Контроль параметров углеводно-амилазного комплекса излучением СВЧ энергетики
Качество пшеничной муки регламентируется четырнадцатью обязательными показателями. Одним из основных считается число падения. Это показатель, определяющий хлебопекарные свойства пшеничной муки и активность альфа-амилазы. Число падения муки определяет состояние крахмала и активности расщепляющих крах- мал ферментов — амилаз. Ферменты расщепляют крахмал с образованием декстринов и мальтозы.
Стандарты числа падения различных сортов муки
Согласно ГОСТ Р 52189–2003 ≪Мука пшеничная. Общие технические условия≫ устанавливаются значения числа падения для различных сортов муки. Стандарт нормирует нижнюю границу допустимых значений числа падения, верхний предел этого параметра не определяется.
Низкие, менее 150 с, значения числа падения свидетельствуют о повреждении зерен крахмала. Из такого сырья получается расплывчатое тесто.
При значении числа падения от 150 до 180 с тесто из муки получается излишне липким и вязким. Мякиш может выглядеть не пропеченным, липким, темного цвета. Крупная, неравномерная пористость, корка с красноватым оттенком, сильно окрашена. Вкус изделия сладковатый. Хлебобулочные изделия характерны расплывчатой формой.
Слишком высокие значения числа падения характерны для хлеба низкого качества. Это свидетельствует о том, что активность собственных ферментов, участвующих в процессах брожения и формирования оптимальных реологических свойств, в муке слишком низкая.
Снижение активности амилолитических ферментов
Причиной сниженной активности ферментов может быть высушивание зерна при слишком высокой температуре. Крахмал муки расщепляется до сахаров, доступных для питания дрожжей. Крахмал муки оказывается недоступным для сбраживания дрожжами. Сахара обеспечивают не только питание дрожжей, но и участвуют в формировании аромата хлеба и веществ, придающих цвет корке.
В условиях плохого питания дрожжи слабо развиваются и выделяют мало углекислого газа и органических кислот. Снижается выход продукта. Продукция получается пресноватой на вкус, не ароматным, бледным.
Число падений от 230 до 330 с необходимо для большинства сортов и видов хлебобулочных изделий хорошего качества. Чем выше активность амилаз, тем быстрее крахмальный клейстер становится жидким.
Мероприятия для улучшения качества муки СВЧ полем
Для улучшения качества муки применяют различные физические, химические и биологические процедуры. В том числе практикуется интенсификация термических процессов путем использования высокочастотного СВЧ поля.
Нагрев продукта происходит по всему объему, независимо от толщины и коэффициента теплопроводности. Вещество поглощает большое количество тепловой энергии за короткое время. Для оптимального эффекта термической обработки используют электромагнитные поля СВЧ диапазона.
Электрическая энергия СВЧ поля поглощается молекулами вещества, которые приобретают колебательное движение, преобразуемое в теплоту за счет трения в вязкой среде. Применение излучения СВЧ является одним из особых вариантов тепловой обработки пищевых продуктов.
Специфика нагрева СВЧ-энергией
Электрическая энергия поглощается сразу всем объемом продукта. Вещество разогревается одновременно и равномерно по всему объему, в отличие от традиционных методов нагрева. Из-за коротких электромагнитных волн использование СВЧ иногда называют применением микроволновой энергии.
Определяющим фактором, характеризующим скорость возрастания температуры при СВЧ нагреве, является скорость нагрева, °C/с. Это нагрев на 1 °C в единицу времени. Форма единицы изделия должна распределять нагрев изделия по всему объему, а масса продукта — перевод колебательной энергии СВЧ волн в теплоту.
В СВЧ диапазоне возможно избирательное поглощение молекулами воды в биомембранах. Поглощение энергии поля приводит к разрыву водородных и молекулярных связей, нарушению гидрофобного белка — липидного взаимодействия в биомембранах, изменению гидратации молекул.
Наблюдаются внутримолекулярные перестройки и денатурация. Термический эффект может вызывать повреждения структур, нарушение физиологических процессов и даже гибель клеток и организма.
Исследование влияния энергии СВЧ- поля на число падения муки пшеничной
Появлению новых областей применения СВЧ-излучения способствует ряд специфических свойств электромагнитных СВЧ колебаний. Микроволновая СВЧ энергетика позволяет реализовывать невыполненные ранее технологические процессы пищевой промышленности или значительно их улучшить.
С целью исследования влияния энергии СВЧ-излучения на число падения муки пшеничной проведены опытные исследования. Определение числа падения проводили в соответствии с Международными стандартами ICC107, ISO 3093–82 и ГОСТ 27676–88 ≪Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения≫. Число падения муки определяли по методу Хагберга–Пертена. Чем менее активна альфа-амилаза в муке, тем выше показатель числа падения.
Под воздействием альфа-амилазы крахмал муки гидролизуется, что связано с разжижением теста и уменьшением вязкости. Увеличивается скорость движения штока прибора измерения. Поэтому скорость движения штока связана с активностью фермента и характеризует динамику ферментативной реакции между крахмалом муки и альфа-амилазой. С ростом активностью альфа-амилазы в муке, растет скорость разрушения крахмала и снижением числа падения.
Планирование технологического исследования
Основу экспериментов составляет методика планирования технологического эксперимента, включающая 10 вариантов, в том числе один контрольный. Выполнялось трехкратное повторение. Изменялось сочетание двух режимных параметров: время обработки и мощность. По мощности рассчитывался параметр ≪скорость нагрева, °C/с≫.
При нагреве воздействием энергией СВЧ-излучения температура муки зависит в том числе от влажности, а влажность муки меняется в зависимости от длительности и мощности СВЧ установки.
В результате установлено, что интенсивный нагрев в зависимости от выдержки, приводит к разбросу параметров потери влаги: от 1 до 0,4 %. Невысокая скорость нагрева при разной выдержке не дает высоких значений температуры муки и, следовательно, не происходит потеря влаги.
Влияние различных режимов термической СВЧ обраюотки на качество изделий
Анализ данных показывает, что воздействие на муку средними режимами приводит к снижению числа падения, что позволит получить хлебобулочные изделия высокого качества с хорошими характеристиками хлебного мякиша.
При воздействии на муку жесткими режимными параметрами происходит увеличение значений числа падения. При этом снижаются показатели качества. Хлеб выглядит уплотненным, с неравномерной пористостью, су- хим и не эластичным с повышенной крошковатостью. Аналогичные результаты были получены при обработке муки 1-го сорта.
Сочетание жестких режимных параметров СВЧ установки увеличивает число падения на несколько процентов. При нагреве до 60…63 °C снижается число падения до 10%, т. е. снижают активность альфа-амилазы, что позволяет получить качественную хлебобулочную продукцию.
Метод пробной лабораторной выпечки хлеба
Метод пробной лабораторной выпечки, моделирующий технологический процесс, является одним из важнейших методов исследования в пищевой промышленности.
Этот метод помогает определить влияние энергии СВЧ-поля на технологические свойства муки. При жестких режимах термической обработки (скорость нагрева 0,8 °C/с и выдержка 90 с) наблюдались уменьшение объема хлеба, бледная корка, плотный неэластичный мякиш со слабо развитой пористостью. Уменьшается активность амилолитических ферментов, снижается сахарообразующая способность муки.
При обработке (скорость нагрева 0,6 °C/с и выдержке 60 с) продукция по качеству превышает контрольный образец, хлеб имеет мякиш эластичный, с равномерной пористостью. Экспериментальный образец по объему и пористости выше контрольного. Активность альфа-амилазы не изменяется, объемный выход хлеба выше контрольного образца. Полученные результаты доказывают эффективность обработки излучением СВЧ-поля с целью регулирования числа падений, повышая при этом качество муки высшего и 1-го сортов и готовых хлебобулочных изделий.
Наши контакты
Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании
