Разработка технологии производства хлеба с применением электроконтактного способа выпечки - Коллектив авторов

В работах Селягина В.Г., Данилова А.М., Тищук В.А., Шаповаловой Н.Н. и др. [103–108] рассмотрен более быстрый способ получения из теста бескоркового хлеба путем его выпечки с использованием ТВЧ. Тесто, помещенное в электрическое поле ТВЧ (от 10 до 30 МГц) быстро нагревается. Тепло при этом способе энергоподвода выделяется во всем объеме тестовой заготовки, превращая ее в бескорковый хлеб, состоящий из одного мякиша.

Прогрев теста-хлеба при ВЧ-выпечке происходит на от 25 % до 40 % быстрее, чем при обычной РК. Объем хлеба вследствие отсутствия на нем корки увеличивается в течение всего периода выпечки и поэтому на от 10 % до 15 % больше обычного.

В последнее время для особо быстрого прогрева пищевых продуктов начал применяться и СВЧ-прогрев в поле электромагнитных колебаний частотой от 2300 до 2500 МГц и длиной волны от 12 до 13 см. За рубежом установки такого типа применяются и для быстрого (в течение 30 секунд) размораживания глубокозамороженного хлеба.

Джабраилов А.Д., Долидзе Г.В., Данилеско С.В. и др. [109–114] отмечают, что самым быстрым способом получения бескоркового хлеба является ЭК-выпечка. При этом способе расстоявшаяся тестовая заготовка помещается между двумя электродами, включенными в сеть переменного тока промышленной частоты. При действии электрического тока в тестовой заготовке выделяется тепло и формируется мякиш без образования традиционной корки. Прогрев теста происходит быстро и практически равномерно во всей массе хлеба. Процесс ЭК-выпечки завершается достижением тестом-мякишем температуры около 98оС и протекает во много раз быстрее, чем при традиционной выпечке.

Таким образом, ЭК-прогрев представляет интерес как наиболее интенсивный способ выпечки. Отсутствие корки при данном способе выпечки снижает возможность образования нежелательных веществ и неусвояемых организмом соединений. ЭК-выпечка хлеба позволяет в большей мере сохранить находящиеся в тесте витамины. И как отмечалось выше, является самым предпочтительным способом выпечки при разработке технологий диабетических сортов хлеба, для снижения скорости расщепления углеводов хлеба. Все это обуславливает целесообразность более детального изучения особенности ЭК-способа выпечки хлеба.

1.7 Особенности применения ЭК-энергоподвода в хлебопечении

Как отмечает Ауэрман Л.Я. [6], ЭК-способ выпечки был разработан во ВНИИХП Шумаевым Ф.Г. в 1936 г. Детально процесс ЭКвыпечки хлеба исследовал Островский Я.Г. в 1953–1954 гг. [115].

При проведении экспериментов Шумаев Ф.Г. использовал вариант ЭК-выпечки, когда на электродах сохранялось постоянное напряжение, а сила тока менялась в зависимости от электропроводности теста (при другом варианте выпечки в системе поддерживалась постоянная сила тока). В результате экспериментов были выявлены следующие положения:

1. Тесто относится к полидисперсным системам, обладающим ионной проводимостью, обусловленной диссоциацией в водном растворе солей и кислот, находящихся в тесте, на ионы.

2. ЭК-прогрев позволяет получить хлеб с нормальным мякишем, но лишенный корки.

3. Средняя длительность выпечки зависит от электропроводности теста-хлеба, подводимого напряжения и при напряжении 220 В составляет 2,25 мин, а при напряжении 120 В – 5,95 мин (масса хлеба 1 кг).

4. Величина дозировок соли (от 0 до 1,5 %) оказывает существенное влияние на электропроводность теста.

5. Увеличение кислотности существенного влияния на электропроводность теста не оказывает, что объясняется незначительной диссоциацией молекул органических кислот в слабых водных растворах.

6. Удельный расход энергии на ЭК-выпечку ржаного хлеба в зависимости от подаваемого напряжения составляет:

0,082 кВт/кг (напряжение 220 В);

0,089 кВт/кг (напряжение 120 В);

0,122 кВт/кг (напряжение 40 В).

Островский Я.Г. [115], оценивая удельный расход электроэнергии на ЭК-выпечку пшеничного хлеба, приводит несколько другие данные:

(0,062+0,002) кВт/кг (напряжение 220 В);

(0,077+0,005) кВт/кг (напряжение 120 В);

(0,115+0,005) кВт/кг (напряжение 60 В).

При этом Островский Я.Г. отмечает, что основное влияние на увеличение удельного расхода энергии при использовании более низкого напряжения оказывает увеличение потерь на теплообмен с окружающей средой. Удельный расход энергии на выпечку в теплоизолированных формах практически не зависит от используемого напряжения и составляет (0,053 +0,005) кВт/кг.

Таким образом, для снижения энергоемкости процесса ЭКвыпечки хлеба целесообразно увеличивать подводимое напряжение или проводить выпечку в теплоизолированных формах.

В ходе экспериментов Шумаевым Ф.Г. были построены зависимости изменения силы тока и температуры теста-хлеба от продолжительности ЭК-выпечки для образцов разной массы (приложение Б).

Анализ полученных результатов показал некоторую взаимосвязь силы тока и температуры теста-хлеба в процессе выпечки. Характер их изменения аналогичен для образцов различного развеса и, как бы растягивается по времени при увеличении массы выпекаемого образца.

Сила тока, а, следовательно, и электропроводность теста, изменяется по сложной закономерности: сначала (до температуры теста-хлеба 60оС) она увеличивается, затем снижается и стабилизируется. После достижения температуры теста-хлеба порядка 70оС сила тока вновь возрастает, а от 92оС до 95оС начинает уменьшаться.

Исследованием особенностей изменения электропроводности теста и его компонентов в процессе ЭК-нагрева занимались также Baker J.C. и Mize М.D. [116–118]. Эти авторы изучали изменение напряжения, которое требовалось для поддержания постоянства расхода электроэнергии, подводимой к тесту. Как было установлено, изменение напряжения и изменение электропроводности находятся в обратной зависимости.

Baker J.C. и Mize М.D. исследовали также зависимость напряжения на электродах и температуры от продолжительности ЭК-прогреве теста и его основных компонентов: 3 %-ного раствора соли и отмытых в этом растворе клейковины и крахмала (приложение В). При анализе зависимости напряжения от температуры нагреваемых объектов, отмечаются следующие закономерности: характер изменения напряжения при прогреве всех перечисленных объектов до температуры от 48оС до 50оС идентичен и свидетельствует о повышении их электропроводности; дальнейшее повышение температуры оказывает различное действие на исследуемые среды. Для теста дальнейшее повышение температуры приводит к снижению его электропроводности, прерываемым периодом ее стабилизации в интервале изменения температур от 70оС до 95оС. Островский Я.Г. в своей работе [115] выражает несогласие с последним заключением. Он утверждает, что внимательное рассмотрение указанных зависимостей позволяет отметить новое повышение электропроводности теста в интервале температур от 70 оС до 85оС, и лишь затем ее незначительное снижение и стабилизацию до температуры 98оС. Убеждение Островского Я.Г. в этом, основывается на собственных экспериментальных данных и данных Шумаева Ф.Г., в которых более четко улавливается второй экстремум электропроводности при ЭК-выпечке хлеба.

Второй экстремум электропроводности хлеба при ЭК-выпечке отмечает и Гинзбург А.С. [119], однако объясняет это он так: «…подъем силы тока для образцов крупного развеса в интервале от 70оС до 86оС и от 86оС до 96оС… является очевидно характерными и возможно объясняются какими-то условиями опыта». Островский Я.Г. не соглашается с этим объяснением, считая его не вполне убедительным.

Baker J.C. и Mize М.D. [116–118] отмечают, что характер изменения напряжения, а следовательно, электропроводности крахмала и теста при их раздельном прогреве в интервале температур до 70оС аналогичен. Дальнейший прогрев крахмала характеризуется заметным увеличением его электропроводности до температуры от 80оС до 85оС и лишь при прогреве выше этой температуры электропроводность крахмала стабилизируется.

ЭК-прогрев солевого раствора вызывает однозначное повышение его электропроводности в течение всего процесса.

При прогреве клейковины до температуры 70оС ее электропроводность увеличивается, а начиная с 70оС, вновь несколько снижается.

Нелинейная зависимость электропроводности теста от температуры, в отличие от электропроводности солевого раствора, дает основание утверждать, что природа и изменение электропроводности теста-хлеба при ЭК-выпечке зависит не только от степени диссоциации солей и кислот при повышении температуры, но также и от изменения структурных и физических свойств теста-хлеба. Изложенное дает основание Островскому Я.Г. [115] согласиться с Гинзбургом А.С. в том, что электропроводность теста в значительной мере зависит от состояния коллоидных веществ в процессе взаимодействия их с водой. При этом особое внимание оба автора уделяют аналогии характера изменения электропроводности теста и крахмала.