Вязкостные свойства пряничного теста с пищевым соевым обогатителем

ВЯЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА ПРЯНИЧНОГО ТЕСТА С ПИЩЕВЫМ СОЕВЫМ ОБОГАТИТЕЛЕМ

А.А. Журавлев, С.И. Лукина,

А.А. Гундяева

Приготовление пряничного теста и его дальнейшая переработка сопровождается механическими, теплообменными и массообменными процессами: перемешиванием, транспортированием по трубопроводу, дозированием, разделкой (формованием), выпечкой. При реализации указанных процессов происходит большее или меньшее разрушение структуры теста, в результате чего его реологические свойства претерпевают значительные изменения, которые могут существенно повлиять не только на качество готового изделия, но и на работу оборудования и его энергозатраты. Кроме того, вопросы интенсификации, автоматизации и оптимизации процесса производства пряников не могут успешно решаться без знаний реологических свойств теста и закономерностей его реологического поведения.

Для повышения пищевой и биологической ценности пряничных изделий перспективно применение биоактивированного зерна пшеницы и пищевого соевого обогатителя - «окары», которые значительно превосходят пшеничную муку по содержанию белка, незаменимых аминокислот, пищевых волокон, микронутриентов.

Целью работы явилось исследование влияния дозировки соевого обогатителя на реологические свойства теста для пряников, приготовленных на основе биоактивированного зерна пшеницы (БЗП).

Процесс подготовки зерна заключался в его промывании, набухании в воде, проращивании до ростка 1-2 мм и измельчении. БЗП вносили взамен муки пшеничной в дозировке 25-100 % к массе сухих веществ по рецептуре. Контролем служили пряники «Ленинградские», приготовленные из смеси пшеничной и ржаной муки. При температуре теста 36 °С определяли его вязкостные свойства на ротационном вискозиметре REOTEST RV в режиме CRS-реометрии [1].

На первом этапе исследования установлено, что с увеличением дозировки БЗП до 100 % при постоянной скорости сдвига эффективная вязкость пряничного теста уменьшается в 1,3-3,3 раза (по сравнению с контролем) за счет повышения влажности полуфабриката, что отрицательно сказывается на формоудерживающей способности тестовых заготовок и качестве готовых изделий [2].

Для обеспечения оптимальных вязкостных свойств теста для пряников с полной заменой пшеничной муки на БЗП нами рекомендовано применение пищевого соевого обогатителя (ПСО). Поэтому следующим этапом работы явилось изучение влияния дозировки ПСО на вязкостные свойства пряничного теста. Зависимости эффективной вязкости h_эф теста от скорости сдвига  при постоянной дозировке ПСО имеют нелинейный вид, что свидетельствует об аномалии вязкости теста (рисунок 1). Дозировка ПСО, как и скорость сдвига, оказывает существенное влияние на вязкость теста для пряников. Установлено, что с увеличением дозировки ПСО при постоянной скорости сдвига эффективная вязкость теста (в сравнении с контролем) увеличивается почти в 2 раза, что объясняется высокой водопоглотительной способностью соевого обогатителя (2,5 г воды/г продукта).

У исследуемых образцов теста с ПСО обнаружены два предела текучести - статический t_ст и динамический t_д (рисунок 2). Как видно из результатов таблицы 1, увеличение дозировки ПСО приводит к увеличению пределов текучести и пластических вязкостей. При дозировке обогатителя более 7 % вязкость теста повышается более значительно, что отрицательно сказывается на качестве пряничных изделий.

Таблица 1 − Значения реологических характеристик теста с ПСО

   Статический t_ст           Динамический t_д               Наибольшая Наименьшая

Экспериментальные кривые зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига, представленные в двойных логарифмических координатах , линеаризуются и экспериментальные данные удовлетворительно ложатся на прямые линии, что позволяет для математического описания реологических кривых  воспользоваться известным степенным законом [3, 4]

где  - коэффициент, численно равный эффективной вязкости при скорости сдвига  с^-1;  - единичная скорость сдвига, с^-1; n - индекс течения; m - темп разрушения структуры ().

В логарифмических координатах зависимости  представляют собой прямые линии, не выходящие из начала координат, где тангенс угла наклона каждой прямой к оси абсцисс численно равен коэффициенту m, а величина отрезка, отсекаемого каждой прямой на оси ординат  при значении  численно равна коэффициенту .

Используя метод наименьших квадратов, получены значения коэффициентов, входящих в уравнение (1) при различных значениях дозировки ПСО (таблица 2).

Таблица 2 − Значения коэффициентов уравнений (1) и (2) для теста с ПСО

Нелинейный вид зависимостей  (рис. 1) и кривых течения (рис. 2), а также наличие пределов текучести у исследуемых образцов теста позволяет отнести исследуемые образцы к вязко-пластичным средам, реологическое поведение которых может быть описано известным степенным уравнением Балкли-Гершеля [3, 4]

, (2)

где t₀ - статический предел текучести, Па; K - консистентная переменная, значение которой пропорционально эффективной вязкости при единичной скорости сдвига, Па×сⁿ;  - скорость сдвига, с^-1; n - индекс течения.

В двойных логарифмических координатах  кривые течения также представляют собой прямые линии, не выходящие из начала координат. Коэффициент  численно равен величине отрезка, который отсекает каждая прямая на оси  при значении , т. е. при скорости сдвига, равной единице. Коэффициент n для каждой зависимости определяется как тангенс угла наклона прямой линии к оси .

Используя метод наименьших квадратов, получены значения коэффициентов, входящих в уравнение (2) при различных значениях дозировки ПСО, % к массе БЗП (табл. 2). С учетом поправки на дозировку ПСО (D, %) уравнение эффективной вязкости теста (1) и реологическое уравнение течения Балкли-Гершеля (2) принимают вид:

. (4)

Представленные зависимости позволяют прогнозировать основные реологические характеристики пряничного теста в диапазонах изменения скорости сдвига  с^-1 и дозировке ПСО  %. Приведенные данные могут быть использованы при расчете оборудования и выбора рациональных режимов для приготовления и транспортирования теста при производстве пряников.

соевый тесто пряник обогатитель

Литература

1. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии [Текст] / Г. Шрам. - М.: КолосС, 2003. - 312 с.

. Журавлев, А.А. Влияние биоактивированного зерна пшеницы на вязкостные свойства пряничного теста [Текст] / А.А. Журавлев, С.И. Лукина, А.А. Гундяева // Материалы XII международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». - Йошкар-Ола, 2010. - С. 344.

. Косой, В.Д. Инженерная реология биотехнологических сред [Текст] / В.Д. Косой, Я.И. Виноградов, А.Д. Малышев. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 648 с.

. Арет, В.А. Физико-механические свойства сырья и готовой продукции [Текст] / В.А. Арет, Б.Л. Николаев, Л.К. Николаев. - СПб.: ГИОРД, 2009. - 448 с.