ТЕХНОЛОГИЯ КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ, ЕГО ХРАНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА К ПРОИЗВОДСТВУ

Для производства мучных кондитерских изделий используется до 10- 12 наименований разнообразного сырья. Но основным сырьем являются мука, сахар и жир. Кроме того, применяются молочные и яичные продук­ты, фрукты, фруктово-ягодные полуфабрикаты, орехи, шоколадные про­дукты, студнеобразователи, дрожжи, химические разрыхлители, вода, ароматические и красящие вещества, а также улучшители.

Пшеничная мука, химический состав и свойства

При выработке мучных кондитерских изделий в основном используется пшеничная мука высшего и I сорта и в небольших количествах соевая мука.

Химический состав муки может в значительной степени изменяться в зависимости от вида и сорта пшеницы и от выхода муки (табл. V-1)

Как видно из табл.М, чем больше выход муки данного сорта, тем выше содержание в ней белка, жиров, клетчатки, золы и тем относительно ниже содержание углеводов.

Белковые вещества определяют в значительной степени не только пи­щевую ценность изделий, но и технологические свойства пшеничной муки. Содержание белковых веществ может колебаться в широких пределах - 7,0-26,0 %. В состав белковых веществ входят в основном белки - протеи­ны и соединения белков с другими веществами - протеиды. К ним относят­ся нуклеинопротеиды, липопротеиды и гликопротеиды.

Белки пшеничной муки состоят из альбумина, глобулина, глиадина и глютенина. Из общего количества белка на долю альбумина падает 5,7- 11,5 %; глобулина 5,7-10,8 %. Большая часть белка представлена глиади - ном (40-50%) и глютенином (34-42 %).

Как установлено многочисленными исследованиями, альбумин, гло­булин и глютенин не являются однородными индивидуальными белками, а представляют собой многокомпонентные фракции белкового вещества, искусственно выделяемого растворением в соответствующих растворите­лях. Они отличаются значительной молекулярной массой. Так, например, глиадиновая фракция имеет молекулярную массу в пределах 18000-100000. Средняя молекулярная масса глютенина достигает 2-3 млн.

В состав белков входит около 20 различных аминокислот, соединен­ных между собой пептидной связью (CO-NH-). Полипептидная цепочка име­ет на одном конце свободную аминную группу NH,, а на другом - свобод­ную карбоксильную группу СООН. Такая полипептидная цепочка остат­ков аминокислот носит название первичной структуры белковой молекулы.

В состав белковой молекулы входит аминокислота цистеин (а-амино - (3-тиопропионовая кислота), имеющая формулу: HS-CH2-NH2-COOH. Обычно в полипептидной цепи она занимает каждый раз очередное 50-е место после других аминокислот, выполняя в молекуле белка особую роль. Два атома S цистеина соседних полипептидных цепочек образуют дисуль- фидные (-S-S-) связи, соединяющие отдельные цепочки в комплексы, а два атома серы одной и той же полипептидной цепочки стягивают ее.

Соединения полипептидных цепочек дисульфидными поперечными связями усиливаются многочисленными водородными связями между гид­рофильными группами белковой молекулы (ОН, СООН, NH и др.), благо­даря которым цепочки закручиваются в виде серпантиновой спирали. Спиралевидная структура называется вторичной структурой белковой мо­лекулы.

Под действием поперечных, продольных водородных и других связей спиралевидные белковые комплексы соединяются в глобулу, образуя тре­тичную структуру белковой молекулы. Поэтому белки муки называются еще глобулярными белками.

Кроме сульфидных групп в белковой молекуле имеются сульфгид - рильные группы (-SH), окисление которых тем или иным способом и обра­зование (-S-S-) связей способствуют упрочнению структуры белка.

Белковые вещества муки в присутствии воды способны набухать. При этом нерастворимые в воде глиадиновая и глютениновая фракции при замесе образуют связную, упругую, пластичную массу, называемую клейковиной.

Отмытая из теста и отжатая “сырая” клейковина содержит значитель­ное количество воды (150-200 % к массе сухих веществ). Между влагоем - костью клейковины и ее физическими свойствами существует определен­ная зависимость. Чем больше влагоемкость клейковины, тем меньше ее упругость и тем больше растяжимость и расплываемость.

По растяжимости и упругости клейковину подразделяют на несколь­ко качественных групп: слабая, средняя и сильная клейковина.

Слабая по качеству клейковина после отмывания отличается боль­шой растяжимостью, быстро расплывается.

Средняя клейковина после отмывания достаточно упруга, имеет плот­ную консистенцию, меньшую растяжимость и расплываемость. Сильная клейковина после отмывания отличается большой упругостью и незначи­тельной растяжимостью и расплываемостью.

Углеводы пшеничной муки в основном состоят из крахмала, содержа­ние которого колеблется (в зависимости от вида муки) от 62 до 68 %. Крах­мальные зерна имеют крупность 2-5 нм. Они нерастворимы в холодной воде, при температуре 50°С быстро набухают, а при 62,5°С начинается клейсте - ризация крахмала. В зависимости от физического состояния, набухаемость крахмальных зерен различна. Целые зерна связывают до 44 % воды, а по­врежденные (при помоле зерна) могут поглощать до 200% воды на сухое вещество.

Крахмал состоит из амилозы и амилопектина. Эти вещества сильно различаются по химическому составу и физическим свойствам. Амилоза представляет собой линейный полимер, остатки глюкозы которого связа­ны между собой а-1,4 глюкозидными связями в неразветвленную цепочку. Молекулярная масса амилозы изменяется от 3-Ю5 до 1-Ю6. Молекула ами­лопектина также состоит из остатков глюкозы, но в отличие от амилозы она сильно разветвлена. Молекулярная масса амилопектина достигает сотен миллионов. Они отличаются и по растворимости: амилоза легко растворяется в теплой воде, в то время как амилопектин растворяется в воде лишь при нагревании под давлением. В крахмале содержится около 25 % амилозы и 75 % амилопектина.

При кипячении с кислотами или под действием амилолитических фер­ментов, содержащихся в муке, крахмал гидролизуется с образованием глю­козы, мальтозы и декстринов.

К углеводам пшеничной муки относятся также сахара, пентозаны и клет­чатка.. Общее содержание сахаров достигает 1,8 %. К ним относятся глюко­за, фруктоза, мальтоза, сахароза, раффиноза, метабиоза, глюкофруктозан.

К пентозанам относятся D-ксилоза, L-арабиноза, D-галактоза. Общее содержание пентозанов зависит от выхода муки и может колебаться от 2,3 до 4,0 %.

Клетчатка представляет собой углевод, состоящий из соединенных между собой остатков глюкозы (С5Н|0О5)л. Клетчатка содержится глав­ным образом в оболочках зерна и в стенках клеток алейронового слоя.

Липиды пшеничной муки состоят из жира, содержание которого ко­леблется от 0,9 % до 2,0 %, и жироподобных веществ. К последним отно­сятся фосфатиды, каротиноиды, стеролы и воски. Различают свободные и связанные липиды; последние представляют собой соединения с белками (липопротеиды) и углеводами (гликолипиды).

Жиры муки состоят из три-, ди - и моноглицеридов и свободных жир­ных кислот, среди которых преобладают ненасыщенные. Около 60% всех жирных кислот составляет линоленовая кислота. Таким образом, жиро­кислотный состав муки является весьма неустойчивым. Триглицериды легко гидролизуются на глицерин и свободные жирные кислоты под действием кислорода воздуха и ферментов липазы и липоксигеназы.

Окисление непредельных жирных кислот приводит к образованию перекисей и гидроперекисей, которые сами являются активными окислите­лями. Они легко окисляют жирные кислоты, в результате чего мука при хранении прогоркает. Перекиси и гидроперекиси могут также окислять красящие вещества муки - каротиноиды, вследствие чего мука при хране­нии светлеет.

Важную роль в процессах хранения и переработки пшеничной муки играют ферменты. Основными из них являются протеолитические (протеи - назы) и амилолитические (амилазы) ферменты. Протеиназы способны гид­ролитически расщеплять белки по их пептидным связям, в результате чего образуются пептоны, полипептиды и свободные аминокислоты. Оптималь­ными условиями действия протеиназы пшеничной муки являются темпера­тура 45°С и pH среды 4,0-5,5.

Гидролитическая активность протеолитических ферментов муки, по­лученной из нормального по качеству зерна, невелика. Однако в пшенич­ной муке, полученной из проросшего или пораженного клопом-черепаш - кой зерна, активность протеиназ резко возрастает. Клейковина из такой муки и тесто сильно разжижаются, понижается ее упругость, увеличивает­ся текучесть.

Характерной особенностью протеолитических ферментов является то, что они активизируются сульфгидрильными соединениями, например глю - татионом и цистеином, которые в составе молекулы имеют группы - SH. В каталитическом центре неактивной протеиназы содержатся лишь - S-S - связи. Чтобы привести ферменты в активное состояние, необходимо вос­становить дисульфидные группы до сульфгидрильных SH-групп. Роль та­кого восстановителя и выполняют глюкатион или цистеин.

Наоборот, в присутствии соединений окислительного действия (KBrOj, КЮ3, Н202, кислорода воздуха и др.) происходит инактивация протеолитических ферментов, а также активаторов протеолиза.

Из амилолитических ферментов в муке из нормального зерна пшени­цы содержится только (3-амилаза. В пшеничной муке из проросшего зерна кроме (3-амилазы содержится и а-амилаза. Оба фермента расщепляют клей - стеризованный крахмал на декстрины. Причем общепризнано, что (3-амилаза, расщепляя 1,4- глюкозидные связи в полисахаридах, образует главным образом незначительное количество высокомолекулярных дек­стринов, в то время как а-амилаза образует в основном декстрины и незна­чительное количество мальтозы.

Гидролизующее действие a-и (3-амилазы зависит от многих факторов: температуры, pH среды, концентрации субстрата, состояния крахмаль­ных зерен и др. Активность а-амилазы наиболее проявляется при темпера­туре 60-70°С и pH 5-6, а |3-амилазы - при температуре 45-55°С и pH 4-5.

В пшеничной муке также содержатся окислительные ферменты: ката - лаза, пероксидаза, полифенолоксидаза, липаза и липоксигеназа.

Минеральные вещества пшеничной муки представлены в виде основ­ных элементов: кальция, калия, фосфора, серы, магния и др. Зольность пше­ничной муки является важным показателем ее качества. В зависимости от выхода муки она может изменяться от 0,5 до 1,1 %. При изготовлении неко­торых видов печенья и пряников из пшеничной муки I и II сорта допускается заменить 5 % пшеничной муки таким же количеством соевой муки. Соевая мука содержит большое количество жира (19-21 %) и полноценных белков (38-41 %). Однако непременным условием для возможного использования соевой муки является отсутствие в ней добавочного привкуса и специфичес­кого запаха, что достигается различными способами ее дезодорации.

Сортность и цвет муки, количество и качество клейковины, а также круп­нота помола муки оказывает влияние на качество изделий. Особая требова­тельность предъявляется к качеству клейковины, так как от свойств после­дней зависят влагоемкость теста и его структурно-механические свойства.

Для производства подавляющего большинства мучных кондитерских изделий используется мука со слабой и средней по качеству клейковиной. Мука с сильной клейковиной применяется при выработке отдельных пиро­жных. Содержание сырой клейковины должно быть в пределах 27-32 %. Только галеты вырабатываются из муки, содержащей 32-42 % сырой клей­ковины среднего качества.

Крупнота помола муки заметно влияет на качество сахарных сортов печенья. Изделия из муки крупного помола отличаются большей хрупкос­тью, пористостью и подъемом. Такого положительного влияния крупноты помола муки не наблюдается при выработке затяжных сортов печенья, а при изготовлении пряников мука крупного помола вызывает отрицатель­ное действие на подъем и пористость изделий.

По остальным показателям (запах, вид, наличие хруста, влажность, зольность, примеси муки из других злаков и проросшего зерна, а также зараженность амбарными вредителями) пшеничная мука должна удовлет­ворять требованиям действующего стандарта на данный сорт муки.

Хранение муки и ее подготовка к производству

В зависимости от объемов переработки мука может храниться тарно и бестарно. Затаренная мука хранится в закрытых складах, которые должны быть сухими и чистыми, без посторонних запахов, не зараженными амбар­ными вредителями, хорошо изолированными от проникновения грызунов.

Мешки укладывают штабелями на настил из досок в восемь рядов по высоте и секциями по пять или по три мешка. Между штабелями и стенами склада оставляют проходы шириной не менее 0,5 м, а между штабелями ширина прохода должна соответствовать ширине применяемого механи­зированного транспорта для перемещения муки по складу. Условия хране­ния муки должны обеспечивать поддержание в ней влажности, не превы­шающей 14,5 %. Это достигается, прежде всего, режимом хранения. В муч­ном складе должна поддерживаться температура в пределах 15-20°С и от­носительная влажность воздуха 60-65%. Подготовка муки к переработке заключается в составлении смеси из отдельных партий муки и крахмала, просеивании и освобождении муки от посторонних примесей.

Мука, поступающая на предприятие, даже одного и того же сорта может отличаться по цветности, количеству и качеству клейковины, т. е. по тем показателям, которые влияют на качество готовых изделий. Поэто­му необходимо составлять смесь из разных партий муки таким образом, чтобы получить муку с оптимальными технологическими свойствами. Кро­ме того, пшеничную муку смешивают с крахмалом, а также с соевой му­кой, если этот вид сырья применяется при изготовлении данных изделий.

Для смешивания муки разных партий и сортов, а также муки с крах­малом и мелкодисперсной крошкой (из отходов печенья, галет, креке­ра) пользуются пропорциональным шнековым смесителем или весовым дозатором.

От пшеничной муки, крахмала и соевой муки необходимо отделить ферропримеси, случайные механические примеси и комочки слежавшейся муки. Просеивание осуществляется через металлические сита с размером ячеек не более 2 мм. Для просеивания применяются машины с плоскими и барабанными ситами. К ним относятся просеиватель А1-ХКМ, пирами­дальный бурат ПБ-1,5, “Пионер” и др. При просеивании мука разрыхля­ется и аэрируется, что повышает ее качество.

При больших объемах переработки мука доставляется на фабрику в автомуковозах и хранится бестарно в силосах посортно. Схема бестарно­го хранителя муки, крахмала и крошки показана на рис. У-1.

Из автомуковоза 5 мука подается по трубопроводам с помощью аэро - зольтранспорта в силосы 9 для хранения. Крахмал поступает на предпри­ятие в'йешках. Мешки распарывают и подают в мешкоопрокидыватель 4, из которого крахмал поступает в центробежный смеситель 3, где от него отделяются магнитные и немагнитные примеси. Примеси попадают в сбор­ник 2, а очищенный крахмал - в промежуточный бункер 1. Сжатым возду­хом через ротационный питатель крахмал подается в силос 7. Силос 8 пред­назначен для хранения других сыпучих продуктов.

Крошку получают из бракованных изделий. Их загружают в мельни­цу 18, дробят, а измельченный продукт через роторный питатель подают сжатым воздухом в силос 6. Каждый силос снабжен фильтром для удале­ния очищенного воздуха, указателями верхнего и нижнего уровня и вибро - разгрузочным устройством. Внутренняя поверхность силосов покрывает­ся антиадгезионным материалом.

При разгрузке сыпучий продукт из каждого силоса проходит через открытую заслонку, смешивается с воздухом в роторном питателе 10 и через двухпозиционные переключатели 11 и 12 направляется в весовой дозатор 13 или 14. Отвешейные порции муки, крахмала и крошки подают - ся в смеситель 16 для приготовления мучной смеси, которая затем систе­мой пневмотранспорта передается на производство. Весовой дозатор 14 предназначен для отмеривания порций муки, которая затем поступает в шнековый смеситель 15, где смешивается со стружкой размягченного жира. Полученная жиромучная смесь может использоваться для слоения ленты теста.

Другие виды сырья

Кроме пшеничной муки, к основному сырью для выработки мучных кондитерских изделий относятся также сахар и жир.

САХАР используется не только для повышения пищевой ценности и придания изделиям сладкого вкуса, но имеет важное технологическое зна­чение в производстве мучных кондитерских изделий. Обладая гидратаци - онными свойствами, молекулы сахарозы могут притягивать и удерживать значительное количество молекул воды. Следовательно, изменяя концент­рацию сахара в жидкой фазе теста можно регулировать количество сво­бодной и связанной воды и управлять процессом набухания коллоидов муки. Это позволяет изменять влагосодержание теста в широких пределах и получать тесто с различными структурно-механическими свойствами.

Сахар расходуется на замес теста и для приготовления инвертного сиропа. Для замеса теста, как правило, применяется эмульсия из многих видов сырья, в том числе и сахара. На скорость растворения сахара в эмульсии влияет размер кристалликов. Поэтому для приготовления эмуль­сии с низкой влажностью необходимо сахар превратить в сахарную пудру, а при высокой влажности эмульсии использовать мелкокристаллический сахар.

Технологические требования к сахару песку совпадают со стандарт­ными (отсутствие примесей, влажность не выше 0,14% и др.) Перед ис­пользованием сахар песок просеивают через металлические сита с разме­ром ячеек не более 3 мм и освобождают от ферропримесей.

ЖИРЫ занимают особое место в номенклатуре сырья мучных конди­терских изделий; они повышают их пищевую ценность и вкусовые досто­инства, влияют на процесс набухания коллоидов муки, а следовательно, на образование теста, его структуру. Эти свойства жиров, их технологи­ческое значение проявляются в зависимости от химического состава жира, его количества и способа введения в тесто.

Жиры должны быть пластичными. В этом случае они образуют в тесте при замесе тончайшие пленки, обволакивающие и смазывающие частицы муки, влияя на процессы гидратации и набухания.

Пластичный жир представляет собой смесь твердой и жидкой фрак­ций в определенном соотношении. Такие жиры получают направленной гидрогенизацией растительных масел. Основным достоинством такого жира является широкий интервал температур плавления, при которых он сохра­няет пластические свойства.

При производстве печенья в тесто вводят от 5 до 25 % жира к массе муки (в зависимости от сорта изделий). Значительная часть этого жира, если он находится в тесте в расплавленном состоянии, связывается клей­ковиной и крахмалом муки. Механизм взаимодействия липидов и вноси­мых жиров с компонентами теста в значительной мере зависит от химичес­кого состава и свойств используемого жира и муки. Важную роль при этом играют входящие в состав жира триглицериды насыщенных и ненасыщен­ных жирных кислот. Чем больше в жире триглицеридов ненасыщенных жирных кислот, тем он больше сорбируется белками.

Жиры изменяют свойства пшеничного крахмала при замесе теста в результате образования ими комплексов с амилазной фракцией.

Адсорбируясь на поверхности белковых мицелл и крахмальных зерен, жир препятствует набуханию коллоидов муки и увеличивает содержание жидкой фазы теста. Вследствие этого ослабляется связь между компонен­тами твердой фазы теста, что делает его более пластичным.

Жиры лучше вводить в тесто в виде тонко диспергированной эмуль­сии. В таком состоянии частицы жира при замесе теста лучше распределя­ются в виде тонких пленок между частицами муки, а при выпечке тестовых заготовок способствуют образованию структуры изделий. Чем тоньше пленки жира и чем больше их в тесте, тем более пористую, хрупкую и рассыпчатую структуру имеют готовые изделия.

Жиры, вводимые в тесто в виде эмульсий, более стойки к окислитель­ным процессам, что способствует длительному сохранению высоких ка­честв готовых изделий.

Для выработки мучных кондитерских изделий используются такие жиры, как: маргарин, кулинарный жир, сливочное масло (для сдобных сор­тов печенья, тортов и пирожных).

Твердый жир в блоках растаривают и подают в установку типа ШУП, в которой жир переводится в жидкообразное состояние. После фильтра­ции жир перекачивают в емкость с темперирующей рубашкой, откуда рас­ходуют для изготовления эмульсии. В системе подготовки жира должна осуществляться его непрерывная циркуляция.

Молочные, яичные продукты, дрожжи и другие виды сырья, применя­емые для изготовления мучных кондитерских изделий, должны удовлетво­рять требованиям действующих ГОСТ.