici; aluaturile de consistență mare și cele obținute din făinuri puternice solicită durate
de repaus mai mari.
O influență importantă asupra duratei repaosului intermediar o are intensitatea acțiunii
mecanice la care este supus aluatul în timpul premodelării. O premodelare intensă trebuie să fie
urmată de un repaos mai lung, pe când o premodelare slabă, care supune aluatul la tensionări
mici, va fi urmată de un repaos mai scurt. În acest caz, însă, produsul va avea porozitate
neuniformă.
Premodelarea și repaouul intermediar nu sunt necesare în cazul aluatului de secară și a
aluatului mixt, obținut din făină de grâu și făină de secară, unde conținutul de făină de grâu este
mai mic de 70%.
În timpul repausului intermediar procesele biochimice și microbiologice continuă, dar
datorită duratei scurte a acestuia, ele nu prezintă importanță practică. De aceea, pentru această
operație nu se creează condiții speciale de temperatură și umiditate relativă a aerului.
Zvântarea suprafeței bucăților de aluat în timpul repausului intermediar este chiar dorită,
deoarece aceasta înlesnește trecerea lor prin mașina de modelat final.
Fermentația intermediară are rolul să completeze fermentarea aluatului. Ea se aplică
procedeelor scurte de preparare a aluatului, cu durate reduse de fermentare în cuve a acestuia. În
acest caz, durata operației este de 15 min și chiar mai mult. Pe lângă relaxarea aluatului și
refacerea structurii glutenului, este important procesul de fermentare. De aceea, pentru
fermentarea intermediară, în instalația în care are loc operația sunt create condiții de temperatură
și umiditate relativă pentru desfășurarea optimă a proceselor microbiologice în aluat
Instalații pentru repausul intermediar și fermentarea intermediară.
În principiu, aceste instalații sunt formate din suprafețe mobile, pe care se așează bucățile de
aluat. Ele pot consta din benzi transportoare, orizontale sau înclinate, sau leagăne. În funcție de
scopul în care sunt folosite, repaus intermediar sau fermentare intermediară, sunt sau nu
climatizate.
Instalația pentru repausul intermediarcu benzi suprapuse
Fig. 5.19. Instalație pentru repaus intermediar cu benzi suprapuse
Lungimea totală a benzii necesară realizării repausului intermediar se fragmentează în mai
multe benzi care se așează suprapus și pe care bucățile de aluat le parcurg pe rând. Se obține o
reducere a lungimii instalației.
77
Benzile 1 (fig. 5.19.) pe care se execută repausul intermediar sunt închise într-o carcasă 2,
care se suspendă de planșeu la o înălțime de 1,8-2m de pardosea, astfel ca spațiul de sub aceasta
să poată fi utilizat, de obicei pentru amplasarea mașinii de modelat final.
Pentru ridicarea bucăților de aluat la înălțimea benzilor, instalația este prevăzută cu un
elevator 3 cu cupe îmbrăcate în pânză. El este alimentat cu bucăți de aluat premodelate prin
intermediul dispozitivului de sincronizare 4.
Bucățile de aluat pot fi așezate câte una pe lățimea benzii sau câte două, dispuse în șah. În
acest ultim caz instalația este dotată și cu un dispozitiv de așezare a bucăților de aluat pe două
șiruri 5. Prin această așezare se scurtează lungimea totală a benzii instalației, deoarece această
lungime este proporțională cu pasul bucății de aluat, care prin așezare pe două rânduri se reduce
la jumătate. În consecință se reduce în aceeași proporție lungimea totală a benzii .
Bucățile de aluat trec de pe o bandă pe alta, până când de pe ultima bandă sunt evacuate, pe
rând, prin jgheabul 6 la mașina de modelat final.
Instalația prezintă posibilitatea de reglare ușoară și în limite largi a duratei repausului
intermediar prin reglarea numărului de benzi utile. Prin rostogolire de pe o bandă pe alta, bucățile
de aluat se zvântă pe toate fețele, evitându-se lipirea lor de organele de lucru ale mașinii de
modelat final.
Lungimea utilă a benzii este funcție de capacitatea orară a liniei tehnologice (G0), durata
repaosului intermediar (τri), pasul bucății de aluat (p), numărul de bucăți de aluat așezate pe
lățimea benzii (n), masa bucății de aluat (m):
L = f (Go, , , )
60 n m
5.5. MODELAREA FINALĂ
Scop tehnologic
Operația de modelare are ca scop imprimarea bucății de aluat a formei pe care trebuie să o
aibă produsul finit: rotundă, cilindrică, împletită etc.
Din punct de vedere mecanic, operația de modelare este o deformare, care se obține prin
acțiunea unor forțe exterioare asupra bucății de aluat. Acțiunea mecanică exercitată asupra
aluatului reprezintă o continuare a acțiunii mecanice de frământare, dar cu gradienți de viteză mai
mici. Ca urmare are loc îmbunătățirea proprietăților reologice ale aluatului și a calității pâinii.
Pentru aceasta este necesar ca acțiunea mecanică exercitată asupra aluatului să fie suficient de
intensă. O acțiune mecanică insuficientă sau exagerat de intensă conduce la produse de calitate
inferioară. În primul caz aluatul nu ajunge la nivelul maxim al proprietăților lui reologice, iar în al
doilea caz acțiunea mecanică prea intensă conduce la distrugerea scheletului glutenic. Măsura în
care sunt afectate proprietățile aluatului și respectiv calitatea pâinii de o acțiune mecanică prea
intensă depinde de calitatea făinii, gradul de maturizare a aluatului, repaosul după premodelare
(fig. 7.14.).
Intensitatea acțiunii mecanice de modelare influențează durata fermentării finale și calitatea
pâinii.
O acțiune mecanică intensă prelungește, în general, fermentarea finală și are influență
pozitivă asupra porozității și volumului pâinii. La modelare, porii existenți în aluat sunt
fragmentați, iar bulele mari de gaze sunt distruse și astfel numărul porilor crește. Datorită
acestui fapt crește și capacitatea aluatului de a reține gazele și pâinea se obține cu volum
mărit. După modelarea finală numărul porilor nu se mai modifică sau se modifică în măsură
neglijabilă.
78
În timpul modelării o parte din gazele prezente în aluat se pierd și ca urmare structura
spongioasă a aluatului se distruge în mare parte, suprafața internă se reduce, iar greutatea sa
specifică crește.
La modelare are loc și o schimbare a poziției celulelor de drojdie și de bacterii în bucata de
aluat, care părăsesc locurile sărăcite în substanțe nutritive, unde au acționat până în acest moment
și ajung în locuri bogate în astfel de substanțe.
. Forma ordonată pe care o obține bucata de aluat la modelarea finală creează condiții
pentru ca ea să se dezvolte uniform la fermentarea finală și în prima parte a coacerii.
Dacă modelarea nu este bine executată, respectiv o acțiune mecanică slabă sau o cantitate
mare de făină folosită la modelarea manuală, încheietura de modelare se desface în timpul
coacerii și gazele de fermentare, substanțele de aromă și vaporii de apă ies din bucata de aluat. Se
obțin produse neestetice, aplatizate, cu miez neelastic, cu aromă slabă.
Efectul tehnologic al modelării este influențat de gradul de maturizare al aluatului.
Aluaturile mature prezintă condiții mai bune pentru modelare și pentru creșterea numărului
porilor decât aluaturile insuficient maturizate (tinere) sau excesiv de mature (trecute).
Modelarea se poate efectua manual sau mecanic cu ajutorul mașinilor de modelat.
Mașini de modelat final
Modelarea în formă rotundă se execută cu mașini de rotunjit care funcționează pe același
principiu ca și la premodelare, cu deosebirea că acțiunea de modelare este mai intensă și de
durată mai mare.
Modelarea în format lung
După principiul de modelare, mașinile de modelat lung pot fi:
– mașini de modelat lung prin rostogolire;
– mașini de modelat lung prin înfășurare.
Mașini de modelat lung prin înfășurare
Aceste mașini exercită o acțiune mai intensă asupra bucății de aluat. În principiu modelarea
se realizează prin trei operații: laminarea, înfășurarea și stabilizarea formai înfășurate.
Laminarea aluatului se realizează cu ajutorul valțurilor, care pot fi o pereche sau două
perechi. În zona de prindere a aluatului au loc gradienți de viteză foarte mari și o parte din gazele
din aluat se elimină.
Foaia de aluat rezultată prin laminare se înfășoară în spirală, iar pentru lipirea straturilor se
aplică forțe laterale, în condiții identice ca la mașinile de modelat prin rostogolire.
Există mai multe tipuri constructive de mașini de modelat care funcționează pe acest
principiu.
Mașina de modelat cu bandă și plan fix
Fig. 5.20. Schema de principiu a mașinii de modelat cu bandă și plan fix
79
Mașina de modelat (fig. 5.20.) este formată din banda transportoare 1, care reprezintă
suprafața purtătoare, perechea de valțuri 2 care realizează laminarea bucății de aluat, distanța
dintre ei fiind reglabilă prin deplasarea unuia dintre valțuri care este mobil, plasa metalică
flexibilă 3 și planul fix 4.
Foaia de aluat obținută în zona de laminare cade pe banda transportoare 1 și capătul foii
întâlnește plasa metalică 3, care este întinsă pe lățimea benzii fiind fixată pe un suport. Aceasta,
datorită forțelor de frecare pe care le introduce, frânează capătul foii de aluat, care începe să se
înfășoare, iar suprafața inferioară este deplasată pe banda transportoare 1, situație care face ca
aceasta să înceapă să se înfășoare.
După ce a depășit plasa metalică, bucata de aluat ajunge sub planul fix 4, unde își
definitivează forma. Aici continuă înfășurarea foii de aluat, diametrul spiralei crește și datorită
presiunilor exercitate de banda și planul fix, straturile de aluat se lipesc între ele.
5.6. FERMENTAREA FINALĂ
Scop tehnologic
În timpul operațiilor de divizare și modelare, o parte importantă din dioxidul de carbon
acumulat în aluat este eliminată.
Dacă bucata de aluat modelată este introdusă imediat la coacere, pâinea se obține cu volum
redus, miez compact, foarte puțin afânat, greu asimilabilă și coajă cu crăpături și rupturi.
Scopul principal al fermentării finale este afânarea bucății de aluat prin acumularea
dioxidului de carbon care se formează în fermentația alcoolică produsă de drojdie. Dioxidul de
carbon format dislocă miceliile de gluten lipite la modelare și formează o structură poroasă.
Afânarea aluatului
Volumul și structura porozității pâinii depind direct de dioxidul de carbon acumulat în
timpul fermentării (dospirii) finale și în primele minute de coacere, când procesul de afânare
continuă. Aceste caracteristici ale pâinii sunt condiționate de cantitatea de dioxid de carbon
formată, de dinamica formării lui și de capacitatea aluatului de a reține gazele formate.
Formarea gazelor trebuie să crească treptat pe parcursul fermentării finale și să atingă
maximul în momentul introducerii aluatului în cuptor. Scăderea intensității de formare a gazelor
la sfârșitul dospirii conduce la obținerea produselor de calitate inferioară.
Dinamica și intensitatea formării gazelor sunt influențate de proprietățile de panificație ale
făinii, compoziția aluatului, procedeul tehnologic de preparare a aluatului, parametri spațiului de
dospire.
Capacitatea de reținere a gazelor depinde de proprietățile reologice ale aluatului,
vâscozitatea și extensibilitatea lui.
Aluaturile de panificație au capacitate limitată de reținere a gazelor de fermentare. La
începutul fermentării întreaga cantitate de gaze formată este reținută și bucata de aluat își mărește
volumul proporțional cu cantitatea de gaze formate și presiunea la care acestea sunt reținute. Pe
măsura înaintării procesului de fermentare, creșterea volumului aluatului devine mai lentă, până
când, atingând un maxim, aluatul nu-și mai modifică volumul. În acest timp se formează noi
cantități de gaze, dar numai o parte este reținută de aluat, restul se pierde în atmosferă. Este
momentul în care presiunea gazelor din pori depășește limita de curgere, de rezistență a aluatului
și pereții porilor se rup.
80
Cantitățile de gaze reținute, volumul maxim atins de aluat și viteza de atingere a acestui maxim
depind de proprietățile reologice ale aluatului, care la rândul lor depind de calitatea făinii și de
regimul tehnologic adoptat. Acestea sunt cu atât mai mari cu cât făina este de calitate mai bună.
Pe măsura creșterii volumului bulelor de gaz și a solicitărilor asupra pereților porilor, aceștia se
rup în lanț și se formează microcanale prin care gazele se pierd, determinând scăderea volumului
bucății de aluat.
Pe lângă fermentația alcoolică, în aluat continuă și fermentația lactică și aciditatea bucății
de aluat crește.
Ca urmare a proceselor microbiologice, în bucata de aluat se acumulează și o serie de
substanțe organice care intră în buchetul de aromă al pâinii, aldehide, esteri, alcooli superiori,
acizi.
De asemenea, continuă procesele biochimice și coloidale care determină creșterea cantității
de substanțe solubile, glucide, aminoacizi, care interacționează la coacere formând melanoidine,
substanțe ce colorează coaja.
Efectul de formă al fermentării finale
În timpul fermentării finale în mod normal, bucățile de aluat suferă un proces de lățire.
Acesta, alături de acumularea de gaze, modifică forma bucății de aluat, exprimată prin indicele de
formă h/d .
În funcție de proprietățile reologice ale aluatului, lățirea bucății de aluat poate avea loc în
trei moduri:
a) lățire cu variația înălțimii pozitivă(Δh >0);
b) lățire cu variația înălțimii constantă (Δh=0);
c) lățire cu variația înălțimii negativă (Δh<0).
Toate operațiile anterioare fermentării finale, de cultivare a drojdiilor, de creare a unui anumit
pH și a unor proprietăți reologice ale aluatului au avut drept scop crearea condițiilor pentru
desfășurarea în cele mai bune condiții a acestei operații, decisivă pentru calitatea pâinii:
capacitate bună de formare și reținere a gazelor și de păstrare a formei.
Parametrii operației de fermentare finală
Acești parametri se referă la parametri spațiului de fermentare finală și la durata operației.
Parametrii spațiului de fermentare finală (dospire) sunt temperatura și umiditatea relativă a
mediului.
Între bucata de aluat și spațiul de fermentare finală au loc un schimb de căldură și un
schimb de umiditate.
Temperatura spațiului de fermentare finală se alege astfel încât să se asigure o intensitate
suficientă a fermentației alcoolice și în același timp să se protejeze proprietățile reologice ale
aluatului, de care depind capacitatea de reținere a gazelor și deformarea în timpul operației,
temperatura influențând constanta vitezei tuturor proceselor din bucata de aluat.
Datorită schimbului de căldură cu spațiul de fermentare finală, bucata de aluat își modifică
temperatura de la valoarea pe care o are la intrarea la operația respectivă până la o temperatură de
echilibru.
Pentru bucățile de aluat cu proprietăți reologice normale, obținute din făinuri de calitate
bună și foarte bună și prelucrate corespunzător, temperatura spațiului de fermentare finală este de
30-35°C. Această temperatură este necesară pentru a asigura în timpul operației o intensitate mare
a procesului de fermentație în vederea afânării aluatului.
La o temperatură sub 30°C intensitatea fermentației alcoolice este relativ mică, iar produsul
se obține cu volum mic și porozitate necorespunzătoare. De asemenea, datorită faptului că la
temperaturi sub 30°C drojdiile se mai înmulțesc încă, pâinea capătă gust particular de drojdie.
81
Temperaturi sub 30°C sunt indicate la fermentarea finală a bucăților de aluat cu proprietăți
reologice slabe, obținute din făinuri de calitate slabă sau din aluaturi suprafermentate în fazele
anterioare ale procesului tehnologic.
Temperaturi peste 35°C, de 37 și chiar 40°C pot fi folosite la fermentarea finală a bucăților
de aluat provenite din făinuri puternice. Se obține o scurtare a duratei operației cu aproximativ
15%.
Umiditatea relativă a aerului din spațiul de fermentare finală trebuie să aibă valori care să
evite uscarea sau umectarea suprafeței exterioare a bucății de aluat. Pentru aceasta valoarea
optimă este de 70-85%. Pentru a garanta același efect al umidității relative asupra suprafeței
bucății de aluat, la mărirea temperaturii mediului cu 5°C umiditatea relativă trebuie redusă cu
10%.
Fermentarea finală în mediu cu umiditatea relativă mică (sub 55%) conduce la formarea pe
suprafața bucății de aluat a unei pojghițe uscate care, în urma creșterii volumului bucății de aluat
la dospire și coacere, datorită solicitărilor la întindere, se rupe, conducând la apariția crăpăturilor
și rupturilor pe suprafața produsului.
Umiditatea relativă a aerului peste 90% umectează suprafața bucăților de aluat, ceea ce
accentuează lățirea acestora și lipirea lor de pânza panacoadelor sau de casetele leagănelor,
precum și apariția de defecte cum sunt rumenire neuniformă, bășici sub coajă.
Durata operației de fermentare finală
Durata (timpul) de fermentare finală a bucăților de aluat variază în limite foarte largi, de la
15 la 90 min în funcție de o serie de factori:
– masa bucății de aluat;
– calitatea făinii;
– compoziția și consistența aluatului;
– gradul de fermentare a aluatului în cuve;
– tehnologia de preparare a aluatului.
Produsele de masă mică, la care durata de coacere este scurtă și deci drojdiile sunt distruse
termic repede, ne mai având timp pentru formarea unei cantități suficiente de dioxid de
carbon pentru afânarea aluatului, au durată de fermentare finală mai mare.
Produsele de masă mare, care la coacere se încălzesc mai greu și ca urmare și temperatura
de distrugere termică a drojdiilor se atinge mai greu, procesul de fermentație alcoolică continuând
un timp mai îndelungat după introducerea în cuptor, au durată de fermentare mai scurtă (tabel
5.8.).
Tabel 5.8. Durata operației de fermentare finală
Relația între durata de fermentare finală și durata de coacere se explică prin faptul că
fermentarea finală reprezintă numai prima etapă de afânare a aluatului, etapa a doua având
82
loc în prima parte a procesului de coacere. Cu cât durata acesteia din urmă este mai mică, cu
atât durata fermentării finale trebuie să fie mai mare.
Durata fermentării finale crește în cazul prelucrării făinurilor puternice, atunci când aluatul
în cuvă nu a fermentat suficient, când are consistență mare, la adăugarea unor cantități însemnate
de zahăr și grăsimi (peste 10-15%), în cazul aluatului congelat.
Durata fermentării finale este mai mică decât cea normală la prelucrarea făinurilor de
calitate slabă și a aluaturilor cu consistență mică (aluaturi moi) care au capacitate mică de reținere
a gazelor și de menținere a formei.
Între durata de fermentare finală și temperatura la care aceasta are loc, există în general, o
relație inversă, în sensul că pentru același aluat, optimul fermentării finale se atinge cu atât mai
repede cu cât temperatura este mai mare.
Nerealizarea duratei optime de fermentare finală conduce la produse de slabă calitate. La
scurtarea duratei operației, volumul pâinii poate scade cu până la 30%, porii rămânând mici,
insuficient dezvoltați. Prelungirea fermentării finale peste momentul optim conduce, de
asemenea, la produse cu volum mic, aplatizate. Defectul apare în acest caz datorită scăderii
capacității aluatului de a reține gazele de fermentare și a capacității de menținere a formei în urma
înrăutățirii proprietăților lui reologice. Consumul mărit de glucide în procesele fermentative fac
ca pâinea obținută din aluat fermentat final un timp excesiv să aibă coajă insuficient colorată și
aromă slabă.
Stabilirea duratei optime a fermentării finale
Durata optimă a dospirii finale se stabilește organoleptic pe baza modificării volumului,
formei și proprietățile fizice ale bucății de aluat.
Gradul de fermentare finală se stabilește astfel:
a) Fermentarea finală incompletă se recunoaște după volumul insuficient dezvoltat al
bucății de aluat, elasticitatea mare a aluatului, care la apăsarea ușoară cu degetul revine imediat la
forma inițială după înlăturarea apăsării, și faptul că nu este moale și pufoasă. De asemenea, în
acest caz, bucata de aluat are în secțiune formă rotundă, apropiată de forma obținută la modelare,
iar porii sunt mici, nedezvoltați. Prin coacerea unui astfel de aluat, forma rotundă a secțiunii se
accentuează, porii rămân insuficient dezvoltați și orientați cu axa mare pe verticală. Pâinea coaptă
în formă are coaja superioară bombată și este desprinsă de peretele formei.
b) Fermentarea finală optimă corespunde momentului când bucata de aluat are volumul
bine dezvoltat, la apăsare ușoară cu degetul revine relativ lent la forma inițială după înlăturarea
apăsării, este moale și pufoasă la palpare, iar în secțiune prezintă o oarecare lățire. Porii au formă
ovală și înclinați cu axa mare la un unghi de aproximativ 45-50 față de orizontală.
c) Fermentarea finală depășită se recunoaște după forma aplatizată a bucății de aluat,
pierderea elasticității aluatului, care la apăsare ușoară cu degetul revine foarte greu sau deloc la
forma inițială după înlăturarea apăsării, porii sunt alungiți cu axa mare în poziție orizontală,
deformați datorită greutății proprii a aluatului.
Instalații pentru operația de fermentare finală
În principiu, instalațiile pentru fermentarea finală constau din suprafețe suport fixe sau
mobile, pe care se așează bucățile de aluat și a căror mărime este funcție de mărimea bucății de
aluat, respectiv suprafața ocupată de o bucată de aluats, numărul de bucăți de aluat prelucrate în
unitatea de timp N0 și durata de fermentare finalăFf.
pentrus și N0 constanți, S=f(Ff)
83
În practică aceste instalații se numesc dospitoare.
După modul de funcționare, instalațiile pentru fermentare finală pot fi:
−
−
cu funcționare discontinuă;
cu funcționare continuă
Instalații pentru fermentarea finală discontinue
Aceste instalații constau din dulapuri mobile. Se folosesc în secțiile de mică capacitate și
pot deservi cuptoare cu funcționare discontinuă sau continuă.
Instalații de fermentare finală continue
Aceste instalații sunt utilizate în fabrici mari, mecanizate, cu cuptoare continue.
Din punct de vedere constructiv pot fi:
− dospitoare cu leagăne;
dospitoare cu benzi (tunel
Dospitoare cu bandă (tunel)
În principiu, aceste dospitoare sunt formate dintr-un tunel termoizolat prin care circulă o
bandă transportoare. Pe această bandă se așează bucățile de aluat supuse dospirii. Ele se încarcă
pe la unul din capetele benzii și se descarcă pe la capătul opus. Timpul cât bucățile de aluat
parcurg dospitorul reprezintă timpul de fermentare finală.
Dospitoarele cu bandă deservesc cuptoarele tunel. Pentru ca transferul aluatului din
dospitor în cuptor să se facă cu ușurință, se recomandă ca cele două benzi să aibă aceeași lățime și
aceeași viteză de deplasare.
Din punct de vedere constructiv, dospitoarele tunel pot fi cu o bandă sau cu mai multe
benzi.
Dospitorul tunel cu o singură bandă
Este format dintr-o bandă transportoare care străbate camera de fermentare sub formă de
tunel. Transferul aluatului în cuptor se face simplu, dar prezintă dezavantajul că necesită
suprafață foarte mare de construcție și nu se poate varia timpul de dospire decât dacă se modifică
și timpul de coacere și capacitatea liniei. Dospitoarele cu o singură bandă au gabarit mare și nu
permit modificarea timpului de dospire decât dacă se modifică și timpul de coacere care atrage
după sine modificarea debitului.
Condiția de funcționare a dospitorului cu bandă este:
vc=vd și pc=pd;
unde: vc – viteza benzii cuptorului; vd – viteza benzii dospitorului; pc – pasul bucăților de
aluat pe banda cuptorului; pd – pasul bucăților de aluat pe banda dospitorului
Lungimea benzii dospitorului se calculează pentru timpul maxim de dospire.
Dospitorul cu două benzi suprapuse
În acest caz lungimea totală a spațiului benzii de dospire se împarte în două. Se scurtează
astfel lungimea tunelului de dospire și se poate regla durata de fermentare finală în limitele
timpului maxim de dospire și jumătatea acestuia (timpul minim de dospire).
Dospitorul (fig. 5.21.) constă din două camere de fermentare suprapuse 1 și 1′, în care se
găsesc benzile transportoare orizontale 2 și 2′, prevăzute cu sistemele de întindere 3 și 3′ și
sistemele de acționare independente 4 și 4′. Ramurile active ale benzilor se sprijină pe
suprafețe suport. Pe aceste benzi se încarcă bucățile de aluat supuse dospirii.
84
Fig. 5.21. Schema dospitorului final cu două benzi suprapuse
Dacă se încarcă și se descarcă o singură bandă a dospitorului se realizează timpul minim de
dospire. Dacă se încarcă alternativ ambele benzi, atunci banda care se încarcă se deplasează iar
cealaltă staționează. În cazul în care timpul de staționare a fiecăreia din cele două benzi este egal
cu timpul minim de dospire, se realizează timpul maxim de dospire. Pentru un timp intermediar
de dospire, situat între timpul minim și timpul maxim de dospire, ambele benzi funcționează, dar
ele sunt încărcate incomplet, numai pe o anumită lungime a lor, iar timpul de staționare este
inferior timpului minim de dospire.
Banda auxiliară 5 funcționează tot timpul pentru a prelua bucățile de aluat de pe banda 2
sau 2′ și a le transfera pe banda cuptorului.
Forma celor două benzi ale dospitorului este diferită și aleasă astfel încât să fie ușurată
munca operatorului la încărcarea cu bucăți de aluat și pentru a se putea racorda la banda auxiliară
de descărcare.
Camerele de fermentare ale dospitorului sunt climatizate.
5.7. CONDIȚIONAREA ALUATULUI ÎNAINTE DE COACERE
Înainte de coacere, aluatul este supus unor operații prealabile, de condiționare, care
constau în crestare și spoire.
Crestarea bucăților de aluat se execută pentru evitarea apariției crăpăturilor pe suprafața
cojii în timpul coacerii. Prin locurile crestate se creează locuri de minimă rezistență, prin care
gazele care se mai formează în prima parte a coacerii și care datorită încălzirii se dilată, ies fără a
produce crăpături inestetice.
Numărul și poziția crestăturilor depind de produs. Ele pot avea poziție oblică, transversală
sau longitudinală, corect executate, simetrice. Poziția crestăturii influențează forma produsului,
aluatul având tendința de a se deforma pe direcția transversală direcției în care este executată
crestătura. Adâncimea crestăturilor este de 2- 3 cm și depinde de proprietățile reologice ale
aluatului și de gradul de fermentare finală. Francezii recomandă poziția lamei cuțitului aproape
orizontală în momentul crestării.
Bucățile de aluat provenite din făinuri slabe, hiperenzimatice sau dospite un timp prea
îndelungat nu se crestează, deoarece în acest caz se accentuează gradul de lățire. Bucățile de aluat
provenite din făinuri puternice și insuficient dospite se crestează mai adânc pentru a permite mai
ușor ieșirea gazelor de fermentare.
Pentru unele sortimente de panificație crestarea se face și din motive estetice.
85
Crestarea se execută printr-o mișcare rapidă cu un cuțit bine ascuțit și ușor umezit în apă
sau cu ajutorul unor mecanisme speciale, prevăzute cu lame de crestare.
Umectarea (spoirea) suprafeței bucății de aluat înainte de coacere se face cu scopul de a
întârzia rigidizarea cojii și a permite astfel creșterea volumului aluatului în prima perioadă de
coacere. De asemenea, spoirea se face și pentru a obține o coajă lucioasă și colorată plăcut.
Umectarea (spoirea) bucăților de aluat trebuie să se facă uniform și pe întreaga suprafață.
Dacă suprafața bucăților de aluat nu este bine spoită, pâinea se obține cu coajă mată și aspect
făinos.
Spoirea se face cu apă sau cu suspensie făină–apă, pentru produsele simple, și cu sirop de
zahăr, ouă ș.a. pentru produsele de franzelărie sau produsele speciale. Operația se execută manual
cu o perie din păr moale.
În cazul cuptoarelor moderne, umectarea suprafeței bucăților de aluat se face în primele 2–3
minute de la introducerea în cuptor, prin crearea în cuptor a unei atmosfere umede de vapori.
Aceștia dând de suprafața relativ rece a aluatului condensează pe suprafața lui, umectând-o.
Atmosfera umedă de vapori se creează prin introducerea în camera de coacere a aburului saturat
umed de joasă presiune.
Apa de spoire și /sau umectare favorizează gelatinizarea amidonului din stratul
superficial. Gelul format, care conține și dextrine dizolvate, se întinde într-un strat subțire pe
suprafața aluatului acoperind porii și asperitățile acestia, iar apoi, prin deshidratare, formează o
pojghiță lucioasă care comunică produsului aspect plăcut.
5.8.Test de autoevaluare
1. Descrieți operația și instalațiile de divizare.
2. Descrieți operația și instalațiile de premodelare.
3. Descrieți operația și instalațiile de repaus intermediar.
4. Descrieți operația și instalațiile de modelare finală.
5. Descrieți operația și instalațiile de dospire.
6. Caracterizați operațiile de crestare și spoire ale aluatului.
86
6. COACEREA
Scopul operației de coacere este transformarea aluatului în produs finit. Ea are loc în urma
încălzirii aluatului supus coacerii. În timpul coacerii, au loc procese fizice, coloidale, biochimice,
microbiologice, care sunt condiționate de procesul de încălzire și determină modificarea stării
energetice a aluatului. Transformarea aluatului în produs este rezultatul acestui complex de
procese care au loc concomitent și care se concretizează în formarea cojii, creșterea volumului,
formarea miezului și modificarea umidității.
6.1.Procese care au loc în timpul coacerii
Procese fizice
Încălzirea aluatului
Încălzirea bucății de aluat are loc datorită transmiterii căldurii de la camera de coacere la
straturile exterioare ale aluatului și apoi în interiorul bucății de aluat.
Transmiterea căldurii de la camera de coacere la bucata de aluat
Aluatul relativ rece (t≈ 30C), introdus în camera de coacere cu temperatura de 210 –
280C, datorită diferenței de temperatură, primește o cantitate de căldură de la camera de coacere,
încălzindu-se.
În cuptoarele clasice, transmiterea căldurii de la camera de coacere la aluat se realizează :
– prin conducție, de la vatra cuptorului la suprafața inferioară a bucății de aluat (Qλ );
– prin radiație, de la bolta și pereții laterali ai camerei de coacere (parțial și de la vatră) și
de la amestecul încălzit abur – aer din camera de coacere, la suprafețele superioară și laterale ale
bucății de aluat (QR);
– prin convecție, cu ajutorul amestecului abur –aer care se deplasează în interiorul camerei
de coacere și care înconjoară suprafața aluatului, cedându-i o parte din căldură (QC);
– prin condensarea vaporilor de apă introduși în camera de coacere în primele minute de
coacere pe suprafața aluatului, cedându-i căldura de vaporizare (QWcond).
Cantitatea totală de căldură QE primită de aluat în camera de coacere va fi suma acestor
cantități de căldură :
QE = Qλ+ QR+ Qc+ QWcond
Aportul fiecărui mod de transmitere a căldurii la bucata de aluat depinde de
particularitățile constructive și de regimul camerei de coacere.
Transferul de căldură în interiorul bucății de aluat
Căldura primită de la camera de coacere se transmite de la suprafața exterioară a aluatului,
care recepționează căldura, spre straturile interioare ale acestuia determinând încălzirea întregii
bucăți de aluat. Încălzirea are loc de la exterior la interior în mod treptat.
Căldura primită de la camera de coacere se transmite straturilor interioare prin intermediul
fazei solide a aluatului și prin intermediul umidității lui.
Transferul de călduri prin intermediul fazei solide se face prin conducție qλ și are rolul
principal în încălzirea aluatului.
Transferul de căldură prin intermediul umidității are loc în urma creșterii energiei cinetice
și deci a mobilității moleculelor de apă din straturile încălzite ale aluatului, din care cauză ele se
deplasează spre straturile vecine, mai reci, plasate mai spre interiorul bucății de aluat ducând cu
ele o cantitate de căldură qw și realizează astfel încălzirea lor.
Deplasarea umidității se face sub formă de flux de umiditate care are o anumită densitate
iw și o anumită entalpie hw, apa putând fi în stare lichidă sau în stare de vapori.
87
Transferul de căldură în interiorul bucății de aluat este astfel însoțit de un transfer de
umiditate, de masă.
Mai intervin, transferul de căldură prin convecție, prin pori unde se găsesc gaze și
umiditate qc și transferul prin radiație între pereții porilor qR, dar cu rol mic.
Fluxul de căldură dirijat din exteriorul în interiorul aluatului qi, va avea expresia:
qi = qλ + qw + qc + qR = KΔt + hw . iw [w/m2]
unde: K este coeficientul total de transfer de căldură a aluatului, în w/(m2 .k);
Δt – diferența medie de temperatură existentă între straturile aluatului, în grade;
hw – entalpia apei care se deplasează în interiorul bucății de aluat, în j/kg;
iw – densitatea fluxului de umiditate, în kg / (m2.s)
Deoarece aluatul este un corp umed și poros, precum și faptul că în timpul coacerii are loc
transformarea treptată a aluatului în pâine, însoțită de variația umidității, a modului de legare a
apei, a stării termice, are loc modificarea însușirilor termofizice ale aluatului pe toată durata
coacerii (capacitatea termică masică, coeficientul de transfer de căldură).
De asemenea, produsul își schimbă forma și dimensiunile, iar coaja își modifică prin
culoare proprietățile de reflexie și receptare a energiei termice. De aceea încălzirea aluatului este
nestaționară și are un caracter specific și complex.
Variația temperaturii în interiorul bucății de aluat
Încălzirea interioară a bucății de aluat este exprimată prin câmpul de temperatură. Acesta
este caracterizat de variația temperaturii de coacere în trei zone principale: stratul superficial al
cojii, straturile centrale ale miezului și straturile așezate între miez și coajă.
Variația temperaturii în timpul coacerii a diferitelor straturi ale aluatului s-a măsurat cu
ajutorul unor termocuple confecționate din cupru – constantan, care au fost introduse în aluat iar
valorile au fost înregistrate automat.
Câmpul de temperatură obținut la coacere în mediu neumectat al camerei de coacere și la
temperatura de 250C este prezentat în fig.6.21. Poziția de măsură a termocuplelor este: 1 pe
stratul superficial al cojii, 2, 3, 4 în straturile situate la ¼, ½, ¾ din grosimea cojii, 5 în stratul
situat între coajă și miez, 6, 7, 8 în straturile așezate la ¼, ½, ¾ din distanța existentă între coajă și
centrul miezului și 9 în stratul din centrul miezului (centrul termic).
Din graficul câmpului de temperatură (fig. 6.22.) se observă următoarele:
a. Straturile superficiale ale aluatului, din care se formează coaja pâinii, se încălzesc rapid
depășind în foarte scurt timp temperatura de 100C și tind să atingă temperatura mediului
camerei de coacere (curba 1 ).
88
Straturile interioare ale cojii (curbele 2, 3, 4) se încălzesc ceva mai lent decât straturile
superficiale și prezintă o oprire, o inflexiune, în jurul temperaturii de 100C, după care își
continuă încălzirea. Oprirea la 100C este caracteristică pentru aceste straturi și ea este cu atât
mai mare cu cât ele sunt situate mai departe de straturile superficiale. La sfârșitul coacerii
straturile învecinate cu miezul au o temperatură cu puțin peste 100C (curba 4), în timp ce
celelalte straturi au temperaturi mai mari (curbele 2, 3), dar sub temperatura stratului superficial.
Stratul situat la sfârșitul coacerii la limita dintre coajă și miez (curba 5) atinge 100C și
rămâne la această temperatură până la sfârșitul
coacerii.
b. Straturile de miez (curbele 6, 7, 8, 9) se
încălzesc treptat până la valori ce nu depășesc 100C la
sfârșitul coacerii, centrul miezului (curba 9)
apropiindu-se de această valoare fără să o depășească..
Temperatura straturilor centrale ale miezului la
sfârșitul coacerii este de 93- 97C
Fig.6.22. Modificarea temperaturii diferitelor straturi ale
aluatului în timpul coacerii (câmpul de temperatură).
Stratul situat la sfârșitul coacerii la limita dintre coajă și miez (curba 5) atinge 100C și
rămâne la această temperatură până la sfârșitul coacerii.
b. Straturile de miez (curbele 6, 7, 8, 9) se încălzesc treptat până la valori ce nu depășesc
100C la sfârșitul coacerii, centrul miezului (curba 9) apropiindu-se de această valoare fără să o
depășească..
Temperatura straturilor centrale ale miezului la sfârșitul coacerii este 93- 97C.
Variația temperaturii diferitelor straturi ale bucății de aluat în procesul coacerii se explică
prin modul de transmitere a căldurii în interiorul aluatului și prin procesul de evaporare a apei din
aluat.
89
Straturile superficiale ale cojii (curba 1) se încălzesc rapid pe seama căldurii primite de la
camera de coacere qe , prin radiație qR și convecție qc . Încălzindu-se, între ele și straturile vecine
apare o diferență de temperatură Δt care determină transferul de căldură prin conducție q λ spre
interior. Din același motiv (Δt) apare un flux de umiditate, sub formă lichidă, (datorită creșterii
energiei cinetice a moleculelor de apă) tot spre interior, care transportă o cantitate de căldură qW
(fig. 6.23.).
Fig.6.23. Reprezentarea schematică a transmiterii căldurii în interiorul bucății de aluat
Încălzirea rapidă a straturilor superficiale până la temperatura de 100C arată că fluxul de
temperatură primit de la camera de coacere qe este mai mare decât fluxul de temperatură dirijat
spre interiorul bucății de aluat qi.
qe >qi sau qR +qc> qλ + qW
qeI = qR +qc , qiI = qλ + qW
Datorită diferențelor mari de temperatură existente între mediul camerei de coacere și
straturile exterioare ale aluatului, precum și între acestea și straturile interioare, schimbul de
căldură în această perioadă este intens (atât qe cât și qi ).
La atingerea temperaturii de 100C de către straturile superficiale, în aceste straturi începe
evaporarea apei. Datorită unei cantități mari de căldură primită de la camera de coacere, după 1- 2
min aceste straturi pierd aproape toată umiditatea; se atinge umiditatea de echilibru higrometric
corespunzătoare parametrilor camerei de coacere (t, φ), care este foarte mică. Din acest moment
evaporarea apei din aceste straturi încetează; de asemenea încetează fluxul de umiditate spre
interior. Încetează astfel consumul de căldură în procesul de evaporare și fluxul de căldură spre
interior prin intermediul apei qW din stratul superficial. Continuând să primească căldură de la
camera de coacere, straturile superficiale se încălzesc și spre sfârșitul coacerii ating o temperatură
apropiată de cea a camerei de coacere. Prin creșterea temperaturii straturilor exterioare ale
aluatului se reduce Δt dintre camera de coacere și aceste straturi, ceea ce determină reducerea
schimbului de căldură dintre mediul camerei de coacere și bucata de aluat supusă coacerii. Astfel
cantitatea de căldură cedată de mediul camerei de coacere bucății de aluat este mai mare la
începutul coacerii decât după deshidratarea straturilor superficiale, qeI > qeII.
Inflexiunea curbelor straturilor interioare ale cojii (curbele 2,3,4) la temperatura de
100C arată că după deshidratarea straturilor superficiale, evaporarea apei, proces care menține
temperatura la 100C, are loc treptat din straturi așezate din ce în ce mai spre interior. Evaporarea
apei are loc până când aceste straturi ating umiditatea de echilibru higrometric, după care ele
90
continuă să se încălzească transformându-se în coajă. Ele sunt astfel temporar zonă de evaporare
a apei.
Staționarea curbei 5 la temperatura de 100C până la sfârșitul coacerii demonstrează că
evaporarea apei are loc în acest strat. Deci zona de evaporare se adâncește treptat pe măsura
încălzirii aluatului, a îngroșării cojii, rămânând situată până la sfârșitul coacerii între coajă și
miez.
Cea mai mare parte a vaporilor de apă formați în zona de evaporare trece prin coajă în
camera de coacere, q'W ev dar o parte din aceștia se îndreaptă spre interior transportând cu ei o
cantitate de căldură qW ev , pe care o cedează straturilor interioare mai reci, unde condensează.
Deci încălzirea straturilor miezului (curbele 6, 7, 8, 9) are loc prin transmiterea căldurii de
la straturile exterioare prin conducție qλ, prin deplasarea umidității (sub formă lichidă) în direcția
fluxului de căldură qW, ambele determinate de existența diferenței de temperatură Δt, și prin
deplasarea vaporilor de apă din zona de evaporare qW ev .
Fluxul intern de căldură va avea expresia:
qi II = qλ + qW + qW ev
Acest flux de căldură este dirijat spre interior atât de la coaja superioară cât și de la coaja
inferioară care primește căldură de la vatră prin conducție.
Încălzirea straturilor miezului până la temperatura de 50 – 60C are loc lent. După
depășirea acestui interval de temperatură încălzirea se accelerează și temperatura lor tinde
asimptotic spre temperatura zonei de evaporare. Încălzirea miezului după atingerea temperaturii
de 50 – 60C este condiționată în principal de adâncirea zonei de evaporare. Prin adâncirea zonei
de evaporare, prin apropierea ei de centrul miezului, temperatura straturilor miezului crește și prin
aceasta diferența de temperatură dintre temperatura zonei de evaporare și temperatura miezului
scade. Ca urmare, scad fluxul de căldură prin conducție qλ și fluxul datorat deplasării umidității
qW și deci fluxul total de căldură dirijat spre centrul miezului qi. Spre sfârșitul coacerii, când
temperatura centrului miezului este foarte apropiată de temperatura zonei de evaporare, qλ și qW
devin neglijabile și fluxul de căldură dirijat de la straturile exterioare ale pâinii, receptoare de
căldură, spre interior, se consumă numai pentru evaporarea apei din zona de evaporare, proces
care continuă până la sfârșitul coacerii, iar spre centrul miezului transferul de căldură va fi dat
numai de qW ev (tabel 6.9.). Încălzirea centrului miezului va avea loc deci numai pe seama căldurii
cedată de vaporii care ajung din zona de evaporare în centrul miezului unde condensează
(schimbare de stare).
Tabel 6.9..Caracteristici ale procesului de coacere
La sfârșitul coacerii zona de condensare este situată în centrul miezului.
Din căldura primită de coajă de la camera de coacere după deshidratarea ei, o parte qi se
transmite spre interiorul bucății de aluat încălzind straturile miezului, iar restul se consumă pentru
supraîncălzirea vaporilor de apă care ies din zona de evaporare în mediul camerei de coacere
traversând coaja. Acest ultim proces explică de ce coaja pâinii nu de carbonizează.
Variația continuă a temperaturii diferitelor straturi ale aluatului supus coacerii, așa cum
rezultă din fig.6.21. demonstrează caracterul nestaționar al procesului de încălzire a aluatului în
91
procesul coacerii. Acest lucru face ca valorile fluxurilor de căldură recepționate de la camera de
coacere și cele transmise în interiorul aluatului să varieze continuu.
Centrul termic al câmpului de temperatură poate coincide cu centrul geometric al
produsului dacă încălzirea aluatului are loc cu aceeași intensitate prin ambele coji, superioară și
inferioară, sau poate fi deplasat spre coaja inferioară sau coaja superioară după cum încălzirea
aluatului are loc mai intens prin coaja superioară sau prin coaja inferioară.
Încălzirea aluatului supus coacerii are loc de la exterior la interior după suprafețe izoterme
dispuse paralel cu suprafața pâinii (fig.6.24.)
Fig 6.24. Dispunerea suprafețelor izoterme în pâine în
timpul coacerii
Concluzii practice
1. Fluxurile de căldură recepționate de la camera de coacere și cele transmise în interiorul
aluatului sunt mai mari în prima perioadă a coacerii, când există diferențe mari de temperatură
între camera de coacere și straturile superficiale ale aluatului care recepționează căldură, precum
și între straturile exterioare și straturile interioare ale aluatului, după care acestea scad. Din punct
de vedere practic, aceasta impune o variație în același sens a temperaturii camerei de coacere,
respectiv o temperatură mai mare în prima perioadă de coacere și o temperatură mai scăzută în
perioada a doua.
2. Din studiul câmpului de temperatură, rezultă că deoarece temperatura centrului miezului
ajunge numai la sfârșitul coacerii la o valoare apropiată temperaturii zonei de evaporare și anume
la temperatura de 93 – 97C, se poate stabili cu precizie sfârșitul coacerii măsurând temperatura
centrului miezului.
Factori care influențează încălzirea bucății de aluat
Încălzirea aluatului în timpul coacerii este influențată de parametrii camerei de coacere
(temperatura și umiditatea relativă) și caracteristicile produsului (mărime, formă, umiditate,
compoziție).
Temperatura camerei de coacere Schimbul de căldură dintre bucata de aluat și camera de
coacere este influențat direct de temperatura vetrei și a mediului camerei de coacere, deoarece
aceste temperaturi influențează diferența de temperatură dintre aluat și camera de coacere. Cu cât
aceste temperaturi sunt mai mari, cu atât diferența de temperatură Δt va fi mai mare și deci
schimbul de căldură va fi mai intens. Ca urmare, încălzirea aluatului va fi mai rapidă, în special în
prima perioadă de coacere când straturile superficiale ale aluatului au temperatură relativ mică.
În a doua perioadă, însă straturile exterioare au temperatură înaltă, ceea ce reduce diferența
de temperatură Δt și deci fluxul de temperatură recepționat de la camera de coacere qe. De
asemenea, în această perioadă fluxul intern de căldură qi scade datorită încălzirii straturilor
interioare și deci a scăderii diferenței de temperatură Δt. De aceea, în această perioadă,
temperatura camerei de coacere are influență mai mică asupra încălzirii straturilor interioare ale
aluatului .
Experiențele au arătat că, temperatura centrului miezului variază analog la temperatură
constantă și la temperatură descrescândă a camerei de coacere .În plus, o temperatură înaltă a
camerei de coacere spre sfârșitul coacerii poate duce la carbonizarea cojii.
Deci , atât din punct de vedere al încălzirii straturilor interioare ale miezului, cât și din
punct de vedere al încălzirii cojii, în a doua perioadă de coacere este rațională o temperatură mai
scăzută a camerei de coacere față de prima perioadă.
92
Umiditatea relativă a camerei de coacere Din motive tehnologice, în primele minute de
coacere, în camera de coacere se creează o atmosferă umedă prin introducere de abur. Acesta
condensează pe suprafața aluatului cedând căldura sa de vaporizare. De aceea, în cazul camerei
de coacere umectate, pe suprafața superioară a produsului apare un flux suplimentar de căldură
qW cond și fluxul de căldură recepționat, pentru primele minute de coacere, devine:
qe' = qR +qc +qwcond , unde qR , qc <<<< qw cond
O parte din aburul creat în camera de coacere pătrunde prin procesul de sorbție prin porii
aluatului în straturile din apropierea cojii pe o adâncime de câțiva mm, unde condensează cedând
căldura de vaporizare. Această căldură q'wcond se adaugă fluxului intern de căldură accelerând
încălzirea straturilor interne ale aluatului. Fluxul intern de căldură, în primele minute de coacere
va fi:
qI' = qλ + qw + q' wcond
În fig 6.25. se observă că la umectarea camerei de coacere încălzirea straturilor aluatului se
accelerează. Centrul miezului ajunge într-un timp mai scurt la temperatura finală, ceea ce
înseamnă că, pentru temperatura constantă a camerei de coacere, se poate reduce durata de
coacere.
Fig 6.25. Curbe de temperatură la coacerea pâinii cu și fără umectarea
camerei de coacere în primele minute de coacere
Masa bucății de aluat Cu cât masa bucății de aluat este mai mare, (pentru același format)
cu atât distanța de la suprafața ei, care recepționează căldură, la centrul miezului (centrul termic)
este mai mare și durata de coacere este și ea mai mare.
Forma pâinii Pentru aceeași masă a bucății de aluat, cea de format lung se coace mai
repede decât cea de format rotund, datorită distanței mai mici până la centrul termic.
Umiditatea aluatului Aluatul cu umiditate mai mare se încălzește mai repede și deci
coacerea este mai scurtă, deoarece crește fluxul de căldură transportat de umiditate spre interiorul
bucății de aluat (qw).
Gradul de afânare a aluatului Aluatul afânat se încălzește mai repede decât cel neafânat
deoarece prin pori se deplasează umiditatea sub formă de vapori. De aceea, mărimea porilor,
grosimea și elasticitatea pereților lor influențează viteza de încălzire a aluatului.
Modificarea umidității aluatului
Umiditatea aluatului se modifică datorită schimbului de umiditate a acestuia cu mediul
camerei de coacere și datorită deplasării interioare a umidității.
Schimbul de umiditate dintre bucata de aluat și mediul camerei de coacere
În funcție de parametrii camerei de coacere schimbul de umiditate dintre bucata de aluat și
mediul camerei de coacere constă în :
–
condensarea vaporilor de apă pe suprafața bucății de aluat și evaporarea apei din
bucata de aluat, în cazul umectării camerei de coacere;
93
–
numai evaporarea apei din bucata de aluat, în cazul neumectării camerei de coacere.
In cazul umectării camerei de coacere în primele minute de coacere se creează o
atmosferă umedă de vapori de apă. Întâlnind bucata de aluat relativ rece (30 – 35C) introdusă în
cuptor, vaporii de apă condensează pe suprafața acesteia și în stratul de la exteriorul bucății de
aluat, unde pătrund prin procesul de sorbție, mărindu-i umiditatea. Prin creșterea umidității crește
și masa produsului. Creșterea de masă este maximă în primele 3–5 minute de coacere, cât durează
condensarea vaporilor de apă și reprezintă 1–2,5% față de masa inițială a aluatului.
Condensarea vaporilor de apă pe suprafața aluatului are loc până când acesta încălzindu-se
(în special pe seama căldurii cedate de aburul care condensează) depășește temperatura punctului
de rouă. Apoi la atingerea temperaturi de 100C începe evaporarea apei, la început din stratul
superficial, apoi treptat din straturi din ce în ce mai interioare (straturi care ulterior se transformă
în coajă), zona de evaporare adâncindu-se treptat cu înaintarea procesului de coacere dar
rămânând, așa cum am văzut, până la sfârșitul coacerii plasată între coajă și miez.
Ca urmare a procesului de evaporare, umiditatea produsului scade (curba 1, fig 6.26. ).
Fig.6.26. Cinetica modificării umidității aluatului la
coacere cu umectare (1) și fără umectare (2)
În cazul neumectării camerei de coacere, evaporarea apei începe imediat după introducea
aluatului în cuptor având loc o scădere a masei produsului din primele minute de coacere
(curba 2 , fig.6.26.).
Procesul de evaporare a apei are loc în ambele cazuri după aceeași lege.
Evaporarea apei la coacere are loc numai în straturile de la suprafața bucății de aluat, care
se transformă în coajă.
Pierderea de umiditate nu are loc cu aceeași intensitate pe toată durata coacerii. În prima
parte (până la τc2)pierderea de umiditate este lentă și umiditatea produsului se modifică puțin;
deshidratarea cojii are loc nu numai prin evaporare ci și datorită deplasării interioare a umidității.
În partea a doua (după τc 1 ) pierderea de umiditate este maximă și se datorează migrării în exterior
a vaporilor formați în zona de evaporare.
Deplasarea umidității în interiorul bucății de aluat
În interiorul bucății de aluat, umiditatea se deplasează prin două mecanisme:
–
prin difuzie, datorită diferenței de umiditate Δw existentă între două straturi vecine și
are loc de la stratul cu umiditate mai mare la stratul cu umiditate mai mică;
–
prin termodifuzie, datorită diferenței de temperatură Δt existentă între două straturi
vecine și are loc de la stratul cu temperatură mai mare la stratul cu temperatură mai mică.
Deplasarea umidității prin difuzie și termodifuzie are loc în stare de vapori și în stare
lichidă și este însoțită de un transfer de căldură. Fluxul de căldură q w are loc în sensul fluxului de
umiditate iar valoarea lui este funcție de densitatea fluxului de umiditate iw și entalpia lui hw(qw =
iw hw).
Între deplasarea interioară a umidității și încălzirea interioară a bucății de aluat există o
strânsă interdependență.
În prima perioadă de coacere (t1100C) datorită încălzirii mai puternice a straturilor
exterioare ale aluatului, între acestea și straturile interioare iau naștere diferențe mari de
94
temperatură. Datorită acestor diferențe, umiditatea se deplasează prin termodifuzie de la
exteriorul spre interiorul bucății de aluat, sub formă lichidă (fig.6.27.).
Fig.6.27. Reprezentarea schematică a deplasării interioare a umidității în bucata de aluat supusă coacerii.
Dacă mediul camerei de coacere este umectat, atunci datorită condensării aburului pe
suprafața aluatului, straturile exterioare devin mai umede decât cele interioare; apare astfel o
diferență de umiditate Δw sub acțiunea căreia umiditatea se deplasează, de asemenea, de la
exterior spre interior. Astfel în această primă parte a coacerii, sub influența diferențelor de
temperatură Δt și de umiditate Δw, umiditatea se deplasează spre interiorul bucății de aluat
contribuind la încălzirea straturilor ei interioare și la mărirea umidității lor. Acest lucru face ca la
sfârșitul coacerii umiditatea miezului să fie mai mare decât umiditatea inițială a aluatului (cu
1,5–2,5%). Modul principal prin care se deplasează umiditatea în această perioadă este
temodifuzia.
Apoi straturile superficiale încălzindu-se, condensarea încetează și încep să piardă apă prin
evaporare. În această perioadă evaporarea este însă redusă.
În perioada a doua (t1 ≥100C) straturile exterioare ale aluatului continuând să se
încălzească încep să piardă intens umiditate prin evaporare. Ele ajung repede la umiditatea de
echilibru higrometric transformându-se în coajă. Din acest moment coaja nu mai pierde umiditate.
Odată cu înaintarea procesului de coacere straturi așezate din ce în ce mai spre interior
devin zone de evaporare.
Acestea fiind mai umede decât straturile exterioare ale cojii, umiditatea se deplasează prin
difuzie din interior spre exterior. Fiind și mai calde decât straturile vecine interioare, o parte din
vaporii formați în zona de evaporare se îndreaptă spre interiorul aluatului. Aici întâlnind straturi
de aluat mai reci condensează și formează zone interioare de condensare.
Se consideră că procesul de condensare a vaporilor îndreptați din zona de evaporare spre
interior are loc numai parțial în straturile de aluat învecinate cu zona de evaporare, restul
vaporilor pătrund ca atare spre centrul aluatului. Deplasarea vaporilor de apă spre interiorul
aluatului intensifică încălzirea lui și mărește umiditatea straturilor interioare. Odată cu adâncirea
zonei de evaporare are loc și adâncirea zonei de condensare interioară.
Datorită faptului că în această perioadă diferențele de temperatură sunt mici, efectul
termodifuziei scade (la sfârșitul coacerii termodifuzia este nulă) și devine practic egal cu efectul
difuziei (deplasarea umidității din exterior în interior devine egală cu deplasarea de la interior la
exterior), din care cauză umiditatea miezului rămâne practic constantă. Ca urmare a evaporării și
a deplasării interioare a umidității, în aluatul supus coacerii umiditatea diferitelor straturi se
modifică.
Câmpul de umiditate al bucății de aluat coapte la temperatură constantă și fără umectarea
camerei de coacere este prezentat în fig.6.28.
95
Fig.6.28. Modificarea umidității diferitelor straturi ale aluatului în
timpul coacerii (numerotarea curbelor este cea din fig.8.1. )
Umiditatea stratului superficial (curba 1) scade foarte
repede până la umiditatea de echilibru higrometric we . Umiditatea straturilor interioare ale cojii
(curbele 2, 3, 4), care se formează mai târziu, crește la începutul coacerii (pe seama deplasării
interioare a umidității din prima perioadă de coacere) și apoi scade până la umiditatea de echilibru
higrometric. Stratul care la sfârșitul coacerii este zonă de evaporare (curba 5) fiind situat între
coajă (care are umiditatea we) și miez (cu umiditatea w0 +Δw), va avea la sfârșitul coacerii o
umiditate intermediară acestor valori. Umiditatea straturilor de miez (curbele 6, 7, 8, 9) crește
treptat pe măsura încălzirii și transformării lor în zonă de condensare. Umiditatea stratului central
(curba 9) crește încet pe tot parcursul coacerii, în timp ce umiditatea stratului exterior al miezului
(curba 6) crește mai repede la început iar apoi scade datorită termodifuziei umidității.
Umiditatea stratului de miez rămâne până la sfârșitul coacerii mai mare decât umiditatea
inițială a aluatului.
Formarea cojii
În timpul coacerii straturile exterioare ale aluatului ating temperatura de 150–160C. Ele
pierd apa, se deshidratează și se transformă în coajă. Formarea cojii nu decurge cu viteză
constantă pe toată durata coacerii. La început, când umiditatea din straturile exterioare se
deplasează spre interior, datorită diferențelor de temperatură și de umiditate, grosimea cojii crește
curbiliniu (parabolic), apoi cu începerea evaporării apei din aceste straturi în mediul camerei de
coacere, grosimea cojii crește liniar (fig. 6.29.).
Fig. 6.29. Formarea cojii în timpul coacerii
96
Procese coloidale
La coacere au loc în bucata de aluat concomitent, două procese coloidale: coagularea
proteinelor și gelatinizarea amidonului. Ele determină transformarea aluatului în miez.
Coagularea proteinelor Substanțele proteice, la frământarea aluatului la temperatura de
30C, absorb apa se umflă și formează glutenul. La coacere odată cu creșterea temperaturii
bucății de aluat, ele își reduc capacitatea de a lega apa, se hidrofobizează și la aproximativ 60C
încep să coaguleze eliminând o cantitate însemnată din apa absorbită la frământare. Coagularea
(denaturarea termică) începe foarte lent și continuă apoi foarte rapid.
S-a constatat experimental că, denaturarea foarte rapidă are loc între 60 și 70C; la
încălzirea în continuare a aluatului denaturarea termică a proteinelor se accentuează.
Faptul că începutul formării miezului are loc în jurul temperaturii de 70C, temperatură
care coincide cu coagularea maximă a proteinelor, dovedește rolul acestui proces în formarea
miezului.
Coagularea proteinelor la încălzirea aluatului, se consideră că are loc în urma ruperii unor
legături din structura secundară și terțiară a proteinelor însoțită de modificări de conformație a
moleculei proteice. Se rup în special legăturile disulfurice și legăturile de hidrogen și nu sunt
rupte legăturile peptidice. Structura primară a proteinelor nu este afectată.
Modificarea hidrofobicității proteinelor începe la temperatura de 45C. Odată cu creșterea
temperaturii apar modificări de conformație, care la 65C rămân moderate, dar se accentuează cu
mărirea în continuare a temperaturii. La 90C solubilitatea proteinelor (în acid acetic) este
puternic afectată ceea ce demonstrează modificări importante ale conformației moleculei.
În urma modificării de configurație a proteinei (are loc desfășurarea lanțurilor
polipeptidice împachetate în spațiu și formarea unui ghem dezordonat) la suprafața moleculei
ajung grupările hidrofobe. Ca urmare, proteina își reduce capacitatea de a reține apa și apare
posibilitatea formării de legături hidrofobe intermoleculare, în urma interacțiunii grupărilor
hidrofobe ajunse la suprafață a moleculelor vecine, rezultând astfel agregate mai insolubile.
De asemenea, se consideră că, modificarea solubilității proteinelor în urma acțiunii
căldurii se datorează formării legăturilor disulfurice interpolipeptidice. Acestea încep să se
formeze la 50C în glutenine și la 75C și în gliadine.
Eliberarea prin coagulare, a unei părți din apa absorbită la frământare, se atribuie
modificării stării de legare a apei în lanțul proteic.
În urma coagulării, proteinele își modifică atacabilitatea la acțiunea enzimelor. Ele devin
mai ușor atacabile la acțiunea enzimelor proteolitice din aluat și la acțiunea enzimelor digestive
ale omului, devenind astfel mai ușor asimilabile.
Gelatinizarea amidonului La frământarea aluatului, amidonul absoarbe o cantitate mică de
apă și se umflă neînsemnat.
La coacere, datorită încălzirii și în prezența apei pusă în libertate de proteinele care
coagulează, amidonul gelatinizează.
Gelatinizarea amidonului constă în umflarea granulei și solubilizarea componentelor sale.
Procesul decurge în două etape :
– umflarea limitată a granulei de amidon (60 – 65C);
– umflarea granulei și solubilizarea macromoleculelor de amidon ( 85C).
Datorită încălzirii aluatului, mobilitatea moleculelor de apă crește și pătrund în granulă
producând umflarea ei. Procesul este însoțit de ruperea legăturilor de hidrogen, pierderea
birefringenței și a cristalinității granulei.
La creșterea în continuare a temperaturii aluatului, legăturile de hidrogen, care mențin
unitatea structurală a granulei, continuă să se rupă, iar moleculele de apă se atașează de grupările
–OH eliberate, favorizând umflarea maximă a granulei și creșterea solubilității ei. Componentele
amidonului care se hidratează complet, preferențial amiloza cu lanțuri scurte, se separă din
97
rețeaua micelară a granulei și difuzează în mediul apos. Vâscozitatea crește prin formarea unei
dispepsii coloidale.
Rezultă un clei de amidon format din granulele umflate, fragmente de granule umflate,
macromolecule de amiloză dispersate, în proporții variabile funcție de condițiile de temperatură,
de gradul de hidratare și de durata coacerii. Structura granulară a amidonului este distrusă.
Prezența glutenului poate reduce difuzia apei spre interiorul granulei de amidon,
constituind astfel un obstacol pentru gelatinizarea ei.
Gelatinizarea este incompletă deoarece conținutul de apă din aluat este insuficient pentru
o gelatinizare completă (în 100 g aluat cu 50% umiditate se găsesc circa 35 g amidon substanță
uscată, adică la 35 părți amidon corespund 50 părți apă; pentru gelatinizarea completă sunt
necesare minim 10 părți apă la o parte amidon). În aluat gelatinizează majoritatea granulelor de
amidon (92 – 94%), dar gelatinizarea are loc numai în straturile periferice ale granulei. Această
gelatinizare nu este uniformă în toată masa aluatului – pâine. Amidonul existent în straturile
periferice ale miezului gelatinizează în măsură mai mare decât cel din straturile centrale, ca
urmare a conținutului de apă liberă și a condițiilor de încălzire diferite.
Gelatinizarea nu se produce în același timp în toată masa aluatului, ci în mod treptat de la
straturile periferice la cele centrale, pe măsura încălzirii lor. Ea decurge rapid în intervalul de
temperatură de 57 – 79C și se încheie la 93 – 99C, adică la sfârșitul coacerii (fig.6.30.).
În urma gelatinizării crește atacabilitatea enzimatică a amidonului.
Fig.6.30. .Modificarea în timpul coacerii a conținutului de granule de
amidon cu membrana distrusă
În coajă, granulele de amidon nu gelatinizează complet. Ele își păstrează în cea mai mare
parte forma, uneori puțin deformată. Granulele mici sunt mai afectate decât cele mari. Spațiile
intergranulare sunt umplute cu un amestec de clei de amidon (amidon gelatinizat) și de proteine
complet denaturate termic.
Crocanța, care corespunde forței necesare pentru a rupe coaja, pare că depinde de prezența
acestui amestec de clei de amidon și proteine denaturate, care înconjoară granulele mari de
amidon puțin modificate. Coaja pâinii obținută din făinuri sărace în granule mici de amidon sau la
care are loc o gelatinizare slabă a granulelor mici, este puțin crocantă și fragilă.
Straturile interioare ale cojii conțin granule de amidon și proteine care sunt prezente într-o
stare intermediară, cuprinsă între cea din coajă și cea din miez. Pentru ca ele să unească coaja de
miez, trebuie să conțină în apropierea cojii exterioare granule de amidon gelatinizate și proteine
coagulate.
Factori care influențează gelatinizarea amidonului la coacere
Principalii factori care influențează gelatinizare sunt: umiditatea aluatului, durata și
temperatura de coacere. Umidități mari ale aluatului, durate lungi de coacere și temperaturi înalte
ale camerei de coacere, fiecare în parte, favorizează procesul de gelatinizare.
98
Asupra gelatinizării mai influențează: gradul de deteriorare a granulelor de amidon,
conținutul de enzime amilolitice, zahărul, sarea, acizii, în special acidul lactic.
Cu cât gradul de deteriorare a amidonului și conținutul de enzime amilolitice sunt mai
mari, cu atât gelatinizarea este mai completă, în primul caz datorită cantității mai mari de apă
absorbită de făină la frământare (granulele de amidon absorb apa în cantități de trei ori mai mari
decât cele nedeteriorate), iar în al doilea caz datorită unei hidrolize mai puternice a amidonului la
coacere în urma căreia amidonul nehidrolizat, care gelatinizează, este în cantitate mai mică.
Sarea, zaharurile în concentrații mari (peste 16%), acizii, măresc temperatura de
gelatinizarea a amidonului.
Gradul de gelatinizare a amidonului influențează însușirile miezului și durata de
prospețime a pâinii. Cu cât gelatinizarea amidonului este mai avansată, cu atât miezul este mai
fraged, mai pufos, mai puțin sfărâmicios și se menține mai mult timp proaspăt. Pâinea cu masă
mare, care se coace un timp mai îndelungat, are amidonul mai mult gelatinizat și se învechește
mai greu.
Modificarea proprietăților reologice ale aluatului în timpul coacerii
În timpul coacerii proprietățile reologice ale aluatului se modifică continuu.
Urmărindu-se variația consistenței aluatului, s-a constatat că la început ea scade, atinge
valoarea minimă la 57C și apoi crește. Scăderea consistenței (fig. 6.31.) se datorează încălzirii
aluatului, apariției apei libere ca urmare a modificării capacității proteinelor de a lega apa, și
activării proteazelor. Apoi, începând cu 60C, temperatură la care începe gelatinizarea
amidonului, apa liberă dispare fiind legată de amidon prin procesul de gelatinizare, și consistența
crește.
Fig.6.31. Variația consistenței aluatului – pâine în funcție de
temperatură (determinată farinografic)
Deoarece încălzirea aluatului are loc treptat de la exterior la interior, înmuierea aluatului
și transformarea lui în miez au loc, de asemenea, treptat de la exterior la interior, în straturi
concentrice.
Începând cu 60C, elasticitatea aluatului–pâine crește și scade compresibilitatea lui. Cum la
această temperatură sunt declanșate procesele coloidale, rezultă că între acestea și proprietățile
fizice ale miezului există o strânsă legătură.
Procese biochimice
În timpul coacerii continuă procesele biochimice inițiate în aluat încă de la frământare:
proteoliza și amiloliza.
Datorită încălzirii aluatului însă, intensitatea lor se modifică, în primul rând datorită
influenței directe a temperaturii asupra enzimelor și în al doilea rând datorită transformărilor
suferite de substrat sub acțiunea căldurii, care îi modifică atacabilitatea enzimatică.
Proteoliza decurge cu viteză maximă la coacere, când are loc încălzirea aluatului.
Intensificarea proteolizei se datorează activității proteazelor, care ating temperatura optimă de
99
activitate în timpul coacerii (top= 45C), și creșterii atacabilității proteinelor în urma coagulării
lor. După atingerea temperaturii optime de activitate, la creșterea în continuare a temperaturii
bucății de aluat, activitatea proteazelor scade iar la 80–85C încetează complet, datorită
denaturării termice a părții proteice a enzimei.
Deoarece, coagularea proteinelor, care începe la 50–60C, decurge cu viteză maximă la 60-
70C, și proteoliza decurge cu viteză maximă la această temperatură.
S-a stabilit că temperatura la care proteoliza decurge cu viteză maximă este influențată de
umiditatea și viteza de încălzire a aluatului. Cu cât umiditatea este mai mare și cu cât încălzirea
decurge mai lent, cu atât este mai mică temperatura maximului de proteoliză. În aluatul, preparat
din făină de grâu, cu umiditatea de 48% și pH 5,85 proteoliza decurge optim la 60C pentru un
timp de coacere de 30 min și la 70C pentru un timp de coacere de 15min. La creșterea umidității
aluatului la 70C, optimul de proteoliză este atins la 50C.
Amiloliza, ca și proteoliza decurge cu viteză maximă la coacere. Intensificarea amilolizei
are loc datorită activării amilazelor, care ating temperatura optimă de activitate la coacere și
creșterii atacabilității enzimatice a amidonului în urma gelatinizării lui. Amidonul chiar parțial
gelatinizat este mult mai ușor hidrolizat de β – amilază decât amidonul crud.
După atingerea temperaturii optime de activitate a enzimelor, la creșterea în continuare a
temperaturii bucății de aluat, activitatea lor scade și la un moment dat, odată cu atingerea
temperaturii de inactivare, se oprește complet.
În momentul gelatinizării amidonului, β–amilaza este distrusă în mare parte (fig.6.32.)
durata ei de acțiune asupra amidonului gelatinizat fiind de numai 2-3 min.
α – Amilaza este distrusă termic la o temperatură mai mare decât β- amilaza, de aceea
durata ei de acțiune asupra amidonului gelatinizat este mai mare (circa 4min). Din acest motiv,
după inactivarea β-amilazei se acumulează în aluat o cantitate de dextrine. Această cantitate este
funcție de activitatea α- amilazei din aluat și de durata de acțiune a acesteia, dependentă la rândul
ei de viteza de încălzire a aluatului.
Fig.6.32. Distrugerea termică a amilazelor pe măsura încălzirii aluatului
1, 2-temperatura centrului miezului pentru bucăți de aluat de mase diferite
În aluatul obținut din făinuri sănătoase, activitatea α – amilazei este mică și cantitatea de
dextrine acumulată este și ea mică (crește cu maxim 15%), iar miezul pâinii are proprietăți fizice
normale. În aluatul preparat din făinuri degradate, cu activitate α amilazică mare (făinuri din
boabe încolțite) cantitatea de dextrine formată este mare (crește cu mai bine de două ori), iar
miezul pâinii este lipicios, neelastic, cu gust dulceag.
Temperatura optimă și temperatura de inactivare a amilazelor sunt funcție de pH. La
creșterea acidității, respectiv la scăderea pH –ului, valorile acestor temperaturi scad. Ca urmare,
în aluaturile mai acide amilazele se inactivează după un timp mai scurt de la introducerea
aluatului în cuptor.
100
Deoarece
α–amilaza este mai sensibilă la aciditate decât β–amilaza, pentru limitarea
activității α–amilazei în timpul coacerii, la prelucrarea făinurilor cu activitate α–amilazică mare
(făina obținută din grâu încolțit, făina de secară) vor fi folosite valori mai mari pentru aciditate
față de valorile obișnuite. Creșterea acidității la valori corespunzătoare pH–ului de 4,3 – 4,5
inactivează α – amilaza în primele minute de coacere și asigură o cantitate normală de dextrine,
respectiv un miez normal.
Gradul de hidroliză a amidonului este influențat de activitatea amilolitică a făinii și în
special de conținutul de α-amilază și de pH-ul aluatului. Cu cât conținutul de enzime amilolitice
și pH-ul sunt mai mari cu atât este hidrolizat mai mult amidon la coacere; crește cantitatea de
dextrine acumulate și scade cantitatea de amidon care gelatinizează, ambele procese având
influență negativă pentru însușirile fizice ale miezului, care se obține umed, lipicios.
Hidroliza amidonului mai este influențată de viteza de încălzire a aluatului, respectiv de
poziția stratului de aluat în bucata de aluat, care determină timpul de acțiune al enzimei.
În straturile superficiale ale aluatului și în bucățile de aluat cu masă mică, datorită încălzirii
mai rapide a acestora, timpul de acțiune a amilazelor asupra amidonului și deci gradul de
hidroliză sunt mai mici față de straturile centrale și respectiv față de bucățile de aluat cu masă
mare.
În aluatul preparat din făină sănătoasă, la coacere hidrolizează 9–10% din cantitatea totală de
amidon, în timp ce în aluatul preparat din făină obținută din boabe încolțite, peste 20 %.
Glucidele reducătoare rezultate din hidroliza amidonului în prima parte a coacerii sunt
consumate în procesele fermentative.
Procesele biochimice care au loc în aluat la coacere influențează proprietățile fizice ale
miezului, culoarea cojii și aroma pâinii.
Formarea culorii cojii
Potrivit cunoștințelor actuale, culoarea cojii este condiționată în cea mai mare parte de
formarea unor substanțe închise la culoare numite melanoidine. Melanoidinele se formează la
coacerea aluatului prin reacția neenzimatică de tip Maillard, de interacțiune dintre glucidele
reducătoare și produsele de hidroliză ale proteinelor cu grupare amino liberă, în special
aminoacizi. [NUME_REDACTAT] este un proces complex, format dintr-o succesiune de reacții cu
caracter oxido- reducător, care are ca produs final melanoidinele .
Intensitatea reacției de melanoidinizare este condiționată de cantitatea de glucide
reducătoare și aminoacizi prezentă în aluat și deci de intensitatea cu care decurg procesele
biochimice, de hidroliză a amidonului și a proteinelor.
De asemenea, reacția Maillard este influențată de temperatură, pH și activitatea apei. Ea are
loc în special după ce stratul exterior al aluatului atinge temperatura de 100C și intensitatea ei
crește cu temperatura, la pH5 și activitatea apei la 0,4.
Ca urmare a participării aminoacizilor în reacția de formare a melanoidinelor, conținutul de
aminoacizi din coajă este mult mai mic decât în miez (conținutul de aminoacizi din coajă scade la
coacere cu 72–75 %, în timp ce la pâinea întreagă cu 28–33%). Pierderile cele mai mari sunt în
lizină, cu peste 50%, arginină, histidină și triptofan, aminoacizi care favorizează reacția de
îmbrunare. Din această cauză valoarea proteică a cojii scade.
În culoarea cojii mai intervin, cu rol secundar, produsele care iau naștere în procesul de
caramelizare a glucidelor din coajă.
Formarea culorii normale a cojii are loc la temperatura de 130-170C. La temperaturi peste
170-175C coaja începe să se carbonizeze.
Pentru ca pâinea să rezulte cu coajă normal colorată este necesar ca aluatul să conțină
înainte de coacere 2–3% glucide nefermentate raportate la substanța uscată. Făinurile cu
capacitate mare de formare a glucidelor reducătoare dau produse cu coajă intens colorată, iar cele
cu capacitate redusă (făinuri albe) dau produse cu coajă palidă.
101
Procese microbiologice
Microbiota aluatului continuă să activeze în timpul coacerii până când, în aluat, este atinsă
temperatura la care este distrusă termic. Deoarece încălzirea aluatului se produce treptat de la
exterior la interior și microbiota aluatului va fi distrusă treptat. În straturile exterioare, care se
încălzesc rapid, microbiota moare imediat după începerea coacerii, în timp ce în straturile
interioare, care se încălzesc mai lent, ea activează un anumit timp, având drept rezultat formarea
de gaze, care vor mări volumul aluatului–pâine și formarea de acizi.
Fermentația alcoolică Pe măsura încălzirii diferitelor straturi ale aluatului până la
temperatura de 35C, temperatură optimă pentru fermentația alcoolică, drojdia devine mai activă
și procesul de fermentație se accelerează. La 40C activitatea drojdiei continuă să fie foarte
intensă; peste această temperatură activitatea ei scade, mai pronunțat peste 45C și la 50C
încetează complet.
Fermentația lactică își modifică și ea intensitatea. La început, pe măsura încălzirii aluatului
până la temperatura optimă de activitate a bacteriilor, 35C pentru bacteriile netermofile și la 48–
54C pentru bacteriile termofile, fermentația este accelerată; apoi după depășirea acestei
temperaturi activitatea bacteriilor scade, iar la 60C încetează complet. Bacteriile lactice termofile
de tipul Lactobacillus delbrüeckii pot să-și păstreze o anumită activitate și până la temperaturi
mai înalte (75–80C).
Practic se consideră că la 60C activitatea microbiotei aluatului încetează complet.
Modificarea acidității și a conținutului de alcool în aluat în timpul coacerii
Deși, în timpul coacerii, în bucata de aluat continuă un anumit timp procesele
microbiologice, care măresc conținutul în substanțe cu caracter acid al aluatului, pâinea proaspăt
coaptă are aciditatea mai mică decât aluatul din care s-a obținut. Scăderea acidității în timpul
coacerii se datorează pierderii prin volatilizare a unei părți a dioxidului de carbon și acizilor
volatili. Ea este influențată de natura produselor acide acumulate în procesul de fermentație, de
viteza de încălzire a bucății de aluat, de mărimea și forma ei.
De asemenea, scade conținutul de alcool, datorită evaporării, cu 50-80% (tabel 6.10.).
Tabel 6. 10. Modificarea acidității și a conținutului de alcool la coacere
6.1.2. Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii
La introducerea aluatului în cuptor, aluatul își mărește imediat volumul. Apoi creșterea
volumului este mai lentă și la un moment dat se oprește. Volumul și forma pâinii obținute până în
acest moment se păstrează neschimbate până la sfârșitul coacerii . În unele cazuri, poate avea loc
la sfârșitul coacerii o oarecare scădere a volumului pâinii, datorită contractării cojii, care se
produce în urma deshidratării ei (fig. 6.33.).
Din punct de vedere al modificării volumului aluatului, procesul de coacere poate fi
împărțit în două perioade :
I – perioada volumului variabil, de la τ0 la τc, și
II – perioada volumului constant, de la τc la τfinal.
Creșterea volumului aluatului în prima perioadă este condiționată de doi factori: volumul și
presiunea gazelor din aluat și capacitatea aluatului de reținere a gazelor
102
Fig.6.33. Modificarea volumului aluatului în timpul coacerii
Volumul și presiunea gazelor din aluat cresc în timpul coacerii, pe seama formării
dioxidului de carbon în prima perioadă de coacere până la inactivarea termică a drojdiei, a
dilatării termice a aerului și a dioxidului de carbon prezenți în aluat în momentul introducerii
acestuia în cuptor, a trecerii în stare gazoasă a alcoolului și a dioxidului de carbon existenți în
stare dizolvată în aluat.
Datorită creșterii volumului și presiunii gazelor, acestea vor exercita asupra cojii tensiuni
de întindere. Aceste tensiuni vor putea fi preluate și coaja va rezulta fără crăpături dacă ea va fi
suficient de extensibilă.
Pentru menținerea extensibilității cojii, în perioada creșterii volumului aluatului, în camera
de coacere, în primele minute de coacere se creează o atmosferă umedă de vapori. Aceștia vor
condensa pe suprafața bucății de aluat, mult mai rece decât vaporii de apă și astfel va fi întârziată
deshidratarea cojii însoțită de rigidizarea ei, și deci va fi întârziată pierderea extensibilității.
Capacitatea aluatului de reținere a gazelor depinde de proprietățile de panificație ale
făinii din care s-a obținut și de modul în care a fost prelucrat aluatul până în acest moment.
Creșterea volumului aluatului sub presiunea gazelor din interior, este posibilă în prima
parte a coacerii deoarece aluatul are o structură nestabilizată, nerigidizată.
Încetinirea și apoi oprirea creșterii volumului aluatului odată cu creșterea temperaturii
acestuia, se datorează rigidizării cojii și formării unui strat de miez cu structură rezistentă sub
coajă. Experimental, s-a stabilit că, oprirea creșterii volumului aluatului are loc când coaja atinge
grosimea de 0,8–1 mm și temperatura de 110–112C, iar stratul de miez de sub coajă are
grosimea de 1,8-2,5 cm. Acest moment coincide cu atingerea în centrul miezului a temperaturii
de circa 60C, când încep gelatinizarea amidonului și coagularea proteinelor, procese prin care
aluatul trece în miez cu structură stabilizată.
Grosimea stratului de miez format sub coajă, la care se oprește creșterea în volum a
aluatului, este cu atât mai mare cu cât masa pâinii este mai mare.
Din acest moment (după τc), creșterea volumului nu mai este posibilă atât datorită formării
cojii rezistente, rigide, cât și transformării aluatului în miez cu structură stabilă.
Durata perioadei volumului variabil (Lisovenko, 1976) este circa 0,4 din durata totală de
coacere. O durată prea scurtă sau prea lungă a acestei perioade conduce la produse cu volum mic.
Temperatura înaltă a camerei de coacere și masa mică a produsului reduc durata perioadei
volumului variabil. În aceste cazuri încălzirea aluatului este accelerată iar procesele de
gelatinizare a amidonului și coagulare a proteinelor încep devreme, ceea ce reduce durata creșterii
volumului produsului.
O durată prea mare a volumului variabil și o fixare prea înceată a volumului și formei
pâinii, pot duce la lățirea pâinii coapte pe vatră și la reducerea volumului ei datorită înrăutățirii
proprietăților reologice ale aluatului sub influența căldurii.
103
Încălzirea aluatului de la vatră în prima perioadă de coacere influențează creșterea în volum
a aluatului.
Temperatura optimă a vetrei pentru volumul pâinii este 200C. Până la această temperatură
creșterea volumului este mai pronunțată la temperaturi mai înalte ale vetrei.
Creșterea în volum a diferitelor straturi ale bucății de aluat este diferită. Ea este cu atât mai
mare cu cât stratul de aluat este situat mai sus. Straturile inferioare care suportă presiunea
straturilor superioare cresc în volum mai puțin decât acestea. Ca urmare porozitatea pâinii nu este
uniformă. Ea este mai mare în partea superioară și mai mică în partea inferioară, apropiată de
vatră.
Schema generală a proceselor care au loc în aluat în timpul coacerii
Așa cum s-a arătat, în aluatul supus coacerii se succed o serie de procese care după ce ating
o intensitate maximă, se opresc, efectul acestor procese fiind transformarea aluatului în miez.
Schematic succesiunea acestor procese și temperatura la care au loc, poate fi prezentată
astfel:
30–40C – continuă umflarea proteinelor și amidonului, se accelerează procesele
enzimatice și microbiologice, are loc creșterea în volum a aluatului;
40–60C – are loc umflarea amidonului și începe coagularea proteinelor, iar procesele
enzimatice se accelerează, activitatea microbiotei fermentative încetează și la suprafața aluatului
se formează o crustă;
60–90C – încetează activitatea enzimelor proteolitice și amilolitice, gelatinizarea
amidonului atinge maximum și se încheie coagularea proteinelor, toate aceste având drept urmare
formarea miezului;
90–100C – se încheie gelatinizarea amidonului și se desăvârșește formarea melanoidinelor
și caramelizarea glucidelor.
6.2. REGIMUL DE COACERE
Regimul de coacere este caracterizat prin parametrii camerei de coacere : temperatura și
umiditatea relativă. Se au în vedre temperatura camerei de coacere, temperatura vetrei,
temperatura bolții și a suprafețelor laterale, adică temperatura tuturor elementelor care
cedează căldură aluatului supus coacerii.
În compararea regimurilor de coacere realizate pe două cuptoare identice, se utilizează
temperatura mediului camerei de coacere.
Regimul optim de coacere
Cercetarea proceselor care au loc la coacere au permis formularea unor condiții generale
care caracterizează regimul optim de coacere a pâinii prin radiație – convecție.
Din punct de vedere al regimului de coacere procesul de coacere poate fi împărțit în două
perioade :
Prima perioadă cuprinde perioada de coacere până la atingerea în centrul bucății de aluat a
temperaturii de 50 – 60C. Ea coincide cu perioada volumului variabil al produsului și se
subîmparte în două părți :
Prima parte a acestei perioade de coacere are o durată de 2–3 min și decurge într-o
atmosferă umedă, cu umiditatea relativă de 70-80% și la temperatură relativ scăzută a mediului
camerei de coacere 110–120C, dar cu un aflux de căldură intens de la vatră (temperatura vetrei
circa 200C).
Scopul acestei prime părți a coacerii este condensarea maximă a vaporilor de apă introduși
în camera de coacere pe suprafața bucății de aluat. Condensarea aburului are rolul:
– să evite formarea timpurie a cojii și să o mențină în stare extensibilă pentru a permite
creșterea maximă în volum a aluatului;
104
– facilitează gelatinizarea amidonului însoțită de apariția unui aspect lucios al cojii;
– limitează pierderile la coacere.
Vaporii de apă introduși în camera de coacere, întâlnind suprafața relativ rece a aluatului,
condensează. Prin condensare, vaporii cedează bucății de aluat căldura de vaporizare. Cantitatea
de căldură cedată aluatului prin condensarea aburului atinge valori mari (q = 2000–3000W/m2
suprafață aluat).
Din acest motiv suprafața aluatului se încălzește rapid și numai după 100 – 180 secunde
depășește temperatura punctului de rouă. La această temperatură condensarea umidității
încetează.
Pentru a evita accelerarea încălzirii aluatului până la temperatura punctului de rouă și deci
pentru a evita scurtarea duratei de condensare a aburului la suprafața aluatului, temperatura
camerei de coacere în această fază trebuie să fie relativ scăzută (110–120C).
În condiții optime, pe 1 m2 suprafață de aluat condensează 0,14–0,16kg abur. De cantitatea
de abur condensată este legat luciul cojii produsului, care se formează datorită gelatinizării
amidonului din straturile de la suprafața aluatului.
Bucata de aluat continuând să se încălzească, suprafața ei atinge temperatura termometrului
umed și din acest moment începe procesul de evaporare a apei, proces care se accelerează o dată
cu atingerea de către suprafața aluatului a temperaturii de evaporare a apei. Prelungirea mai
departe a prelucrării hidrotermice nu este rațională deoarece condensarea nu mai are loc și începe
procesul de evaporare.
Durata aceste porțiuni se modifică neînsemnat cu însușirile aluatului și sortul produsului.
Mărirea umidității relative în camera de coacere peste 80% are influență mică asupra
procesului. Scăderea ei însă, în zona prelucrării hidrotermice scade temperatura punctului de rouă
și ca urmare scad durata prelucrării hidrotermice și cantitatea de umiditate condensată pe
suprafața aluatului.
Produsul se obține cu volum redus, coajă mată și crăpată.
Încălzirea bucății de aluat în această fază a procesului de coacere se face la partea
superioară în principal pe seama căldurii de condensare a aburului și la partea inferioară prin
conducție.
Încălzirea prin radiație trebuie redusă la minim pentru evitarea creșterii temperaturii
stratului superficial al aluatului și supraîncălzirea vaporilor de apă, care reduc procesul de
condensare.
Pentru asigurarea unui transfer de căldură prin conducție optim, este necesar ca
temperatura vetrei în această fază să fie de cca 200C. Încălzirea intensă la partea inferioară
favorizează obținerea produselor de calitate; încălzirea insuficientă întârzie formarea structurii
miezului și produsele se obțin aplatizate.
Umiditatea relativă de 70–80% a camerei de coacere se poate realiza prin introducerea
directă a apei în camera de coacere încălzită, unde se evaporă (cuptorul Dampf) sau prin
introducerea aburului saturat de joasă presiune 1.104 – 2.104 Pa (cuptoarele tunel, cuptorul cu
vetre suprapuse).
Creșterea presiunii aburului peste aceste valori este însoțită de creșterea temperaturii și
respectiv creșterea căldurii cedată aluatului prin condensare, având drept urmare încălzirea rapidă
a suprafeței aluatului și deci scăderea cantității de abur condensat.
Gradul de umectare a mediului camerei de coacere în prima fază și intensitatea condensării
aburului pe suprafața bucății de aluat influențează în mare măsură desfășurarea procesului de
coacere.
Partea a doua a primei perioade de coacere durează de la sfârșitul prelucrării hidrotermice
până la atingerea în centrul bucății de aluat a temperaturii de 50– 60C. Ea are loc în absența
aburului și la temperatură mare a camerei de coacere, 220–280C. Această temperatură este
necesară pentru a asigura o diferență mare de temperatură între camera de coacere și bucata de
105
aluat și respectiv un transfer maxim de căldură aluatului supus coacerii. În această fază aburul nu
mai este necesar din punct de vedere tehnologic; în plus prezența lui ar diminua transferul de
căldură prin radiație și deci formarea cojii.
Încălzirea bucății de aluat are loc prin conducție de la vatră prin suprafața inferioară și prin
radiație și convecție prin suprafața superioară.
Datorită încălzirii puternice, deplasarea umidității în bucata de aluat se face în principal
prin termodifuzie.
La sfârșitul acestei perioade produsul are formă și volum stabilizate. Temperatura mare a
camerei de coacere favorizează și formarea cojii, importantă pentru păstrarea formei produsului și
pentru acumularea substanțelor de aromă.
Temperatura camerei de coacere în această perioadă variază în limitele 220 – 280C în
funcție de: gradul de încărcare al vetrei, însușirile aluatului, masa și forma bucății de aluat.
Relația grad de încărcare a vetrei – temperatura cameră de coacere constă în realizarea unui
echilibru între aportul de căldură în spațiul de coacere și consumul de căldură de către bucățile de
aluat supuse coacerii. De aceea, la creșterea încărcării vetrei se mărește temperatura camerei de
coacere și invers.
La coacerea aluatului preparat din făină slabă, a aluatului suprafermentat sau cu consistență
mică se recomandă folosirea unor temperaturi mai mari în camera de coacere în scopul fixării mai
rapide a formei produsului și evitarea aplatizării lui.
La stabilirea temperaturii camerei de coacere se ține seama și de masa și forma produsului,
cunoscând că produsele de masă mare și formă rotundă se încălzesc mai lent decât produsele de
masă mică și format lung.
Perioada a doua de coacere are rolul să desăvârșească procesul de coacere, de formare și
colorare a cojii. În consecință aportul de căldură nu trebuia să fie prea mare, iar umiditatea
relativă din camera de coacere să fie cât mai mică.
Temperatura optimă pentru această perioadă de terminare a coacerii este de 180–200C.
Diferența de temperatură dintre camera de coacere și coaja produsului este mică
(temperatura cojii 170–180C) și cantitatea de căldură recepționată de produs este mică.
De asemenea, diferențele de temperatură din interiorul produsului supus coacerii sunt mici
și de aceea fluxul intern de căldură este mic.
Creșterea temperaturii camerei de coacere în această fază de coacere ar accelera foarte
puțin încălzirea straturilor centrale ale miezului. Ea conduce însă la adâncirea zonei de evaporare,
respectiv la îngroșarea cojii și creșterea nejustificată a pierderilor la coacere. Poate avea loc și
supraîncălzirea stratului superficial al cojii însoțită de colorarea excesivă și formarea compușilor
cu gust amar.
Cantitatea totală de căldură consumată în procesul coacerii, după Auerman, trebuie să fie
repartizată astfel: 2/3 în prima fază de coacere și 1/3 în faza a doua.
6.3. DURATA COACERII
Durata de coacere este un parametru important al regimului tehnologic. Ea se stabilește
prin probe de coacere și se înscrie în rețeta de fabricație a produsului.
Durata de coacere influențează calitatea produsului, pierderile la coacere și deci
randamentul în pâine, productivitatea cuptorului și consumul de combustibil.
Durate scurte de coacere conduc la produse cu coajă palidă și chiar produse necoapte, ce nu
pot fi consumate, iar durate lungi la produse cu coajă groasă, pierderi mărite la coacere, consum
mărit de combustibil (energie), productivitate scăzută a cuptorului.
Durata de coacere variază în limite mari în funcție de următorii factori:
–
–
masa și forma produsului;
proprietățile și compoziția aluatului supus coacerii;
106
–
–
–
modul de coacere, pe vatră sau în formă;
încărcarea vetrei;
caracteristicile cuptorului și regimul de coacere.
Produsele cu masă mică au suprafața specifică mai mare, deci suprafață receptoare de
căldură mai mare și distanța până la centru termic mai mică decât cele cu masă mare, din care
cauză ele se coc mai repede decât acestea. Din aceleași motive pâinea de format lung se coace un
timp ceva mai scurt decât pâinea de format rotund.
Aluaturile provenite din făinuri slabe, cele de consistență mică sau suprafermentate se coc
un timp mai scurt și la temperaturi ceva mai înalte decât aluaturile normale, în scopul scurtării
perioadei de acțiune a căldurii (premergătoare coagulării) asupra glutenului, care îi înrăutățește
proprietățile reologice.
Produsele preparate cu adaos de grăsimi, lapte, zahăr ș.a. se coc un timp mai mare față de
produsele simple de aceeași masă. De asemenea, coacerea în forme prelungește durata de coacere
față de coacerea pe vatră.
Mărirea încărcării vetrei cuptorului prelungește durata de coacere, iar creșterea temperaturii
cuptorului și umectarea camerei de coacere în faza inițială a coacerii accelerează încălzirea și
reduc timpul de coacere.
Determinarea sfârșitului coacerii
Determinarea sfârșitului coacerii se poate face prin metode subiective, pe cale
organoleptică și prin metode obiective.
Metoda organoleptică constă în aprecierea gradului de coacere a pâinii după indici
organoleptici și anume :
– culoarea cojii și masa relativă a pâinii; pâinea coaptă are coaja rumenă și prin balansare
în mână pare ușoară în raport cu volumul ei;
– sunetul produs prin ciocănirea cojii de vatră; dacă sunetul este clar, deschis (sec) pâinea
este bine coaptă;
– elasticitatea miezului prin apăsarea rapidă și ușoară cu degetul a miezului, acesta trebuie
să revină la starea inițială. In acest scop pâinea trebuie ruptă iar o apreciere foarte bună se poate
face numai după răcirea ei, ceea ce nu asigură o operativitate în controlul procesului de coacere.
Culoarea cojii nu este concludentă pentru aprecierea sfârșitului coacerii deoarece pâinea
poate avea coaja normală chiar dacă nu este bine coaptă, atunci când coacerea s-a făcut la
temperatură ridicată sau în cazul preparării aluatului din făină cu capacitate mare de formare a
glucidelor reducătoare (făină din boabe încolțite), după cum pâinea poate fi coaptă și să aibă coajă
palidă când coacerea s-a făcut la temperatură scăzută sau în cazul folosirii unei făini cu capacitate
mică de formare a glucidelor reducătoare (făină tare la foc).
Metoda se aplică de către brutarii practicieni.
Metoda obiectivă
Determinarea temperaturii centrului miezului. Dintre metodele obiective propuse pentru
determinarea sfârșitului coacerii în producție se folosește exclusiv metoda bazată pe determinarea
temperaturii centrului miezului.
La această metodă s-a ajuns în urma studiului cineticii încălzirii bucății de aluat în procesul
de coacere, când s-a observat că partea centrală a aluatului atinge temperatura de 93–97C numai
la sfârșitul coacerii și nu depășește această valoare. Pe baza acestei observații s-a ajuns la
concluzia că se poate determina sfârșitul coacerii prin măsurarea temperaturii centrului miezului.
În acest scop s-au construit termometre speciale prevăzute cu ace. Se poate folosi și
termometrul obișnuit (tip baghetă).
Pentru evitarea răcirii miezului și învingerea inerției termice, termometrul este în prealabil
încălzit la o temperatură cu 5-7C mai joasă decât temperatura presupusă din pâine.
Pentru măsurarea temperaturii termometrul trebuie să fie introdus în centrul miezului din
partea laterală a cojii, paralel cu cea inferioară, la jumătatea înălțimii, astfel ca rezervorul
termometrului să ajungă în mijlocul bucățiii de pâine.
107
Temperatura din centrul pâinii, pentru o pâine bine coaptă, este de 93–97C în funcție de
masa pâinii, regimul termic de coacere, caracteristicile cuptorului.
Metoda este simplă și operativă.
6.4. PIERDERI DE MASĂ LA COACERE
În timpul coaceri pâinea pierde din masa sa. Aceste pierderi sunt pierderi de umiditate și de
substanță uscată.
Pierderile de umiditate reprezintă 95–96 % din pierderile totale de coacere și rezultă din
apa care se evaporă din straturile exterioare ale aluatului care se transformă în coajă.
Pierderile de substanță uscată au o pondere mică, 4–5% din pierderile totale, și rezultă din
pierderile de alcool, dioxid de carbon și alte substanțe volatile existente în aluat, rezultate prin
fermentarea glucidelor, care se pierd în spațiul de coacere.
Pierderile la coacere sunt inevitabile. Ele reprezintă ponderea pierderilor tehnologice la
prepararea pâinii.
Pierderile totale, Pc , se calculează ca diferență între masa aluatului introdus la coacere Mal
și masa pâinii rezultate Mp.
Pc = Mal – [NUME_REDACTAT] rezultă din bilanțul de materiale al procesului de coacere:
Mal = Mp + [NUME_REDACTAT] relative, pc %, se exprimă în procente față de masa aluatului intrat la coacere.
⋅100
M al
Ele au valori de 6 – 22% și anume 6 – 13 % pentru pâine și 17 – 22 % pentru produsele
mărunte de franzelărie. Aceste valori variază cu o serie de factori : masa și forma produsului,
modul de coacere, pe vatră sau în formă, umiditatea aluatului, temperatura și umiditatea relativă a
camerei de coacere, durata de coacere.
Produsele de masă mare și de format rotund pierd mai puțin la coacere decât produsele de
masă mică și cele de format lung, deoarece în primul caz suprafața specifică a produselor,
respectiv suprafața de pierdere a umidității este mai mică decât în cel de-al doilea caz.
Din aceleași motive pâinea coaptă pe vatră pierde mai mult la coacere decât pâinea coaptă
în formă de aceeași masă.
Creșterea umidității aluatului și a grosimii cojii măresc pierderile de umiditate și respectiv
pierderile totale.
O mare influență asupra pierderilor are regimul de coacere. Pierderile sunt cu atât mai mari
cu cât temperatura camerei de coacere este mai mare; pentru reducerea lor, ultima parte a coacerii
trebuie să decurgă la temperaturi care depășesc numai cu puțin temperatura suprafeței cojii (180-
200C).
Umiditatea relativă mare din camera de coacere în primele 2–3 min de coacere reduce
pierderile, iar prelungirea duratei de coacere le mărește.
6.5. CONSUMUL DE CĂLDURĂ PENTRU COACEREA PÂINII
Căldura absorbită de aluat la coacere, Qcp, se consumă pentru transformarea aluatului în
pâine, adică pentru formarea miezului Qm și a cojii Qc, și pentru evaporarea apei și
supraîncălzirea aburului rezultat Qwev.
108
Qcp = Qm +Qc + [NUME_REDACTAT] = Mm.c m (tm-tal)
Qc = Mc.cc (tc-tal)
Qwev= Wev(h”-h)
unde: Mm, Mc – reprezintă masa miezului și masa cojii, în kg; cm, cc – capacitatea termică
masică a miezului și respectiv a cojii, în kj/(kg.k); tm, tc – temperatura miezului și temperatura
cojii, înC; tal – temperatura aluatului, înC; Wev – apa evaporată, în kg; h”, h – entalpia
aburului supraîncălzit, respectiv entalpia apei din aluat, în kj/kg.
Experimental s-a observat că, consumul de căldură pentru formarea miezului și cojii este
aproape constant, indiferent de condițiile de coacere și egal cu circa 180 Kj/kg produs, variațiile
consumului de căldură fiind determinate de variația cantității de căldură consumată pentru
evaporarea apei, QWev. Pentru fiecare procent de umiditate pierdută, consumul de căldură crește
cu circa 34 Kj/kg produs.
În consecință, cu cât pierderile de umiditate la coacere vor fi mai mari, cu atât va fi mai
mare consumul total de căldură. (fig.6.34.).
Formarea cojii presupune evaporarea unei cantități de apă, deci un consum de căldură
pentru evaporare și supraîncălzirea vaporilor formați corespunzător camerei de coacere.
Procesul de evaporare, și deci consumul de căldură corespunzător sunt inevitabile.
Consumul minim de căldură pentru coacere corespunde formării cojii cu grosime normală.
Creșterea grosimii cojii mărește cantitatea de apă evaporată și respectiv consumul de căldură.
Fig.6.34. Variația consumului de căldură la coacere în funcție de
pierderile de umiditate.
Reducerea consumului de căldură pentru coacere va fi deci posibilă prin obținerea
produselor cu coajă de grosime normală, produsele cu coajă groasă consumând la coacere o
cantitate mai mare de căldură.
109
6.6. CUPTOARE
Coacerea pâinii se realizează în cuptoare de construcție specială.
Părțile principale ale unui cuptor sunt: camera de coacere, sistemul de încălzire, instalația
de aburire, carcasa cuptorului, aparatura de măsură și control.
Camera de coacere este formată din vatră, boltă, pereți laterali, spațiul de coacere,
deschideri pentru încărcare și descărcare. Aici are loc coacerea aluatului și în acest scop se
creează condiții de temperatură și umiditate relativă necesare desfășurării procesului de coacere.
Sistemul de încălzire realizează arderea combustibilului și transmiterea căldurii rezultate în
camera de coacere. Este format din focar, unde are loc arderea combustibilului, și sistemul de
transmitere a căldurii în camera de coacere, care poate fi format din țevi de apă-abur sau canale
de gaze.
În cazul cuptoarelor electrice, sistemul de încălzire constă în rezistențe electrice așezate
deasupra și sub vatră.
Instalația de aburire are rolul de a crea în spațiul de coacere o atmosferă umedă de vapori
necesară primelor minute de coacere. Ea constă în țevi perforate alimentate cu abur de joasă
presiune sau cu apă. Pentru evitarea supraîncălzirii aburului și accelerării încălzirii suprafeței
bucății de aluat, care ar reduce cantitatea de abur ce condensează pe suprafața aluatului, în zona
de aburire încălzirea camerei de coacere la partea superioară trebuie să lipsească.
Carcasa cuptorului este de zidărie sau metalică cu izolație termică.
Aparatura de măsură și control constă în general, din termocupluri care măsoară
temperatura din camera de coacere și transmite informația la tabloul de comandă al arzătorului
sau la tabloul de control.
[NUME_REDACTAT] de panificație sunt de diverse tipuri. Clasificarea lor se face după
mai multe criterii :
– după modul de funcționare, cuptoarele pot fi : cu funcționare discontinuă sau cu
funcționare continuă;
– după construcția vetrei: cuptoare cu vatră fixă și cuptoare cu vatră mobilă;
– după modul de încălzire :cuptoare cu încălzire directă și cuptoare cu încălzire indirectă.
La cuptoarele cu încălzire directă a camerei de coacere, camera de coacere funcționează
și ca focar, coacerea alternând cu încălzirea.
La cuptoarele cu încălzire indirectă a camerei de coacere, camera de coacere este diferită
de focar. După agentul de încălzire folosit, aceste cuptoare pot fi:
– cuptoare încălzite cu abur saturat de înaltă presiune;
– cuptoare încălzite cu gaze de ardere fierbinți;
– cuptoare încălzite cu recircularea gazelor uzate;
– cuptoare încălzite mixt, cu abur saturat de înaltă presiune și gaze de ardere;
– cuptoare încălzite electric cu rezistențe.
Clasificarea cuptoarelor după modul de încălzire este cea mai utilizată.
110
Cuptoare încălzite cu recirculare de gaze uzate
Cuptorul cu vetre suprapuse
Este un cuptor metalic, ușor cu 2….5 camere de coacere așezate suprapus, pe verticală (fig.
6.35.). Cuptorul are carcasa 1 confecționată din oțel inoxidabil căptușită cu vată de sticlă pentru
izolare termică. În interior ea închide camerele de coacere 2. Fiecare cameră de coacere are vatra
3, confecționată din plăci refractare, iar la boltă are grila 4.
Încălzirea camerelor de coacere se face cu amestec de gaze primare și gaze recirculate, care
circulă printr-o serie de canale dispuse deasupra și sub fiecare cameră de coacere, încălzindu-le.
Focarul 5 este așezat în partea inferioară a cuptorului. Tot aici se află ventilatorul radial 6,
care asigură circulația agentului de încălzire în jurul camerelor de coacere.
Fig. 6.35. Cuptor cu vetre suprapuse.
Gazele de ardere rezultate în focar în amestec cu gazele recirculate sunt aspirate de
ventilator și dirijate în canalul magistral 7, de unde ajung în canalele de încălzire 8, situate
deasupra și sub fiecare cameră de coacere.
Debitul de gaze de încălzire, se reglează cu ajutorul clapetelor 9.
După ce străbat canalele de încălzire, unde cedează cea mai mare parte din căldura lor,
gazele uzate sunt colectate în canalul magistral 10, de unde o parte se amestecă cu gazele
fierbinți, iar altă parte este dirijată în atmosferă prin racordul 11.
Pentru umectarea camerelor de coacere în primele minute ale procesului, în apropierea
focarului este plasat generatorul de aburi 12, care este scăldat de gazele fierbinți rezultate în
focar prin arderea combustibilului.
Cuptorul este prevăzut cu boilerul 13 pentru încălzirea apei.
Cuptoare cu rezistențe electrice
S-au construit cuptoare de diferite tipuri, cu leagăne, tunel, cu încălzire electrică.
Cuptoarele au aceeași formă constructivă cu cele încălzite cu gaze. Deosebirea constă în faptul că
locul canalelor de gaze este luat de elementele de încălzire electrică. Acestea se montează pe
lățimea camerei de coacere deasupra și sub vatră.
Elementele de încălzire se repartizează în camera de coacere pe zone de coacere, potrivit
nevoilor procesului de coacere, analog cu canalele de încălzire.
111
Cuptorul BN – 25 cu încălzire electrică
Cuptorul (fig. 6.36.) constă din camera de coacere de tip tunel 1 în care se deplasează
banda – vatră 2.
Fig. 6.36. Cuptorul BN – 25 cu încălzire cu rezistențe electrice.
Încălzirea cuptorului se realizează cu ajutorul elementelor de încălzire electrică, în care
rezistența sub formă de spirală este introdusă în discuri de ceramică cu orificii.
Cuptorul are patru zone de încălzire în care elementele de încălzire electrică 3 sunt așezate
deasupra și sub bandă. În zona de alimentare cu aluat sunt instalate elemente de încălzire electrică
4 pentru preîncălzirea benzii.
Elementele de încălzire pot fi cuplate manual sau automat.
Umectarea camerei de coacere de realizează prin patru țevi perforate 5 alimentate cu abur
de joasă presiune și acoperite cu clopotul 6. La acest cuptor în zona de aburire lipsesc elementele
de încălzire la partea superioară, ceea ce îmbunătățește condițiile de condensare a aburului pe
suprafața bucății de aluat. Se reduce astfel consumul de abur.
Îndepărtarea amestecului de abur – aer din camera de coacere se face prin hotele 7 și
canalul 8 racordate la ventilatorul 9.
Cuptorul are carcasă metalică și izolație din vată minerală.
Avantajele cuptoarelor electrice
Cuptoarele electrice prezintă o serie de avantaje față de celelalte tipuri de cuptoare :
– nu au pierderi de energie cu gazele evacuate și pierderile de căldură în mediul
înconjurător sunt mai mici, deoarece având o construcție mult mai simplă, fără focar și canale, au
o izolație mai omogenă. Ca urmare randamentul termic al acestor cuptoare este superior celorlalte
tipuri de cuptoare;
– absența focarului, a elementelor de transmiterea căldurii, a ventilatorului etc. permite o
construcție ușoară care poate fi amplasată la orice etaj;
– permit realizarea condițiilor de igienă mai bune ;
– au o elasticitatea tehnologică mare, putând realiza o gamă mare de regimuri de coacere;
–
permit automatizarea procesului de coacere.
În evaluarea economiei de anergie realizată de cuptorul electric trebuie să se țină seama și
de randamentul stației electrice de alimentare. De aceea ele sunt eficace economic când sunt
situate în apropierea producătorilor de energie electrică (centrale sau hidrocentrale).
Cuptoare încălzite cu aer cald
Principiul de încălzire
Agentul de încălzire este aerul cald, supraîncălzit, care circulă în jurul bucăților de aluat
supuse coacerii. Transferul de căldură de la agentul termic la bucățile de aluat se realizează prin
convecție forțată și radiație. Pentru a realiza o intensitate suficientă a transferului de căldură,
aerul cald are o temperatură de 270 – 300C.
112
Încălzirea aerului se face cu rezistențe electrice sau cu gaze de ardere prin intermediul unui
schimbător de căldură tubular.
Aerul este pus în mișcare de un ventilator. Aerul încălzit este suflat în camera de coacere și
apoi este recirculat.
Cuptoare cu cărucior
Cuptorul cu cărucior a apărut pe piață la începutul anilor '70.
Există două tipuri de cuptoare cu cărucior :
–
–
cuptoare cu cărucior fix;
cuptoare cu cărucior mobil.
Cuptorul are carcasă metalică termoizolată. Ea închide camera de coacere și sistemul de
încălzire.
Suprafața de coacere este formată din tăvi sau țesătură metalică/teflon termorezistent
așezate pe un cărucior. Căruciorul, pe ale cărui rafturi se așează bucățile de aluat pentru coacere,
se introduce în camera de coacere pe toată durata coacerii.
Fig. 6.37. Cuptorul cu cărucior fix încălzit electric
Weiner – Pfleiderer
1 – cameră metalică termoizolată; 2 – cameră de
coacere; 3 – pereți cu orificii; 4 – ventilator; 5 –
rezistențe electrice; 6 , 6’ – clapete care-și modifică
alternativ poziția.
În cazul cuptorului cu cărucior fix (fig. 6.37.), pentru o coacere uniformă, aerul cald este
introdus alternativ prin părțile laterale ale camerei de coacere prin orificiile practicate în pereții
laterali ai acesteia. În cazul căruciorului rotativ (mobil) coacerea uniformă se realizează datorită
rotirii căruciorului.
Aburul necesar primelor minute de coacere este produs prin evaporarea apei, care curge în
jgheaburi/plăci metalice încălzite electric.
Cuptorul are inerție termică mică.
6.7.Test de autoevaluare
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Definiți procesele fizice de la coacere.
Care sunt procesele coloidale de la coacere.
Descrieți procesele biochimice de la coacere.
Definiți procesele microbiologice de la coacere.
Cum se modifică volumul aluatului la coacere.
Definiți regimul de coacere și durata coacerii.
Descrieți un cuptor de coacere a pâinii.
113
7. DEPOZITAREA PÂINII
După coacere, produsele sunt trecute în depozitul de pâine. Scopul depozitării este răcirea
pâinii în condiții optime și păstrarea calității ei pe durata depozitării.
7.1. RĂCIREA PÂINII
Pâinea fierbinte scoasă din cuptor, trecută în spațiul de depozitare, începe să se răcească. În
timpul răcirii pâinea cedează mediului ambiant căldură și umiditate. Datorită cedării umidității, în
timpul răcirii au loc pierderi care influențează randamentul în pâine. În plus degajările de căldură
și umiditate modifică parametrii spațiului de depozitare, ceea ce face necesară condiționarea
acestuia.
Schimbul de căldură
În timpul procesului de răcire pâinea cedează mediului înconjurător căldura acumulată în
timpul coacerii.
Cedarea căldurii are loc prin radiație și convecție. Răcirea pâinii de la temperatura
pentru care o are la ieșirea din camera de coacere, 120-160C în coajă și aproape 100C în
miez, până la temperatura depozitului, de 18–25C, începe de la exterior și continuă la
interior.
Coaja, datorită diferenței mari de temperatură dintre aceasta și mediu (110- 130C),
precum și dintre aceasta și miez (20–40C) se răcește repede până la o temperatură apropiată de
temperatura depozitului.
La începutul procesului de răcire, ca urmare a diferențelor de temperatură, în coaja pâinii
se instalează un flux termic cu dublu sens: un flux îndreptat spre exterior și altul îndreptat spre
interior, către miez. Fluxul termic îndreptat spre miez face ca miezul pâinii să se încălzească (cu
circa 5-8C). Acest lucru are loc până în momentul în care temperatura cojii în răcire devine egală
cu temperatura miezului. Din acest moment în pâine se instalează un flux termic îndreptat într-un
singur sens, spre exterior, pâinea răcindu-se.
Straturile de miez se răcesc mai lent decât straturile exterioare, fapt care conduce la apariția
de diferențe de temperatură între acestea, diferențe ce pot lua valori apreciabile (Δt=13C). Pe
măsura răcirii, valoarea diferențelor de temperatură scade. Răcirea are un caracter nestaționar.
Schimbul de umiditate
Datorită diferențelor de temperatură care iau naștere între straturile pâinii în timpul răcirii,
precum și datorită diferențelor de umiditate existente la scoaterea pâinii din cuptor (coaja practic
are umiditatea zero, în timp ce miezul are umiditatea medie egală cu a aluatului din care a
provenit), umiditatea se deplasează din miez spre coajă prin difuzie și termodifuzie. Deci fluxul
de umiditate este dirijat, ca și fluxul de căldură, din interior spre exterior. Între schimbul de
căldură și cel de umiditate există o strânsă interdependență.
Schimbul de umiditate ca și cel de căldură are un caracter nestaționar.
Ca urmare a deplasării umidității din interior spre exterior, umiditatea cojii crește, la
aceasta contribuind și umiditatea primită de la mediu. Umiditatea cojii crește repede până la
aproximativ 12% , după care se menține constantă, această valoare reprezentând umiditatea de
echilibru higrometric.
Datorită deplasării umidității din miez spre coajă, miezul suferă pierderi în masa sa. Aceste
pierderi sunt strâns legate de variația temperaturii miezului.
114
Umiditatea ajunsă din miez în coajă, este cedată mediului exterior prin așa numita difuzie
exterioară, determinând pierderi în masa întregii pâinii. Mărimea acestor pierderi depinde de
viteza difuziei exterioare.
Pierderile la răcire sunt influențate de :
– temperatura și umiditatea relativă din depozit; cu cât temperatura este mai scăzută cu atât
răcirea este mai rapidă și pierderile sunt mai mici. Umiditatea relativă influențează difuzia
exterioară, în special în perioada a doua de răcire.
– mărimea și forma produsului; produsele de masă mică și alungite se răcesc mai repede
decât cele de masă mare și format rotund și de aceea suferă pierderi mai mici ;
– umiditatea pâinii; cu cât aceasta este mai mare cu atât pierderile la răcire sunt mai mari.
Pâinea coaptă în formă are pierderi mai mari decât pâinea coaptă pe vatră.
– spoirea suprafeței produsului la scoaterea din cuptor reduce pierderile la răcire; este
accelerată în acest caz răcirea pâinii datorită consumului unei cantități de căldură din pâine pentru
evaporarea apei de spoire, precum și datorită faptului că prin spoire dextrinele din coajă sunt
solubilizate și acoperă porii acesteia reducând evaporarea apei din pâine.
– modul de depozitare; depozitarea pâinii în navete deschise cu pereți cu goluri sau în
rastele reduce pierderile la răcire în comparație cu depozitarea în lădițe cu pereți plini.
Pierderile la răcire au valori de 2,5 – 3,5%.
Modificarea calității pâinii Din punct de vedere al calității pâinii, procesul de răcire este
considerat un proces de maturizare, iar transformările care au loc sunt considerate pozitive, pentru
că pâinea rece este optimă pentru consum. În timpul răcirii elasticitatea pâinii crește, atingând
valoarea maximă când pâinea ajunge la temperatura mediului ambiant.
Aroma însă scade ca urmare a volatilizării substanțelor de aromă volatile din coajă.
7.2. ÎNVECHIREA PÂINII
La păstrarea pâinii timp mai îndelungat, după răcirea ei, pâinea se învechește.
Primele semne de învechire apar după 10–12 ore de păstrare a pâinii și se intensifică odată
cu prelungirea duratei de păstrare. Învechirea este inevitabilă.
Pâinea învechită se recunoaște după modificările însușirilor sale organoleptice. Miezul
pufos, elastic, nesfărâmicios al pâinii proaspete, devine rigid, aspru neelastic, sfărâmicios. Coaja
netedă, lucioasă, crocantă, devine prin învechire mată, moale, cu aspect cauciucos, și cu timpul se
întărește. Aroma și gustul de pâine proaspătă dispar treptat și pâinea capătă gust fad, stătut.
Unele dintre aceste modificări sunt reversibile prin încălzire, obținându-se o pâine aparent
proaspătă care se învechește mult mai repede decât pâinea scoasă din cuptor.
Prin învechire pâinea își modifică și unele însușiri coloidale: scade capacitatea lui de a
absorbi apa și de a se umfla în apă precum și capacitatea de a trece în soluție.
Experimental s-a stabilit că modificarea însușirilor cojii se datorează modificării umidității,
în timp ce miezul se învechește și în condiții ce nu-i modifică umiditatea.
Pierderea aromei specifice pâinii proaspete se atribuie parțial volatilizării și oxidării substanțelor
de aromă și parțial formării de către compușii de aromă cu masa moleculară mică a unor
complecși cu proteinele și amiloza, devenind astfel insolubili și imperceptibili la gust. Acest ultim
proces este reversibil.
În mod convențional, prin învechire se înțeleg numai modificările proprietăților miezului și
procesele care provoacă aceste modificări.
115
Factori și adaosuri care influențează învechirea
[NUME_REDACTAT] pâinii are loc la temperaturi cuprinse între -7C și 60C
(fig.9.5.). Viteza maximă de învechire este între +5 și -3C. În acest interval de temperatură
mișcarea moleculelor este slabă iar forțele de legare a apei de către grupările hidrofile sunt mari.
Temperaturi peste 60C mențin mobilitatea moleculelor la un nivel care nu mai permite
agregarea lanțurilor de amiloză și amilopectină și pâinea nu se învechește.
La temperaturi sub -7C mobilitatea moleculelor se poate neglija. O parte din apa conținută în
pâine îngheață și formarea legăturilor transversale decurge lent. Învechirea pâinii este inhibată
fără să fie oprită complet.
Observațiile privind influența temperaturii asupra învechirii au condus la concluzia că păstrarea
prospețimii se poate face la temperaturi scăzute, prin congelarea pâinii, și la temperaturi peste
60C.
Pâinea păstrată în stare congelată își păstrează mult timp însușirile inițiale: aromă, gust,
frăgezime, aspect.
Durata de depozitare a pâinii congelate depinde de temperatura de depozitare și este
limitată pentru temperatura de depozitare de -18C la 10-12 zile, de apariția unor defecte.
Păstrarea pâinii la temperaturi înalte (60C) modifică însușirile inițiale ale pâinii: miezul și
coaja se colorează în brun, gustul și aroma se pierd. Durata de păstrare este limitată la 2 zile.
Ambele metode sunt legate de consum mare de energie
[NUME_REDACTAT] pâinii în ambalaj impermeabil încetinește pierderea prospețimii
prin împiedicarea pierderii umidității și substanțelor de aromă.
Pentru ambalare se folosesc mai ales materialele plastice. Materialele opace sunt
Observațiile privind influența temperaturii asupra învechirii au condus la concluzia că
păstrarea prospețimii se poate face la temperaturi scăzute, prin congelarea pâinii, și la temperaturi
peste 60C.
Pâinea păstrată în stare congelată își păstrează mult timp însușirile inițiale: aromă, gust,
frăgezime, aspect.
Durata de depozitare a pâinii congelate depinde de temperatura de depozitare și este
limitată pentru temperatura de depozitare de -18C la 10-12 zile, de apariția unor defecte.
Păstrarea pâinii la temperaturi înalte (60C) modifică însușirile inițiale ale pâinii: preferate
materialelor transparente deoarece ele evită pierderea vitaminei B2. Rezultate bune dau polietilena
și polipropilena. Momentul optim pentru ambalare se consideră la 3-4 ore după scoaterea pâinii
din cuptor. Ambalarea pâinii în stare fierbinte reduce stabilitatea la păstrare, deoarece în acest caz
în interiorul ambalajului apar condiții favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor și mucegaiurilor.
Experimental s-a constatat că, mucegaiurile din mediu contaminează pâinea la 10 min după
coacere.
Pentru evitarea îmbolnăvirii pâinii ambalate (boala întinderii sau mucegăirea) și
prelungirea duratei de păstrare se folosesc substanțe conservante care se introduc fie direct în
aluat fie se utilizează la impregnarea ambalajelor. În calitate de conservant se folosesc acetații,
acidul propionic, propionații, sorbații. Mai frecvent se folosesc acetatul de calciu și acetatul de
potasiu, propionatul de calciu, sorbatul de potasiu, anhidrida mixtă a acidului sorbic
(sorboilpalmitatul). Acetații au efect bactereostatic împiedicând dezvoltarea bacteriilor care
116
produc boala întinderii, acidul propionic și propionații au efect bacteriostatic și fungistatic iar
sorbații au efect fungistatic.
Acțiunea bacteriostatică și fungistatică a acestor compuși se datorează legăturilor
ireversibile pe care le formează cu enzimele microorganismelor, care anulează activitatea
enzimatică a acestora. Acțiunea acizilor este legată de deplasarea pH-ului la valori ce stânjenesc
activitatea microorganismelor și de acțiunea directă a lor asupra bacteriilor și mucegaiurilor.
Drept conservant se poate folosi și uleiul de muștar (alil) pentru impregnarea ambalajelor
sau praful de muștar care se introduce în interiorul ambalajului.
Pentru prelungirea duratei de depozitare a pâinii s-a încercat sterilizarea termică a
suprafeței și sterilizarea cu alcool 96%. Durata de păstrare crește de la 1-3 zile în cazul pâinii
netratate la 3-6 luni la pâinea tratată.
Ambalarea pâinii asigură pe lângă prelungirea prospețimii și condiții de igienă mai bune
pentru produs.
Procesul tehnologic Procesele tehnologice indirecte, cu durate mari de fermentare și cele
cu semifabricate fluide sau maiele mari conduc la învechirea mai lentă a pâinii. Acțiunea se
datorează, probabil, creșterii proprietăților hidrofile ale componentelor făinii în urma activității
enzimelor, favorizată de duratele mari de fermentare și consistențele reduse ale semifabricatelor
sau cantității mari de făină introdusă în faza de maia.
De asemenea, aluaturile de consistență mică favorizează gelatinizarea în condiții mai bune
a amidonului, iar miezul cu umiditatea mai mare se usucă mai greu, ceea ce întârzie retrogradarea
amidonului.
Coacerea un timp mai îndelungat la temperatură corespunzător mai scăzută favorizează
gelatinizarea mai uniformă a granulelor de amidon, prelungind durata de menținere a prospețimii.
De aceea pâinea de masă mare, cu umiditate mare a miezului (48-50%) și care se coace
timp mai îndelungat se menține mai mult timp proaspătă decât pâinea de masă mică.
Pâinea coaptă în forme își păstrează mai mult timp și mai uniform umiditatea și deci
prospețimea decât pâinea coaptă pe vatră. La pâinea în forme suprafața și grosimea cojii sunt mai
mici față de pâinea coaptă pe vatră și corespunzător efectul ei asupra deplasării umidității din
miez în coajă și deci pierderea umidității este mai mică.
[NUME_REDACTAT] scopul prelungirii prospețimii pâinii, se pot introduce la prepararea aluatului
unele produse care frânează retrogradarea amidonului sau măresc elasticitatea inițială a miezului,
întârziind rigidizarea acestuia.
Grăsimile și emulgatorii măresc elasticitatea inițială a miezului și reduc viteza de învechire
a pâinii. Reducerea vitezei de învechire se atribuie formării în timpul coacerii a unor complecși
insolubili ai amilozei cu grăsimile, respectiv cu emulgatorii. Din acest motiv, în timpul coacerii,
amiloza difuzează în măsură mai mică în exteriorul granulei și prin aceasta se reduce posibilitatea
de asociere a lanțurilor de amiloză în exteriorul granulei și a lanțurilor de amilopectină în
interiorul ei și deci învechirea pâinii.
Dintre emulgatori se folosesc: lecitina, mono- și digliceridele acizii grași superiori, esterii
mono și digrliceridelor. Se folosesc în proporție de 0,1-0,5%. Pâinea preparată cu 0,1% emulgator
(raportat la făina prelucrată) este după 24 h foarte proaspătă, iar după 48 h puțin învechită.
Creșterea dozei de emulgator de la 0,1% la 0,5% prelungește durata de prospețime (8 ore).
Dintre monogliceride se folosește în special monostearatul de glicerină. Se folosesc și
monopalmitatele și monoleatele.
117
Preparate enzimatice Dintre preparatele enzimatice au influență asupra învechirii
preparatele α-amilazice și dintre acestea în special preparatele bacteriene obținute din Bacillus
subtilis. α-Amilaza bacteriană este termostabilă, nu este distrusă în totalitate în timpul coacerii și
continuă să acționeze asupra amidonului și în timpul depozitării. Ea rupe lanțurile amilacee în
zonele amorfe și separă astfel zonele cristaline unele de altele împiedicând formarea unei rețele
cristaline continue. Ca urmare miezul pâinii se menține mai elastic, mai compresibil decât al
martorului. Enzima nu inhibă formarea zonelor cristaline sau inhibarea este neînsemnată.
Se folosește în acest scop α-amilaza obținută dintr-o tulpină de B. Subtilis modificată
genetic, care este o enzimă maltogenică. Ea prelungește prospețimea pâinii fără să afecteze
însușirile fizice ale miezului.
Amilaza de malț și amilaza fungică măresc elasticitatea inițială a miezului și întârzie
doar într-o mică măsură învechirea.
Dextrinele, piureul de cartofi măresc hidratarea aluatului și prelungesc prospețimea
pâinii. Pulpa și zeama unor legume și fructe cum sunt dovleacul, vișinile, zmeura ș.a. au efect
pozitiv asupra prospețimii. Acest efect este legat de conținutul lor în glucide, acizi organici,
pentozani, vitamina C.
Laptele și subprodusele industriei laptelui au efect de întârziere a învechirii datorită
conținutului lor în grăsimi, proteine și glucide. În cazul laptelui praf degresat efectul apare la
adaosuri peste 3%.
Făina cu conținutul ridicat de proteine și amidon deteriorat absoarbe o cantitate mare
de apă la frământare infuențănd pozitiv gelatinizarea amidonului.
Aldehidele pot bloca parțial grupările –OH ale glucozei împiedicând astfel formarea
legăturilor de hidrogen și deci retrogradarea amidonului. În acest scop se pot folosi
benzaldehida, fenilaldehida și în special butanalul.
CONDIȚII OPTIME PENTRU DEPOZITAREA PÂINII
Depozitarea pâinii se face în încăperi special amenajate în care trebuiesc asigurate
anumite condiții:
temperatura de 18-20C, cât mai uniform posibilă;
– ventilație suficientă, naturală sau cu instalații de condiționare, astfel încât umiditatea
relativă a aerului să fie 65-70%, lumină;
– igienă corespunzătoare pentru produsele alimentare (lipsa mucegaiului, a insectelor și a
rozătoarelor).
7.3.Test de autoevaluare
1. Definiți răcirea pâinii.
2. Definiți învechirea pâinii și factorii de influență.
118
BIBLIOGRAFIE
1. Banu C. (coordonator). 1999.
Manualul inginerului de industrie
alimentară, Ed. Tehnică, București
2. [NUME_REDACTAT], 2004. Tehnologia modernă a panificației, Ed. Agir,
București
3. [NUME_REDACTAT], 1986. Tehnologie și utilaj pentru industria panificației,
vol.II, Universitatea din Galați.
4. Bordei D., Teodorescu F., Toma M. 2000. Știința și tehnologia panificației
Ed. AGIR, București.
5. Bordei D., (Banu C. coordonator).1987. Biotehnologii în industria
alimentară, Ed. Tehnică, București
6. [NUME_REDACTAT]. 1999. Microbiologia produselor alimentare, Ed. Alma,
Galați
7. Giurcă V.,Giurea A.M.,2002. Factori care influențează proprietățile de
panificație ale grâului, Ed. Agir, București.
8. [NUME_REDACTAT], 1980. Tehnologia și utilajul industriei de panificație, vol.II,
Universitatea din Galați.
119
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: Controlul Calitatii In Industria Panificatiei (ID: 1386)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.