Процессы и производственные линии замораживания продуктов растительного происхождения (хлебобулочные и кондитерские изделия) Старение хлебобулочных изделий. Под понятием старения подразумевают следующие процессы: черствение, потеря влаги, изменения распределения влаги в продукте, а также другие изменения, носящие ферментативный и микробиологический характер. Черствение хлебобулочных изделий связано с ретроградацией крахмала, выражающейся в преобразовании крахмала из аморфной массы в кристаллическую форму (переход так называемой формы в ), с одновременным выделением воды, которая соединяется с белковыми комплексами. Скорость ретроградации зависит от содержания воды (критический предел 16 – 38 %) и рН среды. Хлебобулочные изделия из пшеничной муки черствеют быстрее, чем из ржаной. Добавки неорганических солей ускоряют ретроградацию, а введение жира – уменьшает. Происходящие в хлебобулочных изделиях потери воды и перераспределение влаги связаны со старением коллоидов. Динамика этих процессов зависит от образования корки, а также от структуры внутренних слоев. На интенсивность старения хлебобулочных изделий, помимо зависимости старения от состава компонентов продукта и происходящих в них изменений характера связывания влаги, решительным образом влияет температура (рис. 1). По данным Кеткарда и Любнера, максимум скорости старения хлебобулочных изделий приходится на область температур от –2 °С до –3 °С; в то же время при температуре ниже –7 и выше 65 °С течение этих процессов полностью затормаживается. Критическая температура влияет в наименьшей степени на старение кексов. При снижении температуры в результате уменьшения парциального давления водяного пара существенно снижаются потери и перемещение влаги. Проблема сохранения свежести хлебобулочных изделий до сих пор не решена и этим объясняется большой интерес к замораживанию. Рис. 1 – График зависимости скорости старения хлебных изделий от температуры Замораживание хлебобулочных изделий. Принцип сохранения свежести выпеченных хлебобулочных изделий методом замораживания и хранения в замороженном состоянии состоит прежде всего в значительном замедлении процесса ретроградации крахмала при температурах ниже –7 °С. Кроме того, известное влияние оказывает стабилизация распределения воды при изменении ее агрегатного состояния и ограничение скорости ферментативных процессов. Чем скорее после выпечки происходит замораживание, тем более свежими будут изделия после оттаивания. Замораживание не может улучшить состояние свежести старых хлебобулочных изделий. Наряду с этим не все сорта хлебобулочных изделий в одинаковой степени пригодны к консервированию методом замораживания. Изделия с большим содержанием жира и одновременно меньшим содержанием воды и с более прочной связью воды в коллоидной структуре, как, например, кондитерские изделия, во время замораживания и хранения в замороженном состоянии подвержены меньшим изменениям, чем изделия с относительно большим содержанием воды, как, например, хлебобулочные изделия. Это относится также к таким изменениям во время хранения, как потери массы продукта и запаха, структурные изменения, в результате которых снижается эластичность серединных слоев и появляется склонность к отслаиванию корки. На снижение динамики качественных изменений хлебобулочных изделий во время хранения в замороженном состоянии, кроме того, влияют определенные приемы при выпечке изделий: небольшая продолжительность вымешивания теста, добавление веществ, содержащих солод или лецитин, уменьшение длительности выпечки и охлаждения. Охлаждение должно происходить быстро для возможно быстрого прохождения критической внутренней температуры, составляющей –7 °С. Пектиновые и желатиновые желе в тортах с фруктовой начинкой подвергаются частично необратимым изменениям, что вызывает неполную ресорбцию соков во время размораживания. Хлебобулочные изделия обычно замораживают в туннельных аппаратах с принудительной циркуляцией воздуха при –25 –30 °С и средней скорости циркуляции воздуха 2 – 3.5 м/с. В случае упакованных продуктов скорость замораживания определяется прежде всего температурой; для неупакованных продуктов – скоростью потока воздуха. Упаковка удлиняет продолжительность замораживания в степени, равной повышению температуры воздуха на 5 °С при замораживании неупакованных хлебобулочных изделий (табл. 1). Таблица 1 – Продолжительность замораживания упакованного хлеба при различных температурах воздуха, начальная температура 22 °С, скорость движения воздуха – 3.5 м/с Температура воздуха, °С Время, необходимое для Температура в центре снижения температуры продукта после 2 ч внутри продукта до –10 °С, ч замораживания, °С –40 2 –9 –35 2.25 –8 –29 3 –7 –23 3.75 –6 –18 5 –5 Температура замораживания различных видов хлебобулочных изделий колеблется в сравнительно широких пределах (от –5.6 до –9.4 °С). Температура замораживания снижается с увеличением содержания соли и сахара; добавление жира влияет на равномерность охлаждения. Сокращается или вообще отсутствует горизонтальный отрезок на температурных кривых замораживания. Процесс замораживания должен быть доведен до внутренней температуры –18 °С (кексы при температуре выше –18 °С подвержены ускоренному старению). Булки и деликатесный хлеб должны быть заморожены до –18 °С в течение 1.0 – 1.5 ч, а обычный хлеб в течение 3 – 4 ч. Дальнейшее сокращение продолжительности замораживания заметно не влияет на сохранение свежести хлебобулочных изделий, в то время как увеличение выше указанных границ в основном влияет неблагоприятно на качество продуктов. Расход холода в зависимости от содержания воды в хлебобулочных изделиях колеблется в пределах от 126 до 167 кДж/кг. В США, начиная с 1964 г. хлебобулочные изделия замораживают с использованием жидкого азота. Этот метод по сравнению с традиционными снижает капитальные вложения на 75 %, а потребность в производственных площадях – на 85 %. Применяемые температуры хранения замороженных хлебобулочных изделий колеблются на уровне около –18 °С. Эта температура обеспечивает сохранность изделий до одного месяца. В значительной степени на длительность хранения влияют химический состав и свойства продукта. Дальнейшее снижение температуры, в частности до –30 °С, нельзя считать целесообразным, так как это может быть связано с чрезмерным вымораживанием воды из коллоидной системы крахмал – вода и вторичным переходом крахмала после размораживания в кристаллическую форму. При более длительном хранении, чем одна неделя, продукты должны быть упакованы. Для сырого теста целесообразно использовать алюминиевые лотки, одновременно служащие формами для выпечки. При больших колебаниях температуры продуктов в процессе хранения в замороженном состоянии происходят структурные изменения, а также заметное высушивание корки и внешних слоев серединной части (рис. 2). Рис. 2 – Изменение содержания влаги в замороженных хлебобулочных изделиях при хранении при –18 °С: 1 – корка; 2 – слой мякоти, расположенный непосредственно под коркой; 3 – серединные слои продукта Замороженное тесто часто готовят с разными начинками, в частности фруктовыми, творожными, которые стабилизируют добавлением крахмала и других связывающих веществ. В связи с этим скорость замораживания не имеет большого значения. В то же время важно предотвратить, во-первых, окислительные изменения цвета фруктовой массы посредством инактивирования тканевых ферментов; во-вторых, проникновение жидкости из массы в тесто посредством применения достаточно низких температур хранения. Выпечка теста такого типа должна проводиться в замороженном состоянии. Для дрожжевого теста характерной является низкая сопротивляемость дрожжевых клеток к хранению в замороженном состоянии. Это ограничивает сохранность при –18 °С до нескольких недель. Более длительный период хранения не дает гарантии получения хорошей выпечки. Увеличение срока хранения теста до 3 месяцев возможно путем двукратного увеличения количества добавляемых дрожжей для компенсации частичной потери при обработке, а также посредством полного исключения процесса ферментации. При хранении в замороженном состоянии теста с высоким содержанием сахара и жира рекомендуют применение большого количества стабилизирующих добавок. В тесте такого типа заметно значительное влияние компонентов опары на изменения, которые происходят во время хранения в замороженном состоянии, и на поведение теста во время выпечки. Такое тесто перед выпеканием следует размораживать при комнатной температуре и температуру выпекания снизить на 10 – 15 °С в сравнении с параметрами, применяемыми для незамороженного теста. Размораживание хлебобулочных изделий в основном не требует специальных устройств и его можно проводить в любом помещении с комнатной температурой. При этом необходимо соблюдать принцип возможно более быстрого перехода температурного предела максимальной скорости старения. Отсюда вытекает следующее явление: при продолжительности размораживания больше 2 – 3 ч в основном качество продуктов ниже по сравнению со свежей выпечкой. По данным Ньюмена, оптимальные результаты достигают при применении воздуха с температурой 50 °С при относительной влажности порядка 50 – 60 % и скорости циркуляции около 0.8 м/с. При таких условиях размораживание буханки хлеба продолжается от 1 ч (без упаковки) до 2 ч (в упаковке), а булок от 12 до 15 мин. В США, Англии, Скандинавских странах, в Германии относительно широкий ассортимент хлебобулочных изделий подвергается замораживанию.