Curs Panificatie DV

Tehnologie in industria panificatiei Cuprins: 1. 2. 3. 4.

Aspecte introductive Materii prime si auxiliare Procesul tehnologic de fabricare a painii si produselor de panificatie Procesese tehnologice de fabricare a pastelor fainoase, biscuitilor, produselor fainoase din foi, etc.

I.

Aspecte introductive

Termenul produse făinoase este aplicat pe o scară largă produselor alimentare fabricate pe baza unei reţete care include cantităţi semnnificative de făină de grâu sau din alte cereale ca materie primă principală, amestecate cu alte ingrediente, formate în forme distincte şi supuse tratamentului termic în vederea eliminării umidităţii într-un cuptor situat într-o brutărie. Scurt istoric

Fabricarea produselor făinoase are o instorie lungă, deşi momentul exact în timp când oamenii au învăţat cum să prelucreze boabele de cereale nu este cunoscut. Se estimează că în mezolitic (12000 î.e.n) omul începe să selecteze speciile de plante pentru consum şi să le sfărâme printr-o tehnică primitivă. Primele mori cu pietre apar în neolitic (3000 î.e.n.), antrenate iniţial cu braţele şi apoi, cu animale, simultan trecându-se de la consumul de boabe fierte la cel de turte coapte, preparate din cereale sfărâmate. Popoarele din Orientul Mijlociu (asirienii, babilonieni, evreii şi egiptenii), în perioada 25002000 î.e.n., preparau un aluat de consistenţă redusă, frământat în cuve mari de pământ, fermentat sau nefermentat şi uscat sub formă de turte la soare sau copt (mai târziu), în cuptoare. Se presupune că babilonienii au transferat arta producerii pâinii vechilor egipteni, care la rândul lor au dezvoltat primele brutării organizate, considerând brutăritul ca un meşteşug. În Egipt, în multe cazuri, morile şi vasele în care se producea pâinea aveau forma animalelor sacre, sugerând astfel şi un caracter religios al acestui meşteşug. Mai târziu, sporind comerţul cu grâu şi alte cereale între popoarele antice, brutăritul s-a extins în diferite regiuni ale lumii antice, brutarii dezvoltându-şi propriul lor stil de pâine bazat fie pe convingerile lor culturale şi religioase, fie doar din simplul motiv de a fi diferit de concurenţii lor. În funcţie de starea socială a consumatorilor se stabileau sorturile de făină folosite ca materie primă (şrotul de grâu pentru poporul de rând, făina cernută pentru stăpânii de sclavi şi făina foarte fină, de cele mai multe ori îmbogăţită cu fructe (smochine, curmale), pentru faraoni şi cler). 1

Mai târziu, grecii au perfecţionat tehnologia pâinii prin îmbunătăţirea calităţii şi lărgirea gamei sortimentale (în izvoarele istorice se cunosc peste 72 sortimente, printre care pâine din secară, ovăz, fasole pentru populaţia săracă, pâine dietetică fabricată cu adaos de miere, lapte şi ulei pentru bogaţi, pâine picantă pentru ospăţuri, frământată cu vin etc.), de unde s-a transmis apoi la romani, care au transformat fabricarea pâinii într-un proces complex, organizat pe mai multe faze (cumpărarea grâului, măcinarea cu cernerea făinii, prepararea, divizarea, modelarea şi coacerea aluatului şi vinderea pâinii pe baza de cântărire şi control), introducându-se frământătoare de aluat de tip cuvă cu agitator antrenat cu forţa animală şi cuptoarele din zidărie. Acest mod meşteşugăresc nu a evoluat prea mult în prima parte a evului mediu (evul mediu întunecat), deşi brutăritul a fost recunoscută ca o meserie în întreaga Europă, multe forme de pâine întâlnite în zilele noastre fiind produse încă din aceea perioadă. Apariţia industrializării, a aşezărilor omeneşti suprapopulate, rafinarea gusturilor în alimentaţie, a făcut, ca începând cu secolul XIX să se treacă la mecanizarea şi automatizarea avansată a proceselor din morărit şi panificaţie, la modificarea sistemelor şi principiilor tehnice folosite. În România, primele unităţi de panificaţie de tip industrial au fost construite de către armată (manutanţele), la sfârşitul secolului XIX şi începutul secolului XX, iar după primul război mondial sau fondat primele unităţi mari, dotate cu malaxoare şi cuptoare încălzite cu abur (Dampf). Astfel, în România anului1935 funcţionau 36 de brutării mecanizate, cu un număr de 700 salariaţi. O a l t ă e t a p ă î n d e z v o l t a r e a i n d u s t r i e i p a n i f i c a ţ i e i î n ţ a r a n o a s t r ă , o c o n s t i t u i e perioada imediat următoare celui de-al II-lea război mondial, aceasta caracterizându-se prin lărgirea capacităţii de producţie spre a se acoperi pe cale industrială întregul necesar de consum, mecanizarea tuturor operaţiilor grele, diversificare gamei de sortimente,ajungându-se în prezent la automatizarea şi computerizarea întregului proces tehnologic.

II. 2

Materii prime și auxiliare

1. FĂINA Principala materie primă folosită în procesul de fabricare al produselor făinoase o reprezintă făina de grâu, rezultată în urma procesului de măcinare al grâului în diferite variante de extracție (extracția - cantitatea de făină rezultată din 100 kg de grâu). Gradul de extracție reprezintă raza medie a bobului de grâu după care se realizează măcinarea, locul de pe secțiunea bobului în care are loc atacul prin măcinare). Cu cât raza este mai mare, cu atât gradul de extracție este mai mare. Astfel, se diferențiază: - extracții simple, a căror limită inferioară pleacă de la 0, limita superioară fiind variabilă (ex. 0 - 30, 0 - 90, 0 - 100); - extracții intermediare, cu ambele limite variabile, limita inferioară fiind mai mare ca 0, iar limita superioară fiind mai mică decât 100 (ex. 30 - 85); - extracții complementare a căror limită inferioară este variabilă și mai mare decât 0, limita superioară fiind fixă și egală cu 100 (ex. 30 - 100, 75 - 100). În funcție de gradul de extracție variază și cantitatea de cenușă (substanțe minerale) a făinii respective, care este direct proporțională cu procentajul de tărâțe care s-a pastrat în făină. La o făină cu grad mare de extracție, conținutul de tărâțe în măcinișul respectiv este mai ridicat, pâinea apropiindu-se de cea neagră și integrală, până la tipul graham (conținut integral de tărâțe). Acestea sunt făinuri de măciniș mai mare, mai grosier, și prezintă avantajul nutrițional că păstrează un procent mai mare de vitamine. Făinurile cu un grad de extracție mai mic, deci cu un con ținut mai scăzut de tărâțe, prezintă avantajul unei mai bune prelucrării tehnologice, permițând fabricarea păinii și a produselor de panificație pe linii cu mecanizare avansată. În funcție de conținutul în cenusă, făina de grâu se clasifică în următoarele grupe: a) făină albă, se fabrică în următoarele sortimente: - făină albă 480, este făina cu un conținut de cenușă de maximum 0,48%; - făină albă superioară trei nule (000), este făina cu un conținut de cenușă de maximum 0,48% și cu un conținut de gluten umed egal sau mai mare de 28%; - făină albă 550, este făina cu un conținut de cenușă de maximum 0,55%; - făină albă 650, este făina care are un conținut de cenușă de maximum 0,65%. b) făină semialbă, este făina care are un conținut de cenușă cuprins între 0,66 și 0,9%. Aceasta se clasifică în: - făină semialbă 800, făina cu un conținut de cenușă de maximum 0,8%; - făină semialbă 900, făina cu un conținut de cenușă de maximum 0,9%. 3

c) făină neagră, este făina care are un conținut de cenușă cuprins între 0,91 și 1,4%. În această categorie deosebim: - făină neagră 1 250, făina cu un conținut de cenușă de maximum 1,25%; - făina neagră 1 350 ce are 1,35% cenușă. d) făina dietetică este făina care are un conținut de cenușă 1,4 – 2,2%: - făina dietetică 1750 ce conține 1,75% procent maximum de cenușă. Cifrele care desemnează tipurile de făină reprezintă conținutul maxim de substanțe minerale (cenușă) ale făinii multiplicat cu 1000, sau mg cenușă la 100 g făină, și definește gradul de extracție. Cum se obțin aceste cifre? În laborator, fiecare tip de făină (măciniș) se arde la temperaturi înalte, după indicații stabilite conform standardelor internaționale (ISO 2171 și ICC 104/1). Cenușa astfel rezultată reprezintă continuțul de substanțe minerale al respectivului tip de făină. Făina obținută din bobul întreg are o extracție de 100%, deci un conținut maxim de tărâțe. Cenușa obșinută din arderea ei se apropie, uneori chiar depășește, de 2g la 100g de făină arsă. Făina albă (cu grad de extracție de 50 – 60%) lasă doar vreo 0,4g de cenușă la 100g făină. Utilizări ale diverselor tipuri de făină: Făina tip 550: făina din grâu dur, folosită în mod standard în rețete de prăjituri și foietaje; Făină tip 450: făina din grâu obișnuit, mai moale, folosită in retete de patiserie; Făină tip 650 – 1100: făinuri mai dure și mai închise la culoare, bune pentru rețete de pâine; Făină de tip 1500 – 1750: făina integrală, pentru pâine integrală/graham.

1.1. Compoziţia chimică si biochimică a făinii

1.1.1. Proteinele. Făina conţine în medie între 10 și 12% proteine, iar conţinutul minim pentru a fi panificabilă este de 7%. Conţinutul de proteine al făinii depinde de soiul şi calitatea grâului din care provine, de părţile anatomice care intră în formarea făinii şi de gradul de extracţie al acesteia. Variaţia conţinutului de proteine al făinii cu gradul de extracţie se datorează repartizării neuniforme a proteinelor în bob. Creşterea conţinutului total de proteine este aproape liniară până la extracţia simplă de 90% şi creşte brusc în intervalul 90 – 98%, datorită conţinutului mai mare de proteine din stratul aleuronic (fig. 2.1). Calitatea proteinelor făinii variază invers proporţional faţă de conţinutul lor (scade cu creşterea gradului de extracţie).

4

Fig. 2.1. Variaţia conţinutului de proteine cu extracţia făinii

Compoziţia proteinelor din grâu. Proteinele grâului sunt formate din: proteine neglutenice (solubile) şi proteine glutenice. 1. Proteinele neglutenice (solubile) – reprezintă circa 15% din totalul proteinelor, şi între 0,13 și 0,45% faţă de masa făinii. Sunt foarte eterogene şi cuprind albumine (3 – 5%), globuline (5 – 11%), proteine sub formă de complecşi cu lipidele şi glucidele, proteine coagulante, proteine spumante, enzime, peptide, aminoacizi. Proteinele solubile au următoarele acţiuni (rol tehnologic): - proteinele şi peptidele care conţin cisteină pot intra în reacţie cu oxidanţii şi în reacţiile de schimb sulfhidril – disulfuric influenţând astfel proprietăţile reologice ale aluatului; - sub formă hidrolizată, ele pot fi utilizate drept sursă azotoasă de către microbiota aluatului; - alături de glucidele reducătoare, produsele lor de hidroliză pot intra în reacţii de tip Maillard, contribuind astfel la colorarea cojii şi formarea aromei. 2. Proteinele glutenice – reprezintă circa 85% din totalul proteinelor făinii şi constituie proteinele de rezervă ale endospermului. Deoarece sunt prezente numai în endosperm, conţinutul acestora în făinuri scade odată cu creşterea gradului de extracţie, mai pronunţat peste 70%. Proteinele glutenice sunt formate din prolamine şi gluteline. Dintre prolamine în făina de grâu este prezentă gliadina, iar dintre gluteline, glutenina. Gliadina – reprezintă proteina din grâu (și din secară) solubilă în soluţii apoase de alcool 70%, şi este insolubilă în apă şi alcool absolut. Reprezintă cca. 35 – 45% din totalul proteinelor făinii şi între 4 și 6 % din masa bobului. Alte prolamine: hordeina orzului, avenina ovazului si zeina porumbului Glutenina (în grâu și secară) - este considerată principalul component al proteinelor glutenice și reprezintă proteina care rămâne după ce s-au extras albuminele, globulinele şi gliadinele cu soluţie alcoolică 70%. 5

Glutenina reprezintă între 40 și 45% din totalul de proteine al făinii şi între 4 și 6 % din masa totală a bobului. Este insolubilă în apă şi alcool absolut, dar este solubilă în soluţii diluate de acizii, baze. Glutenina se caracterizează prin elasticitate mare şi extensibilitate mică. Rolul tehnologic al proteinelor glutenice Proteinele glutenice influenţează decisiv desfăşurarea procesului tehnologic şi calitatea pâinii, intervenind în următoarele procese: - la frământare, unde leagă aproximativ jumătate din apa absorbită de făină; - în urma hidratării şi acţiunii mecanice de frământare formează glutenul sub forma unei reţele de filme proteice de care depind în cea mai mare parte proprietăţile reologice ale aluatului, rezistenţa, extensibilitatea, elasticitatea, consistenţa; - la fermentare, reţeaua glutenică reţine gazele de fermentare conducând la obţinerea produselor afânate; - la coacere, în urma coagulării formează scheletul proteic al pâinii cu rol important în fixarea formei şi volumului acesteia; - produsele de hidroliză cu grupare amino liberă participă în reacţia Maillard de formare a melanoidinelor care intervin în colorarea cojii, - intervin în formarea substanţelor de aromă; - reduc viteza de învechire a pâinii.

1.1.2. Glucidele. Glucidele reprezintă constituienții principali ai făinii, depășind 80%, conţinutul lor fiind influenţat de tipul de făină şi gradul de extracţie (mai ridicat la tipurile de făina albă, peste 82%). Dintre glucide, amidonul este componentul cu ponderea cea mai mare în făinurile de grâu. El este prezent practic numai în endosperm şi de aceea conţinutul lui descreşte cu creşterea extracţiei făinii, mai accentuat pentru extracţii peste 70%. Pentru extracţie până la 70%, conţinutul de amidon variază între 75 şi 80 – 82%, iar peste aceste extracţii scade ajungând la circa 67% pentru extracţii de 90% (fig.2.2). Amidonul este un poliglucid nefermentescibil format din două componente macromoleculare, amiloza şi amilopectina. Amiloza constă din lanţuri liniare formate din resturi de glucoză legate α (1,4), iar amilopectina din lanţuri ramificate, în care ramificaţiile sunt fixate pe lanţul principal prin legături α (1,6).

6

Fig. 2.2. Variaţia conţinutului de amidon cu extracţia făinii În făinuri, amidonul este prezent sub formă de granule de diferite forme, lenticulare şi rotunde, de mărimi diferite şi cu diferite grade de deteriorare mecanică, în funcţie de soiul grâului din care s-au obţinut, de condiţiile climatice, de cultură şi de intensitatea măcinişului. Mărimea granulei de amidon de grâu variază în limitele 1 – 30 µm. Din punct de vedere calitativ, în făinuri sunt prezente granule de amidon intacte şi granule de amidon deteriorate, corodate. Cu cât acţiunea mecanică de măcinare este mai intensă şi sticlozitatea bobului mai mare, cu atât deteriorarea granulei este mai mare. 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 influenţează valoarea forţelor de interacţiune, deci însuşirile 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, însuşirea amidonului de a gelatiniza are un rol deosebit, granulele de amidon preluând funcţii importante prin legarea apei eliberată de proteine în urma coagulării; - maltoza formată în urma hidrolizei enzimatice a amidonului participă la formarea culorii cojii şi a substanţelor de aromă; -

joacă rolul principal în învechirea pâinii.

Poliglucidele neamidonoase. Se găsesc în pereţii celulelor şi în învelişul bobului, și se împart în trei grupe: celuloză, βglucani şi pentozani. 7

Celuloza – este prezentă în proporţie ridicată în straturile periferice ale bobului şi este aproape absentă în endosperm. Din acest motiv, conţinutul în celuloză al făinurilor este mic pentru extracţii sub 70% şi creşte pentru extracţii peste 70%.

β- Glucanii – sunt prezenţi în cantități mici în grâu. Pentozanii – bobul de grâu conţine circa 7% pentozani, din care, cea mai mare parte a acestora se găseşte în înveliş şi în stratul aleuronic şi foarte puţin în endosperm (1,2 – 2,3%). În urma măcinării, partea principală a pentozanilor rămâne în tărâţe. În făină, conţinutul de pentozani este de 1,2 – 4,2 %. Sunt mai bogate în pentozani făinurile de extracţie mare, acestea conținând şi părţi din straturile periferice ale bobului, contrar făinurilor cu grad de extracție mic. După solubilitatea lor, pentozanii se împart în: pentozani solubili în apă şi pentozani insolubili în apă (60% din total). Rolul pentozanilor în panificaţie Pentozanii au proprietatea de a absorbi cantităţi mari de apă, din care cauză pot influenţa distribuţia apei în aluat şi pâine. Pentozanii solubili absorb o cantitate mare de apă, de circa trei ori mai mare decât masa lor (raportată la substanţă uscată), iar pentozanii insolubili de circa 10 ori mai mare. Pentozanii solubili în apă măresc consistenţa şi timpul de dezvoltare al aluatului şi îmbunătăţesc calitatea pâinii, în timp ce pentozanii insolubili măresc consistenţa aluatului, dar reduc timpul de frământare şi volumul pâinii. Se apreciază că prezenţa în făină a pentozanilor solubili în apă este indispensabilă pentru obţinerea unei pâini cu volum normal. Glucidele solubile în apă Sunt formate din dextrine, zaharoză, maltoză, glucoză, fructoză şi mici cantităţi de rafinoză şi trifructozan. Conţinutul de glucide fermentescibile (în care zaharoza este predominantă - 80%) este de 1,1 – 1,8%, conţinutul crescând cu extracţia făinii. 1.1.3. Lipidele Lipidele sunt prezente în cantități mici în făinuri. Conţinutul lor creşte cu gradul de extracţie al făinii, lipidele fiind localizate în principal în germene şi stratul aleuronic (sub formă de lipide de rezervă) şi mai puţin în endosperm. În făinuri, lipidele se găsesc sub formă de lipide simple (mono-,di- şi trigliceride, acizi graşi liberi) care sunt predominante şi lipide complexe (lecitina), în cantităţi mici. Trigliceridele reprezintă principalele lipide ale grâului şi făinurilor de grâu. Din punct de vedere al extractibilităţii, lipidele făinii se împart în două grupe: lipide extractibile şi lipide neextractibile. 8

Lipidele extractibile sunt formate din lipide libere (∼ 60%), care se pot extrage cu eter de petrol, și în care intră majoritatea trigliceridelor şi acizilor graşi, şi lipide legate ( ∼ 40%), formate din trigliceride, fosfolipide şi glicolipide. Cea mai mare parte a lipidelor legate sunt fixate de proteine (glutenina fixează circa 80% dintre acestea, iar gliadina circa 5%). Lipidele neextractibile cuprind lipidele aderente la granula de amidon şi se extrag cu apă saturată cu butanol la 90-100°C. Ele reprezintă aproximativ 0,6% faţă de total lipide și sunt formate din fosfolipide, glicolipide şi acizi graşi. Rolul lipidelor în panificaţie. Deşi sunt prezente în proporţie mică, lipidele făinii joacă un rol tehnologic important, formând complecşi cu proteinele şi amidonul, influenţând astfel proprietăţile reologice ale aluatului, calitatea pâinii şi prospeţimea ei. 1.1.4. Sărurile minerale Conţinutul de săruri minerale al făinurilor variază după curba lui Mohs (fig.2.3). Din curbă rezultă că făinurile cu extracţie până la 50% au o variaţie mică a conţinutului mineral cu gradul de extracţie, în timp ce făinurile cu extracţii cuprinse între 50-94% prezintă o variaţie foarte mare a conţinutului mineral cu gradul de extracţie datorită conţinutului mineral mare al stratului aleuronic (7% din masa sa). La extracţii mai mari de 94% variaţia este mai mică, aceste făinuri conţinând mult înveliş (pericarpul conţine 3,5% substanţe minerale faţă de masa sa). Făinurile conţin o serie de elemente minerale, fosfor, calciu, magneziu, fier, potasiu, sodiu, zinc ş.a.. Cele mai multe (fosforul, calciu, magneziu, fierul) sunt prezente sub formă de compuşi insolubili a căror proporţie creşte cu gradul de extracţie.

1.1.5. Vitaminele Făinurile conţin vitamine din grupul B (B1, B2, B6), vitamina PP, unele cantităţi de acid folic şi acid pantotenic precum şi vitamina E. Datorită repartiţiei neuniforme în bob a vitaminelor conţinutul lor în făină creşte cu gradul de extracţie. Astfel, în făinurile de extracţii mici conţinutul de vitamine este mai scăzut, şi invers, un coţinut mai ridicat de vitamine se găseşte in făanurile cu grade de extracţie mai mari. Conţinutul de vitamine variază cu soiul grâului, şi într+o măsură ceva mai mică de condiţiile climatice. Astfel, grâul tare este mai bogat în vitaminele B 1 şi PP, în timp ce grâul moale conţine mai mult vitaminele B6, acid folic, acid pantotenic. Prin măcinare o parte importantă de vitamine este îndepărtată (de ex. din vitaminele complexului B se pierd aproximativ 65%).

9

Fig. 2.3 Variaţia conţinutului mineral al făinurilor de grâu cu gradul de extracţie (curba lui Mohs)

1.1.6. Pigmenţii Făinurile conţin pigmenţi carotenoidici, xantofile şi flavone. Carotenii şi xantofilele se găsesc în endosperm, deci în făinurile albe, iar flavonele (în special tricina) în părţile periferice ale bobului, deci în făinurile negre. În cantităţi mai mari, carotenii sunt prezenţi în germene. Conţinutul de pigmenţi carotenoidici ai făinii este cuprins între 0,1 şi 0,4 mg/100 g făină, din care β-carotenul reprezintă 2 – 12%, iar xantofila şi esterii ei, 71 – 88%.

1.1.7. Enzime Conţinutul de enzime al făinii depinde de gradul de extracţie, de condiţiile climatice din perioada de maturizare şi recoltare a grâului, gradul de maturizare biologică al bobului, eventualele degradări pe care le suferă boabele înainte sau după recoltare (încolţire, atacul ploşniţei grâului ş.a.), soiul grâului. În bobul de grâu enzimele sunt concentrate în cea mai mare parte în germene, la periferia endospermului (stratul subaleuronic) şi stratul aleuronic. Din acest motiv, făinurile de extracţie mică au un conţinut mai mic de enzime decât făinurile de extracţie mare, acestea din urmă conţinând părţi periferice ale bobului în proporţie mai mare. Enzimele prezente în făină fac parte din clasele hidrolaze, oxido-reductaze, transferaze, liaze, sintetaze, izomeraze. Cele mai importante pentru panificaţie sunt hidrolazele şi oxido-reductazele. 10

Hidrolazele a. Enzimele amilolitice Făinurile de grâu conţin α şi β-amilaza, fie în stare legată, inactivă, aproximativ 1/3 din total, fie în stare liberă, activă. Acţiunea pe care o exercită asupra amidonului constă în corodarea (sensibilizarea) granulei, lichefierea şi dextrinizarea în cazul α-amilazei, şi într-o acţiune de zaharificare în cazul β-amilazei. Cele două amilaze se deosebesc nu numai prin acţiunea asupra granulei de amidon, ci şi prin parametri optimi de activitate. α-amilaza - este prezentă în cantităţi reduse (urme) în făinurile normale. Ea este absentă în făinurile provenite din grâne sticloase sau cultivate şi recoltate în condiţii de climat secetos şi este prezentă în cantităţi mari în făinurile provenite din grâu încolţit (creşte de aproximativ 100 ori). Este localizată în învelişul seminal al bobului matur, în stratul aleuronic şi foarte puţin în endosperm şi: - atacă legăturile α(1,4) din structura amidonului cu formare iniţială de oligozaharide şi în final de maltoză şi glucoză - macroscopic, se observă o corodare a amidonului (sensibilizare a granulei), o acţiune de lichefiere şi dextrinizare (gelifică amidonul la 60 – 660C) este termorezistentă şi acidosensibilă. Activează optim la pH cuprins între 4,5 şi 5, şi în intervalul de temperatură 60 – 66°C; la 75°C este inactivată în proporţie de 50%, iar la 83°C este distrusă complet. Aceste valori scad cu scăderea pH-ului. De asemenea, este activată şi de ionii de Ca+2. β-amilaza – se găseşte în cantităţi mai ridicate, fiind prezentă parţial în stare legată, inactivă (1/3 din total), iar restul în stare liberă, activă. Spre deosebire de α-amilază, β-amilaza este localizată şi în endosperm şi germene şi:. - hidrolizează legăturile (1,4) de la capetele ne-reducătoare ale amidonului cu formare de maltoză -

este activată la pH optim = 4,5 - 4,6, deci sunt mai rezistentă la aciditate decât α-amilaza

- este termosensibilă (temperatura optimă de activare între 48 şi 51 0C. La 600C este inactivată în proporţie de 50%, iar la 70-750C este distrusă complet -

din punct de vedere macroscopic, β-amilaza manifestă o acţiune de zaharificare

Enzimele amilolitice sunt cele mai importante enzime din punct de vedere tehnologic, catalizând hidroliza amidonului, asigurand astfel aluatului necesarul de glucide fermentescibile. b. Enzimele proteolitice (proteaze) Proteazele sunt prezente în cantităţi mici în făinurile din grâu sănătos, în timp ce în făinurile din grâu atacat de ploşniţa grâului, precum şi în cele provenite din grâu încolţit, se găsesc în cantităţi semnificativ mai mari (de cca. 10 – 20 de ori). 11

Ca şi amilazele, proteazele sunt prezentate parţial în stare legată, inactivă (cca. 3/4 din total) şi parţial în stare liberă, activă. Enzima legată este complexată cu proteinele şi este stabilă termic la 500C, faţă de enzima liberă, care este instabilă la aceeasi temperatură. La pH-ul din aluat de 5,8, un procent relativ mic, cca. 10-25%, din enzimele proteolitice ale făinii sunt extractibile şi cedate aluatului. Din punct de vedere al mecanismului de acţiune, enzimele proteolitice ale făinii se împart în : - proteinaze (predomină în făinuri), care acţionează în interiorul lanţului polipeptidic (endopeptidaze) şi au o acţiune de înmuiere a aluatului. - peptidaze, care acţionează la capetele lanţului polipeptidic (exopeptidaze) eliberând aminoacizi. Acestea se împart în carboxipeptidaze (hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare carboxilică liberă) şi aminopeptidaze (hidrolizează legăturile peptidice ale aminoacizilor marginali cu grupare amino liberă). Enzimele proteolitice, catalizând hidroliza proteinelor, sunt importante tehnologic pentru proprietăţile reologice ale aluatului şi pentru formarea de aminoacizi care participă la formarea melanoidinelor ce colorează coaja pâinii şi pentru formarea substanţelor de aromă. c. Lipaza Se găseşte în cantităţi mici în făinuri, conţinutul lor variind cu gradul de extracţie. Cele mai bogate în lipaze sunt făinurile de extracţii mari, iar cele mai sărace, făinurile de extracţii mici, deoarece în bob enzima este localizată mai ales, în germene, stratul aleuronic şi în cantităţi foarte mici în endosperm. Lipaza hidrolizează gliceridele din făină eliberând astfel acizi graşi şi glicerină. Lipaza activează optim la un pH =7,4 şi temperatura de 38 0C. Umiditatea optimă a substratului este de 20%, dar ea poate ativa şi la umidităţi mai scăzute, până la 8%, nefiind inhibată în absenţa apei libere. Acest lucru face ca lipaza să acţioneze în timpul maturizării grâului şi făinii. Acizii graşi astfel eliberaţi, între care acidul linoleic este preponderent, sunt substrat pentru lipoxigenază. În timpul frământării şi fermentării aluatului activitatea lipazei făinii este foarte redusă. d. Fitaza Fitaza este o fosfatază care hidrolizează acidul fitic şi fitina (sarea dublă de calciu şi magneziu a acidului fitic) formând acid fosforic şi inozitol, respectiv fosfaţi acizi de calciu şi magneziu, acid fosforic şi inozitol. Fitaza este puternic activată la încolţire (de circa 8 ori). Ea acţionează în aluat mărind gradul de asimilare a calciului şi fierului din pâine. Activează optim la pH=5 şi temperatura de 550C. Este relativ termostabilă, astfel că acţionează în prima parte a coacerii; nu-şi pierde activitatea timp de 10 min la 80 0C, dar se inactivează rapid după 800C. Stabilitatea termică a enzimei este dependentă de pH; la un pH scăzut este puţin stabilă. e. Pentozanazele 12

Sunt grupate sub numele de pentozanaze sau hemicelulaze sau xilanaze, enzimele capabile să hidrolizeze arabinoxilanii prezenţi în făină.

Oxido-reductazele Oxido-reductazele făinii pot fi împărţite în două grupe: - enzime care necesită pentru activitatea lor oxigenul molecular (lipoxigenaza, polifenoloxidaza, ascorbat oxidaza, sulfhidril oxidaza); -

enzime care au ca substrat sau necesită prezenţa apei oxigenate (catalaza, peroxidaza).

a. Lipoxigenaza Enzima catalizează oxidarea, în prezenţa oxigenului molecular, a acizilor graşi polinesaturaţi, 1,4 pentadienici, forma cis, adică cei care au duble legături separate printr-o grupare metilen, în poziţia ω8 (acizii linoleic şi linolenic), în stare liberă sau sub formă de monogliceride şi nu oxidează acizii din structura trigliceridelor. Reacţia conduce la formarea hidroperoxizilor acizilor graşi. Activează optim la pH 6 – 6,5 şi temperatura de 450C. La 650C prezintă numai urme de activitate. În aluat are rol de albire şi de îmbunătăţire a proprietăţilor reologice ale acestuia, dar efectul este slab datorită conţinutului redus de lipoxigenaze din făinuri. b. Polifenoloxidaza Polifenoloxidaza realizează oxidarea compuşilor fenolici cu formare de chinone, care după o serie de reacţii, conduce la polimeri coloraţi în brun. Cea mai importantă polifenoloxidază este tirozinaza, care în prezenţa oxigenului catalizează oxidarea tirozinei (aminoacid) cu formarea de melanine, conducând la închiderea culorii miezului (deşi culoarea făinii este albă). Activează optim la pH 4,7-5,2, această reacţie, însă, are loc numai când concentraţia de tirozină liberă depăşeşte o anumită valoare, fapt ce apare numai în cazul când făina a fost fabricată din grâu necorespunzător (grâu recoltat înainte de maturizarea fiziologica, grâu atacat de ploşniţă, grâu dintr-o recoltă depozitată în condiţii necorespunzătoare. c. Ascorbat oxidaza Este o globulină care catalizează oxidarea acidului ascorbic la acid dehidroascorbic (DHA) în prezenţa oxigenului. Activează optim la pH = 6,3. d. Dehidroascorbat reductaza Enzimă care catalizează reducerea acidului dehidroascorbic la acid ascorbic. e. Sulfhidril oxidaza Enzimă care oxidează glutationul redus la glutation oxidat eliberând apă oxigenată. Astfel, dispar unele grupări tiol şi se formează apa oxigenată care facilitează activitatea enzimelor catalaza şi peroxidaza. 13

f. Catalaza Conţinutul în catalază al făinurilor este influenţat de extracţia făinii şi soiul grâului. Un conținut mai ridicat în această enzimă se găsește în făinurile de extracţii mari şi în cele provenite din grâne de primăvară, acestea din urmă conţinând de circa 5 ori mai multă enzimă decât cele de toamnă. g. Peroxidaza Enzimă care catalizează oxidarea, în prezența apei oxigenate, a grupărilor fenolice şi aminice. De asemenea, poate produce reticularea covalentă a proteinelor şi pentozanilor, analog cu cea produsă de polifenoloxidaza. Catalaza şi peroxidaza, prin gruparea lor hematinică, sunt capabile să oxideze lipidele nesaturate cu apariţia de radicali liberi, intermediari, provocând astfel reacţii similare celor catalizate de lipoxigenază. Diferenţele existente în compoziţia chimică şi biochimică a făinurilor de diferite extracţii se reflectă în calitatea pâinii. Pâinea obţinută din făinuri de extracţie mică are miezul mai bine afânat decât cea obţinută din făinuri de extracţie mare. În schimb, pâinea obţinută din făinuri de extracţie mare, ca urmare a conţinutului mai mare de enzime prezintă o aromă mai pronunţată.

1.2. Încărcarea microbiologică a făinii (microbiota făinii) Făina conţine o microbiotă foarte variată, concentraţia ei reprezentând 10 – 106 ufc/g făină (unităţi formatoare de colonii). În făinurile normale, microbiota este formată în principal din bacterii (în general lactice, cu rol important în fermentarea lactică din aluat) şi, într-o proporţie mai mică, din drojdii şi mucegaiuri. Conţinutul de drojdii al făinurilor este de 0-103 celule/g. Nu este admisă prezenţa în făină a bacteriilor patogene.

1.3. Însuşirile organoleptice ale făinii Culoarea Culoarea făinii este dată de culoarea alb-gălbuie a particulelor provenite din endosperm, care conţine pigmenţi carotenoidici şi de culoarea închisă a tărâţelor prezente în făina, care conţine pigmenţi flavonici. Deci, pe măsură ce creşte gradul de extracţie al făinii, culoarea acesteia se închide.

14

De asemenea, culoarea făinii mai este influenţată şi de granulaţia acesteia. Făina mai fină este mai deschisă la culoare, neexistând între particule goluri care dau senzaţia de umbră, așa cum se întâmplă în cazul făinurilor mai grosiere, care prezintă o nuanță mai închisă. Culoarea făinurilor mai poate fi influenţată de prezenţa mălurii sau a altor particule străine. Mirosul şi gustul Făina de grâu sănătoasă are gust puţin dulceag şi miros plăcut specific, fără miros de mucegai, de încins sau alt miros străin. Mirosul şi gustul de iute, de rânced, de mucegai dovedesc alterarea făinii sau prezenţa unor seminţe de buruieni neîndepărtate în curăţătorie. Gustul puternic dulceag este dat de germinarea grâului, iar gustul fad se întâlneşte la făina supraîncălzită la măcinare. Cel mai frecvent, mirosul anormal al făinii este dat de substanţele care se formează în făină în urma descompunerii unor componente ale acesteia, atunci când este depozitată în condiţii necorespunzătoare. De asemenea, făina este sensibilă la mirosurile puternice din mediu. Ea poate să preia mirosuri străine în timpul transportului sau al depozitării, dacă în apropiere se află substanţe cu miros puternic (ex. petrol, benzină, fenol). Toate aceste făinuri sunt nepanificabile. 1.4. Însuşiri fizice

Granulozitatea (fineţea) Se referă la mărimea particulelor care o compun, respectiv la proporţia de particule mai mari şi particule mai mici, și trebuie corelată, mai ales, cu procesele de prelucrare ulterioară (panificaţie, paste, biscuiţi, patiserie etc.). Granulozitatea făinii este influenţată de intensitatea de măcinare, de gradul de extracţie şi de soiul grâului din care se obţine. Conform standardului român de calitate pentru făină, în cazul făinurilor albe, particulele cu mărimea sub 125 µm reprezintă 50 – 90%, iar cele mai mari de 180 µm nu trebuie să depăşească 10%. Pentru făinurile semialbe şi negre, particulele cu mărimea sub 180 µm reprezintă 50 – 90%, iar cele mai mari de 0,5 mm nu trebuie să depăşească 6, respectiv 8%. În ceea ce privește influența soiului grâului, făinurile provenite din grâne făinoase, moi au particule mai mici comparativ cu făinurile provenite din grâne sticloase. Pentru făinurile provenite din grâne moi, conţinutul de particule mai mari de 45 µm nu depăşeşte 10%, în timp ce pentru făinurile provenite din grâne sticloase, acestea sunt în proporţie mult mai mare. Granulozitatea făinii influenţează: 15

a. 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 conţinutului mai mare de amidon deteriorat şi suprafeţei specifice mai mari a particulelor de făină. b. Proprietăţile reologice ale aluatului (elasticitatea, vascozitatea, relaxarea si fluajul). Aluaturile obţinute din făinuri cu granulozitate mare sunt mai fibroase, mai tenace, mai rezistente, comparativ cu cele obţinute din făinuri de granulozitate mică, care expunând o suprafaţă mare faţă de enzime, îşi reduc consistenţa mai pronunţat la fermentare. Pentru făinurile cu granulozitate fină formarea aluatului are loc mai repede. c. Activitatea enzimelor amilolitice. Cu cât granulozitatea făinii este mai mică, cu atât mai multe vor fi granulele de amidon deteriorate prin efectul mecanic de măcinare, şi deci mai atacabile la acţiunea β-amilazei. La grânele sticloase, deşi dimensiunea particulelor de făină este mai mare, granulele de amidon sunt deteriorate la măcinare mai mult decât în cazul grânelor moi, ca urmare sunt mai uşor atacabile de β-amilaza. Aceste făinuri au capacitate mai mare de a forma glucide fermentescibile. d. Calitatea pâinii Granulozitatea făinii influenţează volumul pâinii, porozitatea şi culoarea cojii. Pâinea obţinută din făină cu granulozitate mare are un volum mic, porozitate nedezvoltată şi o coajă palidă, datorită capacităţii mici de formare a glucidelor fermentescibile. Pâinea obţinută din făină cu granulozitate mică are volum mic, miez închis la culoare, datorită proteinelor uşor atacabile şi are coajă intens colorată, datorită capacităţii mari de a forma glucide fermentescibile. Pâinea de cea mai bună calitate se obţine 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). Alegerea granulozității optime se face in funcție de sortimentul care urmează a fi fabricat; astfel, în cazul produselor de panificaţie , se recomandă o granulaţie mijlocie, iar în cazul produselor de patiserie, o granulaţie mică (particulele sub 45u). Din punct de vedere al însuşirilor de panificaţie este necesar ca făina să aibă particule cât mai omogene din punct de vedere al mărimii și formei. e. Gradul de asimilare al pâinii Creşterea mărimii particulelor de făină faţă de mărimea optimă reduce gradul de asimilare al pâinii. f. Randamentul în pâine De obicei, randamentul este cu atât mai mare cu cât făina este de granulaţie mai mică. La o făină cu granulozitate mare, randamentul poate să scadă cu 2 – 3%.

16

1.5. Însuşirile chimice Aciditatea Făinurile şi toate produsele de măcinare ale cerealelor prezintă reacţie acidă. Aciditatea făinurilor este dată de fosfaţii acizi de calciu şi magneziu rezultaţi prin hidroliza fitinei sub acţiunea fitazei. Sub acţiunea aceleaşi enzime, acidul fitic este hidrolizat cu formare de acid fosforic, care intră în compoziţia acizilor liberi din făinuri. Acidul fosforic mai poate apare prin hidroliza parţială a mononucleotidelor sub acţiunea nucleofosfatazelor. Aciditatea făinii mai este dată de acizii graşi liberi formaţi prin hidroliza trigliceridelor sub acţiunea lipazei şi de aminoacizii rezultaţi prin hidroliza proteinelor, în componenţa cărora intră, în cantitate mare, acidul glutamic. În făinurile provenite din grâne prost conservate, la umidități şi temperaturi ridicate se pot dezvolta bacterii heterofermentative care conduc la formarea unor acizi (acid lactic, acetic, succinic, citric, etc) care măresc aciditatea făinii. O aciditate mare prezintă și făinurile vechi, precum și cele provenite din grâu încolţit. Aciditatea făinii variază cu gradul ei de extracţie; este cu atât mai mare cu cât extracţia făinii este mai ridicată. Făinurile de extracţii mici, care provin din endosperm, prezintă un conţinut mineral (0,45%) şi de grăsimi (0,5%) scăzut, prin urmare, o aciditate mai redusă (2 – 2,2 grade), comparativ cu făinurile de extracţii mari, care, conţinând mai multe substanţe minerale (1,2%) şi grăsimi (1,3%), au aciditate mai mare (3 – 4 grade).

1.6. Însuşiri coloidale Însuşirea de a forma gluten Această însuşire este specifică făinii de grâu, grâul fiind singura cereală capabilă să formeze gluten. Substanţele proteice insolubile în apă, glutenina şi gliadina, posedă proprietăţile coloizilor hidrofili, în special proprietatea de a absorbi şi de a se umfla în apă. În această situaţie, la frământarea aluatului cele două proteine absorb apa şi sub acţiunea mecanică de frământare se unesc şi formează o masă elastico-vâscoasă şi capabilă să se extindă, numită gluten. Glutenul umed se obţine prin spălarea aluatului. El reprezintă un gel coloidal cu masă moleculară mare, numit şi gel de gluten, și este format dintr-o asociere de molecule neomogene. Conţine 200 – 250% apă faţă de substanţa sa uscată şi circa 70% faţă de masa umedă a glutenului. Substanţa uscată a glutenului este formată din 75 – 90% proteine glutenice, restul de 10 – 25% fiind formată din albumine şi globuline (3 – 4%), glucide (8 – 10%), lipide (2 – 4%) și substanţe minerale cca. 0,7%. Conţinutul de substanţe neglutenice depinde de condiţiile de spălare a 17

aluatului, durata şi minuţiozitatea acesteia, prin spălare îndepărtându-se componentele solubile, amidonul şi tărâţele. Prezenţa substanţelor neproteice în compoziţia glutenului se explică prin capacitatea proteinelor glutenice de a reţine prin adsorbţie aceşti compuşi şi de a interacţiona cu ei formând complecşi (cu lipidele şi glucidele). Conţinutul de gluten umed al făinii variază în limite largi, în general între 15 și 50%. Pentru ca o făină să fie panificabilă conţinutul minim de gluten trebuie săa fie de 22%, respectiv 7,0 % substanţe proteice. Glutenul este caracterizat de proprietăţi reologice: elasticitate, extensibilitate, rezistenţă la întindere, fluaj (capacitatea de a se deforma sub greutate constantă). Cu cât glutenul este mai elastic şi mai rezistent la întindere, cu atât el este mai puternic şi, cu cât este mai extensibil şi se deformează mai mult atunci când este lăsat în repaus (fluaj), cu atât este de calitate mai slabă.

1.7. Proprietăţile de panificaţie (tehnologice) ale făinii Proprietăţile de panificaţie caracterizează comportarea tehnologică a făinii. Acestea sunt: a. Capacitatea de hidratare Capacitatea de hidratare a făinii reprezintă proprietatea acesteia de a absorbi apa la prepararea aluatului. Se deosebesc: - capacitatea de hidratare farinografică ; - capacitatea de hidratare tehnologică (de panificaţie). Capacitatea de hidratare farinografică (absorbţia farinografică) se defineşte ca numărul de ml de apă absorbiţi de 100g făină pentru a forma un aluat de consistenţă standard. Se consideră consistenţa standard, consistenţa de 500 U.F. (unităţi farinografice) sau 500 U.B. (unităţi Brabender), această valoare alegîndu-se pe baza experienţei practice, când s-a constatat că majoritatea proceselor din aluat decurg optim la această consistenţă. Capacitatea de hidratare tehnologică (absorbţia tehnologică sau de panificaţie) se defineşte ca numărul de ml de apă absorbiţi de 100g făină la frământare pentru a forma un aluat cu cele mai bune posibile proprietăţi reologice şi pâinea cea mai bună posibilă. În unele cazuri, capacitatea de hidratare farinografică coincide cu capacitatea de hidratare tehnologică. Capacitatea de hidratare a făinii depinde de hidratarea proteinelor şi a amidonului, rolul principal avându-l substanțele proteice, generatoare de gluten. Cu cât făina are un conținut mai 18

mare de substanțe proteice, și cu cât acestea sunt de calitate mai bună, cu atât făina va absorbi mai multă apă la formarea aluatului . Valoarea capacității de hidratare variază între : - 54 – 64% pentru făinurile de larg consum - 54 – 58% pentru făinuri semialbe - 50 – 55% pentru făinurile albe În cazul făinurilor negre, de extracție mare, și cu un conținut ridicat de tărâțe, capacitatea de hidratare este maximă, dar aceasta nu înseamnă că făina respectivă este de calitate superioară, ci mai slabă, deoarece o parte din apă este absorbită de tărâțe, acestea se umfla cu apă, dar o cedează în faza de coacere. b. Capacitatea de a forma gaze Este caracterizată de cantitatea de gaze care se degajă într-un aluat preparat din făină, apă, drojdie, și fermentat în anumite condiţii de timp şi temperatură. Se exprimă prin ml de CO 2 care se formează într-un aluat preparat din 100g făină, 60 ml apă şi 10g drojdie presată (exces), fermentat 5 h la 300C. Capacitatea făinii de a forma gaze este influenţată de: - conţinutul în glucide proprii al făinii; - capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile.

Conţinutul de glucide proprii ale făinii Făinurile conţin cantităţi mici de glucide fermentescibile (1,1%, în făinurile albe, 1,5% în făinurile semialbe, 1,8% în făinurile negre), formate în proporţie de 80% din zaharoză, iar restul de 20%, din glucoză, fructoză și 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, declanşând procesul de fermentare. Capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile Reprezintă proprietatea aluatului preparat din făină şi apă de a forma la o anumită temperatură şi într-un anumit interval de timp o cantitate de maltoză. Cantitatea de maltoză care se formează (prin hidroliza amidonului sub acţiunea enzimelor amilolitice) este condiţionată de: cantitatea de enzime amilolitice și de gradul de deteriorare a granulei de amidon. 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 şi 90 ml soluţie tampon cu pH = 4,6–4,8 după o oră de infuzie la 270C. 19

Importanţa tehnologică a capacităţii făinii de a forma gaze Capacitatea făinii de a forma gaze influenţează volumul şi porozitatea pâinii, precum şi culoarea cojii. Făinurile cu capacitate redusă de a forma gaze nu asigură o intensitate suficientă a procesului de fermentare în fazele finale ale procesului, în consecință, pâinea se obţine cu volum mic, nedezvoltat. În cazul făinurilor cu capacitate mare de formare a gazelor, volumul pâinii şi porozitatea ei vor depinde de proprietăţile reologice ale aluatului şi de capacitatea lui de a reţine gazele. Creşterea volumului pâinii are loc până la un maxim, care corespunde capacităţii aluatului de a reţine gazele. Culoarea cojii se formează la coacere prin reacțiile neenzimatice dintre dintre glucidele reducătoare şi aminoacizi care conduc la formarea unor substanţe de culoare închisă (melanoidine). Pentru ca pâinea să aibă o coajă de culoare normală este necesar ca în momentul introducerii în cuptor, aluatul să conţină minim 2–3% glucide nefermentate, raportat la substanța uscată. Dacă această condiţie nu este satisfăcută, coaja se obţine de culoare palidă, chiar dacă se măresc durata şi temperatura de coacere. De aceea, în practică, făina cu capacitate mică de formare a glucidelor fermentescibile se numeşte “tare la foc”. De obicei făinurile albe sunt tari la foc. c. Puterea făinii Caracterizează capacitatea făinii de a forma un aluat care să aibă după frământare şi în cursul fermentării anumite proprietăţi reologice (consistenţă, stabilitate, elasticitate, înmuiere). Puterea făinii este o noţiune complexă, incluzând o serie de indici calitativi ai făinii ce se referă la comportarea tehnologică a acesteia, respectiv obţinerea unui aluat care să-şi menţină forma şi să reţină gazele de fermentare, adică a unui aluat elastic şi în acelaşi timp extensibil, capabil să se extindă sub presiunea gazelor de fermentare. Puterea făinii este influenţată de cantitatea şi calitatea substanţelor proteice,de activitatea enzimelor proteolitice şi a activatorilor proteolizei. Puterea făinii se determină prin trasarea curbei farinografice şi exprimarea caracteristicilor acesteia printr-o singură valoare, în unităţi convenţionale, cu ajutorul riglei valorimetrice. Clasificarea grânelor şi făinurilor după putere, se prezintă în tabelul 2.4. Tabel 2.4 Clasificarea făinurilor după putere

Tare

A2

Puterea, U.C. (unităţi Calitatea făinii convenţionale) 85-100 Foarte puterni că 75-85 Puternică

Foarte bun

B1

65-75

Bun

B2

55-65

Slab

C1

35-55

Grâu

Categoria F A1

20

Proprietăţi reologice ale aluatului Rezistent

Rezistent, elastic şi puţin extensibil Foarte bună pentru Elastic şi extensibil panificaţie Bună pentru Elastic şi extensibil panificaţie Slabă Foarte extensibil,

Foarte slab

C2

17-35

Foarte slabă

rezistenţă şi elasticitate mici Foarte extensibil, foarte puţin elastic

d. 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 obţine o pâine cu miez de culoare închisă, iar dintr-o făină de culoare deschisă se obţine pâine cu miez de culoare deschisă. Totuși, sunt cazuri când dintr-o făină de culoare deschisă se obţine o pâine cu miez mai închis la culoare. Acest lucru se datorează închiderii culorii făinii în timpul procesului tehnologic. Proprietatea făinii de a-şi închide culoarea în timpul procesului tehnologic este condiţionată de prezenţa enzimei tirozinaza şi a enzimelor proteolitice, care în urma hidrolizei proteinelor formează tirozina (aminoacid), substratul tirozinazei. Tirozina, în prezenţa oxigenului şi a tirozinazei, este oxidată cu formarea ca produşi finali de melanine (culoare închisă) care realizează efectul de închidere a culorii făinii în timpul prelucrării acesteia. 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.

1.8. Făinuri din alte cereale şi 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 mărunţite, tărâţe obţinute din secară, ovăz, orz, orez, porumb, mei, hrişcă. Pentru prepararea pâinii de secară, datorită particularităţilor făinii de secară (amidon mai uşor hidrolizabil, prezenţa unei cantităţi mari de α-amilaza activă, gelatinizarea amidonului la temperaturi mai joase, proteine care nu formează gluten), regimul tehnologic se deosebeşte esenţial de cel al pâinii de grâu. Caracteristica principală a procesului tehnologic de obținere a pâinii de secară este aciditatea mare, care este necesară frânării activităţii α-amilazei la coacere şi obţinerii unei peptizări optime a proteinelor. Prin peptizarea unei părţi a proteinelor, proprietăţile reologice ale aluatului se modifică, acesta devenind capabil să reţină gazele şi să-şi menţină forma. Lipsa scheletului glutenic face ca aluatul de secară să aibă o capacitatea mică de menţinere a formei, motiv pentru care acesta se coace, în general, în forme. 21

Aciditatea mare a aluatului de secară, de 10–12 grade se obţine prin cultivarea timp îndelungat a microbiotei proprii făinii. Procesul tehnologic de preparare a aluatului de secară cuprinde două cicluri: unul de cultivare, în mai multe trepte, unde se urmăreşte multiplicarea bacteriilor lactice ale făinii şi obţinerea acidităţii ridicate (până la 15 grade) şi un ciclu de producţie, care cuprinde prospătură, maia, aluat. Datorită conţinutului mai mare de glucide reducătoare al făinii de secară (faţă de cea de grâu), precum şi datorită formării pentozelor prin hidroliza pentozanilor, care intră uşor în reacţia de formare a melanoidinelor, pâinea se obţine cu gust şi aromă pronunţate şi coajă intens colorată. Făinuri şi seminţe de leguminoase Se folosesc la prepararea pâinii multicereale. În această categorie intră făina de soia sau de mazăre, seminţe decorticate de floarea soarelui, seminţe întregi sau măcinate de in. Făina de cartofi Se foloseşte ca adaos la unele sortimente de pâine, doza obişnuită fiind de 1–2%. Se obţine din pastă de cartofi uscată şi măcinată şi, în acest caz, are amidonul gelatinizat şi contribuie la creşterea capacităţii aluatului de a forma gaze (amidonul gelatinizat fiind mult mai uşor hidrolizat de amilaze), precum şi la prelungirea prospeţimii pâinii. Se mai poate obţine prin măcinarea cartofilor uscaţi în prealabil, în acest caz, amidonul nu este gelatinizat, şi pentru a evita obţinerea unei pâinii cu miez uscat, sfărâmicios, se recomandă opărirea ei înainte de introducerea la frământarea aluatului.

2. APA TEHNOLOGICĂ Este un component indispensabil aluatului, în prezenţa ei având loc hidratarea principalelelor componente ale fainii. La o cantitate insuficientă de apă nu se asigură formarea completă a glutenului, obținându-se un aluat de consistență mare, cu elasticitate redusă. Folosirea unei cantități mari de apă poate conduce la obținerea unui aluat moale și cu rezistență slabă. Indicatori de calitate pentru apa folosită în panificație În multe ţări ale lumii există reglementări foarte stricte legate de indicatorii de calitate ai apei folosite în panificaţie.În general se adoptă pentru apa tehnologică condiţiile similare cu aprecierea calităţii apei potabile. Astfel, se impun următoarele condiţii : apa trebuie să fie incoloră, fără miros şi gust străin, limpede și cu un conţinut redus de săruri de fier sau magneziu, deoarece aceste săruri determină închiderea culorii aluatului; apa nu trebuie să conţină bacteria coliforme, deoarece în procesul de panificaţie acestea nu pot fi distruse, în miez, temperatura atingând, în timpul coacerii, maxim 95–98 0C, insuficient pentru distrugerea acestora; 22

apa trebuie să conțină sub 20 germeni/ml;

apa trebuie să respecte condiţiile de duritate impuse, adică maxim 18 grade de duritate (un grad de duritate este egal cu 10 mg CaO şi 7,14 mg MgO la un litru de apă). Sărurile de calciu şi magneziu influenţează pozitiv proprietăţile reologice ale glutenului slab. Ele împiedică solubilizarea gliadinei şi a gluteninei, măresc elasticitatea şi rezistenţa glutenului la acţiunea enzimelor. Efectul este explicat prin compactizarea macromoleculei proteice în prezenţa ionilor de calciu şi magneziu. În cazul făinurilor de calitate bună şi foarte bună, apele dure nu sunt dorite deoarece întăresc excesiv glutenul. Apele de duritate excesivă, alcaline, au o acţiune nedorită în aluat. Ele neutralizează acizii din aluat, deplasând pH-ul la valori la care are loc peptizarea glutenului şi inhibarea drojdiei (în aceste cazuri se procedează la dedurizarea apei). Apa cu duritate mică conduce la obţinerea de aluaturi moi şi lipicioase; tempeatura apei trebuie să fie astfel potrivită, încât, temperatura aluatului rezultat să fie 27 – 0 30 C (în general temperatura de la sursă să fie sub 15ºC); nu se va folosi apă fiartă şi răcită, deoarece, prin fierbere apa elimină aerul şi, implicit, oxigenul foarte necesar activităţii drojdiilor.

3. SAREA În panificaţie, sarea se foloseşte la prepararea tuturor produselor, cu excepţia produselor dietetice fără sare. Deoarece influenţează o serie de procese în aluat, este foarte important ca ea să fie complet dizolvată. Se introduce în faza de aluat sub formă de soluţii saturate sau concentrate, dar şi în stare nedizolvată. Sarea ce conţine corpuri străine, care are gust, culoare și miros impropriu, sau o compozi ție chimică diferită de cea standard, nu se utilizează în panificație. Sarea este disponibilă sub formă granulară sau sub formă de fulgi. Sarea granulară poate avea particule de dimensiuni diferite existând, de la sare grosieră până la sare fină şi cu diferite grade de puritate. Sarea sub formă de fulgi, cunoscută şi ca sare compactă, se obţine din sarea granulară prin comprimarea sub formă de agregate plate. Datorită suprafeţei sale relativ mari, ea se solubilizează repede. Pentru panificaţie este economic să se utilizeze sarea de calitate inferioară, grosieră. Impurităţile şi substanţele insolubile în apă se reţin prin filtrarea soluţiei obţinute. Ideal este însă să se utilizeze sarea de granulaţie fină şi cu puritate înaltă. Deoarece sarea absoarbe cu uşurinţă umiditatea din mediu şi se aglomerează formând bulgări, producătorii tind să adauge sării substanţe care să împiedice acest fenomen. În acest scop sunt folosite ferocianura de sodiu (5–10 ppm), silicatul de calciu, fosfatul tricalcic şi silicoaluminatul de sodiu. Efectul tehnologic al sării Sarea influenţează proprietăţile reologice, activitatea enzimelor şi a microbiotei aluatului. Influenţa sării asupra proprietăţilor reologice ale aluatului 23

Acţiunea tehnologică a sării constă, în special, în influenţa pe care o are asupra proprietăţilor reologice ale aluatului. Adaosul de sare determină reducerea capacităţii făinii de a absorbi apa şi creşterea timpului de formare şi a stabilităţii aluatului. Este un lucru ştiut că adaosul sării în aluat duce la prelungirea timpului de malaxare necesar pentru dezvoltarea completă a aluatului, motiv pentru care mulţi brutari adaugă sarea mai târziu la frământare. Influenţa sării asupra enzimelor din aluat Adaosul de sare în aluat reduce activitatea enzimelor, atât a celor proteolitice, cât şi a celor amilolitice, datorită, probabil, acţiunii sării asupra părţii proteice a enzimelor. În cazul enzimelor proteolitice, frânarea activităţii lor este sigur că are loc prin creşterea compactităţii proteinelor glutenice şi deci a rezistenţei lor faţă de enzime. Pentru enzimele amilolitice efectul de frânare al sării se manifestă numai în afara zonei de pH optim a acestora. Influenţa sării asupra microbiotei aluatului -

Influenţa sării asupra drojdiei

Sarea influenţează atât înmulţire,a cât şi activitatea fermentativă a drojdiei. La concentraţii mici de sare (0,7 – 0,8 %), înmulţirea celulelor de drojdie este stimulată. Peste această concentraţie procesul este frânat în măsură cu atât mai mare, cu cât procentul de sare din aluat este mai mare. O doză de sare de 1 % (sau chiar peste această valoare) faţă de masa făinii, frânează activitatea fermentativă a drojdiei odată cu creşterea adaosului. Pentru un adaos de 1 %, cantitatea de gaze formate scade nesemnificativ cu 5%, pentru 3% adaos de sare, scade cu 50%, iar pentru 5% sare adaugată, fermentaţia practic se opreşte. -

Influenţa sării asupra bacteriilor lactice

Sarea este un inhibitor al bacteriilor lactice, cu cât conţinutul de sare este mai mare, cu atât activitatea lor este mai slabă. La 4% adaos de sare în aluat, bacteriile lactice heterofermentative nu mai acţionează. Influenţa sării asupra calităţii pâinii Pâinea preparată din făină de calitate medie, fără adaos de sare, coaptă pe vatră se obţine aplatizată, ca urmare a înrăutăţirii proprietăţilor reologice ale aluatului. În plus, pâinea se obţine cu coajă palidă, deoarece în absenţa sării fermentaţia este mai energică, sunt consumate cantităţi mai mari de glucide, iar în momentul introducerii în cuptor, aluatul nu mai conţine cantităţi suficiente de glucide reducătoare pentru a se forma melanoidine în cantităţi suficiente, care să confere culoare cojii. Pâinea preparată cu exces de sare se obţine cu gust sărat, volum redus, miez dens cu porozitate insuficient dezvoltată, coajă intens colorată. Defectele sunt datorate frânării de către sare a activităţii fermentative a drojdiei.

4. DROJDIA DE PANIFICAȚIE Drojdia se foloseşte în panificaţie ca agent de afânare biochimică a aluatului. Ea aparţine genului Saccharomyces, specia Saccharomyces cerevisiae, de fermentaţie superioară. 24

Caracteristici fiziologice Drojdia de panificaţie este facultativ anaerobă. În funcţie de condiţii poate metaboliza glucidele simple pe cale anaerobă, prin fermentaţie, cu producere de alcool etilic, dioxid de carbon şi produse secundare, sau pe cale aerobă, oxidativă, cu producere de dioxid de carbon şi apă. Prin ambele căi se formează o cantitate de energie necesară creşterii, multiplicării şi menţinerii funcţiilor vitale ale celulei, dar în cantităţi diferite, calea aerobă producând mai multă energie decât cea anaerobă. Componenţii chimici şi biochimici ai celulei de drojdie Celula de drojdie conţine 70–80 % apă. Substanţă uscată este formată din proteine, glucide, lipide, săruri minerale și vitamine. Dintre substanţele cu caracter proteic conţinute de celula de drojdie, pentru panificaţie interesează în mod deosebit glutationul. Acesta este un tripeptid, format din cisteină, glicocol şi acid glutamic şi poate fi prezent sub două forme, redusă şi oxidată, din care cauză joacă un rol important în procesele de oxido-reducere din aluat, forma redusă a acestuia activând proteoliza şi influenţând astfel proprietăţile reologice ale aluatului. Glucidele de rezervă ale celulei de drojdie sunt glicogenul şi trehaloza (diglucid nereducător). Conţinutul de trehaloză în celulă ajunge până la 14% şi este importantă pentru durata de viaţă a celulei de drojdie. Drojdia este bogată în vitamine din grupul B influenţând pozitiv conţinutul de vitamine al pâinii. Din punct de vedere biochimic, drojdia conţine toate enzimele implicate în metabolizarea aerobă şi anaerobă a monoglucidelor. Mai conţine o invertază foarte activă. Majoritatea tulpinilor de drojdie nu conţin, sau conţin în cantităţi foarte mici, enzime implicate în fermentarea maltozei, maltopermeaza şi maltaza. Drojdia nu poate metaboliza polimeri superiori ai glucozei, cu excepţia maltozei şi maltotriozei. Nu conţine amilaze şi de aceea nu poate beneficia în mod direct de prezenţa amidonului în aluat. Caracteristici de nutriţie Pentru dezvoltarea normală, drojdia necesită prezenţa în mediu a o serie de elemente, în următoarea succesiune a importanţei: apa, glucidele (sursă de energie), surse de azot, vitamine și săruri minerale. Drojdia de panificaţie fermentează hexozele sub forma lor dextrogiră, preferând în primul rând, D-glucoza, D-fructoza, D-manoza, D-galactoza, apoi fermentează diglucidele. Dintre diglucide, drojdia fermentează zaharoza şi maltoza. De asemenea, mai fermentează și 1/3 din rafinoză, dar nu fermentează pentozele şi lactoza. Drojdia asimilează glucoza, zaharoza şi maltoza. Drept sursă de azot drojdia utilizează sărurile de amoniu şi aminoacizii, primele fiind mai bine absorbite decât ultimii. Nu asimilează substanţele proteice cu molecule complexe, endopeptidazele drojdiei fiind intracelulare, difuzează greu în exteriorul celulei vii. Dintre minerale, mai important este mai ales fosforul, dar şi S, Ca, Mg, Fe, Mn. Drojdia absoarbe fosfatul sub formă de anion monovalent H2PO4- şi nu absoarbe fosfatul bivalent. Fosfatul 25

monovalent provenit din KH2PO4 este absorbit mai bine decât cel provenit din NaH2PO4. Fosforul participă la transmiterea energiei în celule prin intermediul ATP şi ADP. Sulful, care intră în compoziţia aminoacizilor cu sulf ai celulei, este preluat de drojdie mai ales din sulfatul anorganic. Pentru creştere, în afară de surse hidrocarbonate, azotate şi minerale, drojdia mai necesită şi anumite substanţe oligodinamice, esenţiale pentru metabolismul ei, numite factori de creştere, din care fac parte: biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, acidul nicotinic, piridoxina și riboflavina. Parametri optimi de activitate ai drojdiei Drojdia de panificaţie se dezvoltă optim la 25–30 0C şi fermentează optim la 35 0C. Se dezvoltă şi activează în limite largi de pH de la 4 la 6, având capacitatea de a se adapta la unele modificări ale mediului. Forme de utilizare ale drojdiei de panificaţie Drojdia de panificaţie este disponibilă sub mai multe forme: drojdie comprimată (presată), drojdie uscată şi drojdie lichidă. Drojdia presată şi cea uscată se obţin în fabrici specializate, iar drojdia lichidă se prepară în fabrica de pâine. Drojdia comprimată Se obţine 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, şi săruri minerale, care asigură condiţii optime pentru formarea biomasei de calitate superioară. Drojdia comprimată prezintă o umiditate cuprinsă între 70 și 75% umiditate, și conține 15,5% proteine şi 12–14,5% glucide. Principala sa caracteristică calitativă este puterea de creştere (puterea de dospire). Un gram drojdie comprimată conţine între 7 și 9. 109 celule de drojdie. Drojdia uscată Se fabrică sub mai multe forme: drojdie uscată activă, drojdie uscată activă protejată, drojdie uscată activă instant şi drojdie uscată cu proprietăţi reducătoare. În general, drojdia uscată se obține prin uscarea în condiții controlate a drojdiei comprimate. Pentru obținerea unei drojdii uscate de bună calitate sunt esențiale atît calitatea drojdiei comprimate de la care se pleacă, cât 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- 40°C. O importanţă mare pentru menţinerea puterii fermentative a drojdiei uscate o are umiditatea ei, umiditatea optimă fiind 7,5–8,5%. 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 şi apă sub protecţia bacteriilor lactice. 26

Microbiota drojdiilor lichide este formată din drojdii care produc fermentaţia alcoolică şi bacterii care produc fermentaţia acidă. Drojdia lichidă se foloseşte ca afânător, având următoarele caracteristici: putere mare de creștere a aluatului; conferă aromă şi gust plăcut pâinii; determină, în timpul preparării, formarea de acid lactic în proporţie de 0,3% (pe lângă îmbunătăţirea calităţilor organoleptice, acidul lactic are funcţia de blocare a formării microorganismelor care degradează pâinea în lunile calde); creşte rezistenţa aluatului, care suportă mai uşor întârzierile la fermentaţie; determină obţinerea unei pâini cu volum mare, miez elastic, pori uniformi, care îşi păstrează prospeţimea mai mult timp. Aluaturile preparate cu drojdii lichide au aciditate mai mare faţă de cele preparate cu drojdie presată datorită aportului propriu de acizi şi/sau formării acidului lactic. Din acest motiv pH-ul aluatului preparat cu drojdie lichidă se apropie de 5, sau chiar mai mici (4,7–4,8), faţă de pH-ul aluatului preparat cu drojdie presată, care este de circa 5,7. Acest lucru este favorabil pentru proprietăţile reologice ale aluatului, în special pentru cele provenite din făina slabă, respectiv pentru calitatea pâinii, care se obţine cu volum îmbunătăţit, miez elastic şi pori uniformi. Drojdiile lichide se pot prepara : - cu opăreală amară (făină opărită cu extract de hamei); are ca principiu de bază selecţionarea microorganismelor din microbiota făinii sub acţiunea bactericidă a răşinilor de hamei şi cultivarea în continuare a drojdiei de panificaţie. Acţiunea bactericidă nu se manifestă şi asupra bacteriilor lactice, astfel încât acidul lactic format poate proteja celulele de drojdie de microbiota nedorită - cu opăreală dulce; principiul care stă la baza prepaprării drojdiei după această schemă se bazează pe suprimarea microorganismelor nedorite din microbita făinii sub acţiunea acidului lactic si cultivarea mai departe a drojdiei. În calitate de substrat pentru drojdie se foloseşte opăreală de făină, care probabil este macerată cu bacterii lactice termofile. Acidul lactic care se formează şi se acumulează suprimă microbita nedorită din opăreală, permiţând dezvoltarea în continuare a drojdiei. Defectele drojdiei Un prim defect, la drojdia de panificaţie, este culoarea anormală, diferită de cea cenuşie deschisă, cu nuanţă gălbuie-crem. Drojdia de culoare albă, lipicioasă şi umedă la pipăit, cu miros particular, se întâlneşte atunci când, din cauza condiţiilor necorespunzătoare de păstrare, este infectată cu aşa numita „floare de vin" sau mucegaiuri. Culoarea gălbuie închisă indică prezenţa drojdiei de bere, în timp ce coloraţia grialbăstruie se datoreşte folosirii la prepararea drojdiei a apei feroase. Culoarea maroniu închis, este dată de existenţa unui strat de celule moarte, la suprafaţa calupului de drojdie, urmare a păstrării în condiţii improprii. Drojdia presată trebuie să aibă o consistenţă semitare şi să prezinte o anumită elasticitate, astfel încât după apăsare uşoară să revină la forma iniţială. Drojdia nu trebuie să fie lipicioasă sau vâscoasă, atunci când se frământă între degete. Dacă este vâscoasă sau lipicioasă, aceasta se datorează condiţiilor anormale de păstrare sau infectării cu alte bacterii. Mirosul de acru, indică infectarea drojdiei cu bacterii acetice. Mirosul neplăcut de putred, arată un început de alterare. 27

Din punct de vedere al mirosului şi al gustului, nu se admite utilizarea în panificaţie a drojdiei cu miros de mucegai sau alte mirosuri străine, cu gust amar sau rânced. În cazul folosirii unei drojdii cu putere de creştere necorespunzătoare, se obţin produse necrescute, dense, necoapte, crăpate. În unele produse de panificaţie apar, după fabricaţie, goluri mari în miez, principala cauză constând în folosirea drojdiei neemulsionate, ceea ce determină neuniformitatea maielei şi a aluatului.

5. MATERII AUXILIARE În panificație, materiile auxiliare se împart în două categorii: -

materii auxiliare folosite pentru îmbunătățirea gustului și valorii nutritive

-

materii auxiliare folosite pentru ameliorarea calității produsului (amelioratori).

5.1. ZAHARURILE (ÎNDULCITORII) În panificaţie se folosesc ca îndulcitori zahărul de sfeclă sau de trestie (zaharoza), siropuri de glucoză, mierea de albine, toate acestea introducându-se în faza de aluat. Zahărul (zaharoza) este cel mai utilizat la prepararea produselor de panificaţie. Este hidrolizat încă din timpul frământării aluatului de către invertaza drojdiei, la glucoză şi fructoză, astfel că este uşor fermentat de microbiota aluatului, iar la coacere participă la reacţia Maillard de formare a culorii cojii. Un sortiment de zahăr este zahărul brun. Acesta conţine unele cantităţi de melasă (în esenţă fiind un zahăr parţial rafinat de trestie de zahăr) care contribuie la îmbunătăţirea gustului pâinii. În acest scop se foloseşte la prepararea pâinii negre şi a pâinii multicereale, proporţia utilizată fiind 6–10% faţă de făina prelucrată. Glucoza este disponibilă sub două forme: solidă şi, mai ales, lichidă. Când este introdusă în cantităţi mari ea tinde să cristalizeze în pâine, ceea ce conduce la întărirea miezului şi la apariţia de “pete de zahăr” în coajă. Siropul de glucoză se obţine prin hidroliza amidonului de porumb. Este disponibil pentru panificaţie sub două forme: siropul de glucoză (normal) şi siropul cu conţinut ridicat de fructoză (izosiropul). Mierea de albine se utilizează la prepararea pâinii din făină integrală pentru intensificarea aromei, fie singură, fie în combinaţie cu zahărul. Un efect perceptibil pentru aroma pâinii se obţine pentru doza minimă de miere de 4% faţă de făina prelucrată. Efectul tehnologic al zaharurilor (îndulcitorilor) Zaharurile utilizate în panificaţie influenţează însuşirile reologice, ale aluatului, activitatea drojdiei şi calitatea produsului finit. 28

Efectul zaharurilor asupra proprietăţilor reologice ale aluatului Zaharurile conduc la fluidificarea aluatului datorită acţiunii 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 capacităţii de hidratare a făinii reprezintă circa 0,5% faţă de cantitatea de glucide introduse. Adaosul de zaharuri întârzie formarea aluatului. Influenţa zaharurilor asupra activităţii drojdiei Prin adaosul de îndulcitori în aluat se măreşte cantitatea de zaharuri fermentescibile. Ca urmare, activitatea drojdiei se accelerează, procesul având loc la adaosuri de maxim 5%, peste care activitatea drojdiei este inhibată. Inhibarea se datorează acţiunii de deshidratare a celulei în urma migrării apei din celulă în vederea egalizării presiunilor osmotice, interioară şi exterioară. Plasmoliza se accentuează odată cu creşterea concentraţiei de zaharuri în aluat, şi se constată prin reducerea cantităţilor de gaze formate la fermentare. Influenţa zaharurilor asupra calităţii pâinii Zaharurile adăugate în aluat contribuie la îmbunătăţirea gustului şi aromei produsului finit, precum şi la intensificarea culorii cojii (datorită participării lor la reacţia Maillard). De asemenea, se îmbunătăţesc porozitatea şi textura produsului, precum şi durata de prospeţime, ca urmare a retenţiei apei de către zaharuri. Deoarece drojdia conţine echipament enzimatic de fermentare a glucozei, fructozei şi zaharozei, în aluatul preparat direct, ele sunt fermentate înaintea maltozei şi, pentru procedee scurte de preparare a aluatului, pot contribui esenţial la formarea volumului pâinii.

5.2. GRĂSIMILE În panificaţie se folosesc: uleiul de floarea-soarelui sau de soia, margarina, untul, untura, shortening-uri. Grăsimile se adaugă în faza de aluat, o condiție esențială fiind realizarea unei bune dispersii în aluat. Uleiurile vegetale sunt preferate din punct de vedere nutriţional pentru conţinutul mare de acizi graşi polinesaturaţi şi pentru faptul că pot fi uşor dozate. Se utilizează la prepararea aluatului, dar şi pentru ungerea formelor şi a tăvilor de copt, ca atare, sau sub formă de emulsie. Pentru proprietăţile reologice ale aluatului este important ca uleiurile vegetale să fie asociate cu unele cantităţi de grăsimi solide, în special cu cele cu punct de topire superior temperaturii aluatului. Efectul tehnologic al grăsimilor Grăsimile influenţează proprietăţile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei şi calitatea pâinii. Influenţa grăsimilor asupra proprietăţilor reologice ale aluatului

29

La introducerea grăsimilor în aluat se reduce consistenţa acestuia dacă se menţine constantă cantitatea de apă. Acest lucru se datorează adsorbţiei grăsimilor la suprafaţa globulelor proteice şi a granulelor de amidon, care determină hidrofobizarea lor, însoţită de reducerea capacităţii de a lega apa şi încetinirea hidratării acestora. Prezenţa unor cantităţi mari de grăsimi poate determina formarea incompletă a glutenului, lipsa unei continuităţi a reţelei proteice în aluat şi, în consecință, o elasticitate mică a aluatului, cauzată de reducerea cantităţii de apă absorbită de proteine. Acest proces este influețat de tipul de grăsime folosit (e mai pronunțat în cazul grăsimilor lichide), precum și de calitatea făinii. Aluatul preparat cu adaos de grăsimi este mai extensibil în comparaţie cu aluatul simplu. La doze egale, creşterea extensibilităţi aluatului este mai mare decât în cazul adăugării zahărului. Adăugarea grăsimilor în aluat îmbunătăţeşte prelucrabilitatea lui mecanică prin reducerea aderenţei la organele de lucru ale maşinilor de prelucrat. Influenţa grăsimilor asupra activităţii drojdiei Adosuri de grăsimi mai mici 5% faţă de masa făinii nu influenţează procesul de fermentare. În prezenţa unor cantităţi mai mari, procesul de fermentare este frânat ca urmare a acoperirii parţiale a membranei celulei de drojdie cu o peliculă de grăsime care împiedică schimbul de substanţe nutritive al celulei cu mediul aluat. Efectul este mai pronunţat la folosirea uleiului vegetal şi al grăsimilor în stare topită. Influenţa asupra calităţii produselor Grăsimile adăugate în aluat în cantităţi care nu depăşesc 5% față de masa făinii, acţionează întotdeauna favorabil asupra calităţii produselor finite, acestea având un volum mai mare, porozitate mai fină şi mai uniformă, coajă mai elastică, mai puţin sfărâmicioasă, miez cu elasticitate îmbunătăţită faţă de produsele preparate fără adaos de grăsimi. Grăsimile măresc durata de păstrare a prospeţimii pâinii şi îmbunătăţesc aroma pâinii, o serie de substanţe de aromă avându-şi originea în oxidarea grăsimilor.

5.3. LAPTELE ȘI SUBPRODUSELE DE LAPTE Se folosesc laptele integral şi laptele degresat, iar dintre subproduse, zerul rezultat la fabricarea brânzeturilor şi zara rezultată la fabricarea untului. Efectul tehnologic al laptelui şi al subproduselor de lapte în panificaţie Aceste produse influenţează proprietăţile reologice ale aluatului, activitatea drojdiei şi calitatea pâinii. Influenţa asupra proprietăţilor reologice ale aluatului Cazeina şi sărurile minerale (în special fosfaţii şi sărurile de calciu) ale laptelui influenţează favorabil umflarea glutenului. Se obţine un aluat care, de obicei, este mai rezistent decât aluatul preparat fără adaos de lapte. El necesită o durată mai mare de fermentare în cuvă, se prelucrează 30

mai uşor şi este stabil la dospire. Alături de cazeină şi sărurile minerale, pentru proprietăţilor reologice ale aluatului un rol important îl au şi grăsimile din lapte. Datorită conţinutului în acid lactic, zerul şi zara îmbunătăţesc proprietăţile reologice ale aluatului. Influenţa asupra activităţii drojdiei Laptele şi subprodusele sale constituie medii ideale pentru microorganisme şi de aceea adaosul lor în aluat favorizează dezvoltarea drojdiilor. Influenţa asupra calităţii pâinii Adaosul de lapte şi subproduse de lapte în aluat conduce la îmbunătăţirea texturii miezului, a aromei pâinii, la intensificarea culoarii cojii şi la creșterea valoarii nutritive, în special a pâinii albe, prin aportul în vitamine, săruri minerale și proteine. Pâinea preparată cu lapte integral se obţine cu volum superior faţă de pâinea preparată cu apă, ca urmare a proprietăţii aluatului de a reţine mai bine gazele de fermentare. Porozitatea produsului este fină şi uniformă, din care cauză miezul pare mai deschis la culoare. Datorită prezenţei proteinelor şi a grăsimii din lapte, pâinea îşi păstrează mai bine prospeţimea şi gustul plăcut. Rezultate asemănătoare cu cele obţinute la folosirea laptelui integral se obţin cu lapte degresat, dacă în aluat se adaugă grăsimi. Zerul adăugat în aluat conduce, de asemenea, la produse cu volum îmbunătăţit şi în general la o calitate superioară a pâinii.

5.4. OUĂLE Se folosesc la prepararea unor produse speciale de panificaţie (cozonac, chec, etc.). Se pot folosi în stare proaspătă, congelată (melanj de ou) sau sub formă uscată (praf de ou). Efectul tehnologic al ouălor în panificaţie Ouăle adăugate în aluat măresc volumul produsului, îmbunătăţesc structura miezului, gustul şi culoarea. Influenţa pozitivă a ouălor asupra calităţii produsului se explică pe baza funcţiilor tehnologice pe care acestea le au.

5.5. FIBRELE ALIMENTARE Fibrele alimentare se prezintă sub două forme: fibre insolubile şi fibre solubile. În categoria fibrelor insolubile intră fibrele celulozice, tărâţele de cereale, fibrele din pereţii celulari din boabele de soia, de mazăre, din sfecla de zahăr, din citrice. Din categoria fibrelor solubile fac parte gumele vegetale.

5.6. CONDIMENTELE 31

Se folosesc numai pentru sortimentele speciale de pâine. În această categorie intră ceapa şi chimenul. Ele se folosesc pentru gust. Ceapa se foloseşte la sortimentul de pâine cu ceapă sub formă de fulgi de ceapă hidrataţi în prealabil la temperatura camerei timp de circa 30 min, folosind 2,5–3 părţi de apă la 1 parte fulgi de ceapă. Chimenul se foloseşte în pâinea de secară şi la cea obţinută din grâu şi secară.

5.7. SEMINȚELE DE OLEAGINOASE

Aceste seminţe sunt presărate pe suprafaţa produsului. Cele mai utilizate sunt semințele de susan şi cele 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.

5.8. CONSERVANȚII Sunt aditivi folosiţi pentru combaterea mucegăirii şi a bolii întinderii la pâine. Din această categorie fac parte: acetaţii, propionaţii şi sorbaţii. Dintre acetaţi se foloseşte mai ales oţetul (1–2%), dar şi acetatul de calciu, ambele având acţiune antibacteriană. Propionaţii sunt cei mai folosiţi în panificaţie. Dintre aceştia fac parte acidul propionic şi propionatul de calciu. Sunt activi la pH sub 5,5 şi au şi o acţiune de inhibare a drojdiei de panificaţie. Se folosesc în proporţie de 0,2–0,4 % şi au acţiune antibacteriană şi antifungică. Acidul propionic prezintă inconvenientul că înmoaie aluatul. Acidul sorbic şi sorbatul de potasiu au acţiune antifungică. Sunt activi la pH sub 6. Ca şi propionaţii, sorbaţii inhibă şi activitatea drojdiei din aluat, din acest punct de vedere fiind preferat sorbatul de potasiu. Se introduc în aluat, dar se folosesc şi la stropirea produselor la ieşirea din cuptor pentru prevenirea mucegăirii.

5.9. AMELIORATORI Amelioratorii sunt substanţe complexe ce corectează defectele de calitate ale făinurilor şi ajută la obţinerea unor produse de pâine şi produse de panificaţie de bună calitate cu durată de prospeţime mai mare de 24 de ore, volum crescut, porozitate uniformă a miezului şi culoare plăcută acojii. Amelioratorii pot fi simpli sau complecşi; cei simpli duc la îmbunătăţirea unui singur parametru de calitate a pâinii ca volum, prospeţime, etc., iar cei complecşi acţionează pe tot parcursul procesului tehnologic de fabricare al pâinii, obţinându-se produse de bună calitate cu toţi parametrii fizicochimici şi organoleptici îmbunătăţiţi. Dozele amelioratorilor, în producţia de pâine, sunt foarte largi (0,2–1,5 kg/100 kg făină) în funcţie de calitatea făinii, dotarea tehnică a brutăriilor, tipul amelioratorului (simplu sau complex) şi procedeul de fabricare a pâinii. Doza optimă de ameliorator se stabileşte prin probe tehnologice comparative cu alt ameliorator cunoscut. Folosirea unui ameliorator nepotrivit cu calitatea făinii sau într-o doză incorect stabilită, poate duce la produse de slabă calitate ca: volum mic, culoare neuniformă a produselor. Pentru a alege amelioratorul 32

potrivit este obligatoriu să se cunoască calitatea făinii şi anume: cantitatea de gluten umed (% min) și indicele de deformare al glutenului (mm). Amelioratorii cuprind de obicei următoarele ingrediente de bază: Agenţi oxidanţi Aceștia au rolul de a întări aluatul și pot conduce la reducerea timpului de procesare al aluatului, sau pot compensa calitatea slabă a proteinei din făină. Oxidanţii acţionează asupra grupărilor sulfhidril (–SH) prin “tăierea” atomului de hidrogen, astfel încât atomul de sulf rămâne cu o valenţă liberă şi se poate lega de un alt atom de sulf pentru a forma legături -S-S-, adică punţile disulfidice, care au rolul de a întări reţeaua glutenică. Primii oxidanţi folosiţi au fost bromatul de potasiu sau iodatul de potasiu care sunt foarte eficienţi, dar care se folosesc mai puţin astăzi deoarece se regăsesc şi ulterior în pâine, în cantităţi mici (aceste cantităţi remanente de bromat sau de iodat fiind considerate potenţial carcinogene). Mult mai folosiţi astăzi sunt azodicarbonamida (ADA) şi L-acidul ascorbic. ADA acţionează foarte rapid şi poate fi uşor supradozată, ducând la obţinerea unui aluat uscat care se prelucrează greu, iar pâinea rezultată nu are volum şi are suprafaţa crăpată. Acidul ascorbic acţionează mai lent; iar în cazul în care se supradozează nu are efecte negative asupra aluatului şi a pâinii. În mod current, în Europa este aprobată numai utilizarea acidului ascorbic ca oxidant. Agenţi reducători Aceștia au rolul de a ajuta la dezvoltarea glutenului, reducându-se astfel timpul de malaxare şi diminuându-se totodată consumul de energie pentru malaxare. Agenţii reducători au efect invers faţă de oxidanţi. Ei rup legăturile disulfidice (-S-S) dintre moleculele proteice, slăbind structura acestora. Deoarece legăturile intramoleculare sunt mai rapid atacate, moleculele proteice se desfac cu uşurinţă, iar aluatul este malaxat mai puţin. Aceasta este de dorit mai ales în cazul fabricării biscuiţilor, sau se pot folosi în combinaţie cu un oxidant cu acţiune lentă pentru a reduce timpul de malaxare al aluatului de pâine. Oxidantul reconstruieşte legăturile bisulfitice dintre proteinele proaspăt desfăcute; în cazul în care nu s-ar folosi şi oxidantul aluatul ar deveni prea moale şi lipicios. Cel mai folosit agent reducător este L-cisteina, care acţionează rapid. Alţi agenţi reducători sunt sulfiţii, care însă pot da reacţii alergice şi glutationul redus sub forma drojdiei dezactivate. Emulgatori Aceștia au rolul de a întări aluatul, îmbunătăţesc toleranţa aluatului la malaxare şi la manipulare, determină creşterea volumului pâinii, îmbunătăţesc calităţile de feliere ale produsului finit şi reduc efectul de învechire al pâinii. Emulgatorii sunt molecule complexe în structura cărora există o porţiune solubilă în apă şi o porţiune solubilă în grăsimi. Deşi există câteva teorii privind rolul emulgatorilor în aluat, acţiunea lor se cunoaşte destul de bine. Emulgatori cum ar fi esterii monogliceridelor cu acid diacetiltartric (DATEM) şi stearoil33

lactilaţii (SSL) întăresc glutenul şi îl fac mult mai extensibil. Efectul rezultat este un aluat capabil să reţină un volum mai mare de gaze, se reduce timpul de dospire, iar pâinea obţinută este mai moale şi cu o textură mai bună. De asemenea, aluatul este mai tolerant la supramalaxare sau la malaxare insuficientă. Alţi emulgatori, cum ar fi monogliceridele saturate, prin combinare cu amidonul din făină, contribuie la păstrarea prospeţimii pâinii mai mult timp. Lecitina, un emulgator obţinut din soia, îmbunătăţeşte capacitatea de reţinere a gazelor, dar este mai puţin eficient decât DATEM sau SSL. Totuși, lecitina are efectul unic de obţinere a unei coji care-şi păstrează mai mult timp crocanţa, deşi uneori este mai densă şi mai groasă. Din acest motiv este adeseori asociată în reţetele de amelioratori pentru baghete şi alte sortimente cu coajă crocantă. Enzime Acestea au rolul de a îmbunătăţi formarea de gaze de fermentare în aluat de către drojdie şi ajută la controlul mai eficient al consistenţei aluatului. În general, în panificaţie se folosesc trei tipuri de enzime: amilaze, proteaze și lipoxigenaza. Amilaza se găseşte în mod natural în făina din grâu încolţit sau în făina de malţ. Prin înmuierea cerealelor respective acestea încep să încolţească şi se produc diastaze. Cerealele malţificate sunt apoi uscate şi măcinate, obșinându-se făină malţată. Astăzi amilaza se produce în mod normal prin fermentaţie fungică sau bacteriană. Se adaugă în aluat, unde transformă o parte din amidonul prezent în făină în zaharuri asimilabile de către drojdie, determinând producerea unui volum mai mare de gaze de fermentaţie. De asemenea, amilazele întârzie gelatinizarea amidonului în timpul coacerii, pâinea putând astfel să crească mai mult în cuptor. Ambele acţiuni au ca rezultat creşterea volumului pâinii. Proteazele se adaugă cu mare atenţie, în anumite doze, deoarece acestea au ca efect slăbirea ireversibilă a glutenului şi, din acest motiv, se folosesc pentru tratarea făinurilor foarte puternice. Nu se folosesc în mod obişnuit în Europa, iar în America de Nord sunt folosite într-o oarecare măsură, deoarece făinurile respective au un conţinut proteic mare, iar calitatea proteinei este superioară. Lipoxigenaza are rolul de oxidare a pigmenţilor care apar în mod natural în făină, rezultând o pâine mai albă. De asemenea, are rolul de a întări reţeaua glutenică (similar ADA sau acidului ascorbic).

În reţeta unui ameliorator se mai pot folosi şi alte ingrediente care aduc aport de hrană pentru drojdie, ajută la realizarea unui echilibru în cadrul aluatului privind aciditatea/alcalinitatea şi contribuie cu un aport suplimentar de ioni de calciu, care au rolul de a întări glutenul. 5.10. PREMIXURILE 34

Premixurile sunt amestecuri care conţin o parte sau toate ingredientele din reţetă, cu excepţia lichidului de hidratare. Ele conţin făină, grăsimi, lapte praf, zahăr, ouă praf, agenţi de afânare, amelioratori de panificaţie, aromatizanţi, condimente, sare. Se prezintă sub formă pulverulentă sau sub formă de pastă. Componentele lichide cum sunt apa, uneori şi ouăle şi laptele, sunt adăugate în momentul preparării aluatului. Premixurile sunt folosite la prepararea pâinii, a produselor de franzelărie şi de patiserie. Utilizarea premixurilor prezintă avantaje, care pot fi rezumate astfel: - sunt mai practice: modul de folosire al premixurilor este mai simplu decât atunci când se foloseşte reţeta clasică; - se câştigă timp, deoarece cea mai mare parte a componentelor reţetei sunt dozate în premix; - sunt mai sigure, în acest caz erorile de dozare a ingredientelor fiind evitate. În plus, fabricantul de premixuri are posibilitatea de a alege materiile prime care să conducă la obţinerea de rezultate optime şi de a realiza formule bine echilibrate care să permită o toleranţă mare în exploatare; - sunt economice: datorită simplităţii în utilizare se câştigă timp, deci se economisesc ore de muncă.

35

III. Procesul tehnologic de fabricare a pâinii şi produselor de panificaţie Procesul tehnologic de fabricare a pâinii şi produselor de panificaţie presupune următoarele operaţii: 1. Depozitarea materiilor prime și auxiliare este efectuată, astel încât, să nu apară degradări, deteriorări ale caracteristicilor tehnologice ale materiilor prime şi auxiliare, pierderi de materiale şi blocări de fonduri. Dată fiind diversitatea itinerariilor tehnologice de prelucrare, în practică, nu există un mod unic de rezolvare a problemei depozitării. 2. Pregatirea materialelor prime și auxiliare şi aducerea lor la parametri necesari utilizării , prin aşa numita "condiţionare", care, similar depozitării se face în operaţii (modalităţi) diferite, în funcţie de natura produsului şi a reţetei de fabricaţie. Astfel, făinurile maturizate se amestecă, se elimină corpurile străine prin cernere, hidrocicloane, câmp magnetic şi, eventual, se încălzesc la cca. 20 0C. Apa se încălzeşte astfel încât aluatul să se obţină la temperature de 27–30 0C, drojdiile se suspendă în apă şi se reactivează, iar sarea se dizolvă şi se filtrează. Grăsimile se topesc, fulgii de cartofi se transformă în pastă, iar zahărul se solubilizează. 3. Dozarea, conform bilanţului de materiale stabilit prin reţeta de producţie, pentru diferite faze (prospătură, maia aluat), cu utilaje specifice pentru făină, suspensii, soluţii, grăsimi topite etc. şi pentru aluaturi fluide sau consistente; 4. Prepararea aluatului, direct, în două faze (maia-aluat) sau în trei faze (prospătură-maiaaluat). 5. Prelucrarea bucăţilor de aluat, include operaţiile de divizare, premodelare, repaos intermediar (predospire), modelare şi fermentare finală (dospire). În acest caz, secvenţa operaţională a prelucrării bucăţilor de aluat presupune diferite variante, în funcţie de sortiment şi reţetă. Astfel, la sortimentele de pâine formată din fitile împletite apar operaţii supplimentare, care presupun utilaje, manoperă şi spaţii suplimentare ale capacităţii productive. 6. Sectorul care include operaţiile aferente coacerii, include operaţii de pregătire a bucăţilor de aluat pentru coacere, coacerea şi finalizarea coacerii. Operaţiile de pregătire, în funcţie de sortimetul produs şi de parametri mediului de coacere, pot include operaţii speciale de aşezare-încărcare, crestare, marcare, spoire etc. După coacere, pentru a reduce pierderile de umiditate la răcire, pentru a accelera răcirea suprafeţelor produselor (cojii) şi pentru a împiedica umezirea cojii prin osmoză de la umiditatea miezului (încreţirea cojii), produsele se pulverizează cu apă. 7. Depozitarea si livrarea prod finite 36

37

Schema generală a fluxului tehnologic din panificaţie

1. DEPOZITAREA, PREGĂTIREA ŞI DOZAREA MATERIILOR ALIMENTARE 1.1. DEPOZITAREA MATERIILOR ALIMENTARE Pentru asigurarea continuităţii producţiei, independent de condiţiile de aprovizionare, în fabricile de pâine se creează stocuri de materii prime şi auxiliare. Acestea se depozitează în anumite condiţii (de temperatură, umiditate relativă a aerului şi lumină), care să le asigure păstrarea calităţii până la intrarea în procesul de fabricaţie.

DEPOZITAREA FĂINII Depozitarea făinii se face în scopul: - asigurării unui depozit tampon, care să preia oscilaţiile în aprovizionarea cu făină, cantitatea de făină depozitată depinzând de condiţiile locale, respectiv distanţa de la care se aprovizionează şi modul de transport. Depozitul are, în acest caz, o capacitate pentru circa 6 zile de fabricaţie; - asigurării maturizării făinii, atunci când moara furnizoare livrează făină nematurizată şi, în acest caz, depozitul are o capacitate pentru circa 14 zile fabricaţie. Procese care au loc în timpul depozitării făinii În făina proaspăt măcinată, supusă depozitării, are loc un complex de procese care-i modifică calitatea. În funcţie de proprietăţile iniţiale ale făinii, de durata şi de condiţiile de păstrare, calitatea făinii poate să se îmbunătăţească, sau să se înrăutăţească. Atunci când la depozitare proprietăţile tehnologice ale făinii se îmbunătăţesc, procesul se numeşte maturizare. Potrivit concepţiei actuale, maturizarea făinii este înţeleasă ca îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale glutenului şi aluatului, de care este legată îmbunătăţirea calităţii pâinii. Se acceptă unanim că această îmbunătăţire se datorează oxidării grupărilor sulfhidril din structura proteinelor glutenice cu formarea de legături disulfidice. De asemenea, sunt oxidate grupările sulfhidril din structura activatorilor proteolizei (dintre care cel mai important este glutationul), şi din structura enzimelor proteolitice sensibile la oxidare. În maturizarea naturală a făinii rolul principal în acest proces de oxidare îl au acizii graşi polinesaturaţi liberi, rezultaţi prin hidroliza lipidelor făinii, care în prezenţa oxigenului din aer și a lipoxigenazei din făină sunt oxidaţi la hidroperoxizi. În acest proces de peroxidare se formează, intermediar, radicali peroxidici liberi, foarte activi, care intervin în oxidarea grupărilor sulfhidril. 38

Aceşti radicali intervin, de asemenea, şi în oxidarea pigmenţilor făinii, determinând albirea acesteia. Este posibil ca şi alte sisteme de oxido-reducere prezente în bobul de grâu şi în făină să intervină în acest proces de oxidare. În sprijinul acestei explicaţii vin observaţiile ce arată că în absenţa oxigenului, făina nu-şi modifică culoarea şi proprietăţile tehnologice la depozitare, dar aceste modificări se produc în prezenţa unor oxidanţi. Durata de maturizare naturală a făinii depinde de: calitatea iniţială a făinii, extracţia şi umiditatea ei, temperatura din depozit, aerarea. Cu cât calitatea făinii este mai slabă, extracţia şi umiditatea mai mici şi temperatura din depozit mai scăzută, cu atât durata de maturizare este mai mare. Păstrarea făinii, iarna, în depozite neîncălzite opreşte practic procesul de maturizare. Maturizarea făinii este accelerată la temperaturi de 25–450C. Accesul aerului la făină accelerează maturizarea. Transportul pneumatic al făinii accelerează maturizarea de 1–2 ori faţă de alte sisteme de transport. Recircularea făinii în celulele de siloz are un efect similar. Condiţiile optime pentru accelerarea maturizării sunt: recircularea timp de 6 ore cu un consum specific de aer de 3 m3/t oră şi o temperatură de 26–270C. Făinurile de extracţie mică ating optimul proprietăţilor lor tehnologice după 1,5–2 luni, iar cele de extracţii 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 şi spaţii de depozitare. Pentru scurtarea acestui proces s-au căutat căi şi mijloace pentru accelerarea lui. În acest scop s-a avut în vedere esenţa procesului de maturizare naturală a făinii, care constă în oxidarea grupărilor sulfhidril din proteine, enzime proteolitice şi activatori ai proteolizei, pe care le trec în legături disulfidice, modificându-se astfel proprietăţile tehnologice ale făinii. S-au conturat următoarele căi de accelerare a maturizării făinii: -

încălzirea aerului folosit la transportul pneumatic al făinii;

- tratarea făinii cu agenţi de oxidare, cel mai folosit în acest scop fiind azodicarbonamida (ADA) în proporţie de 5–20 ppm, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii, doza maximă admisă fiind de 45 ppm. Deoarece azodicarbonamida este activă numai în prezenţa apei, acţiunea ei se manifestă în aluat. Acest lucru permite obţinerea efectelor maturizării fără a fi necesară depozitarea făinii. Azodicarbonamida nu are efect de albire, ea neacţionând asupra pigmenţilor făinii. Atunci când se doreşte şi deschiderea culorii făinii, azodicarbonamida se asociază cu peroxidul de benzoil în proporţie de 30–100 ppm. Efectul acestuia se manifestă lent, de aceea, în acest caz sunt necesare 1–3 zile de păstrare a făinii, pentru ca peroxidul de benzoil să-şi exercite efectul. Agenţii de albire nu au efect asupra pigmenţilor din tărâţe, astfel că făina de extracţie mare nu poate fi albită. 39

Metode de depozitare a făinii Depozitarea făinii se face în saci şi în vrac. Depozitarea în saci se practică în secţiile de capacităţi mici şi mijlocii, iar depozitarea în vrac la secţiile de capacitate mare. Depozitarea în saci se face în încăperi unde trebuiesc asigurate condiţii de temperatură şi umiditate relativă (temperatură de 10–20°C şi umiditate relativă de 50–60%). Sacii cu făină se aşează în stive pe grătare de lemn, care permit accesul aerului la făină. Stivele se formează din acelaşi tip de făină, provenite din acelaşi măciniş, de la aceeaşi moară şi cu aceiaşi indici calitativi. Fiecare stivă se identifică prin fişa lotului, în care sunt trecute date privind provenienţa şi calitatea făinii. Depozitarea în vrac se face în celule de siloz, care pot fi metalice sau din beton armat. Această variantă tehnologică reprezintă soluţia cea mai modernă, cu avantaje tehnologice şi tehnico-economice deosebite. Avantajele metodei, respectiv aerisirea uniformă a făinii în toată masa, amestecarea bună a făinurilor de diferite calităţi prin extragerea bine determinată a unor cantităţi de făină din diferite celule, în vederea amestecării ulterioare, reducerea cheltuielilor de exploatare şi a manoperei, compensează dezavantajul major al unei valori mari a investiţiei, eficienţa economică crescând în cazul folosirii şi a unor autovehicule sau vagoane specializate pentru transportul făinii vrac.

DEPOZITAREA DROJDIEI Depozitarea drojdiei presate Drojdia presată este un produs uşor alterabil, principalii factori de care depinde stabilitatea la păstrare sunt calitatea ei şi temperatura de depozitare. Drojdia presată (30% s.u., 9% azot la s.u.) se păstrează optim în condiţii de refrigerare, la temperaturi între 2 și 4°C (în camere sau dulapuri frigorifice). La păstrarea timp de 4 săptămâni la temperatura de 4°C, drojdia presată reduce își reduce activitatea cu 10%, iar la prelungirea duratei de păstrare peste acest timp, activitatea ei scade accentuat. Refrigerarea nu previne dezvoltarea mucegaiurilor la suprafaţa calupului de drojdie, dacă ea este depozitată un timp mai lung. Dacă temperaturile de depozitare scad sub 00C, prin îngheţarea apei din celulele de drojdie, acestea se deteriorează prin spargereşa membrane. În aceste cazuri, drojdia va fi utilizată imediat, după menţinerea timp de 15–20 min. în apă caldă la 18–20 0C. Depozitarea drojdiei uscate Drojdia uscată nu reclamă spaţii refrigerate de păstrare, dar depozitarea la temperaturi scăzute şi păstrarea în pachete închise ermetic, sub vacuum sau în atmosferă de gaz inert, îi măresc stabilitatea. Scăderea activităţii drojdiei uscate este accelerată de temperaturi înalte şi de prezenţa oxigenului. 40

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 ŞI A ZAHĂRULUI Sarea şi zahărul sunt produse higroscopice care absorb cu uşurinţă umiditatea din aer. De aceea, se depozitează în spaţii închise, ferite de umezeală (ϕ =50–60%). Depozitarea se face în saci aşezaţi pe grătare de lemn.

DEPOZITAREA ULEIULUI ŞI A GRĂSIMILOR Uleiul se păstrează în bidoane, ferite de lumină şi în încăperi răcoroase. Grăsimile uşor alterabile (untul, margarina, ouăle ş.a.) se păstrează în spaţii frigorifice (dulapuri sau camere frigorifice).

Calculul spaţiilor de depozitare Pentru calculul mărimii spaţiilor de depozitare, se determină, mai întâi, cantităţile de materii prime ce urmează a fi stocate, Ci C i = Q. c i .n,

unde: Q- producţia zilnică a structurii productive, [t/24 h]; ci - consumul specific din materia primă i, [t/t], materie primă/produs; n- numărul de zile de depozitare pentru stocurile necesare.

Suprafaţa totală necesară pentru depozitare, se calculează din relaţia:

41

n

S = ∑ C i ,[ m2 ],unde : i=1 S i Si- cantitatea de materie primă i, ce se poate depozita pe 1 m2; Suprafeţele de depozitare se calculează separat pentru depozitul de la temperatura obişnuită şi separat pentru depozitul frigorific.

1. 2. PREGĂTIREA MATERIILOR ALIMENTARE Operaţiile de pregătire au drept scop aducerea materiilor prime şi auxiliare într-o stare fizică corespunzătoare pentru a fi introduse la prepararea aluatului. Ele sunt specifice fiecărei materii prime şi auxiliare.

1.2.1. Pregătirea făinii Amestecarea Scopul operaţiei este obţinerea unui lot de făină cu proprietăţi tehnologice omogene, care să permită menţinerea parametrilor tehnologici cât mai mult timp şi obţinerea pâinii de calitate constantă. Procesarea făinurilor de calităţi diferite impune modificarea parametrilor tehnologici, ceea ce nu este întotdeauna posibil, iar pâinea se obţine de calitate variabilă. Amestecarea urmăreşte compensarea defectelor unei făini cu calităţile altei/altor făini şi se poate realiza pe mai multe criterii: cantitatea şi 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 cantităţii sau calităţii glutenului/proteinelor. Proporţia amestecurilor se stabileşte pe baza analizelor de laborator şi a rezultatelor probei de coacere folosind metoda mediei ponderate. Cernerea Cernerea făinii urmăreşte îndepărtarea impurităţilor grosiere ajunse accidental în făină după măcinare, în timpul transportului şi depozitării (sfori, bucăţi de hârtie, etc.). De asemenea, prin cernere se realizeaă și afânarea și aerisirea făinii. Încălzirea 42

Încălzirea făinii se face în timpul iernii şi urmăreşte aducerea ei la temperatura de 15– 20°C. Acest lucru permite prepararea aluatului cu temperatura optimă fără a fi necesară încălzirea apei la temperaturi superioare valorii de 45°C, care ar conduce la denaturarea termică a proteinelor glutenice, însoţită de pierderea proprietăţilor lor funcţionale. În secţiile de capacităţi mici şi medii, încălzirea făinii se face prin menţinerea ei timp de 16–24 ore în depozitul de zi, care este încălzit. În secţiile de capacitate mare, cu depozitarea în vrac a făinii şi transportul ei prin fluidizare, încălzirea se realizează prin utilizarea aerului cald la transportul făinii.

1.2.2. Pregătirea apei Pregătirea apei pentru prepararea aluatului constă în aducerea ei la temperatura necesară, astfel încât, la sfârşitul frământării, semifabricatele (prospătura, maiaua şi aluatul) să aibă temperatura optimă. Pregătirea apei constă în încălzirea sau, după caz, în răcirea ei. Încălzirea apei se poate realiza pe două căi: - prin amestecarea apei reci, de la reţeaua de alimentare, cu apa caldă adusă în prealabil la temperatura de circa 60°C; -

prin barbotare de abur de joasă presiune în apa rece.

Temperatura apei ta, se determină din relaţia:

ta = ts +

m f .c f ( t s - t f ) + n, [ 0 C], unde : ma . c a

-

tf, ts- temperatura iniţială a făinii, respectiv temperature cerută pentru semifabricat, 0C;

-

mf, ma- cantităţile de făină, respectiv apă, folosite la frământare, kg;

-

cf, ca- căldurile specifice pentru făină ( 0,4 j/kg.grad), respectiv apă;

-

n- coeficient de corecţie a cărui valoare se ia 1 0C vara, 20C primăvara şi toamna şi 30C

iarna.

1.2.3. Pregătirea drojdiei Pregătirea drojdiei presate constă în: 43

a. Suspensionarea drojdiei - urmăreşte repartizarea cât mai uniformă a celulelor de drojdie în masa aluatului, pentru asigurarea unei fermentaţii omogene. Suspensionarea se realizează prin amestecarea drojdiei cu apa caldă (30–35°C), în proporţii drojdie/apă de 1:3; 1:5; 1:10, sub influenţa agitării timp de câteva minute. b. Filtrarea suspensiei de drojdie se face utilizând un filtru grosier şi are ca scop reţinerea impurităţilor ajunse accidental în suspensie (bucăţi de hârtie din ambalajul pachetelor de drojdie). c. Activarea drojdiei – are ca scop adaptarea ei la mediul aluat, unde condiţiile de viaţă ale celulei sunt diferite de cele din mediul de cultură din fabricile de drojdie. Drojdia de panificaţie este cultivată în fabricile de drojdie în condiţii puternic aerobe, când celula de drojdie îşi procură energia necesară vieţii prin metabolizarea glucidelor pe cale aerobă, prin respiraţie. Introdusă în aluat, ea ajunge în condiţii 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 panificaţie nu conţine sau conține urme de maltază şi 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 prezenţa substratului, a maltozei, iar furnizorul de energie este glucoza. Studiul adaptării drojdiei la condiţiile 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 şi 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 funcţie de condiţii, ea îşi poate schimba metabolismul de la o cale oxidativă la una fermentativă şi invers (enzimele de respiraţie şi cele de fermentaţie 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 urmăreşte 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 compoziţiei pentru nutriţia drojdiei, şi menţinerea în acest mediu 30–90 min, sau chiar 2–3 ore, la temperatura de 30–35°C. Experimental s-a stabilit că mediul nutritiv trebuie să conţină glucide fermentescibile, ca sursă de carbon, azot asimilabil, elemente minerale, în special azot şi fosfor, vitamine.

44

Pe lângă compoziţia mediului, pentru activarea drojdiei sunt importanţi şi o serie de parametri, și anume: - concentraţia drojdiei în mediu; cu cât aceasta este mai mică, cu atât efectul de activare este mai mare. În general, concentrația trebuie să fie sub limita de concentraţie la care se inhibă înmulţirea drojdiei (2 %); -

diluţia mediului; se consideră optimă pentru umiditatea de 75–78 %;

-

pH-ul optim este de 4,4–5,7;

-

temperatura optimă de 30–35°C;

-

durata de menţinere a drojdiei în mediul de activare; în medie 2 ore.

Folosirea drojdiei activate în prealabil permite o reducere a consumului de drojdie cu 20– 25 %, o scurtare a duratei de fermentare a semifabricatelor și o îmbunătăţire a a calităţii pâinii. Efectul activării este cu atât mai important cu cât drojdia este de calitate mai slabă şi cu cât doza ei în aluat este mai mică. Se admite că, în timpul activării nu are loc procesul de înmulţire a drojdiei. Instalaţii pentru prepararea suspensiei de drojdie În principiu, instalaţiile de capacitate mică, constă dintr-un rezervor, de regulă de formă cilindrică, unde se introduce apa cu temperatura de 30–35°C şi drojdia, şi se supun agitării. Diferitele tipuri constructive diferă între ele prin construcţia sistemului de agitare. Rezervoarele mai sunt prevăzute cu o scală de nivel pe care se citeşte cantitatea de apă introdusă, termometru de control al temperaturii apei, racord pentru evacuarea suspensiei de drojdie (fig.3.1). Rezervorul pentru suspensionarea drojdiei se confecţionează din material inoxidabil.

Fig. 3.1. Instalaţii de mică capacitate pentru suspensionarea drojdiei cu paletă agitatoare 45

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

1.2.4. Pregătirea sării Pentru o distribuţie cât mai uniformă a sării în masa aluatului, aceasta este dizolvată în apă. Soluţia de sare se prepară fie ca soluţie concentrată, a cărei concentraţie este sub concentraţia de saturaţie, fie ca soluţie saturată. Instalaţii pentru prepararea soluţiei de sare Obţinerea soluţiei de sare se poate face prin două procedee: procedeul discontinuu cu agitare şi procedeul continuu cu coloană. Instalaţie de preparare a soluţiei de sare prin procedeul discontinuu cu agitare.

Fig. 3.2. Instalaţie de preparare a soluţiei 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 producţie a soluţiei de sare

În principiu, instalaţia de preparare discontinuă a saramurii constă dintr-un recipient prevăzut cu ax agitator (fig. 3.2.) unde se prepară soluţia de sare, şi un rezervor tampon, unde este depozitată soluţia preparată. Unele instalaţii 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 înălţimea recipientului de dizolvare (şnec înclinat).

1.2.5. Pregătirea zahărului 46

Zahărul se introduce în aluat în stare dizolvată. Dizolvarea se face cu apă având temperatura de 30°C şi sub agitare. Pentru îndepărtarea impurităţilor ajunse accidental în soluţie, soluția de zahăr se filtrează.

1.2.6. 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 o repartizare uniformă în masa aluatului. Grăsimile, în special uleiurile vegetale, pot fi introduse în aluat sub formă de emulsie. Se asigură astfel o distribuţie îmbunătăţită a grăsimii în aluat însoţită de creşterea volumului pâinii, de o structură superioară a porozităţii şi o culoare mai deschisă a miezului. Emulsia se obţine din ulei (45–50%), apă (40–50%) şi emulgator (5–7%). În calitate de emulgator se pot folosi lecitina sau monogliceridele. Emulsiile de ulei în apă se folosesc şi pentru ungerea formelor şi a tăvilor de copt (emulsii de desprindere). Pot fi folosite emulsii ce conţin 20–35% ulei, 4–7% emulgator, 63–75% apă. Instalaţii pentru obţinerea emulsiei de grăsimi Instalaţie cu agitator În secţiile de mică capacitate, emulsia de grăsimi se poate obţine într-un rezervor prevăzut cu un ax cu palete, dizolvarea emulgatorului în ulei făcându-se separat (fig.3.3.). Foarte importantă este respectarea ordinii de introducere a componentelor şi a turaţiei axului agitator

Fig. 3.3. Instalaţie cu agitator pentru obţinerea emulsiei de grăsimi 1- rezervor; 2- ax agitator

Pe același principiu pot funcţiona şi instalaţii de capacitate mare. 47

1.2.7. Pregătirea laptelui praf Laptele praf se poate folosi ca atare, dar rezultate superioare se obţin dacă este dizolvat în prealabil în apă cu temperatura de 40°C (1 parte lapte praf şi 3–4 părţi apă).

1.2.8. Pregătirea ouălor Ouăle întregi proaspete se supun dezinfectării şi spălării în vederea reducerii încărcării microbiene. Dezinfectarea se face cu o soluţie de clor 2% timp de 5–10 min şi cu soluţie sodată 20%, urmată de spălare cu apă 5–6 min. Această operație se execută în bazine speciale. Ouăle se introduc în aluat după o batere prealabilă, singure sau în amestec cu apa (raport 1:1). Melanjul congelat înainte de utilizare se decongelează şi 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 40–45°C (1 parte ouă praf - 3 părţi apă), se omogenizează prin agitare şi apoi se filtrează. Optim este ca hidratarea ouălor să dureze o oră.

1.3. Dozarea materiilor prime Scopul operaţiei de dozare este obţinerea aluatului cu proprietăţi reologice optime şi a compoziţiei corespunzătoare produsului.

1.3.1. Dozarea făinii Este o operaţie simplă, dar se realizează greu datorită proprietăţilor făinii, în special proprietăţii de a se asocia şi de a adera la suprafaţa aparatelor de dozat, precum şi datorită valorilor mari ale unghiurilor de taluz natural şi de frecare internă. Există o mare varietate de sisteme pentru dozarea făinii, care se pot clasifica după metoda de dozare (volumetrice, gravimetrice, sau mixte), în raport cu procesul tehnologic din fluxul de panificaţie (dozatoare cu funcţionare continuă și cu funcţionare discontinuă) și în raport cu nivelul de automatizare (dozatoare cu comandă manuală, comandate semiautomate și comandate automat).

În practica actuală, cele mai utilizate sisteme pentru dozarea făinii pot lucra prin dozare volumetrică sau prin dozare gravimetrică. 48

Pentru dozarea volumetrică se folosesc însăşi cuvele frământătoarelor, făina ocupând 40% din volum (pentru făina albă), respectiv 35% (făina semialbă) sau 30% (făina neagră). Alte tipuri de dozatoare volumetrice sunt destinate, de obicei, pentru procesele de panificaţie care presupun funcţionarea continuă. Un tip bine cunoscut este dozatorul cu bandă, alcătuit dintr-o bandă transportoare, antrenată de un motor electric de precizie şi un motoreductor. Capacitatea de lucru a benzii se calculează din relaţia: Q = bhvρ,

[kg / s ] ,

unde: b – lăţimea activă a benzii; h – înălţimea stratului de făină de pe bandă, reglată cu ajutorul unui perete şibăr; v – viteza benzii; ρ – densitatea medie a făinii.

Practic dacă se consideră viteza benzii, densitatea făinii şi lăţimea activă a benzii constante, atunci variabila de reglare este înălţimea stratului de făină de pe bandă. Există şi sisteme modern de dozare, la care variabila reglabilă este viteza benzii, antrenată fie de un motor pas-cu-pas, fie alt tip de motor cu turaţia reglabilă, cu o precizie satisfăcătoare.

Fig. 3.4. Schema de principiu a dozatorului cu spiră Un exemplu de astfel de sisteme de dozare este dozatorul cu spiră, de regulă, cu pas variabil, a căror schemă de principiu se prezintă în figura 3.4. unde M- motor electric, V- variator de turaţie pentru reglarea debitului şi R - reductor de turaţie. 49

Folosirea spirei cu pas variabil (în condiţia p1>p2>p3), determină mărirea preciziei la aceste dozatoare, deoarece sistemul are funcţia unei pompe volumetrice, realizând o mai bună uniformizare a densităţii făinii dozate. Capacitatea de dozare pentru acest tip de sistem va fi: Q=

π ( D 2 − d 2 ) pnρk u k a 4

[kg / s ]

unde: D,d – diametrele exterior, respectiv interior al spirei p – pasul spirei (pasul mediu, în cazul spirei cu pas variabil); n – turaţia spirei; ρ – densitatea medie a făinii; ku – coeficient de umplere a carcasei spirei; ka – coeficient de avans axial al făinii. Dacă parametri constructivi se menţin la valori constante, atunci reglarea dozatorului se face prin reglarea turaţiei spirei cu ajutorul variatorului de turaţie V. Dozatoarele gravimetrice aparţin, de regulă, categoriei de dozatoare cu funcţionare discontinuă, făina cântărindu-se în şarje. Sub aspect principial, se compun, în general, dintr-un recipient suspendat pe cuţite tip cântar printr-un sistem de pârghii, care se poate echilibra cu ajutorul unui sistem de comparaţie cu braţ variabil sau cu unghi variabil (fig. 3.5.).

50

Fig. 3.5. Schema de principiu a dozatorului cu braţ variabil

Dacă, -

G1 este greutatea proprie a recipientului de făină,

-

G2 este greutatea sistemului de comparare,

-

Gf greutatea făinii din buncărul de cântărire, se poate scrie ecuaţia momentului de comparare, Mc:

M c = FL2 = (G1 + G f ) L1 ,

(1)

de unde se poate calcula forţa F necesară a fi aplicată sistemului F = (G1 + G 2 )

L1 . L2

(2)

Scriind ecuaţia de momente în raport cu articulaţia B, adică ecuaţia momentului indicat Mi: M i = G 2 L = FL3 ,

(3)

rezultă relaţia de calcul a forţei F: F = G2

L . L3

(4)

Egalând expresiile forţei F din relaţiile (2), respectiv (4) se obţine relaţia pentru calculul greutăţii de făină, Gf: G f = G2

LL2 − G1 . L1 L3

(5)

Se poate observa din relaţia (5) că, deoarece L1, L2, L3, G1 şi G2 sunt constante, Gf =f(L),

(6)

Adică greutatea făinii din buncărul de cântărire este determinată (reglată), de lungimea braţului greutăţii de comparaţie. În mod analog se poate folosi pentru reglare în locul braţului de comparaţie un unghi variabil de comparaţie.

51

În cazul dozării gravimetrice, se utilizează și cântare tip basculă, îngropate la acelaşi nivel cu platforma pe care se aduce cuva frământătorului, ansamblul basculă îngropată şi buncăr pentru făină alcătuind aşa-numita "staţie de încărcare cu făină" (în unităţi cu mai multe sorturi de făină, staţia de încărcare având buncăre separate pentru fiecare sortiment de făină). Tot în acest caz, pentru structuri productive mari şi medii, se folosesc cântarele semiautomate cu buncăr, un exemplu fiind prezentat în figura 3.6, alcătuit dintr-un buncăr 1, sprijinit prin trei prisme pe un sistem de cântărire cu pârghii 2. În partea superioară se află un transportor elicoidal pentru alimentare, iar la partea Fig. 3.6. Schema funcţională a unui cântar inferioară registrul cu maneta 3 semiautomat pentru evacuare. Făina adusă de transportor intră în buncăr prin gura de încărcare 5, mărimea greutăţii buncărului transmiţându-se la indicatorul semiautomat 4, prevăzut cu cadran circular. La atingerea valorii necesare de făină în buncăr, se întrerupe automat funcţionarea transportorului de către sistemul 7. Evacuarea făinii se face prin tubul de curgere 6, procesul repetându-se la comandă umană.

1.3.2. Dozarea apei Apa se introduce la prepararea aluatului într-o anumită cantitate şi cu o anumită temperatură, determinate de calitatea făinii. Dozatoare de apă Sunt instalaţii cu care se măsoară cantitatea de apă introdusă la frământare şi, în multe cazuri, realizează şi aducerea apei de dozat la temperatura dorită. În funcţie de malaxorul pe care-l deservesc, dozatoarele de apă pot fi cu funcţionare continuă, sau cu funcţionare discontinuă, iar după principiul de dozare pot fi gravimetrice sau volumetrice, cele mai utilizate fiind cele volumetrice. 52

Fig. 3.7. Schema unui dozator automat de apă Dozatoarele cu funcționare discontinuă pot fi rezervoare-dozatoare (aparate sub forma unor rezervoare cu vizor gradat şi termometru, în care se amestecă, până la nivelul gradat şi temperatura corespunzătoare, apa caldă şi rece) sau dozatoare automate. În principiu, (figura 3.7.), un dozator automat are două reglaje simultane şi automate: de temperatura şi cantitate de apă. Pentru reglarea temperaturii, iniţial dozatorul se alimentează cu apă caldă, ceea ce face ca mercurul din bara termometrică să se ridice, să ridice inelul 9 şi, implicit, pârghiile 1 şi 2, prin care se închide accesul apei calde (prin supapa 3, respectiv electromagnetul 10) şi se deschide accesul apei reci (supapa 4). Când temperatura coboară sub cea fixată, mercurul coboară, electromagnetul se decuplează, accesul apei reci se opreşte şi începe pătrunderea apei calde. Intervalul de reglare a temperaturii este de 20–50 0C, cu o precizie de ± 2 0C. Cantitatea de apă se reglează cu tija filetată 5, pe care, la înălţimea care reprezintă cantitatea de apă ce urmează a se doza, se fixează inelul 6. La creşterea nivelului apei în rezervor, flotorul 7 se ridică până la atingerea inelului 6, când începe să se ridice şi tija 5, prin aceasta întrerupând circuitul curentului (limitatorul de cursa 8), electromagnetul opreşte 53

alimentarea cu apă rece, iar inelul 9, pe cea cu apă caldă. Intervalul de lucru este de 30–100 l, cu o precizie de ± 0,5 %. Dozatoarele cu acţiune continuă (figura 3.8), funcţionează pe principiul curgerii lichidelor printr-o secţiune variabilă la aceeaşi presiune.

Fig. 3.8. Schema dozatorului continuu de apă Aparatul este alcătuit din două robinete reglabile 1 şi 5, legate la rezervoarele de apă caldă şi rece. Obturatoarele robinetelor primesc o mişcare pendulară de la mecanismul 2, prin care se modifică secţiunea de trecere. Mărimea secţiunii de trecere se reglează prin modificarea lungimii prestabilite a tijei 3 şi a razei manivelei din braţul 2. Gradul de deschidere al secţiunilor poate fi citit pe scala gradată 4. O variantă modernă a dozatoarelor de apă cu funcţionare continuă o reprezintă dozatoarele cu pompe centrifugale, care refulează lichidul printr-o conductă pe care se află instalată o rezistenţă variabilă reglabilă (drosel), care reglează debitul. O astfel de instalaţie prezintă ca dezavantaj necesitatea unor verificări şi etalonări periodice.

1.3.3. Dozarea drojdiei

54

Suspensia de drojdie se dozează în funcţie de cantitatea de drojdie ce trebuie introdusă în aluat şi de concentraţia ei. Dozatoarele primesc suspensia de drojdie de la instalaţia de preparare a suspensiei şi măsoară volumul ce trebuie dozat. Se folosesc, în general, instalaţii de construcţie asemănătoare cu cele folosite la dozarea apei: dozatoare tip rezervor (cu vase de măsură) pentru malaxoare cu funcţionare discontinuă şi dozatoare continue (cu vas de nivel constant), pentru malaxoare cu funcţionare continuă. 1.3.4. Dozarea sării Soluţia de sare se dozează în funcţie de cantitatea de sare ce trebuie introdusă în aluat şi de concentraţia ei. Dozatoarele primesc soluţia de sare de la dizolvatorul de sare şi măsoară volumul necesar pentru dozare. Se pot folosi instalaţiile de dozare pentru prepararea apei: dozatorulrezervor (cu vas de măsură), pentru malaxoarele discontinui şi dozatoare cu vas de nivel constant, pentru malaxoarele continui.

2. PREPARAREA ALUATULUI Este o etapă hotărâtoare în procesul de panificaţie (mai ales, în ceea ce priveşte influenţarea calităţii), prepararea aluatului din făina de grâu se poate face prin două metode: -

metoda directă (monofazică)

-

metoda indirectă (polifazică)

Metoda directă. Constă în prepararea aluatului într-o singură fază, prin frământarea simultană a întregii cantităţi de făină, apă, drojdie, sare şi alte materii auxiliare. Este cea mai simplă şi mai rapidă metodă de preparare a aluatului. Se caracterizează printr-un consum mai mare de drojdie și o durată mai scurtă de frământare. Se cunosc două procedee de preparare a aluatului prin metoda directă: - procedeul clasic, în care aluatul este frământat în 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. - procedeul rapid, în care aluatul este frământat la temperatura de 25–26°C în malaxoare cu turaţie mare a braţului de frământare (rapide, intensive sau ultrarapide), apoi fermentat un timp scurt, 10–20 min. Acest tip de frământare impune utilizarea substanţelor oxidante, cel mai frecvent acidul ascorbic (50–100 ppm), şi mărirea proporţiei de drojdie la 3–4% datorită scurtării timpului de fermentare. 55

Metoda directă de preparare a aluatului, chiar sub forma procedeului clasic, conduce la produse cu gust şi aromă slabe, iar miezul este sfărâmicios şi se învecheşte repede. Aluatul preparat direct conţine cantităţi mai mici de acizi, substanţe de aromă şi substanţe solubile decât aluatul preparat indirect. Adaosul de aditivi poate ameliora textura miezului şi menţinerea prospeţimii. Aluatul frământat intensiv (procedeul rapid), cu fermentare redusă a aluatului înainte de divizare prezintă precizie mai mare la divizare şi se prelucrează mecanic mai bine decât aluatul obţinut în procedeul clasic. Aceste aspecte, alături de scurtarea procesului tehnologic şi volumul mai mare al pâinii reprezintă avantajele procedeului. Reducerea duratei de fermentare a aluatului înainte de divizare are efect negativ pentru gustul, aroma şi fărâmiţarea miezului la tăiere. În ambele variante, maturizarea aluatului depinde de modul de conducere a preparării aluatului, de parametrii de proces. Dintre aceștia, un rol important îl are temperatura. Astfel, temperaturi mai înalte accelerează maturizarea şi scurtează durata de fermentare, în timp ce temperaturi mai joase încetinesc procesul de maturizare şi prelungesc timpul de fermentare. Aluaturile reci (22–25°C) sunt ceva mai umede şi mai lipicioase, ceea ce îngreunează prelucrarea lor, faţă de aluaturile mai calde (26–27°C). Timpul de fermentare este influenţat de cantitatea de drojdie utilizată. Cantităţi reduse de drojdie prelungesc, iar cantităţi mărite scurtează timpul de maturizare, deoarece cantitatea de dioxid de carbon formată, influenţează mai mult sau mai puţin întinderea peliculelor de gluten. Metoda indirectă Această metodă presupune prepararea aluatului în două sau trei faze, prin realizarea iniţială a unor semifabricate intermediare (prospătură şi maia), pentru ca apoi, să se obţină aluatul final. Variantele metodei pot fi bifazice, sau trifazice. Această metodă se aplică în exclusivitate la fabricarea pâinii, procedeul trifazic utilizându-se în mod special în cazul prelucrării făinurilor de extracţie mare, a celor de calitate slabă şi hiperenzimatice Fazele prealabile aluatului (maiaua şi prospătura) au drept scop: înmulţirea drojdiei pentru a se obţine un număr suficient de celule de drojdie necesare pentru a produce procesul de fermentare, şi adaptarea ei la mediul – aluat; mărirea timpului de acţiune al enzimelor în scopul creşterii cantităţii de substanţe solubile (glucide, peptone, peptide, aminoacizi), precum şi a timpului de acţiune a drojdiilor şi bacteriilor care formează substanţe ce condiţionează maturizarea aluatului, acizi (în principal acid lactic) şi substanţe de gust şi aromă; modificarea reologică a proteinelor în scopul creşterii capacităţii aluatului de a reţine gazele de fermentare. Condiţiile de preparare a maielei şi prospăturii trebuie să asigure realizarea acestor scopuri.

56

Metoda bifazică cuprinde două faze tehnologice: maiaua şi aluatul. Maiaua se prepară din făină, apă şi drojdie. Cantitatea de drojdie utilizată reprezintă 0,6– 1,5% drojdie comprimată sau 20–25% drojdie lichidă. Pentru mărirea acidităţii iniţiale, la maia se poate adăuga o porţiune de maia matură fermentată, numită baş. Proporţia acestuia variază cu calitatea şi extracţia făinii între 5 şi 20% în raport cu făina prelucrată; valorile inferioare se folosesc pentru făinurile de extracţie mică şi de calitate bună, iar valorile superioare pentru făinurile de extracţie mare şi calitate slabă. La prelucrarea făinurilor de calitate slabă se poate adăuga şi sare în maia în proporţie de circa 0,5% faţă de total făină prelucrată, pentru întărirea glutenului. Adaosul de sare se foloseşte şi pentru mărirea stabilităţii la fermentare a maielei în anotimpul călduros, sarea având proprietatea de a frâna activitatea fermentativă a drojdiilor şi bacteriilor. Modul de conducere a maielei, respectiv mărimea, consistenţa, temperatura şi durata de fermentare a acesteia influenţează întreg procesul tehnologic şi calitatea produsului finit. Toţi aceşti parametri se adoptă în funcţie de calitatea făinii. După consistenţă maiaua poate fi consistentă, şi fluidă. Maiaua consistentă are umiditatea de 41–44%, această umiditate asigurând hidratarea proteinelor şi formarea glutenului, activitatea enzimatică şi solubilizarea unei cantităţi suficiente de substanţe nutritive pentru activitatea drojdiilor şi bacteriilor. Mărimea maielei este dată de cantitatea de făină folosită la prepararea ei, aceasta reprezentând 30–60% din cantitatea de făină prelucrată, în funcţie de calitatea făinii. La prelucrarea făinurilor normale, cu calităţi tehnologice bune şi foarte bune, la maia se foloseşte 50% din cantitatea de făină prelucrată. Pentru făinurile de calitate slabă şi pentru făinurile puternice, proporţia se modifică. Pentru făinurile de calitate slabă şi hiperenzimatice ea reprezintă 30–40% (maia mică), iar pentru făinurile puternice 55–60% (maia mare). Pentru obţinerea pâinii de calitate, se apreciază că proporția de făina introdusă de maia în aluat nu trebuie să fie mai mică de 25% față de cantitatea de făină prelucrată. Făina adusă de maia este fermentată şi cu cât aceasta este în cantitate mai mare, respectiv raportul maia/aluat este mai mare, cu atât aluatul se maturizează mai repede. Consistenţa maielei variază în raport invers cu calitatea făinii, în timp ce temperatura şi durata de fermentare au o variaţie directă. Consistenţa maielei este mai mare pentru făinurile de calitate slabă şi hiperenzimatice şi mai mică pentru făinurile de calitate foarte bună şi puternice. Temperatura maielei variază între 25 şi 29°C, iar durata de fermentare între 90 şi 180 min. Limitele inferioare a acestor parametri sunt folosite la prelucrarea făinurilor de calitate slabă şi hiperenzimatice, iar cele superioare la prelucrarea celor de calitate foarte bună sau puternice. Prin alegerea parametrilor de proces pot fi dirijate procesele coloidale, biochimice şi microbiologice care au loc în maia în timpul fermentării, astfel încât să se obţină pe lângă 57

proprietăţile reologice cele mai bune posibile şi înmulţirea drojdiei, precum şi formarea unor cantităţi suficiente de acizi şi de substanţe de gust şi aromă. Maiaua fluidă are umiditatea de 63–75% şi conţine 30–40% din total făina prelucrată. Se prepară din făină, apă, drojdie şi baş. 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 cantită țile de făină şi apă adăugate la prepararea maielelor fluide sunt mai mari. Se poate adăuga şi sare, cantitatea acesteia reprezentând 0,7–1% faţă de total făină prelucrată, în scopul întăririi glutenului. Maiaua fluidă se frământă 8–10 min, se prepară cu temperatura de 26–29°C şi fermentează 3–4 ore, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii. Valorile minime se aplică la prelucrarea făinurilor de calitate slabă, iar cele maxime la prelucrarea făinurilor puternice. Creşterea temperaturii maielei peste aceste valori (la 30 – 32°C), posibilă în cazul făinurilor de calitate foarte bună şi a celor puternice, accelerează fermentaţia şi reduce durata operaţiei de fermentare. În maielele fluide procesul de maturizare este accelerat, înmulţirea drojdiei şi adaptarea ei la fermentarea maltozei au loc mai rapid. Sfârşitul fermentării maielei se poate stabili organoleptic după spuma densă care se formează la suprafaţă. Principalii parametri de preparare a maielelor de diferite consistenţe sunt prezentaţi în tabelul 3.9. Tabel 3.9. Parametri de preparare a maielelor de diferite consistenţe Maia consistent Parametru Maia fluidă 30-60 % Făină 30-40 % 41-45 % Umiditate 63-75 % 8-10 min Timp frământare 8-10 min 1,5-3 h Timp fermentare 3-4 h 25-29 °C Temperatură 26-29 °C 55% Apă 80-82% Din punct de vedere al procedeului de frământare, maiaua, indiferent de consistenţa ei, poate fi frământată prin procedeul clasic sau procedeul rapid, intensiv sau ultrarapid. Experimental, s-a observat că frământarea maielei la turaţii mari accelerează maturizarea ei. Maiaua introduce în aluat o parte de gluten format şi în acelaşi timp o cantitate de gaze de fermentare care contribuie la creşterea numărului de pori ce se formează în aluat. Aluatul se prepară din maia fermentată, restul de făină şi apă, sare şi materii auxiliare. Parametrii tehnologici ai aluatului, consistenţa, temperatura, durata de frământare şi fermentare se aleg în funcţie de calitatea făinii, după aceleaşi principii ca la prepararea maielei, utilizându-se consistenţe mai mari, temperaturi, durate de frământare şi fermentare mai mici la prelucrarea făinurilor de calitate slabă şi consistenţe mai mici, temperaturi, durate de frământare şi 58

fermentare mai mari la prelucrarea făinurilor puternice. Aceste regimuri tehnologice urmăresc, protejarea proprietăţilor reologice ale aluatului, având în vedere că temperaturile mai mici şi consistenţele 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 şi a celor puternice este utilă folosirea de temperaturi ceva mai înalte, consistenţe mai mici, durate de frământare şi fermentare mai lungi, pentru a mări viteza proceselor din aluat, respectiv durata acestora şi timpul de aplicare a acţiunii mecanice, pentru a obţine o scădere a rezistenţei şi elasticităţii glutenului şi a creşterii extensibilităţii lui, şi prin aceasta o creştere a capacităţii aluatului de a reţine gazele de fermentare. Limitele de variaţie 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 şi aluatul. Prospătura se prepară din 5–20% făină faţă de total făină prelucrată, apă, drojdie (aproximativ 0,1%) şi în unele cazuri şi baş (1%), pentru mărirea acidităţii iniţiale. Prospătura reprezintă o cultură de drojdii şi bacterii lactice care se foloseşte pentru mărirea acidităţii iniţiale a maielei şi aluatului, necesară pentru întărirea glutenului şi limitarea degradării lui enzimatice, precum şi pentru obţinerea de produse cu gust şi aromă plăcute. Prospătura se frământă 6–8 min şi se fermentează 4–6 ore la temperatura de 27–28°C, în funcţie de calitatea şi extracţia făinii. Datorită timpului ei lung de fermentare, prospătura se prepară de consistenţă mare, în scopul protejării proprietăţilor ei reologice şi obţinerii unei acidităţi mari. Maiaua se prepară din prospătură fermentată, făină, apă şi drojdie, iar după fermentare (90–120 min) se foloseşte la prepararea aluatului. Aluatul se prepară din maiaua fermentată, făină, apă, sare şi materii auxiliare. Prepararea prospăturii, maielei şi a aluatului prin metoda trifazică se face respectând principiile expuse la metoda bifazică, privind mărimea fazelor aluatului, consistenţa, temperatura, durata de frământare şi fermentare, pornind de la calitatea făinii prelucrate. Cantitatea de făină introdusă în fazele prealabile aluatului, respective prospătură şi maia, variază în funcţie de calitatea făinii, între 40–50% din totalul făinii prelucrate, fără a depăşi 40% în cazul făinurilor de calitate slabă şi 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 baş. 59

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 acestei metode constă în durata mai scurtă a procesului tehnologic. De asemenea, metoda necesită utilaje şi operaţii mai puţine decât metoda indirectă. Din punct de vedere al calităţii pâinii, deşi volumul este mai mare, în special în varianta rapidă, miezul are proprietăţi fizice inferioare, se fărâmiţează la tăiere, iar gustul şi aroma sunt mai slabe decât ale pâinii obţinute prin procesul indirect. Este mai economicoasă, necesitând manoperă mai puţină şi înregistrând pierderi mai mici la fermentare. Metoda indirectă are o durată mai mare şi este mai puţin economicoasă, ea necesitând operaţii şi 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%).

Pe lângă aceste dezavantaje, metoda indirectă prezintă o serie de avantaje importante precum: pâinea se obţine de calitate superioară, cu o porozitate mai bună şi proprietăţi fizice superioare ale miezului, gust şi aromă mai plăcute; durată de prospeţime mai îndelungată; aluatul se maturizează mai repede şi mai complet; se foloseşte o cantitate mai mică de drojdie; prezintă flexibilitate tehnologică mare. Indiferent de metoda aplicată, prepararea aluatului cuprinde următoarele faze, executate în mod discontinuu (de cele mai multe ori), sau continuu: - frământarea - fermentarea aluatului - refrământarea aluatului.

2.1. FRĂMÂNTAREA ALUATULUI 2.1.1. Scop Operaţia de frământare are drept scop obţinerea unui amestec omogen, din materiile prime şi auxiliare şi, în acelaşi timp. obţinerea unui aluat cu structură şi proprietăţi vâsco-elastice specifice. De asemenea, la frământare se include în aluat o cantitate de aer, foarte importantă pentru proprietăţile reologice ale aluatului şi pentru calitatea produsului finit. Ordinea de introducere a ingredientelor este important, aceasta având rolul de a asigura o hidratare bună a componenţilor aluatului, în principal a proteinelor din făină.

2.1.2. Procese care au loc la frământarea aluatului 60

Formarea aluatului, cu structura şi proprietăţile sale reologice specific, se produce în urma unor procese fizice, coloidale, biochimice, rolul principal avându-l procesele fizice şi coloidale.

Procesele fizice sunt legate de: -

acţiunea mecanică din timpul frământării şi refrământării;

-

creşterea temperaturii aluatului.

Acţiunea mecanică de frământare Procesul de frământare constă într-un proces de amestecare şi unul de frământare propriuzis. În timpul amestecării, particulele de făină absorb apa, se umflă şi formează mici aglomerări umede. Datorită legării apei se degajă căldura de hidratare, aproximativ 113 J/g substanţă uscată făină, şi amestecul se încălzeşte uşor. La continuarea acţiunii braţului de frământare, aglomerările umede de făină suferă deplasări relative şi sub acţiunea gradienţilor de viteză care iau naştere în masa lor, acestea se lipesc între ele şi formează o masă compactă, omogenă. Astfel, începe de fapt procesul de frământare propriu-zis, care decurge în mai multe faze. Masa omogenă astfel formată, supusă în continuare acţiunii mecanice de frământare, capătă însuşiri elastice, se dezlipeşte uşor de pe peretele cuvei, umiditatea de la suprafaţă dispare şi suprafaţa aluatului devine netedă şi lucioasă. Aceasta este așa numita fază de dezvoltare a aluatului. Timpul necesar pentru obţinerea dezvoltării optime a aluatului este cuprins între 2 și 25 minute, în funcţie de calitatea făinii, cantitatea de apă şi turaţia braţului frământător. La continuarea frământării, datorită gradienţilor de viteză care iau naştere în masa aluatului, acesta este supus la deformări. În aceste condiţii, în funcţie de calitatea făinii, un anumit timp, aluatul îşi poate păstra proprietăţile reologice atinse la sfârşitul fazei de dezvoltare. Aceasta reprezintă așa numita fază de stabilitate. Peste acest moment, continuarea frământării duce la modificări ale proprietăţilor reologice ale aluatului. Aluatul devine moale, puţin elastic şi foarte extensibil. Apoi îşi pierde coeziunea, devine lipicios şi chiar asemănător unui lichid vâscos. Aceasta reprezintă faza de înmuiere a aluatului. Acţiunea mecanică are deci efect diferit asupra proprietăţilor aluatului în diferite stadii de frământare. La început, când are loc amestecarea materiilor prime şi aglomerarea particulelor umflate de făină într-o masă compactă şi elastică de aluat, acţiunea mecanică este indispensabilă, ea condiţionând formarea aluatului. Încă un timp după aceasta, acţiunea mecanică poate îmbunătăţi proprietăţile reologice ale aluatului, accelerând hidratarea componenţilor făinii şi formarea scheletului glutenic. După acest moment, continuarea frământării duce la înrăutăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului, datorită distrugerii mecanice a scheletului glutenic format, cu atât mai accentuat cu cât făina este de calitate mai slabă. 61

Creşterea temperaturii aluatului În timpul frământării, temperatura aluatului creşte pe seama căldurii de hidratare şi a transformării unei părţi din energia mecanică de frământare în căldură. Creşterea temperaturii aluatului accelerează formarea acestuia. Ea nu trebuie să fie prea mare deoarece, odată cu creşterea temperaturii, activitatea enzimelor se intensifică şi vâscozitatea aluatului scade, ceea ce are influenșează, de cele mai multe ori, negativ proprietăţile reologice ale aluatului. La creşteri apreciabile ale temperaturii (care se poate întâmpla la frământarea cu malaxoare cu turaţii mari a braţelor de frământare, dacă nu se iau măsuri corespunzătoare) pot apare chiar denaturări ale proteinelor.

Procesele coloidale constă în: -

hidratarea componenţilor făinii;

-

formarea structurii glutenului şi aluatului;

-

peptizarea proteinelor.

Hidratarea făinii. Rolul apei. Hidratarea făinii este un proces complex, componenţii acesteia legând apa în diverse moduri, în funcţie de modificarea stării coloidale a aluatului. Cei doi componenţi majori ai făinii, proteinele şi amidonul, leagă cea mai mare cantitate de apă în aluat, dar un rol important îl au şi pentozanii. Substanţele proteice leagă apa în proporţie de 200–250% faţă de masa lor exprimată ca substanţă uscată. Cea mai mare parte din apa legată de proteine, aproximativ 3/4, este legată prin osmoză (absorbţie), prin pătrunderea apei în şi 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, şi din exteriorul ei Πext. Wosm = f ( Πint - Πext ) Când Πint>Πext, apa legată osmotic Wosm>0 şi apa pătrunde în interiorul macromoleculei proteice, determinând creşterea volumului acestora. Cantitatea de gluten umed creşte, apa liberă din aluat scade, şi acesta devine legat, puternic. Când Π intaf aluat

af – aciditate finală

Valorile iniţiale şi finale ale acidităţii diferitelor faze de preparare ale aluatului depind de extracţia făinii, de raportul prospătură/maia şi maia/aluat, de timpul şi temperatura de fermentare. Creşterea raportului prospătură/maia şi maia/aluat, a temperaturii şi duratei de fermentare accelerează formarea acidităţii. Experimental s-a constatat că în aluatul preparat cu maia, conţinutul de acid lactic este de 2–3 ori mai mare decât în aluatul preparat direct, şi ajunge la 0,4%. Modificarea pH-ului la modificarea acidităţii semifabricatelor este influenţată de extracţia făinii (tabel 3.18) şi de natura acizilor formaţi la fermentare. Făinurile de extracţii mari conţin cantităţi mai mari de substanţe minerale şi compuşi cu fosfor, precum şi proteine solubile, care exercită o acţiune 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 extracţii mici, care 89

conţin cantităţi mai mici de săruri minerale şi proteine solubile şi, deci, au capacitate de tamponare mai mică. Aşa se explică de ce aluaturile preparate din făinuri negre, pentru aceeaşi aciditate, au un pH mai mare decât aluaturile provenite din făinuri albe.

Tabel 3.18. Variaţia pH-ului cu aciditatea în aluaturi preparate din făinuri de extracţii diferite

Semifabricat preparat din: Făina albă Făină semialbă Făină neagră

Aciditate, grade

pH

2,5

5,65

3,0

5,60

4,5

5,51

5,5

5,31

5,5

5,52

6,5

5,38

De asemenea, făinurile de extracţii diferite pot avea o componenţă diferită a microbiotei bacteriene, ceea ce poate influenţa natura acizilor formaţi la fermentare. Aceasta din urmă mai depinde de parametri tehnologici, consistenţă şi temperatură. Factori care influenţează fermentaţia lactică în aluat Temperatura. Cu cât temperatura semifabricatelor este mai apropiată de 35°C, cu atât condiţiile de temperatură sunt mai favorabile pentru activitatea bacteriilor lactice şi aciditatea creşte mai repede. Variind temperaturilr maielei şi aluatului, ţinând seama de calitatea făinii, se poate interveni pentru a mări sau micşora viteza de fermentaţie. Pe lângă dezvoltarea bacteriilor, temperatura influenţează şi corelaţia dintre speciile de bacterii ce acţionează în aluat. Experimente efectuate pe maiele din făină de secară au arătat că la 34°C predomină L. casei şi L. fermenti, în timp ce la 30°C predomină L. plantarum şi L. brevis. La temperaturi mai joase, de 26–27°C, L. casei şi L. fermenti se dezvoltă slab şi predomină L. plantarum. Acest lucru face, ca la modificarea temperaturii, să se modifice raportul acid lactic/acid acetic. Astfel, la creşterea temperaturii, de la 25 la 35°, creşte și cantitatea de acid lactic, în timp ce cantitatea de acid acetic rămâne aproape constantă. Extracţia făinii. Influenţează aciditatea iniţială şi finală a semifabricatelor şi viteza de creştere a acesteia. Cu cât făina este de extracţie mai mare, cu atât aciditatea iniţială este mai mare şi viteza de acumulare a acidităţii, precum şi aciditatea finală sunt mai mari, ca urmare a unui conţinut mai mare de bacterii acidogene şi de substanţe nutritive. 90

Conţinutul de sare. Sarea este un inhibitor al bacteriilor producătoare de aciditate. Cu cât conţinutul de sare este mai mare, cu atât activitatea lor este mai slabă. La o doză de adios de 4% sare, bacteriile heterofermentative sunt inhibate complet. Importanţa fermentaţiei lactice Produşii fermentaţiei lactice sunt metaboliţi necesari pentru maturizarea aluatului şi pentru obţinerea gustului, aromei şi texturii produselor. Natura şi raportul cantitativ între produsele principale ale fermentaţiei lactice în aluat sunt influenţate de bacteriile care activează, natura glucidului fermentat și de condiţiile de preparare a aluatului. Acizii formaţi în semifabricate la fermentare influenţează procesele coloidale, umflarea şi peptizarea proteinelo,r care se accelerează odată cu mărirea acidităţii, procesele biochimice, care, în general, sunt frânate de aciditate, gustul şi aroma pâinii. Din acest motiv, aciditatea finală a maielei şi aluatului este un indice al gradului de maturizare al acestora. Acidul lactic, care este principalul component al acidităţii semifabricatelor, are acţiune favorabilă asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, activează drojdiile şi le apără de pseudobacteriile lactice, influenţează gustul şi aroma produsului. Pierderi la fermentare Produsele formate prin fermentaţia alcoolică a glucidelor, respective dioxidul de carbon şi alcoolul etilic, precum şi unii acizi rezultaţi în fermentaţia lactică (acizii volatili) se pierd, în proporţii importante, în cursul următoarelor operaţii tehnologice de preparare a pâinii. De aceea, acest consum de glucide este considerat ca fiind pierderi la fermentare. Înmulţirea bacteriilor lactice În maia şi aluat, bacteriile lactice suferă şi un proces de multiplicare, pentru care, în funcţie de tulpina bacteriei, temperatura optimă variază în limitele 30 – 40°C. Timpul de generaţie scade cu creşterea temperaturii şi este minim, pentru multe dintre bacteriile aluatului, la temperatura de 35°C.

Procese coloidale Procesele coloidale din timpul fermentării au ca efect modificarea proprietăţilor reologice ale aluatului. Aceste modificări sunt legate de transformările pe care le suferă glutenul, şi ele se referă la: − continuarea procesului de formare a structurii glutenului şi relaxarea aluatului; -

peptizarea proteinelor.

91

Continuarea procesului de formare a structurii glutenului, desăvârşirea structurii lui este rezultatul acţiunii mecanice exercitate de dioxidul de carbon format în procesele fermentative. Acesta măreşte volumul bulelor formate în aluat la frământare, în urma includerii aerului, ducând la creşterea suprafeţei de separare a fazelor aluatului şi a presiunii exercitate asupra peliculelor proteice. Ca urmare, acestea se extind, se deformează, iar moleculele proteice suferă modificări de conformaţie, ceea ce face posibilă continuarea interschimbului disulfid-sulfhidril între legăturile disulfidice intramoleculare tensionate şi grupările sulfhidril ale proteinelor, care devin astfel responsabile pentru această reacţie. Urmarea acestor reacţii de interschimb este desăvârşirea structurii glutenului şi relaxarea aluatului şi, proporţional, creşterea elasticităţii şi rezistenţei lui. Mărirea suprafeţei interne a aluatului, extinderea şi 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 relaţie între aceste două surse de energie, în sensul că frământarea lentă impune o durată mai lungă de fermentare, comparative cu frământarea rapidă sau intensivă. Peptizarea glutenului are loc concomitent cu procesul de formare al acestuia. Datorită proceselor biochimice şi microbiologice care sunt însoţite de acumulare de substanţe solubile (maltoza, ş.a.) şi acizi, presiunea osmotică intermicelară din aluat creşte, iar pH-ul coboară. Creşterea acidităţii şi 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 consecinţă, cantitatea de gluten umed în aluat, dar el devine mai compact, mai rezistent. Deşi proprietăţile reologice ale glutenului se îmbunătăţesc, aluatul în general se diluează, scad vâscozitatea şi efortul de forfecare. Modificările proteinelor la fermentare conduc la modificarea continuă a celei mai importante proprietăţi reologice a aluatului de pâine, și anume, capacitatea de reţinere a gazelor.

Parametri de fermentare Durata de fermentare este diferită pentru diferitele faze ale aluatului, prospătură, maia și aluat şi variază cu tipul şi calitatea făinii, temperatura, consistenţa şi compoziţia aluatului, cu metoda de preparare a acestuia şi cantitatea de drojdie. Astfel, prospătura fermentează cel mai mult 4–6 ore, maiaua 90–180 min, iar aluatul 10–50 min. Calitatea făinii are influenţa cea mai mare asupra duratei de fermentare. Pentru făinurile de calitate slabă, durata de fermentare se micşorează în scopul reducerii duratei de acţiune a enzimelor proteolitice care degradează glutenul. Dimpotrivă, în cazul făinurilor foarte bune, 92

timpul de fermentare se prelungeşte în scopul reducerii tenacităţii aluatului, a elasticităţii lui şi măririi extensibilităţii şi, în consecinţă, a creşterii capacităţii aluatului de a reţine gazele. Tipul făinii - cu creşterea tipului făinii, durata de fermentare scade. Consistenţa şi compoziţia aluatului - aluaturile cu consistenţă mare şi cele cu adaosuri mari de îndulcitori (zahăr, ş.a.) şi grăsimi (peste 5%) fermentează mai mult decât aluaturile simple preparate în condiţii normale de temperatură şi consistenţă. Procedeul de preparare a aluatului - 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, faţă de cel frământat intensiv. Cantitatea de drojdie - creşterea cantităţii de drojdie în aluat scurtează durata de fermentare. Temperatura de fermentare - datorită faptului că temperatura influenţează constanta vitezei proceselor biochimice, microbiologice şi de umflare osmotică a proteinelor, temperatura de fermentare a semifabricatelor va influenţa durata de fermentare şi proprietăţile reologice ale aluatului. Astfel, temperaturi de 28–32°C sunt considerate valori normale pentru tehnologia clasică şi făinuri cu proprietăţi tehnologice foarte bune. Pentru făinurile slabe şi hiperenzimatice se utilizează temperaturi mai scăzute, 23–27°C, care reduc intensitatea reacţiilor enzimatice şi a activităţii fermentative a microbiotei şi măresc stabilitatea reologică a aluatului. Pentru tehnologia cu frământare intensivă şi rapidă temperatura optimă este 25–26°C. În timpul operaţiei de fermentare, aluatul se termostatează astfel ca pierderile de căldură în mediul înconjurător să fie minime. Se admite o diferenţă de temperatură de 4–8°C între aluat şi mediul camerei de fermentare. Datorită proceselor exoterme (fermentaţia lactică şi fermentaţia alcoolică), temperatura semifabricatelor în timpul fermentării creşte cu 1–2°C. Aciditatea semifabricatelor în timpul fermentării creşte pe seama acizilor formaţi în fermentaţia provocată de bacteriile lactice aduse de făină (circa 70% din aciditatea formată) şi în fermentaţia provocată de bacteriile care impurifică drojdia de panificaţie (circa 30% din aciditatea formată) (tabel 3.19.) La aciditatea semifabricatelor, alături de aciditatea formată, contribuie aciditatea proprie a făinii, care este în funcţie de extracţia ei şi care formează aciditatea iniţială. Mărimea acidităţii indică modul în care a decurs procesul de fermentare sub aspectul condiţiilor de timp şi temperatură.

Tabel 3.19. Aciditatea finală a semifabricatelor în tehnologia clasică Aciditatea semifabricatelor, [grade aciditate]

Făina Făina neagră

Prospătură

Maia

Aluat

8-9

6-7

5-6

93

Făina semialbă

6-7

4,5-5,5

3,5-4,5

Făina albă

4,5-5

3,5-4,5

2-3,5

Controlul procesului de fermentare. Aprecierea sfârşitului fermentării Sfârşitul fermentării se stabileşte pe cale organoleptică şi prin determinarea acidităţii. Senzorial - se apreciază volumul, aspectul suprafeţei, structura în ruptură şi mirosul. Prospătura şi maiaua bine fermentate au volum mare (volumul lor creşte de 2–3 ori în timpul fermentării), suprafaţa, care iniţial este bombată datorită reţinerii gazelor de fermentare, începe să se lase, devenind plană şi apoi concavă, în urma pierderii unei părţi din dioxidul de carbon format. Ele nu mai reţin gazele şi, de aceea, când suprafaţa semifabricatelor fermentate începe să se lase, se consideră că fermentaţia a atins optimul. În ruptură, ele au o structură poroasă, fără aspect de umed (apă vizibilă) şi miros puternic de dioxid de carbon şi alcool. Aluatul bine fermentat, în ruptură, se întinde în fibre paralele, este elastic şi nelipicios. Aciditatea - se determină titrimetric într-o suspensie de semifabricat în apă. Se exprimă în grade aciditate pentru 100g semifabricat. Un grad aciditate reprezintă aciditatea titrată de 1ml soluţie hidroxid de sodiu 1n.

Instalaţii de fermentare Parametrii spaţiului de fermentare În spaţiile de fermentare se asigură condiţii optime de temperatură şi umiditate relativă pentru desfăşurarea procesului de fermentare, și anume: temperatura de 28–32°C şi φ= 75–85%. De asemenea, spaţiul de fermentare trebuie să fie lipsit de curenţi de aer pentru a se evita/reduce pierderile de umiditate de la suprafaţa semifabricatelor, precum şi pierderea căldurii din masa acestuia. Instalaţii de fermentare După modul cum are loc procesul de preparare a aluatului, instalaţiile de fermentare pot fi: −

instalaţii de fermentare discontinue;

−

instalaţii de fermentare continue.

Instalaţiile de fermentare discontinue pot fi cu deplasare manuală şi cu deplasare mecanizată a cuvelor. Instalaţii de fermentare discontinue În sistemul clasic, discontinuu, aluatul este preparat în şarje. Acest lucru imprimă şi procesului de fermentare un caracter discontinuu, fermentarea semifabricatelor realizându-se în cuvele în care au fost frământate. 94

a). Instalaţii de fermentare cu deplasare manuală a cuvelor. În brutăriile de mică capacitate (sub 5 tone/zi) nu se creează spaţii speciale pentru fermentare, spaţiul destinat procesului tehnologic şi numărul de cuve fiind mici. Cuvele cu semifabricate supuse fermentării se aşează în spaţii calde, cel mai adesea în apropierea cuptorului. Pentru evitarea sau reducerea pierderilor de umiditate de la suprafaţa 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 spaţii speciale pentru fermentare. Încălzirea acestora se face cu ajutorul aerului cald colectat de deasupra cuptoarelor, care este adus în spaţiul de fermentare pe la partea inferioară sau, dacă fabrica are centrală termică, încălzirea şi umidificarea se fac prin introducerea în spaţiul 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 instalaţii proprii de condiţionare a aerului, cu reglare automată. Sistemele de fermentare continui - realizează fermentarea aluatului în flux continuu, fie prin fragmentarea lui în mai multe compartimente ale unor buncăre, de unde, cu ajutorul unor registre rotative, este evacuat prin scurgerea continuă (liberă sau forţată), prin secţiuni calibrate. În al doilea caz, sunt cunoscute cuvele de fermentare cu melci (la care, un transportor elicoidal cu turaţie foarte mică împinge încet aluatul printr-o secţiune, astfel încât, se asigură pe diferite zone, diferite faze de fermentare ale aluatului), respectiv cuvele cu grătare şi curgere liberă, gravitaţională a aluatului printr-o secţiune dreptunghiulară, aluatul fiind depozitat în mai multe buncăre terminate cu un fund piramidal prevazut cu o vană cu cremalieră.

2.3. REFRĂMÂNTAREA ALUATULUI

Refrământarea aluatului este frământarea de scurtă durată care se execută asupra aluatului în timpul fermentării acestuia. Scopul refrământării este înlesnirea umflării osmotice a proteinelor glutenice şi accelerarea procesului de umflare limitată, cu desăvârşirea structurii glutenului. Efectul refrământării este în funcţie de calitatea făinii. La aluaturile provenite din făinuri puternice, ea contribuie la accelerarea umflării întârziate a proteinelor, îmbunătăţind proprietăţile lui reologice. La aluaturile provenite din făină de calitate slabă, refrământarea accelerează umflarea nelimitată şi peptizarea proteinelor, datorită slăbirii suplimentare a scheletului glutenic, ceea ce înrăutăţeşte proprietăţile reologice ale aluatului. De aceea, aluaturile provenite din făinuri de calitate slabă nu se refrământă. Prin refrământare, în aluat se înglobează noi cantităţi de aer, care măresc numărul porilor în aluat şi, prin oxigenul pe care-l conţine, participă la reacţiile de oxidare din aluat, cu efect 95

benefic pentru proprietăţile reologice ale aluatului. Bulele de gaze existente în aluat, prin refrământare, sunt fragmentate, ceea ce, de asemenea, măreşte numărul porilor în aluat şi, în consecinţă, capacitatea acestuia de reţinere a gazelor. Refrământarea are o durată de 1–3 min. Numărul şi durata refrământărilor depind de calitatea şi extracţia făinii şi 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 creşterea gradului de extracţie al făinii, durata şi numărul refrământărilor scade, iar cu creşterea duratei de fermentare numărul refrământărilor creşte. Când se fac mai multe refrământări, ultima este bine să se facă cu minimum 20 minute înainte de divizarea aluatului.

3. PRELUCRAREA ALUATULUI

Prin prelucrarea aluatului se înţeleg operaţiile la care este supus aluatul din momentul golirii din cuvă până la introducerea în cuptor, și anume: divizare, premodelare, repaos intermediar/fermentare intermediară, modelare finală, fermentare finală.

RĂSTURNAREA ALUATULUI DIN CUVE

În vederea trecerii la prelucrare, aluatul se scoate din cuvele în care a fost frământat şi fermentat. În procedeele discontinue, în secţiile mici cu prelucrare manuală a aluatului, această operaţie se face manual, iar în secţiile mari, cu prelucrare mecanică a aluatului, se realizează cu ajutorul răsturnătoarelor de cuve.

Răsturnătoare de cuve (maşini de golit cuve) În funcţie de poziţia secţiilor de frământare-fermentare faţă de secţia de divizare-modelare, răsturnătoarele de cuve pot fi: răsturnătoare simple, care rabat cuva în vederea golirii de aluat, utilizate în cazul în care secţia de frământare-fermentare este situată la un etaj superior faţă de secţia de divizare; răsturnătoare–ridicătoare, care ridică cuva la o anumită înălţime şi apoi o rabat pentru golire, utilizate în cazul în care secţiile de frământare-fermentare sunt situate la acelaşi nivel. 96

Jgheaburi şi buncăre pentru aluat Jgheaburile şi buncărele sunt destinate preluării aluatului din cuvă în momentul răsturnării ei. Ele sunt amplasate între răsturnător şi maşina de divizat şi asigură transferul treptat al aluatului în tremia maşinii de divizat, astfel ca, în tremie, nivelul aluatului să se menţină constant, cerinţă obligatorie pentru precizia maşinii de divizat. Jgheaburile de aluat sunt folosite în fluxul pe verticală, când secţia de frământarefermentare este situată la nivel superior faţă de secţia de divizare-modelare. Jgheaburile se confecţionează din tablă inoxidabilă de 2,5–3 mm grosime şi sunt prevăzute la partea inferioară cu şubere. Scurgerea aluatului prin jgheaburi se face liber, sub propria greutate. Pentru aceasta, jgheaburile se construiesc cu o înclinare faţă de orizontală de minimum 45°. Dirijarea aluatului în jgheaburi se face prin intermediul unei pâlnii. Jgheaburile pentru aluat se construiesc de diferite forme şi 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 curenţi ascendenţi de aluat şi pot avea loc localizări de aluat pe jgheab. Buncărele de aluat se folosesc în fluxul pe orizontală al procesului tehnologic. Se confecţionează din tablă inoxidabilă şi sunt prevăzute cu şubere, care pot fi verticale, orizontale sau înclinate. Prin deschiderea acestora, aluatul curge liber în tremia maşinii de divizat. Se construiesc de diferite forme şi dimensiuni. Volumul lor se alege astfel ca aluatul să nu fermenteze în buncăr.

3.1 DIVIZAREA ALUATULUI

Consideraţii tehnologice Divizarea este operaţia prin care aluatul matur este tăiat în bucăţi de masă dorită. Masa de aluat se stabileşte în funcţie de masa pe care trebuie să o aibă produsul finit şi de pierderile tehnologice care intervin în operaţiile următoare, dospire, coacere, răcire. Divizarea aluatului se poate face manual, metodă folosită în secţiile de mică capacitate, sau mecanic, cu ajutorul maşinilor de divizat.

Maşini de divizat Condiţii generale Maşinile de divizat realizează tăierea continuă din masa de aluat a bucăţilor de masă egală, sau divizarea unei bucăţi de aluat mare, cântărită în prealabil, în mai multe bucăţi de masă egală. 97

Sunt sisteme tehnice prevăzute cu subansambluri care să realizeze următoarele funcţii: - alimentarea constantă cu aluat; - trecerea aluatului, în mod uniform, în camera de presare; - măsurarea bucăţilor de aluat la un anumit volum sau greutate; - tăierea bucăţilor de aluat măsurat, pentru separare de restul masei; - împingerea bucăţilor de aluat în afara camerei de măsurare şi evacuarea lor din maşină.

Maşinile de divizat trebuie să îndeplinească o serie de condiţii: Precizie de divizare - depinde de tipul maşinii, de gradul de uzură, condiţiile de exploatare, de aluatul cu care se alimentează; Acţiunea mecanică - la alegerea maşinii de divizat trebuie să se ţină seama de aluatul de divizat şi de acţiunea mecanică exercitată de maşină asupra aluatului; Elasticitate tehnologică - maşina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi a ritmului de divizare exprimat în bucăţi/minut; Reglarea masei bucăţii de aluat - maşina de divizat trebuie să permită reglarea în limite largi a masei bucăţii de aluat şi corectarea preciziei de divizare pentru acelaşi sortiment. Precizia maşinii de divizat se verifică periodic prin cântărirea bucăţii de aluat divizate cu ajutorul unei balanţe.

Forme constructive ale maşinilor de divizat În funcţie de principiul de divizare, maşinile de divizat sunt gravimetrice şi volumetrice (cel mai frecvent folosite - taie bucăţi de volume egale). Tăierea aluatului în bucăţi de volume egale se face: -

prin decuparea unui cilindru de aluat în bucăţi de lungimi egale;

-

prin tăierea unei benzi de aluat în bucăţi de lungimi egale;

-

prin introducerea aluatului în cavităţi cu volum determinat

Din punct de vedere constructiv, maşinile de divizat aluat presupun o cameră de presare, care asigură omogenizarea aluatului, de unde aluatul este dirijat, printr-un orificiu calibrat, spre un dispozitiv de tăiere, care decupează bucata de aluat de restul aluatului, în raport cu criteriul funcţional impus pentru separare şi comandat de un sistem aferent (fie în funcţie de greutate - cu senzori gravimetrici, fie în funcţie de volumul prestabilit pentru porţia de aluat divizată). Pentru trecerea aluatului, sub formă de cilindru sau foaie, sau pentru introducerea în diferite cavităţi, maşinile de divizat utilizează presiuni care, fie că se obţin din afara sistemului (aer comprimat, 98

pistoane), fie se creează prin transformarea energiei mecanice în presiune, prin intermediul aluatului. În raport cu criteriul constructiv, relativ la organul activ de presare, maşinile de divizat pot fi : -

cu melci care presează aluatul în camera de divizare,

-

cu valţuri pentru presarea aluatului spre camera de presare sau/şi orificiul de evacuare,

-

cu pistoane,

-

cu buzunare, etc.

Alte criterii de clasificare folosite se raportează la gradul de mecanizare şi automatizare al maşinilor de divizat sau la alte principii ale sistemelor (subansamblelor) din construcţia maşinii

Tipuri de mașini de divizat Dintre cele mai folosite tipuri, se prezintă, în continuare câteva variante constructive de maşini de divizat aluat. Maşina de divizat aluat cu melc (figura 3.20), este alcătuită dintr-o pâlnie de alimentare 1, camera melcului 2, melcul (melcii) de presare 3, mecanismul cuţitului de tăiere 4, cu dispozitivul pentru măsurarea lungimii bucăţii de aluat 8, transportorul 5 pentru bucăţile de aluat divizate şi sistemul de acţionare (independent pentru melc şi sistem de tăiere sau comun). Aluatul din pâlnia de alimentare este împins cu ajutorul celor doi melci (sau unul), prin ajutalul cotit 6 şi iese prin matriţa 7 sub forma unui sul care rămâne suspendat. Când lungimea sulului de aluat atinge valoarea necesară reglată, acesta se aşează pe rola 8 a unei pârghii, care declanşează, prin intermediul unui cuplaj (cu gheare, saboţi, etc.), mecanismul de tăiere 4. Bucăţile divizate cad pe transportorul 5, care le transportă, după caz, la predospire sau modelare. Astfel de maşini divizează bucăţi de mărimi cuprinse între 0,5–2 kg, la o capacitate de 1600–2000 buc/min. Dezavantajul major la astfel de maşini constă în frământarea energică a aluatului de către melci, fapt ce duce la alterarea structurii de rezistenţă a glutenului.

99

Fig. 3.20. Schema maşinii de divizat cu melc

Fig. 3.21. Schema de principiu a maşinii de divizat cu valţuri

Maşina de divizat cu valţuri (figura 3.21) este alcatuită din şase valţuri de alimentare cu aluat 1, de formă tronconică, ce se rotesc fiecare în jurul axei proprii "n" şi, simultan cu întregul ansamblu de şase, în jurul axei 100

centrale a maşinii "m" (care coincide cu direcţia de curgere a aluatului), modelând astfel aluatul sub formă de sul. Sulul de aluat este modelat apoi cu secţiune pătrată de cele patru role 2, aşezate în cruce, iar în continuare de rolele 3 şi 4, care îl lăţesc, fiind tăiat în final în bucăţi de lungime corespunzătoare greutăţii stabilite de către un mecanism asemănător celui de la maşina de divizat cu melc. Maşina de divizat cu piston (figura 3.22) are următorul proces de lucru: aluatul din buncărele de alimentare 1 ajunge, prin cădere liberă, la grupul de cilindri 2, care, împreună cu cilindrul 3 aşezat cu axa perpendiculară pe axele cilindrilor 2 (în plan orizontal), îl dirijează spre sertarul 4, care îl împinge în camera cilindrică de măsurare 5. Datorită presiunii aluatului pistonul 6 se retrage, creând, totodată, o depresiune care permite aluatului să umple complet cilindrul. În continuare, sistemul piston-cilindru al sertarului execută şi o mişcare circulară sub un unghi de 750, timp în care dispozitivul 7 închide orificiul de evacuare a aluatului. La sfârşitul cursei, pistonul este pus în mişcare prin intermediul unei pârghii şi împinge bucăţile de aluat în afara cilindrului, pe banda transportoare 8, care duce bucăţile la prelucrarea ulterioară. În continuarea ciclului de lucru, sistemul cilindru-piston revine la poziţia iniţială şi ciclul se repetă

Fig. 3.22. Schema de principiu a maşinii de divizat cu piston Greutatea bucăţii de aluat se reglează prin manevrarea unui dispozitiv, care, prin intermediul unei şaibe profilate, modifică cursa pistonului şi, deci, volumul aluatului din cilindru. Această maşină are o acţiune pozitivă asupra structurii aluaului, păstrându-se aproape integral scheletul de gluten iniţial, datorită unei acţiuni mecanice reduse aproape la minim. Domeniul dimensional al fragmentelor de aluat este cuprins între 0,5–2 kg/buc, capacitatea de lucru fiind influenţată (limitată) de caracteristicile de vâscozitate ale aluaturilor. Vteza toretică de 101

divizare este de 20 buc/min, valorile practice, pentru evitarea degradării aluatului şi o umplere completă a camerei de divizare, fiind de 15–16 buc/min. Maşina de divizat în bucăţi mici, acţionată manual, (figura 3.23), numită şi presă de divizare, se utilizează pentru împărţiea aluatului în bucăţi mici, la fabricarea cornurilor chiflelor, etc. Este alcatuită din placa 1, cuţitul în formă de rozetă 2, capacul 3 şi camera de divizare 4, ansamblul fiind fixat pe un schelet metalic 5. Procesul de divizare începe cu rotirea pârghiei 6, care coboară placa şi cuţitul rozetă. În spaţiul astfel creat în cilindrul de divizare se introduce o bucată de aluat, după ce aceasta a fost, în prealabil, aplatizată. După coborârea şi zăvorârea capacului maşinii cu un clichet, prin acţionarea pârghiei 6 în sens invers sensului de coborâre, capul de presare se ridică şi împinge aluatul, repartizându-l uniform în camera de divizare. Apasând în continuare pârghia 7, cuţitul rozetă pătrunde în masa de aluat, divizând-o în volume egale, de aceeaşi greutate. După divizare, se coboară cuţitul, se ridică capacul, iar apoi se împinge cu pârghia 7 capul de presare, care scoate aluatul din camera de divizare. Maşina divizează simultan 30–50 buc/ciclu, în greutăţi de 25–100 g/buc, operaţia durând 15 s/ciclu.

Fig. 3.23. Schema de principiu a presei

manuale de divizat în bucăţi mici 102

Fig. 3.24.Schema de principiu a maşinii combinate de divizat şi modelat Tot pentru divizarea aluatului în bucăţi mici, se mai utilizează maşini combinate de divizat şi modelat (figura 3,24), complet automatizate, care au principiul de funcţionare asemănător cu cel prezentat anterior, acţionarea făcându-se mechanic. După divizare bucăţile de aluat sunt rotunjite între o planşetă, capul de presare şi pereţii cuţitului rozetă. Părțile component ale acestei mașini sunt: 1-pâlnia de alimentare; 2-valţuri pereche pentru modelarea aluatului sub formă de bandă; 3-valţ de presare; 4-tambur cu patru canale; 5-cuţit decupare; 6-presărător făină; 7-tambur cu alveole de modelare; 8,9-benzi trasportoare; 10-întinzător cu contragreutate. Dat fiind faptul că majoritatea maşinilor de divizat au la bază divizarea volumică, precizia divizării, ca parametru tehnologic esenţial al procesului de lucru, este influenţată decisiv de constanţa densităţii aluatului, care poate varia în limite destul de largi, în funcţie de gradul de fermentare, presiunea la care este supus aluatul în camera de divizare, viteza operaţională a sistemelor de măsurare volumică, respectarea reţetei de fabricaţie, etc.

2.2. PREMODELAREA (ROTUNJIREA) ALUATULUI

Scop tehnologic

103

Premodelarea se aplică în scopul îmbunătăţirii structurii porozităţii pâinii. Din punct de vedere al acţiunii mecanice, premodelarea echivalează cu o refrământare. Prin această operaţie se închid secţiunile poroase rezultate la divizare şi se elimină o parte a gazelor prezente în aluat, astfel că, peliculele de gluten se lipesc între ele şi în operaţiile ulterioare se reia procesul de formare a unei structuri poroase, ceea ce favorizează obţinerea de produse cu structură fină şi uniformă a porozităţii. De asemenea, prin premodelare se modifică poziţia celulelor de drojdie, care părăsesc spaţiile sărăcite în substanţe nutritive şi saturate cu produse de fermentare şi ajung în puncte care le oferă condiţii mai bune de activitate. Premodelarea comunică bucăţii de aluat o formă de bază, ceea ce elimină o cauză a defectelor de formă. Premodelarea se execută manual în secţiile de mică capacitate şi mecanizat, cu maşini de rotunjit, în secţiile de capacitate mare.

Maşini de modelat rotund Din punct de vedere tehnologic, maşinile de rotunjit sunt folosite pentru premodelare, pentru toate sortimentele de pâine, dar şi pentru modelarea finală sub formă rotundă. Diferenţa între cele două operaţii constă în intensitatea acţiunii mecanice exercitate asupra aluatului, la premodelare această acţiune fiind mai slabă faţă de modelarea finală. Din punct de vedere constructiv, aceste maşini se împart în: -

maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare tronconică;

-

maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare plană;

benzi.

maşini de rotunjit cu suprafaţă purtătoare sub formă de jgheab format din două

Maşini de modelat rotund cu suprafaţa purtătoare tronconică Acestea, sunt numite astfel deoarece suprafaţa în mişcare are forma tronconică 3 (fig. 3.25). Această suprafață în mișcare se roteşte în jurul unui ax central şi este dispusă vertical, fie pe baza mare, fie pe baza mică. Pentru a mări frecarea cu bucăţile de aluat, suprafaţa tronconică este prevăzută cu striuri dispuse vertical. În ambele cazuri, o parte fixă formată dintr-un jgheab metalic 4 ,sub formă de spirală, se înfăşoară tangenţial începând de la baza trunchiului de con. Dacă baza mare este dispusă la partea inferioară, jgheabul metalic este plasat la exteriorul suprafeţei tronconice, iar dacă baza mică este dispusă la partea inferioară, jgheabul metalic este plasat în interiorul suprafeţei tronconice. În ambele cazuri jgheabul este susţinut de un cadru fix 5. Bucăţile de aluat sunt aduse în spaţiul de modelare, prin gura de alimentare 1, de la un transportor de alimentare, între suprafaţa mobilă şi jgheab. Datorită frecării cu suprafaţa 104

tronconică, bucata de aluat se roteşte în jurul unei axe proprii, 0-0 ’ şi în acelaşi timp urcă pe jgheab până la capătul acestuia, de unde este aruncată afară, alunecând pe un plan de evacuare 2. Prin urcare pe jgheab, bucata de aluat îşi modifică poziţia axei de rotaţie şi execută o mişcare compusă. În cazul maşinii cu suprafaţă tronconică exterioară, debitul este limitat de posibilitatea ajungerii din urmă a bucăţilor de aluat datorită reducerii vitezei periferice a bucăţilor de aluat odată cu scăderea razei jgheabului (v = ωR). Distanţa dintre suprafaţa tronconică mobilă şi jgheabul metalic este reglabilă, ceea ce permite modificarea efectului de modelare. Turaţia suprafeţei tronconice este, în general, constantă, dar sunt modele care sunt prevăzute cu variator de turaţie. Maşina cu suprafaţă tronconică exterioară are avantajul de a permite o întreţinere şi o curăţire mai uşoară. Ambele tipuri de maşini prezintă avantajul că pot fi folosite la schimbarea de direcţie a fluxului tehnologic prin modificarea poziţiei batiului sau a jgheabului spiral

Fig 3.25. Maşina de rotunjit cu suprafaţă tronconică 3.3. REPAUSUL INTERMEDIAR. FERMENTAREA INTERMEDIARĂ

Scop tehnologic Repausul intermediar şi, după caz, fermentarea intermediară au loc după premodelare şi înainte de modelarea finală.

105

Repausul intermediar are rolul de relaxare şi refacere a structurii aluatului. Datorită acţiunii mecanice exercitate în timpul operaţiilor de divizare şi premodelare, în aluat iau naştere tensiuni interne şi se distrug parţial unele verigi ale scheletului structural al glutenului. În timpul repausului intermediar se resorb aceste tensiuni din aluat, pe baza autodeformării bucăţii de aluat. Acesta este fenomenul numit relaxare, iar verigile distruse din structura aluatului se refac, în parte, fenomen numit tixotropie. Ca urmare, proprietăţile reologice şi structura aluatului se îmbunătăţesc, iar pâinea se obţine cu porozitate uniformă şi volum crescut. Premodelarea, urmată imediat de modelarea finală, care exercită o acţiune mecanică foarte intensă asupra aluatului, poate conduce la înrăutăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului şi, deci, la un produs de slabă calitate. Durata repausului intermediar este de 30 sec până la 6–8 min., variind în funcție de calitatea făinii prelucrate şi modul de obţinere şi prelucrare al aluatului. Astfel, aluaturile de consistenţă mică şi cele provenite din făinuri de calitate slabă necesită durate de repaus mici, în timp ce aluaturile de consistenţă mare şi cele obţinute din făinuri puternice solicită durate de repaus mai mari. De asemenea, o influenţă importantă asupra duratei repausului intermediar o are intensitatea acţiunii 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 şi repausul intermediar nu sunt necesare în cazul aluatului de secară şi al aluatului mixt, obţinut din făină de grâu şi făină de secară, unde conţinutul de făină de grâu este mai mic de 70%. În timpul repausului intermediar, procesele biochimice şi microbiologice continuă, dar, datorită duratei scurte a acestuia, aceste procese nu prezintă o importanţă practică. De aceea, pentru această operaţie nu se creează condiţii speciale de temperatură şi umiditate relativă a aerului. Zvântarea suprafeţei bucăţilor de aluat în timpul repausului intermediar este chiar dorită, deoarece aceasta înlesneşte trecerea lor prin maşina de modelat final. Fermentaţia intermediară are rolul de a completa fermentarea aluatului. Ea se aplică procedeelor scurte de preparare ale aluatului, cu durate reduse de fermentare, în cuvele acestuia. În acest caz, durata operaţiei este de 15 min., sau chiar mai mult. Pe lângă relaxarea aluatului şi refacerea structurii glutenului, este important procesul de fermentare. De aceea, pentru fermentarea intermediară, în instalaţia în care are loc operaţia sunt create condiţii de temperatură şi umiditate relativă pentru desfăşurarea optimă a proceselor microbiologice în aluat Instalaţii pentru repausul intermediar şi fermentarea intermediară În principiu, aceste instalaţii sunt formate din suprafeţe mobile pe care se aşează bucăţile de aluat. Ele pot consta din benzi transportoare, orizontale sau înclinate, sau leagăne. În funcţie 106

de scopul în care sunt folosite, repaus intermediar sau fermentare intermediară, sunt sau nu climatizate.

Instalaţia pentru repausul intermediar cu benzi suprapuse (figura 3.26)

Fig. 3.26. Instalaţie pentru repaus intermediar cu benzi suprapuse

Lungimea totală a benzii necesară realizării repausului intermediar se fragmentează în mai multe benzi, care se aşează suprapus, şi care sunt parcurse pe rând de către bucăţile de aluat, obținându-se astfel o reducere a lungimii instalaţiei. Benzile 1, pe care se execută repausul intermediary, sunt închise într-o carcasă 2, care se suspendă de planşeu la o înălţime de 1,8 –2 m de pardosea, astfel încât spaţiul de sub aceasta să poată fi utilizat, de obicei pentru amplasarea maşinii de modelat final. Pentru ridicarea bucăţilor de aluat la înălţimea benzilor, instalaţia este prevăzută cu un elevator 3 cu cupe îmbrăcate în pânză. El este alimentat cu bucăţi de aluat premodelate prin intermediul dispozitivului de sincronizare 4. Bucăţile de aluat pot fi aşezate câte una pe lăţimea benzii, sau câte două, dispuse în şah. În acest ultim caz instalaţia este dotată şi cu un dispozitiv de aşezare a bucăţilor de aluat pe două şiruri 5. Prin această aşezare se scurtează lungimea totală a benzii instalaţiei, deoarece această lungime este proporţională cu pasul bucăţii de aluat, care, prin aşezare pe două rânduri, se reduce la jumătate. În consecinţă, se reduce în aceeaşi proporţie și lungimea totală a benzii . Bucăţile de aluat trec de pe o bandă pe alta până când, de pe ultima bandă, sunt evacuate, pe rând, prin jgheabul 6 la maşina de modelat final. Instalaţia prezintă posibilitatea de reglare uşoară şi în limite largi a duratei repausului intermediary, prin reglarea numărului de benzi utile. Prin rostogolire de pe o bandă pe alta, bucăţile de aluat se zvântă pe toate feţele, evitându-se astfel lipirea lor de organele de lucru ale maşinii de modelat final. 107

Lungimea utilă a benzii este funcţie de capacitatea orară a liniei tehnologice (G 0), durata repaosului intermediar (τri), pasul bucăţii de aluat (p), numărul de bucăţi de aluat aşezate pe lăţimea benzii (n) și masa bucăţii de aluat (m): L = f (Go,

τ ri

p 1 , ) 60 n m ,

3.4 . MODELAREA FINALĂ

Scop tehnologic Operaţia de modelare are ca scop imprimarea bucăţii de aluat a formei pe care trebuie să o aibă produsul finit: rotundă, cilindrică, împletită, etc. Din punct de vedere mecanic, operaţia de modelare este o deformare care se obţine prin acţiunea unor forţe exterioare asupra bucăţii de aluat. Acţiunea mecanică exercitată asupra aluatului reprezintă o continuare a acţiunii mecanice de frământare, dar cu gradienţi de viteză mai mici, ca urmare, având loc o îmbunătăţire a proprietăţilor reologice ale aluatului, precum şi a calităţii pâinii. Pentru aceasta este necesar ca acţiunea mecanică exercitată asupra aluatului să fie suficient de intensă. O acţiune mecanică insuficient sau exagerat de intensă conduce la produse de calitate inferioară. În primul caz, aluatul nu ajunge la nivelul maxim al proprietăţilor lui reologice, iar în cel de al doilea, acţiunea mecanică prea intensă conduce la distrugerea scheletului glutenic. Măsura în care sunt afectate proprietăţile aluatului şi, respectiv calitatea pâinii, de o acţiune mecanică prea intensă depinde de calitatea făinii, gradul de maturizare a aluatului și repausul după premodelare. Intensitatea acţiunii mecanice de modelare influenţează durata fermentării finale şi calitatea pâinii. O acţiune mecanică intensă prelungeşte, în general, fermentarea finală şi are o influenţă pozitivă asupra porozităţii şi volumului pâinii. La modelare, porii existenţi în aluat sunt fragmentaţi, iar bulele mari de gaze sunt distruse şi, astfel, numărul porilor creşte. Datorită acestui fapt creşte şi capacitatea aluatului de a reţine gazele, pâinea obţinându-se cu volum mărit. După modelarea finală numărul porilor nu se mai modifică, sau se modifică într-o măsură neglijabilă. În timpul modelării, o parte din gazele prezente în aluat se pierd şi, ca urmare, structura spongioasă a aluatului se distruge în mare parte, suprafaţa internă se reduce, iar greutatea sa specifică creşte. La modelare are loc şi o schimbare a poziţiei celulelor de drojdie şi de bacterii în bucata de aluat, acestea părăsind locurile sărăcite în substanţe nutritive, unde au acţionat până în acel moment, şi ajungând în locuri bogate în astfel de substanţe.

108

Forma ordonată pe care o obţine bucata de aluat la modelarea finală creează condiţii pentru ca ea să se dezvolte uniform la fermentarea finală şi în prima parte a coacerii. Dacă modelarea nu este bine executată, respectiv o acţiune mecanică slabă, sau o cantitate mare de făină folosită la modelarea manuală, încheietura de modelare se desface în timpul coacerii şi gazele de fermentare, substanţele de aromă şi vaporii de apă ies din bucata de aluat. Se obţin astfel produse neestetice, aplatizate, cu miez neelastic, cu aromă slabă. Efectul tehnologic al modelării este influenţat de gradul de maturizare al aluatului. Aluaturile mature prezintă condiţii mai bune pentru modelare şi pentru creşterea numărului porilor decât aluaturile insuficient maturizate (tinere), sau excesiv de mature (trecute). Modelarea se poate efectua fie manual, fie mecanic, cu ajutorul maşinilor de modelat.

Maşini de modelat final Modelarea în formă rotundă se execută cu maşini de rotunjit, care funcţionează pe acelaşi principiu ca şi la premodelare, cu deosebirea că acţiunea de modelare este mai intensă şi de durată mai mare. Modelarea în format lung După principiul de modelare, maşinile de modelat lung pot fi maşini de modelat lung prin rostogolire și maşini de modelat lung prin înfăşurare. Maşini de modelat lung prin înfăşurare Aceste maşini exercită o acţiune mai intensă asupra bucăţii de aluat. În principiu, modelarea finală se realizează prin trei operaţii: laminare, înfăşurare şi stabilizarea formei înfăşurate. Laminarea aluatului se realizează cu ajutorul valţurilor, care pot fi una sau două perechi. În zona de prindere a aluatului se creează gradienţi de viteză foarte mari şi o parte din gazele din aluat se elimină. Foaia de aluat rezultată prin laminare se înfăşoară în spirală, iar pentru lipirea straturilor se aplică forţe laterale, în condiţii identice ca la maşinile de modelat prin rostogolire. Există mai multe tipuri constructive de maşini de modelat care funcţionează pe acest principiu. Maşina de modelat cu bandă şi plan fix

109

Fig. 3.27. Schema de principiu a maşinii de modelat cu bandă şi plan fix

Maşina de modelat (figura 3.27) este formată din banda transportoare 1, care reprezintă suprafaţa purtătoare, perechea de valţuri 2, care realizează laminarea bucăţii de aluat, distanţa dintre ei fiind reglabilă prin deplasarea unuia dintre valţuri care este mobil, plasa metalică flexibilă 3 şi planul fix 4. Foaia de aluat obţinută în zona de laminare cade pe banda transportoare 1 şi capătul foii întâlneşte plasa metalică 3, care este întinsă pe lăţimea benzii, fiind fixată pe un suport. Aceasta, datorită forţelor de frecare pe care le introduce, frânează capătul foii de aluat, care începe să se înfăşoare, iar suprafaţa inferioară este deplasată pe banda transportoare 1, situaţie care face ca aceasta să înceapă să se înfăşoare. După ce a depăşit plasa metalică, bucata de aluat ajunge sub planul fix 4, unde îşi definitivează forma. Aici continuă înfăşurarea foii de aluat, diametrul spiralei creşte şi datorită presiunilor exercitate de bandă şi planul fix, straturile de aluat se lipesc între ele.

3.5. FERMENTAREA FINALĂ

Scop tehnologic În timpul operaţiilor de divizare şi 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 obţine cu un volum redus, miez compact, foarte puţin afânat, greu asimilabilă şi o coajă cu crăpături şi rupturi. Scopul principal al fermentării finale este afânarea bucăţii de aluat prin acumularea dioxidului de carbon care se formează în fermentaţia alcoolică produsă de drojdie. Dioxidul de carbon format dislocă miceliile de gluten lipite la modelare şi formează o structură poroasă.

Afânarea aluatului Volumul şi structura porozităţii pâinii depind direct de dioxidul de carbon acumulat în timpul fermentării (dospirii) finale şi în primele minute de coacere, când procesul de afânare 110

continuă. Aceste caracteristici ale pâinii sunt condiţionate de cantitatea de dioxid de carbon formată, de dinamica formării lui şi de capacitatea aluatului de a reţine gazele formate. Formarea gazelor trebuie să crească treptat pe parcursul fermentării finale şi să atingă maximul în momentul introducerii aluatului în cuptor. Scăderea intensităţii de formare a gazelor la sfârşitul dospirii conduce la obţinerea produselor de calitate inferioară. Dinamica şi intensitatea formării gazelor sunt influenţate de proprietăţile de panificaţie ale făinii, compoziţia aluatului, procedeul tehnologic de preparare a aluatului, parametri spaţiului de dospire. Capacitatea de reţinere a gazelor depinde de proprietăţile reologice ale aluatului, vâscozitatea şi extensibilitatea lui. Aluaturile de panificaţie au o capacitate limitată de reţinere a gazelor de fermentare. La începutul fermentării, întreaga cantitate de gaze formată este reţinută şi bucata de aluat îşi măreşte volumul proporţional cu cantitatea de gaze formate şi presiunea la care acestea sunt reţinute. Pe măsura înaintării procesului de fermentare, creşterea volumului aluatului devine mai lentă, până când, atingând un maxim, aluatul nu-şi mai modifică volumul. În acest timp se formează noi cantităţi de gaze, dar numai o parte este reţinută de aluat, restul se pierde în atmosferă. Este momentul în care presiunea gazelor din pori depăşeşte limita de curgere, de rezistenţă a aluatului şi pereţii porilor se rup. Cantităţile de gaze reţinute, volumul maxim atins de aluat şi viteza de atingere a acestui maxim depind de proprietăţile reologice ale aluatului, care la rândul lor depind de calitatea făinii şi de regimul tehnologic adoptat. Acestea sunt cu atât mai mari cu cât făina este de calitate mai bună. Pe măsura creşterii volumului bulelor de gaz şi a solicitărilor asupra pereţilor porilor, aceştia se rup în lanţ şi se formează microcanale prin care gazele se pierd, determinând scăderea volumului bucăţii de aluat. Pe lângă fermentaţia alcoolică, în aluat continuă şi fermentaţia lactică, conducând la creșterea acidității bucăţii de aluat. Ca urmare a proceselor microbiologice, în bucata de aluat se acumulează şi o serie de substanţe organice care intră în buchetul de aromă al pâinii, aldehide, esteri, alcooli superiori, acizi. De asemenea, continuă și procesele biochimice şi coloidale ce determină creşterea cantităţii de substanţe solubile, respectiv glucide și aminoacizi, care interacţionează la coacere formând melanoidine (colorează coaja).

111

Efectul de formă al fermentării finale În timpul fermentării finale, în mod normal, bucăţile de aluat suferă un proces de lăţire. Acesta, alături de procesul de acumulare a de gazelor, modifică forma bucăţii de aluat, exprimată prin indicele de formă h/d . În funcţie de proprietăţile reologice ale aluatului, lăţirea bucăţii de aluat poate avea loc în trei moduri: -

lăţire cu variaţia înălţimii pozitivă (Δh >0);

-

lăţire cu variaţia înălţimii constantă (Δh=0);

-

lăţire cu variaţia înălţimii negativă (Δhqi sau qR +qc> qλ + qW qeI = qR +qc , qiI = qλ + qW Datorită diferenţelor mari de temperatură existente între mediul camerei de coacere şi straturile exterioare ale aluatului, precum şi între acestea şi straturile interioare, schimbul de căldură în această perioadă este intens (atât qe, cât şi qi ). La atingerea temperaturii de 100°C de către straturile superficiale, în aceste straturi începe evaporarea apei. Datorită unei cantităţi mari de căldură primită de la camera de coacere, după 1– 2 minute, 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 şi 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 şi spre sfârşitul coacerii ating o temperatură apropiată de cea a camerei de coacere. Prin creşterea temperaturii straturilor exterioare ale aluatului se reduce Δt dintre camera de coacere şi aceste straturi, ceea ce determină reducerea schimbului de căldură dintre mediul camerei de coacere şi bucata de aluat supusă 122

coacerii. Astfel, cantitatea de căldură cedată de mediul camerei de coacere bucăţii 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 100°C arată că, după deshidratarea straturilor superficiale, evaporarea apei, proces care menţine temperatura la 100°C, are loc treptat din straturi aşezate din ce în ce mai spre interior. Evaporarea apei are loc până când aceste straturi ating umiditatea de echilibru higrometric, după care, ele continuă să se încălzească, transformându-se în coajă. Ele sunt astfel, temporar, zonă de evaporare a apei. Staţionarea curbei 5 la temperatura de 100°C, până la sfârşitul coacerii, demonstrează că evaporarea apei are loc în acest strat. Deci, zona de evaporare se adânceşte treptat pe măsura încălzirii aluatului, a îngroşării cojii, rămânând situată până la sfârşitul coacerii între coajă şi miez. Cea mai mare parte a vaporilor de apă formaţi în zona de evaporare trece, prin coajă, în camera de coacere, q'Wev dar o parte din aceştia 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 conducţie qλ, prin deplasarea umidităţii (sub formă lichidă) în direcţia fluxului de căldură qW, ambele determinate de existenţa diferenţei de temperatură Δt, şi 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 şi de la coaja inferioară, care primeşte căldură de la vatră prin conducţie. Încălzirea straturilor miezului până la temperatura de 50–60°C are loc lent. După depăşirea acestui interval de temperatură, încălzirea se accelerează şi temperatura lor tinde asimptotic spre temperatura zonei de evaporare. Încălzirea miezului după atingerea temperaturii de 50–60°C este condiţionată, în principal, de adâncirea zonei de evaporare. Prin adâncirea zonei de evaporare, prin apropierea ei de centrul miezului, temperatura straturilor miezului creşte şi, prin aceasta, diferenţa de temperatură dintre temperatura zonei de evaporare şi temperatura miezului scade. Ca urmare scad fluxul de căldură prin conducţie qλ şi fluxul datorat deplasării umidităţii qW şi, deci, fluxul total de căldură dirijat spre centrul miezului q i. Spre sfârşitul coacerii, când temperatura centrului miezului este foarte apropiată de temperatura zonei de evaporare, qλ şi qW devin neglijabile şi 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 sfârşitul coacerii, iar spre centrul miezului transferul de căldură va fi dat numai de qW ev (tabel 3.32). Încălzirea centrului miezului va avea loc, deci, numai pe seama căldurii 123

cedată de vaporii care ajung din zona de evaporare în centrul miezului, unde condensează (schimbare de stare).

Tabel 3.32. Caracteristici ale procesului de coacere

Temp. Perioada de coacere

cojii, °C

Fluxul de căldură dirijat de la coajă spre interior, Kj/(m2.h)

Temp.

Temp.

zonei de evaporare,

centrului miezului,

Total,

°C

°C

qi

În centrul miezului,

În zona de evaporare, qW ev

qm Atingerea în miez a temp. de 50- 60°C

135

100

60

5860

1360

4500

Sfârşitul coacerii

185

100

90

4856

356

4500

La sfârşitul coacerii zona de condensare este situată în centrul miezului.Din căldura primită de coajă de la camera de coacere după deshidratarea ei, o parte, q i, se transmite spre interiorul bucăţii 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. Variaţia continuă a temperaturii diferitelor straturi ale aluatului supus coacerii, aşa cum rezultă din figura 3.30 demonstrează caracterul nestaţionar al procesului de încălzire al aluatului în procesul coacerii. Acest lucru face ca valorile fluxurilor de căldură recepţionate de la camera de coacere şi 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 aceeaşi intensitate prin ambele coji, superioară şi 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 suprafeţe izoterme dispuse paralel cu suprafaţa pâinii (figura 3.33)

124

Fig 3.33. Dispunerea suprafeţelor izoterme în pâine în timpul coacerii

Concluzii practice 1. Fluxurile de căldură recepţionate de la camera de coacere şi cele transmise în interiorul aluatusaslui sunt mai mari în prima perioadă a coacerii, când există diferenţe mari de temperatură între camera de coacere şi straturile superficiale ale aluatului care recepţionează căldură, precum şi între straturile exterioare şi straturile interioare ale aluatului, după care acestea scad. Din punct de vedere practic, aceasta impune o variaţie în acelaşi sens a temperaturii camerei de coacere, respectiv o temperatură mai mare în prima perioadă de coacere şi o temperatură mai scăzută în perioada a doua. 2. Din studiul câmpului de temperatură, rezultă că, deoarece temperatura centrului miezului ajunge numai la sfârşitul coacerii la o valoare apropiată temperaturii zonei de evaporare, şi anume, la temperatura de 93–97°C, se poate stabili cu precizie sfârşitul coacerii măsurând temperatura centrului miezului. Factori care influenţează încălzirea bucăţii de aluat Încălzirea aluatului, în timpul coacerii, este influenţată de parametri camerei de coacere (temperatura şi umiditatea relativă a aerului) şi caracteristicile produsului (mărime, formă, umiditate și compoziţie). Temperatura camerei de coacere - schimbul de căldură dintre bucata de aluat şi camera de coacere este influenţat direct de temperatura vetrei şi a mediului camerei de coacere, deoarece aceste temperaturi influenţează diferenţa de temperatură dintre aluat şi camera de coacere. Cu cât aceste temperaturi sunt mai mari, cu atât diferenţa de temperatură Δt va fi mai mare şi, 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 cea de a doua perioadă, straturile exterioare au însă o temperatură înaltă, ceea ce reduce diferenţa de temperatură Δt şi, deci, fluxul de temperatură recepţionat de la camera de coacere qe. De asemenea, în această perioadă a coacerii, fluxul intern de căldură (qi) scade datorită încălzirii straturilor interioare, deci, a scăderii diferenţei de temperatură Δt. De aceea, în această perioadă, temperatura camerei de coacere are o influenţă mai mică asupra încălzirii straturilor interioare ale aluatului. Experienţele au arătat că temperatura centrului miezului variază analog la temperatură constantă şi la temperatură descrescândă a camerei de 125

coacere. În plus, o temperatură înaltă a camerei de coacere, spre sfârşitul procesului, poate duce la carbonizarea cojii. Deci, atât din punct de vedere al încălzirii straturilor interioare ale miezului, cât şi din punct de vedere al încălzirii cojii, în cea de a doua perioadă de coacere este raţională o temperatură mai scăzută a camerei de coacere faţă de prima perioadă. 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 suprafaţa aluatului, cedând căldura sa de vaporizare. De aceea, în cazul camerei de coacere umectate, pe suprafaţa superioară a produsului apare un flux suplimentar de căldură q Wcond şi fluxul de căldură recepţionat, pentru primele minute de coacere, devine: qe' = qR +qc +qwcond , unde qR , qc