1. obiectivul cercetĂrii · hidratare a proteinelor glutenice; - indicele de sedimentare (is) este...

Zaharia Dumitru 1

1. OBIECTIVUL CERCETĂRII

Grâul este un produs natural. Calitatea grâului este dependentă de soi şi de condiţiile

agrotehnice, fiind puternic influenţată de condiţiile de climă locale dar şi de

modificările climatice la nivel global.

Indicii de calitate sunt specifici soiului de grâu. La soiuri de grâu diferite şi chiar la

partide diferite din acelaşi soi, care au acelaşi conţinut de proteine şi acelaşi indice de

sedimentare, se obţin atât aluaturi cu structură bună cât şi aluaturi moi, cu toleranţă

slabă la fermentaţie, din care rezultă pâine lăsată cu volum mic. Aceste deficienţe ţin

de structura aluatului şi de capacitatea de hidratare a proteinelor glutenice, care sunt

diferite de la un soi de grâu la altul şi se reflectă în elasticitatea glutenului (aşa cum se

poate obseva în glutogramă), în elasticitatea aluatului (aşa cum se poate obseva în

extensogramă) şi în volumul pâinii.

Tipul făinii este standardizat pe baza conţinutului de substanţe minerale, însă calitatea

făinii nu poate fi standardizată. Pentru a putea defini valoarea indicilor de calitate ai

făinii este necesară definirea exactă a produsului finit şi a procesului tehnologic de

fabricaţie a produsului (modul de preparare şi prelucrare a aluatului), volumul

produsului şi cerinţele consumatorilor privind aspectul, gustul şi aroma produsului.

Din acest motiv valoarea indicilor de calitate ai făinii nu poate fi standardizată.

Valoarea optimă a indicilor de calitate ai făinii este o caracteristică specifică soiului

de grâu, fiind influenţată de condiţiile agrotehnice şi de instalaţia de măcinat.

Calitatea făinii poate fi evaluată în funcţie de capacitatea de hidratare, volumul de

coacere, gustul, aroma şi culoarea crustei, structura (porozitatea) şi elasticitatea

miezului, durata de menţinere a prospeţimii pâinii. În funcţie de valoarea indicilor de

calitate, pe piaţă se întâlneşte o varietate largă de făinuri de acelaşi tip.

Pentru morar sunt importante însuşirile de măcinare ale grâului şi destinaţia făinii, iar

pentru brutar sunt importante proprietăţile enzimatice ale făinii, proprietăţile

reologice ale aluatului şi echilibrul dintre proprietăţile enzimatice ale făinii şi

proprietăţile reologice ale aluatului. Proprietăţile funcţionale ale făinii trebuie

optimizate în funcţie de destinaţie şi de procedeul de preparare şi prelucrare a

aluatului. Atât morarul cât şi brutarul pot modifica însuşirile de panificaţie ale făinii

atât prin modificarea proprietăţilor glutenului cât şi prin modificarea stării

amidonului.

Grâul este o materie primă biologică cărui calitate nu este constantă. Calitatea făinii

este influenţată de calitatea grâului (soiul de grâu), de pregătirea grâului pentru

măcinare (formarea amestecurilor, condiţionarea hidrică), de procedeele şi de regimul

de mărunţire şi poate fi optimizată prin tratamentul fizic (mecanic), oxidativ (acid

ascorbic, glucozoxidază) sau enzimatic (enzime, făină de malţ activată enzimatic,

etc.).

Zaharia Dumitru 2

Având în vedere că în panificaţie:

- capacitatea aluatului de a forma gaze este dependentă de conţinutul de glucide

fermentescibile;

- capacitatea aluatului de aşi mări volumul sub presiunea gazelor de fermentaţie şi a

aburului format prin evaporarea apei din porii aluatului este influenţată de

conţinutul de gluten umed şi de extensibilitatea glutenului umed;

- capacitatea aluatului de a reţine gazele de fermentaţie şi aburul format prin

evaporarea apei din porii aluatului este influenţată de conţinutul de gluten umed şi

de elasticitatea glutenului umed,

şi luând în calcul:

- conţinutul de maltoză, care caracterizează capacitatea aluatului de a forma gaze;

- conţinutul de proteine şi conţinutul de gluten umed, care caracterizează

capacitatea aluatului de a forma o structură rezistentă, coezivă, a aluatului;

- extensibilitatea şi elasticitatea glutenului umed, care influenţează puternic

proprietăţile reologice ale aluatului,

cercetările au avut ca obiectiv optimizarea capacităţii de hidratare a făinii tip 550,

obţinută în condiţii de fabricaţie industrială, urmărind:

- compensarea deficitului de glucide fermentescibile al grâului faţă de cerinţele

făinii prin deteriorarea mecanică a amidonului în procesul de măcinare;

- optimizarea extensibilităţii şi a elasticităţii glutenului umed în funcţie de gradul de

deteriorare mecanică a amidonului.

Pentru realizarea acestui obiectiv am abordat o soluţie de optimizare a capacităţii de

hidratare a făinii tip 550 destinată fabricaţiei pâinii coapte pe vatră, prin corelarea

pregătirii grâului pentru măcinare cu intensitatea acţiunii mecanice a utilajelor de

mărunţire (valţuri, acceleratoare) din dotarea morii Dizing. Având în vedere

destinaţia făinii, am optat pentru făina tip 550 cu un conţinut de proteine de

11 – 13%, care trebuie să asigure un volum de coacere specific de 620 – 720 ml.

Făina tip 550 a fost aleasă deoarece are un conţinut redus de paticule de tărâţă, care

influenţează puternic capacitatea de hidratare. Din raţionamente economice, în

vederea maximizării extracţiei am practicat o extracţie combinată de făină albă tip

550 şi făină neagră tip 1250, urmărind păstrarea unui echilibru privind calitatea

făinurilor.

Având în vedere că sticlozitatea grâului este dependentă de conţinutul de proteine,

pentru studierea efectului utilajelor de mărunţire asupra granulozităţii făinii şi asupra

deteriorării mecanice a amidonului în funcţie de conţinutul de proteine şi de

sticlozitatea grâului, am optat pentru trei amestecuri de grâu, care să reprezinte

limitele şi media conţinutului de proteine preconizat:

- sticlozitate 40%, proteine 11%



Zaharia Dumitru 3

În procesul de măcinare, gradul de deteriorare mecanică a amidonului a fost

influenţat prin mai multe metode metode:

- prin modificarea vitezei de rotaţie a rotorului acceleratoarelor;

- prin modificarea regimului de măcinare cu valţuri (starea suprafeţei valţurilor,

distanţa dintre valţuri, poziţia valţurilor la primul şrot, viteza diferenţială);

- prin selectarea convenabilă a fracţiunilor care participă la formarea făinurilor, fără

a dezechilibra extracţia sau calitatea făinurilor.

În acest scop au fost monitorizaţi următorii parametri:

- indicii de calitate care au stat la baza caracterizării şi clasificării soiurilor de grâu;

- indicii de calitatate care au stat la baza recepţiei şi criteriile care stau la baza

depozitării selective a grâului, în vederea formării amestecurilor;

- indicii de calitatate care au stat la baza optimizării amestecurilor de grâu;

- indicii de calitate care au stat la baza optimizării regimului de condiţionare;

- influenţa regimului de măcinare cu valţuri asupra gradului de deteriorare mecanică

a amidonului, pe fracţiuni;

- influenţa intensificării mărunţirii cu ajutorul acceleratoarelor, asupra gradului de

deteriorare mecanică a amidonului:

prin folosirea morii cu lamele aruncătoare la primul pasaj de măcinare;

prin folosirea morii cu bolţuri la tratamentul mecanic al făinii;

- influenţa amidonului deteriorat mecanic:

asupra atacabilităţii enzimatice a amidonului (gradul de deteriorare mecanică a

amidonului);

asupra conţinutului de glucide fermentescibile al făinii (indicele de maltoză);

asupra activităţii enzimatice a făinii (indicele de cădere);

asupra comportării făinii la frământare (capacitatea de hidratare a făinii, durata

de dezvoltare, stabilitatea şi gradul de înmuiere a aluatului);

asupra proprietăţilor reologice ale aluatului la prelucrare (extensibilitatea,

rezistenţa la deformare şi energia);

asupra comportării aluatului la fermentare (volumul total de gaze format,

volumul de gaze reţinut);

asupra comportării aluatului la coacere (temperatura şi maximul de gelatinizate

a amidonului);

asupra caracteristicilor pâinii (volumul de coacere, culoarea crustei, gustul şi

aroma, porozitatea şi elasticitatea miezului, umiditatea miezului şi durata de

menţinere a prospeţimii).

2. CONTRIBUŢIA PROPRIE

2.1 Definirea indicelui de calitate glutografic

În baza testelor efectuate pe gluten umed cu aparatul Glutograph E, fabricat de firma

Brabender, am ajuns la următoarele concluzii:

Zaharia Dumitru 4

- modificarea valorii extensibilităţii (D) duce şi modificarea valoarii elasticităţii (R),

păstrând o anumită proporţionalitate [diagrama 1];

- urmărind linia de tendinţă [diagrama 1] a corelaţiei dintre valorile (D) şi (R) se

poate afirma cu certitudine că în cazul glutenului umed extensibilitatea se

corelează bine cu elasticitatea.

Diagrama 1 – Dispersia elasticităţii gltenului umed în funcţie de extensibilite

Deoarece elasticitatea se află într-o relaţie de proporţionalitate cu extensibilitatea, se

poate admite că raportul valorilor elasticitate/extensibilitate determinate glutografic

caracterizează calitatea glutenului umed. În acest context, am definit raportul

valorilor elasticitate/extensibilitate, determinate glutografic, ca indice de calitate

glutografic (Iqg) al glutenului umed – indicele Dizing, Iqg = R/D [formula 1].

În practică, atât la soiuri diferite cât şi la acelaşi soi de grâu, cultivat în condiţii

agrotehnice diferite, am întâlnit valori variabile ale (Iqg), împrăştiate în limite relativ

largi. Testele efectuate pe un mare număr de probe demonstrează că extensibilitatea şi

elasticitatea glutenului umed sunt dependente de indicii de calitate ai grâului

(conţinutul de proteine, calitatea proteinelor, etc.), fiind puternic influenţate de

condiţiile de climă din perioada de maturizare a bobului de grâu, care influenţează

valoarea raportului gliadină/glutenină. Extensibilitatea şi elasticitatea glutenului

umed sunt puternic dependente de combinaţiile gliadinelor şi de valoarea raportului

gliadină/glutenină. Acestă afirmaţie se bazează pe opiniile unor specialişti (Banafa,

2004; Bordei, 2000; Erling, 2008, Leonte, 2003; Popper şi alţii, 2006), publicate în

literatura de specialitate, care afirmă că starea de agregare a gluteninei şi asocierea ei

cu gliadina şi alte proteine, precum şi numărul şi rezistenţa legăturilor

Zaharia Dumitru 5

intermoleculare formate, influenţează puternic proprietăţile reologice ale glutenului

umed. Creşterea numărului de legături de hidrogen şi legături hidrofobe duce la

creşterea extensibilităţii şi plasticităţii, iar creşterea numărului de legături disulfidice

şi ionice duce la creşterea elasticităţii şi coeziunii glutenului umed.

Valoarea (Igq) are o evoluţie continuă, atât în raport cu valoarea (D) cât şi în raport

cu valoarea (R), fără a înregistra salturi abrupte, însă (Igq) se corelează mai bine cu

valoarea (D), care este mai stabilă.

Corelând valoarea (Igq) cu valoarea (D) am ajuns la următoarele concluzii:

- modificarea valorii (Igq), aşa cum era de aşteptat, duce la o modificare

proporţională a valorii (D) [diagrama 2];

- urmărind linia de tendinţă [diagrama 2], se poate afirma cu certitudine că în cazul

glutenului umed (D) se corelează foarte bine cu (Igq).

Prin urmare, în cazul în care s-ar putea determina valoarea optimă a (Igq) s-ar putea

determina şi valorile optime pentru (D) şi (R).

Diagrama 2 – Dispersia indicelui de calitate glutografic în funcţie de extensibilitate

Prin numeroase încercări şi teste de laborator, luând în calcul conţinutul de proteine

(P), conţinutul de gluten umed (Gu) şi gradul de deteriorare mecanică a amidonului

(Adm) am stabilit un model matematic de calcul pentru indicele de calitate

glutografic, Iqg = Gu(Adm – P) / P [formula 2].

Valoarea (Adm) se determină aplicând un model matematic, stabilit în baza

încercărilor şi testelor de laborator, luând în calcul conţinutul de proteine (P), Indicele

de sedimentare (Is) şi conţinutul de gluten umed (Gu): Adm = P · Is /Gu [formula 3].

Zaharia Dumitru 6

Acest model matematic de calcul are în vedere atât conţinutul de proteine (P) cât şi

calitatea proteinelor glutenice (Is), dar şi conţinutul de gluten umed (Gu):

- conţinutul de gluten umed (Gu) este foarte important deoarece este variabil în

limite largi datorită variabilităţii fracţiunii de proteine solubile şi capacităţii de

hidratare a proteinelor glutenice;

- indicele de sedimentare (Is) este foarte important deoarece se corelează cu

conţinutul de proteine şi cu volumul de coacere, catacterizând capacitatea de

hidratare a proteinelor glutenice, capacitatea aluatului de a reţine gazele şi a

volumului de coacere.

Acest model matematic nu ia în calcul extensibilitatea şi elasticitatea, indici de

calitate extrem de importanţi pentru caracterizarea calităţii glutenului umed.

Pe baza acestor modele matematice am dezvoltat o metodă de calcul care permite:

- compensarea deficitului de glucide fermentescibile al grâului faţă de cerinţele

făinii prin deteriorarea mecanică a amidonului în procesul de măcinare;

- optimizarea extensibilităţii şi a elasticităţii glutenului umed în funcţie de gradul de


Optimizarea conţinutului de proteine, a conţinutului de glucide fermentescibile şi a

extensibilităţii şi elasticităţii glutenului umed este foarte importantă. Matricea

glutenică trebuie să acopere cu un film subţire toate particulele insolubile (granule de

amidon, particule de tărâţă, etc.) din aluat. Glucidele fermentescibile trebuie să

formeze suficiente gaze. Aluatul trebuie să fie suficient de extensibil pentru aşi mări

volumul sub presiunea gazelor şi, în acelaşi timp, suficient de elastic pentru a rezista

la presiunea gazelor, pentru a putea reţine gazele în aluat.

2.2 Metoda de calcul pentru optimizarea gradului de deteriorare mecanică a

amidonului în procesul de măcinare a grâului – metoda Dizing

Proprietăţile de prelucrare ale făinii, starea amidonului şi proprietăţile enzimatice ale

făinii au o importanţă la fel de mare ca şi calitatea proteinelor şi proprietăţile

reologice ale aluatului, deoarece volumul pâinii este asigurat de echilibrul dintre

capacitatea aluatului de a forma şi de a reţine gazele.

Atacabilitatea enzimatică a amidonului şi activitatea enzimelor amilolitice exisente în

făină influenţează proprietăţile de gelatinizare ale amidonului şi capacitatea aluatului

de a forma gaze, proprietăţile miezului şi ale crustei, gustul, aroma şi durata de

menţinere a prospeţimii pâinii.

Pentru obţinerea unor aluaturi elastice şi a unor produse voluminoase, cu porozitate

fină şi uniformă, este necesar ca extensibilitatea şi elasticitatea glutenului umed să

aibă valori optime. În acest sens trebuie luate măsuri începând cu achiziţionarea şi

depozitarea grâului, continuând cu formarea amestecurilor, condiţionarea şi

măcinarea grâului.

Zaharia Dumitru 7

2.2.1 Stabilirea valorilor preconizate pentru indicii de calitate care stau la baza

efectuării calculelor

Pentru efectuarea calculelor, în funcţie de destinaţia făinii, trebuie stabilite valorile

estimative pentru următorii indici de calitate: conţinutul de proteine al grâului (Peg),

indicele de sedimentare al grâului (Iseg), conţinutul de gluten umed al grâului (Gueg),

indicele de maltoză al făinii (Imef), cantitatea de amidon deteriorat mecanic existentă

în făină care poate fi tolerată de aluat (Admteg).

Testele au fost efectuate pe trei amestecuri de grâu, catacterizate în funcţie de

sticlozitate:

St = 40%: Peg = 11%, Iseg = 32ml, Gueg = 23,5%, Admteg = 15,0 UCD, Imef = 2,0%



Valoarea (Admteg) a fost determinată aplicând formula 3, folosind valorile estimative

pentru (Peg), (Iseg) şi (Gueg).

2.2.2 Calculul valorii estimative a indicelui de calitate glutografic

În vederea stabilirii schemei de amestec, aplicând formula 2 şi folosind valorile

estimative ale indicilor de calitate de la pct. 2.2.1, se calculează valoarea estimativă a

indicelui de calitate glutografic: Iqgeg = Gueg · (Admteg – Peg) / Peg [formula 4].

Aplicând formul 4, pentru (Iqgeg) am obţinut:

St = 40%: Iqgeg = 8,54 UG/s

St = 50%: Iqgeg = 11,91 UG/s

St = 60%: Iqgeg = 14,59 UG/s

2.2.3 Stabilirea schemei de amestec şi formarea amestecului de grâu

La stabilirea schemei de amestec (proporţia în care anumite fracţiuni de grâu intră în

amestec) se urmăreşte ca prin combinarea unor fracţiuni provenite din diverse loturi

de grâu, prin calcul, să rezulte pentru amestecul de grâu o valoare a cât mai apropiată

de valoarea estimatică (Iqgeg) calculată aplicând formula 4. Schema de amestec se

stabileşte aplicând orice metodă uzuală de calcul, având în vedere valoarea (Iqgfg)

pentru fiecare fracţiune de grâu care intră în amestec.

Proba de amestec se formează prin combinarea şi omogenizarea fracţiunilor

prevăzute în schema de amestec, monitorizând toţi indicii de calitate preconizaţi şi

având în vedere şi alţi indici de calitate care prezintă interes, cum ar fi sticlozitatea

(Stpa), indicele de maltoză (Impa), indicele de cădere (Icpa), etc.

2.2.4 Determinarea valorii indicilor de calitate ai probei de amestec

La formarea probei de amestec, în laborator, se va determina cel puţin valoarea

următorilor indici de calitate: conţinutul de proteine (Ppa), conţinutul de gluten umed

(Gupa), extensibilitatea glutenului umed determinată glutografic (Dpa), elasticitatea

Zaharia Dumitru 8

glutenului umed determinată glutografic (Rpa) şi indicele de maltoză (Impa).

Se asemenea, se recomandă şi determinarea altor indici de calitate utili, cum ar fi

(Stpa), (Ispa), (Icpa), etc.

La formarea probei de amestec se va ajusta ponderea fracţiunilor care intră în

amestec, astfel încât valoarea indicelui de calitate glutografic determinată pe proba de

amestec (Iqgpa) să fie cât mai apropiată de valoarea estimativă (Iqgeg) calculată

aplicând formula 4.

În baza determinărilor de laborator şi a calculelor efectuate am obţinut: St = 40%: Ppa = 11,3%, Gupa = 23,8%, Rpa = 275UB, Dpa = 32s, Admtpa = 8,59 UCD, Im = 1,8%

St = 50%: Ppa = 12,2%, Gupa = 26,1%, Rpa = 265UB, Dpa = 22s, Admtpa = 12,04 UCD, Im = 2,0%

St = 60%: Ppa = 13,1%, Gupa = 27,5%, Rpa = 264UB, Dpa = 18s, Admtpa = 14,67 UCD, Im = 2,2%

2.2.5 Calculul gradului de deteriorare mecanică a amidonului, tolerat de

aluatul, obţinut din proba de amestec

Matricea glutenică a aluatului poate integra numai o anumită cantitate de amidon,

care are un anumit volum şi o anumită suprafaţă. Din acest motiv, gradul de

deteriorare mecanică a amidonului trebuie corelat cu conţinutul de gluten umed. De

asemenea, trebuie avut în vedere şi faptul că prin hidratare granulele de amidon

deteriorate mecanic îşi măresc foarte mult volumul şi suprafaţa. În aceste condiţii,

creşterea conţinutului de gluten admite şi creşterea gradului de deteriorare mecanică a

amidonului, ceea ce duce la îmbunătăţirea proprietăţilor de panificaţie ale făinii.

Gradul de deteriorare mecanică a amidonului care poate fi tolerat de aluatul preparat

din proba de amestec se calculează folosind valorile determinate în laborator pentru

indicii de calitate ai probei de amestec (vezi pct. 2.2.4) şi aplicând formula

Admtpa = Ppa · (Gupa + Rpa / Dpa) · Gupa [formula 5], care a fost stabilită prin conversie

din formula 4.

Aplicând formul 5, pentru (Admtpa) am obţinut

St = 40%: Admtpa = 15,4 UCD



Cantitatea de amidon deteriorat mecanic (Admtpa), calculată aplicând formula 5, se

corelează cu capacitatea matricei glutenice a aluatului obţinut din proba de amestec

de a integra toată cantitatea de amidon existent în aluat, fără a influenţa negativ

proprietăţile relologice ale aluatului. Cu cât conţinutul de gluten umed este mai

ridicat cu atât aluatul poate integra o cantitate mai mare de amidon deteriorat

mecanic.

Zaharia Dumitru 9

2.2.6 Calculul gradului de deteriorare mecanică a amidonului, optimizat în

funcţie de deficitul de glucide fermentesibile al probei de amestec

Deficitul de glucide fermentescibile al grâului faţă de cerinţele făinii poate fi

compensat cu amidon deteriorat mecanic. Spre deosebire de granulele de amidon

native care se hidratează în faza de coacere la peste 60ºC, granulele de amidon

deteriorate mecanic se hidratează la rece, în timpul frământării aluatului,

transformându-se în glucide fermentescibile care asigură hrana pentru drojdie în faza

de declanşare a procesului de fermentaţie, până la hidratarea granulelor de amidon

native.

Gradul optim de deteriorare mecanică a amidonului reprezintă cantitatea de amidon

deteriorat mecanic, care poate compensa deficitul de glucide fermentescibile din grâu

faţă de cerinţele făinii. Conţinutul de glucide fermentescibile este caracterizat de

indicele de maltoză (Im).

Gradul optim de deteriorare mecanică a amidonului (Admopa) se stabileşte în funcţie

de (Admtpa) care a fost calculat aplicând formula 5, conţinutul de maltoză preconizat

pentru făină (Imef) stabilit conform pct. 2.2.1 şi conţinutul de maltoză determinat pe

proba de amestec (Impa) la pct. 2.2.4, aplicând formula Admopa = Admtpa · Imef / Impa

[formula 6], cu precizarea că raportul (Imef / Impa) ar putea fi înlocuit cu diferenţa

(Imef – Impa).

Aplicând formul 6, pentru (Admopa) am obţinut

St = 40%: Admopa = 17,1 UCD



2.2.7 Calculul indicelui de calitate glutografic, optimizat în funcţie de deficitul

de glucide fermentesibile al probei de amestec

Acest calcul stabileşte valoarea indicelui de calitate glutografic optimizat (Iqgopa),

capabil să asigure proprietăţi optime pentru glutenul umed obţinut din proba de

amestec.

Valoarea (Iqgopa) se calculează aplicând formula 2, folosind conţinutul de proteine

determinat pe proba de grâu (Ppa), conţinutul de gluten umed determinat pe proba de

grâu (Gupa) şi gradul optim de deteriorare mecanică a amidonului optimizat (Admopa):

Iqgopa = Gupa · (Admopa – Ppa) / Ppa [formula 7].

Aplicând formul 7, pentru (Iqgopa) am obţinut:

St = 40%: Iqgopa = 12,21 UG/s

St = 50%: Iqgopa = 15,83 UG/s

St = 60%: Iqgopa = 18,47 UG/s

Valoarea (Iqgopa) se foloseşte pentru a determina valoarea optimă a extensibilităţii

glutenului umed al amestecului de grâu.

Zaharia Dumitru 10

2.2.8 Determinarea valorii optime pentru extensibilitatea şi elasticitatea

glutenului umed al amestecului de grâu

Cu cât glutenul umed este mai extensibil cu atât aluatul îşi poate mări mai mult

volumul sub presiunea gazelor şi cu cât glutenul este mai elastic cu atât aluatul rezistă

mai bine la presiunea gazelor.

Împreună cu indicele de sedimentare, extensibilitatea şi elasticitatea sunt indici de

calitate extrem de importanţi pentru caracterizarea calităţii glutenului umed.

Valoarea optimă pentru extensibilitatea glutenului umed a amestecului de grâu (Dopa)

se determină din diagrama 4, folosind valoarea (Iqgopa) calculată aplicând formula 7.

Din diagrama 4, folosind valorile (Iqgo), pentru (Dopa) am obţinut:

St = 40%: Dopa = 256 s

St = 50%: Dopa = 269 s

St = 60%: Dopa = 277 s

Valoarea optimă pentru elasticitatea glutenului umed a amestecului de grâu (Ropa) se

determină din diagrama 2 în funcţie de valoarea extensibilităţii (Dopa) sau poate fi

calculată aplicând formula Ropa = Dopa · Iqgopa [formula 8], stabilită prin conversie din

formula 1.

Din diagrama 2, folosind valorile (Dopa), penru (Ropa) am obţinut:

St = 40%: Ropa = 21 UG

St = 50%: Ropa = 17 UG

St = 60%: Ropa = 15 UG

În baza experienţei acumulate, valoarea optimă a extensibilităţii glutenului umed

obţinut din grâu ar fi cuprinsă între 10 – 20s. Pe făină, valoarea extensibilităţii

glutenului umed creşte considerabil.

2.2.9 Determinarea valorii indicilor de calitate ai amestecului de grâu ajustat

În laborator, pe amestecul de grâu ajustat, am determinat valorile tuturor indicilor de

calitate necesari pentru asigurarea calităţii făinii.

În afara indicilor de calitate determinaţi pentru efectuarea calculelor am determinat şi

valorile următorilor indici de calitate: umiditatea (U), masa hectolitrică (Mhl),

conţinutul de substanţe minerale (C), indicele de sedimentare (Is), conţinutul de

gluten uscat (Gus), capacitatea de hidratare a glutenuleui uscat (Chg), indicele de

deformare a glutenului umed (Id), indexul glutenic (Ig), coţinutul de amidon (A),

indicele de cădere (Ic), temperatura de gelatinizare a amidonului (Tg), maximul de

gelatinizare a amidonului (Mg), energia aluatului (W-alveograf, determinată NIR),

volumul de coacere (Vc, determinat NIR).

Zaharia Dumitru 11

2.3 Avantajele metodei de calcul

Această metodă de calcul face posibilă obţinerea unui volum maxim la pâinii prin

optimizarea capacităţii aluatului de a forma gaze şi de a reţine gazele.

Prin deteriorarea mecanică a amidonului, corelată cu conţinutul de proteine şi cu

extensibilitatea şi elasticitatea glutenului umed, se optimizează capacitatea de

hidratare a făinii în condiţiile în care se asigură:

- un conţinut optim de glucide fermentescibile pentru făină;

- proprietăţi reologice optime pentru aluat;

- un echilibru optim între capacitatea aluatului de a forma gaze şi capacitatea

aluatului de a reţine gazele.

Valorificarea grâului cu defecte la formarea amestecurilor, fără a afecta calitatea

făinii şi a pâinii aduce economii importante în moară.

3. REZULTATE ŞI DISCUŢII

3.1 Rezultate şi discuţii

3.1.1 Influenţa calităţii grâului asupra calităţii făinii

Calitatea grâului (conţínutul de proteine, indicele de sedimentare, conţínutul de

gluten) este dependentă de sticlozitate, fiind specifică soiului şi influenţată de

condiţiile agrotehnice.

3.1.2 Influenţa intensificării mărunţirii asupra proprietăţilor de panificaţie ale

făinii

Folosirea acceleratoarelor în procesul de măcinare a grâului duce la:

- dezintegrarea celulelor endospermului, cu punerea în libertate de particule fine de

proteină (ceea ce duce la modificarea proprietăţilor glutenului) şi a unei mari

cantităţi de granule de amidon şi de pentozani;

- fărâmiţarea, fisurarea şi deformarea unei anumite cantităţi de granule de amidon

(în special a granulelor mai mari), ceea ce duce la modificarea proprietăţilor

amidonului.

Rezultatele obţinute demonstrează că particulele de făină sunt relativ uniform

repartizate, în proporţie de ca. 30 %, pe intervalele de granulozitate sub 50 μm,

50 – 75 μm şi 75 – 125 μm, diferenţa fiind încadrată în intervalul 125 – 180 μm.

Oscilaţia granulozităţii pe fracţiuni, peste sau sub 30%, duce la modificarea

proprietăţilor componentelor şi a proprietăţilor reologice ale făinii. Granulozitatea

fină duce la creşterea suprafeţei specifice a particulelor, ceea ce duce la creşterea

capacităţii de hidratare a făinii.

În compoziţia chimică a făinii nu se produc modificări semnifiative (are loc o uşoară

scădere a umidităţii ca urmare a creşterii suprafeţei specifice expuse la curenţii de

Zaharia Dumitru 12

aer, o uşoară scădere a conţinutului de proteine solubile, şi o uşoară creştere a

conţinutului de gluten, însă, faţă de grâu, pe făină se obţine o creştere semnificativă a

temperaturii şi a maximului de gelatinizare a amidonului, ceea ce duce la creşterea

umidităţii miezului şi la prelungirea duratei de menţinere a prospeţimii pâinii.

Cu toate că temperatura produselor intermediare şi a făinii nu depăşeşte 30ºC, în

procesul de mărunţire cu valţuri are loc o scădere considerablă a extensibilităţii şi a

elasticităţii glutenului umed. Fărâmiţarea matricei glutenice cu ajutorul

acceleratoarelor în particule fine de proteine duce la îmbunătăţirea semnificativă a

proprietăţilor reologice ale glutenului, la creşterea stabilităţii aluatului şi a volumului

pâinii.

Deteriorarea mecanică a amidonului duce la creşterea volumului pâinii ca urmare a

creşterii volumului de gaze dezvoltate şi reţinute în aluat şi la îmbunătăţirea culorii

crustei ca urmare a creşterii conţinutului de maltoză.

Rezultatele încercărilor au scos în evidenţă faptul că prin intensificarea mărunţirii în

procesul de măcinare se obţine o creştere a capacităţii de hidratare şi o îmbunătăţire a

proprietăţilor funcţionale ale făinii, o creştere a volumului şi o îmbunătăţire a

proprietăţilor pâinii (culoarea crustei, porozitatea şi elasticitatea miezului, umiditatea

miezului şi durata de menţinere a prospeţimii).

Aceste efecte sunt dependente de calitatea grâului, de dotarea tehnică a morii şi de

procesul tehnologic de pregătire şi măcinare a grâului.

3.1.2.1 Influenţa intensificării mărunţirii asupra granulozităţii făinii şi a

gradului de deteriorare mecanică a amidonului

Granulozitatea făinii şi gradul de deteriorare mecanică a amidonului sunt influenţate

de sticlozitatea grâului, de diagrama de măcinare şi de extracţia practicată.

Fineţea făinii, reprezentată de mărimea particulelor rezultate din măciniş, este un

indice de calitate important, deoarece determină, în mare măsură:

- viteza proceselor fizico-chimice, biochimice şi coloidale;

- însuşirile de panificaţie (însuşirile elastico-vâscoase) ale aluatului;

- randamentul făinii în pâine.

Mărimea particulelor de făină şi gradul de deteriorare mecanică a amidonului

influenţează:

- capacitatea de hidratare a făinii;

- comportarea făinii la prepararea şi la prelucrarea aluatului;

- activitatea enzimelor amilolitice.

Cu cât făina este mai fin măcinată creşte gradul de deteriorare mecanică a

amidonului, determinând:

- creşterea capacităţii de hidratare, deoarece suprafaţa specifică a particulelor este

mai mare, iar capacitatea făinii de a lega coloidal apa la frământarea aluatului

creşte;

- scăderea duratei de formare a glutenului şi a aluatului de consistenţă standard;

- creşterea activităţii β-amilazei, ceea ce duce la creşterea conţinutului de maltoză,

datorită creşterii gradului de deteriorare mecanică a amidonului;

Zaharia Dumitru 13

- creşterea valorii indicelui de sedimentare datorită granulozităţii mai fine a făinii şi a

conţinutului mai mare de amidon deteriorat mecanic, care are capacitatea de

hidratare ridicată.

Amidonul deteriorat mecanic influenţează:

- proprietăţile reologice ale aluatului;

- randamentul făinii în pâine, prin faptul că granulele de amidon deteriorate mecanic

absorb o cantitate de apă de 5 ori mai mare decât granulele de amidon native

(intacte), apă care se regăseşte în pâine (creşterea umidităţii miezului);

- calitatea pâinii, exprimată prin volum, aspect, structura, porozitatea şi elasticitatea

miezului, ca urmare a procesului de hidroliză enzimatică.

Rezultatele obţinute demonstrează că granulozitatea făinii şi conţinutul de amidon

deteriorat mecanic sunt dependente de sticlozitatea grâului şi de intensitatea acţiunii

mecanice a utilajelor de mărunţire.

Folosirea acceleratoarelor duce atât la creşterea gradului de mărunţire a particulelor

de făină cât şi la creşterea gradului de deteriorare mecanică a amidonului:

- făina obţinută din grâu moale are granulozitatea mai fină;

- făina obţinută din grâu sticlos are un grad mai ridicat de deteriorare mecanică a

amidonului.

Dezmembrarea celulelor endospermului şi a matricei glutenice are următoarele

consecinţe:

- punerea în libertate a particulelor de proteine, a granulelor de amidon şi a

pentozanilor;

- creşterea suprafeţei specifice a particulelor de făină;

- creşterea gradului de deteriorare mecanică a amidonului.

Rezultatele obţinute demonstrează că la creşterea gradului de deteriorare mecanică a

amidonului se obţine o îmbunătăţire a capacităţii de hidratare a făinii, a proprietăţilor

enzimatice ale făinii, a proprietăţilor reologice ale glutenului umed şi a proprietăţilor

reologice ale aluatului. Aceste îmbunătăţiri sunt dependente atât de starea amidonului

cât şi de cantitatea şi calitatea glutenului.

Prin măcinarea clasică a grâului, cu valţuri, se obţine o făină cu un grad redus de

deteriorare mecanică a amidonului. Folosirea acceleratoarelor duce la intensificarea

procesului de mărunţire. Are loc dezintegrare a structurii celulelor endospermului, cu

eliberare a pentozanilor din pereţii celulelor endospermului, eliberarea granulelor de

amidon din masa proteică şi o fărâmiţare a masei proteice. Astfel, se obţine o

granulozitate mai fină a făinii şi o creştere a gradului de deteriorare mecanică a

amidonului, care duc la modificarea proprietăţilor funcţionale ale glutenului şi ale

amidonului şi implicit la modificarea proprietăţilor reologice ale aluatului,

influenţând considerabil procesul de frământare, de prelucrare şi de coacere:

- creşterea capacităţii de hidratare a făinii, care duce la scăderea duratei de formare

şi a gradului de înmuiere, la creşterea stabilităţii şi a indicelui de calitate

farinografic al aluatului şi la creşterea duratei de menţinere a prospeţimii pâinii, se

obţine datorită granulozităţii mai fine a făinii (creşterii suprafeţei specifice) şi

creşterii gradului de deteriorare mecanică a amidonului;

Zaharia Dumitru 14

- îmbunătăţirea proprietăţilor glutenului, ca urmare a proceselor de oxidare care au

loc în timpul frământării aluatului, duce la creşterea stabilităţii aluatului, a

elasticităţii miezului şi a volumului pâinii.

Mărimea particulelor de făină influenţează, ca rezultat al proceselor care au loc,

modul de comportare a făinii la prepararea şi la prelucrarea aluatului.

3.1.2.2 Influenţa intensificării mărunţirii asupra compoziţiei chimice a făinii

Conţinutul de proteine şi de amidon se condiţionează reciproc, fiind dependent de

condiţiile agrotehnice exitente în faza de formare a bobului de grâu. În condiţiile în

care planta are la dispoziţie suficient azot, creşte conţinutul de proteine în detrimentul

conţinutului de amidon şi invers.

Conform rezultatelor obţinute, în acord cu rezultatele obţinute de Banafa (2004), la

intensificarea procesului de mărunţire cu ajutorul acceleratoarelor, asociată cu

fracţionarea prin cernere, se observă modificarea compoziţiei chimice a făinii:

- scăderea uşoară a umidităţii, care este o consecinţă a creşterii suprafeţei specifice

expuse la curenţii de aer şi la temperatură;

- creşterea uşoară a conţinutului de substanţe minerale, care este o consecinţă a

intensificării procesului de mărunţire;

- scăderea uşoară a conţinutului de proteine, care se datorează creşterii gradului de

solubilizare a albuminelor şi globulinelor (proteine solubile);

- creşterea uşoară a conţinutului de gluten, care se datorează creşterii greutăţii

moleculare ca urmare a formării legăturilor de hidrogen;

Datorită creşterii gradului de fineţe al făinii are loc o agregare mai puternică a

glutenului, ca urmare a creşterii capacităţii de hidratare a proteinelor glutenice libere.

3.1.2.3 Influenţa intensificării mărunţirii asupra capacităţii de hidratare a

făinii

Intensificarea mărunţirii duce la creşterea capacităţii de hidratare a făinii ca urmare a

granulozităţii mai fine, a punerii în libertate a proteinelor şi a pentozanilor şi a

creşterii gradului de deteriorare mecanică a amidonului. Amidonul deteriorat

mecanic, pentozanii şi particulele de proteine rezultate din dezmembrarea matricei

glutenice au o mare capacitate de a lega apa.

Conform reyultatelor publicate în literatura de specialitate, componentele făinii se

deosebesc între ele prin capacitatea de a lega apa, raportată la substanţa uscată:

- proteinele glutenice leagă o cantitate de apă egală cu de 1,8 – 3,1 ori propria lor

masă;

- amidonul:

amidonul nativ leagă prin adsorbţie o cantitate de apă egală cu de 0,15 – 0,65 ori

propria lui masă, ducând la mărirea neînsemnată a dimensiunilor granulelor;

amidonul deteriorat mecanic leagă o cantitate de apă egală cu de 4 – 5 ori propria

sa masă, ducând la mărirea sermnificativă a dimensiunii şi suprafeţei granulelor;

Zaharia Dumitru 15

la gelatinizare, amidonul leagă o cantitate de apă egală cu de peste 10 ori propria

sa masă: la gelatinizare, amidonul leagă întreaga cantitate de apă disponibilă în

aluat, inclusiv apa eliberată de gluten în procesul de coagulare a proteinelor;

- pentozanii:

pentozanii solubili leagă o cantitate de apă egală cu de 3 ori propria lor masă;

pentozanii insolubili leagă o cantitate de apă egală cu de 7 – 10 ori propria lor

masă.

Totuşi, deoarece în făină cantitatea de amidon este de 6 ori mai mare decât cantitatea

de proteine, cantitatea de apă legată de amidon este sensibil apropiată de cantitatea de

apă legată de proteine şi de cantitatea de apă legată de pentozani.

Hidroliza amidonului este influenţată:

- de activitatea amilolitică;

- de atacabilitatea enzimatică a amidonului, care este dependentă de gradul de


În timp ce α-amilaza, care se găseşte doar sub formă de urme în făină (uneori lipseşte

complet), poate hidroliza granulele de amidon intacte, β-amilaza, care se găseşte în

cantităţi suficiente în făină, poate hidroliza numai granulele de amidon deteriorate

mecanic şi granulele de amidon care au fost atacate în prealabil de α-amilază.

Rezultatele obţinute demonstrează că cea mai mare influenţă asupra capacităţii de

hidratare a făinii o are amidonul deteriorat mecanic, deoarece la o creştere cu 1% a

gradului de deteriorare mecanică a amidonului se obţine a creştere cu 2% a capacităţii

de hidratare a făinii, în acord cu rezultatele publicate în literatura de specialitate.

Rezultatele obţinute, în acord cu rezultatele publicate în literatura de sepcialitate,

demonstrează că, creşterea capacităţii de hidratare a făinii se regăseşte în pâine

(creşterea umidităţii miezului). Creşterea umidităţii miezului duce la creşterea

randamentului făinii în pâine şi a duratei de menţinere a prospeţimii. În aceste

condiţii, deteriorarea mecanică a amidonului este eficientă şi se recomandă pentru

făina care are o activitate slabă a enzimelor amilolitice şi un conţinut ridicat de

proteine glutenice.

Creşterea capacităţii de hidratare a făinii duce la accelerarea procesului de

gelatinizare a amidonului, care are efect pozitiv asupra proprietăţilor de prelucrare a

aluatului (aluatul este mai uscat, nu se lipeşte), asupra volumului, culorii crustei,

structurii miezului şi a duratei de menţinere a prospeţimii pâinii. Acest proces este

dependent atât de calitatea glutenului şi a amidonului cât şi de prezenţa pentozanilor.


demonstrează că făina fin măcinată, în contact cu apa, formează repede aluatul, având

o consistenţă normală. În cazul în care făina este prea fin măcinată, în contact cu apa,

formează repede aluatul, având o consistenţă normală, dar care se înmoaie în timpul

prelucrării, conducând la o pâine aplatizată cu volum mic şi porozitate

necorespunzătoare. Dacă făina este extrem de fină, conţinând o cantitate exagerată de

amidon deteriorat mecanic, randamentul de panificaţie este redus, similar cu cel al

făinii cu granulozitate mare. Din aceste considerente se recomandă ca făina să aibă o

granulozitate medie.

Zaharia Dumitru 16

3.1.2.4 Influenţa intensificării mărunţirii asupra activităţii enzimelor

amilolitice şi asupra conţinutului de glucide fermentescibile din făină

Făina care provine din grâu normal conţine doar urme de α-amilază, iar acţiunea

β-amilazei, care se găseşte în exces, este direct proporţională cu suprafaţa particulei

de amidon şi, prin urmare, cu fineţea făinii. În făina fin măcinată, suprafaţa de acţiune

pentru β-amilază este mai mare ceea ce favorizează creşterea conţinutului în maltoză

rezultată din hidroliza amidonului.

Capacitatea de a forma maltoză depinde nu numai de mărimea particulelor de făină ci

şi de gradul de deteriorare mecanică a amidonului. Starea granulelor de amidon

influenţează semnificativ capacitatea făinii de a absorbi apa. Făina care are un

conţinut mai mare de amidon deteriorat mecanic are capacitatea de hidratare mai

mare şi un indice de sedimentare mai bun.


demonstrează că la folosirea acceleratoarelor, ca urmare creşterii gradului de fineţe al

făinii şi în special datorită creşterii gradului de deteriorare mecanică a amidonului,

activitatea enzimelor amilolitice creşte, fiind caracterizată de:

- creşterea valorii indicelui de maltoză ca urmare a creşterii atacabilităţii amidonului,

care duce la creşterea activităţii β-amilazei;

- scăderea valorii indicelui de cădere, ca urmare a creşterii activităţii α-amilazei;

- scăderea valorii temperaturii şi a maximului de gelatinizare a amidonului, ca efect

asociat al activităţii α-amilazei şi β-amilazei.

Creşterea conţinutului de maltoză intensifică procesul de fermentaţie a drojdiei, care

duce la creşterea volumului de gaze în aluat, a volumului pâinii şi la intensificarea

culorii crustei ca urmare a reacţiilor Maillard care au loc în procesul de coacere, în

acord cu rezultatele publicate în literatura de sepcialitate.

Creşterea gradului de fineţe a făinii şi a gradului de deteriorare mecanică a

amidonului duce la mărirea susceptibilităţii amidonului faţă de enzimele amilolitice,

ceea ce duce la creşterea indicelui de maltoză, la scăderea indicelui de cădere, a

temperaturii şi a maximului de gelatinizare a amidonului. Se poate afirma că,

creşterea conţinutului de maltoză se datorează mai mult creşterii gradului de

deteriorare mecanică a amidonului şi mai puţin activităţii enzimelor alilolitice.

La creşterea gradului de deteriorare mecanică, proprietăţile amidonului (capacitatea

de hidratare, gelatinizarea, vâscozitatea, retrogradarea) se modifică. Modificarea

temperaturii de gelatinizare este direct proporţională cu gradul de deteriorare

mecanică a amidonului. Modificarea temperaturii de gelatinizare a amidonului este

pusă pe seama scăderii coeficientului de transfer termic, iar vâscozitatea scade ca

urmare a accelerării ieşirii amilozei din granulele de amidon deteriorate mecanic.

Datorită faptului că amidonul deteriorat mecanic se hidratează în stare rece (la

temperatura de frământare a aluatului), ca urmare a creşterii capacităţii de hidratare,

vâscozitatea aluatului scade fără a deveni lipicios. Interesantă este stabilitatea

vâscozităţii scăzute a aluatului şi la temperaturi înalte, deoarece astfel se obţin

proprietăţi mai bune ale miezului şi un volum mare al pâinii. Datorită capacităţii

Zaharia Dumitru 17

ridicate de a fixa apa, amidonul deteriorat mecanic frânează procesul de retogradare,

ceea ce duce la frânarea procesului de îmbătrânire şi la prelungirea duratei de

menţinere a prospeţimii pâinii.

3.1.2.5 Influenţa intensificării mărunţirii asupra proprietăţilor reologice ale

glutenului umed

Rezultatele obţinute demonstrează că extensibilitatea glutenulului umed obţinut din

produsele intermediare (pe pasaje) şi din făina măcinată cu valţuri scade extrem de

mult faţă de extensibilitatea glutenului umed obţinut din grâu. Având în vedere că

după decojirea grâului are loc o scădere semnificativă a extensibilităţii glutenului

umed, iar în timpul măcinării temperatura produselor intermediare şi a făinii nu

depăşeşte 30ºC, scăderea extensibilităţii glutenului umed obţinut din produsele

intermediare şi din făina măcinată cu valţuri este pusă pe seama unei tensionări de

natură mecanică a structurii glutenice, acestă presupunere fiind confirmată atât de

proprietăţile făinii şi de rezultatele coacerii.

La intensificarea mărunţirii cu ajutorul acceleratoarelor extensibilitea glutenului

umed creşte semnificativ. La folosirea acceleratoarelor, pe fondul unei creşteri uşoare

a cantităţii de gluten (datorită trecerii parţiale în soluţie a proteinelor solubile) şi a

indicelui de sedimentare (datorită granulozităţii mai fine a făinii şi a deteriorării

mecanice a amidonului), are loc o îmbunătă ţire a proprietăţilor reologice ale

glutenului umed:

- creşterea semnificativă a extensibilităţii şi a elasticităţii;

- creşterea indicelui de deformare;

- scăderea indexului glutenic.

Datorită creşterii gradului de fineţe a făinii, la frământarea aluatului se formează

unele legături disulfidice intramoleculare şi intermoleculare care duc la mărirea

considerabilă a extensibilităţii şi a elasticităţii glutenului umed şi a aluatului.

Conform rezultatelor publicate în literatura de sepcialitate, creşterea extensibilităţii

este pusă pe seama creşterii numărului de grupe tiol (–SH) libere din făină ca urmare

a gradului înalt de dezintegrare a matricei glutenice, iar creşterea elasticităţii este

pusă pe seama formării de legături (SS–) prin oxidarea grupelor (–SH) în timpul

frământării aluatului, în prezenţa oxigenului din aer, sub acţiunea mecanică a

malaxorului.

Încercările glutografice efectuate pe glutenul din grâu, confirmate de probele

efectuate pe glutenul din făină şi în acord cu rezultatele publicate în literatura de

sepcialitate, demonstrează că intensificarea mărunţirii duce la creşterea extensibilităţii

şi a elasticităţii glutenului umed:

- sub 10s glutenul umed este excesiv de extensibil;

- între 10 – 20s extensibilitatea glutenului umed sunt optimă;

- între 20 – 40s extensibilitatea glutenului umed este satisfăcătoare;

- peste 40s, extensibilitatea glutenului umed scade liniar, iar aluatul se prelucrează

greu.

Zaharia Dumitru 18

Rezultatele obţinute demonstrează că:

- la făina obţinută prin mărunţirea cu valţuri, valoarea extensibilităţii glutenului

umed este de ca.3 ori mai mare faţă de valoarea extensibilităţii glutenului umed

obţinut din grâu;

- la făina obţinută prin mărunţirea cu valţuri, intensificată cu acceleratoare, valoarea

extensibilităţii glutenului umed creşte, fiind de ca.2 ori mai mare faţă de valoarea

extensibilităţii glutenului umed obţinut din grâu.

Interesantă este extensibilitatea glutenului pe pasaje, care, deşi a fost analizată, nu va

fi abordată în această lucrare.

3.1.2.6 Influenţa intensificării mărunţirii asupra proprietăţilor reologice ale

aluatului

Din făina care are un conţinut ridicat de amidon deteriorat mecanic se obţine un aluat

cu proprietăţi reologice mai bune, care nu se lipeşte în timpul prelucrării.

Intensificarea mărunţirii duce la accelerarea agregării glutenului şi la scurtarea

duratei de formare a aluatului, care, în timpul frământării, duce la creşterea

temperaturii ca urmare a creşterii rezistenţei aluatului. La intensificarea mărunţirii se

înregistrează o îmbunătăţire a extensibilităţii şi a elasticităţii glutenului umed, o

scădere a rezistenţei la deformare şi o creştere a extensibilităţii aluatului, în acord cu

rezultatele publicate în literatura de sepcialitate.


demonstrează că intensificarea mărunţirii cu ajutorul acceleratoarelor nu influenţează

numai structura, ci şi proprietăţile funcţionale ale făinii:

- în farinogramă se observă o modificare a comportării aluatului în timpul

frământării:

creşte capacitatea de hidratare a făinii;

scade durata de formare şi gradul de înmuiere a aluatului;

creşte stabilitatea aluatului şi indicele de calitate farinografic;

- în extensogramă se observă modificări importante:

energia aluatului scade, însă are loc o îmbunănăţire considerabilă a indicelui

de calitate extensografic (rezistenţă/extensibilitate, deoarece

rezistenţa la deformare a aluatului scade;

extensibilitatea aluatului creşte.

- în reofermentogramă se observă:

creşterea stabilităţii aluatului la fermentare;

creşterea volumului de gaze dezvoltate şi a volumului de gaze reţinute în aluat.

Scăderea duratei de formare a aluatului, care se observă în farinogramă şi optimizarea

raportului rezistenţă/extensibilitate, care se observă în extensogramă, sunt puse pe

seama modificării granulozităţii făinii şi a deteriorării mecanice a amidonului, care

duc la creşterea capacităţii făinii de a lega apa.

Creşterea stabilităţii şi scăderea gradului de înmuierea a aluatului sunt puse pe seama

îmbunătăţirii calităţii glutenului, care se observă atât în glutogramă cât şi în

extensogramă.

Zaharia Dumitru 19

Conform rezultatelor publicate în literatura de sepcialitate, stabilitatea aluatului la

fermentare este influenţată de procesul de hidratare a făinii:

- dacă hidratarea făinii la sfârşitul frământării este optimă, stabilitatea aluatului la

fermentare este mare;

- dacă hidratarea făinii la sfârşitul frământării este prea puternică, aluatul se lasă ca

urmare a eliberării apei absorbite în exces;

- dacă hidratarea făinii la sfârşitul frământării este insuficientă, rezistenţa aluatului

creşte ca urmare a deficitului de apă necesar pentru hidratare.

3.1.2.7 Influenţa intensificării mărunţirii asupra calităţii pâinii

Creşterea capacităţii de hidratare a făinii datorită intensificării mărunţirii duce la

îmbunătăţirea randamentului făinii şi a proprietăţilor de gelatinizare a amidonului, cu

efecte pozitive asupra volumului şi a proprietăţilor miezului pâinii, culorii crustei şi

asupra prelungirii duratei de menţinere a prospeţimii, în acord cu rezultatele publicate

în literatura de sepcialitate.

Modificarea proprietăţilor glutenului şi ale amidonului şi creşterea cantităţii de

pentozani influenţează pozitiv proprietăţile de panificaţie ale făinii.

- capacitatea de hidratare creşte, influenţând pozitiv randamentul făinii în pâine,

volumul, umiditatea miezului şi durata de menţinere a prospeţimii pâinii;

- porozitatea miezului pâinii este mai fină şi mai uniformă, influenţând pozitiv

elasticitatea;

- culoarea crustei pâinii se îmbunătăţeşte datorită creşterii conţinutului de maltoză

(care favorizează reacţiile Maillard) ca urmare a creşterii gradului de deteriorare

mecanică a amidonului.

Datorită corectării defectelor grâului prin amestec şi a efectului de amestec al

fracţiunilor care formează amestecul, volumul pâinii obţinut la proba de coacere în

condiţii de producţie este mai mare faţă de volumul de coacere determinat prin testele

de laborator.


demonstrează influenţa gradului de deteriorare mecanică a amidonului asupra

porozităţii pâinii:

- o cantitate normală de amidon deteriorat mecanic conduce la obţinerea de produse

cu pori mici, de mărime uniformă;

- o cantitate mică de amidon deteriorat mecanic conduce la obţinerea de produse cu

pori foarte mici, datorită cantităţii reduse de gaze de fermentare;

- o cantitate excesivă de amidon deteriorat mecanic conduce la obţinerea de produse

cu pori mari, de mărime neuniformă.


demonstrează influenţa gradului de deteriorare mecanică a amidonului asupra

volumului pâinii:

- volumul pâinii creşte odată cu gradul de deteriorare mecanică a amidonului până la

o anumită valoare, valoarea critică;

Zaharia Dumitru 20

- volumul maxim al pâinii se obţine la o anumită valoare a gradului de deteriorare

mecanică a amidonului, valoarea optimă;

- creşterea gradului de deteriorare mecanică a amidonului peste valoarea optimă duce

la scăderea volumului pâinii.

Gradul optim de deteriorare mecanică a amidonului este dependent de conţinutul de

gluten şi de calitatea glutenului.

3.1.3 Efectele tehnologice ale optimizării capacităţii de hidratare a făinii prin

deteriorarea mecanică a amidonului în procesul de măcinare a grâului

Optimizarea capacităţii de hidratare a făinii duce la îmbunătăţirea proprietăţilor de

prelucrare a aluatului şi a caracteristicilor calitative ale pâinii.

În mod normal deteriorarea mecanică a amidonului nu influenţează stabilitatea şi

gradul de înmuiere a aluatului.

Optimizarea capacităţii de hidratare a făinii prin deteriorarea mecanică a amidonului

are efecte pozitive:

- creşterea randamentului făinii în pâine;

- îmbunătăţirea prelucrabilităţii aluaturilor care au capacitate mare de hidratare,

deoarece se obţin aluaturi mai uscate, mai plastice şi mai puţin lipicioase, care au

rezistenţa la deformare mai mică;

- creşterea stabilităţii şi a toleranţei la fermentare a aluatului, ceea ce duce la

creşterea volumului pâinii;

- creşterea volumului de coacere, îmbunătăţirea formei, a gustului şi a aromei pâinii,

a culorii şi a luciului crustei, a porozităţii şi a elasticităţii miezului, a umidităţii

miezului , care duce la întârzierea începerii procesului de îmbătrânire şi la

prelungirea duratei de menţinere a prospeţimii pâinii;

- înlocuirea α-amilazei şi a substanţelor de adaos hidrofile (gluten vital, făină de

guar, etc.).

Optimizarea capacităţii de hidratare a făinii prin deteriorarea mecanică a amidonului

nu este uşor de realizat. Granulozitatea prea fină a făinii obţinute din grâu moale duce

la hidratarea rapidă şi excesivă a făinii în timpul preparării aluatului. În timpul

frământării, în special la procedeele scurte, excesul de apă nu poate fi menţinut în

aluat, rezultând un aluat moale şi lipicios, care se lasă.

3.1.4 Corelaţii

3.1.4.1 Corelaţii între parametrii fizico-chimici ai făinii, parametrii

extensografici şi farinografici ai aluatului şi volumul pâinii

Parametrii fizico-chimici ai făinii se corelează cu parametrii extensografici ai

aluatului:

- extensibilitatea aluatului poate fi modificată prin adaptarea parametrilor fizico-

chimici ai făinii;

Zaharia Dumitru 21

- rezistenţa aluatului este influenţată putenic de umiditate, de conţinutul de proteine,

indicele de cădere şi conţinutul de cenuşă al făinii;

- energia aluatului:

este influenţată puternic de toţi parametrii fizico-chimici ai făinii;

o estimare mai precisă o asigură umiditatea, conţinutul de proteine, conţinutul

de cenuşă, indicele de cădere al făinii şi indexul glutenic;

cea mai bună estimare a valorii energiei aluatului se face utilizând umiditatea,

conţinutul de proteine, indicele de cădere şi conţinutul de cenuşă al făinii.


- capacitatea de hidratare a făinii creşte la creşterea conţinutului de proteine;

- făina care conţine mai multe proteine generează aluaturi cu timp de dezvoltare mai

mare şi mai stabile;

- rezistenţa aluatului măsurată extensografic:

scade la creşterea conţinutului de proteine;

scade la reducerea extensibilităţii şi a elasticităţii, a indicelui de deformare a

glutenului umed şi a indexului glutenic;

- extensibilitatea aluatului măsurată extensografic:

creşte la creşterea conţinutului de proteine, a capacităţii de hidratare a făinii, a

timpului de dezvoltare şi a stabilităţii aluatului;

scade la creşterea gradului de înmuiere şi a rezistenţei aluatului;

- energia aluatului măsurată extensografic, creşte:

la creşterea conţinutului de proteine şi a capacităţii de hidratare a făinii;

la creşterea indexului glutenic;

la creşterea extensibilităţii, rezistenţei, timpului de dezvoltare şi a stabilitatăţii

aluatului;

- gradul de înmuiere a aluatului măsurat farinografic înregistrează valori mai mari în

cazul făinurilor din care se obţin aluaturi care au energia mai mică;

- volumul de coacere al pânii, confirmat de proba de coacere, variază în funcţie de

indicii de calitate ai făinii:

creşte la creşterea conţinutului de proteine şi a capacităţii de hidratare a făinii şi

la creşterea timpului de dezvoltare, a stabilităţii, energiei şi a extensibilităţii

aluatului;

scade la creşterea gradului de înmuiere şi a rezistenţei aluatului.

Folosind tehnica de evaluare statistică PCA (analiza componentelor principale) care

evidenţiază o separare relativ diferită a variabilelor şi permite identificarea

tendinţelor, am evaluat relaţiile dintre parametrii tehnologici şi proprietăţile reologice

ale făinii.

1. Studiul efectuat folosind glutograful şi farinograful cu scopul de a stabili o relaţie

între valorile unor indici de calitate fizici (umiditatea, indexul glutenic, indicele de

deformare a glutenului umed, indicele de cădere) şi chimici (conţinutul de

Zaharia Dumitru 22

proteine, conţinutul de gluten umed, conţinutul de cenuşă), indică o corelare

importantă între indicele de deformare a glutenului umed (GDI), indexul glutenic

(IG), extensibilitatea (STR) şi elasticitatea glutenului umed (RXT) şi între valorile

indicelui de cădere (FN) şi gradul de înmuiere a aluatului (SDg):

- extensibilitatea glutenului (STR) se corelează pozitiv cu stabilitatea (ST) şi cu

timpul de dezvoltare a aluatului (DT) şi negativ cu gradul de înmuiere a

aluatului (SDg);

- elasticitatea glutenului umed (RXT) se corelează pozitiv cu gradul de înmuiere

a aluatului (SDg) şi negativ cu stabilitatea (ST) şi cu timpul de dezvoltare a

aluatului (DT).

Cele mai bune corelări au fost incluse într-o simulare matematică, obţinându-se

modele predictibile elaborate, care estimează valoarea indicilor de calitate

glutografici în funcţie de caracteristicile analitice ale făinii: conţinutul de proteine,

conţinutul de gluten umed şi indicele de deformare a glutenului umed.

Diagrama 3 – Corelarea parametrilor analitici ale făinii, cu indicii de calitate glutografici şi

farinografici, în funcţie de componentele principale PC 1 și PC 2. Simboluri şi definiţii:

- parametrii analitici ai făinii; - parametrii glutografici; ∆ - parametrii farinografici [70]

Modelele obţinute prin aplicarea metodei standard de regresie multiplă au dat

coeficienţii de regresie multiplă 0,60% pentru extensibilitatea glutenului umed şi

0,56% pentru elasticitatea glutenului umed, la o cotă de încredere de 95%.

Pentru indicii de calitate glutografici, PCA indică o relaţie pozitivă strânsă

(p 0,01) între extensibilitatea glutenului umed şi indexul glutenic, precum şi

între elasticitatea glutenului umed şi indicele de deformare (p 0,05).

Elasticitatea glutenului umed şi indicele de deformare se corelează direct cu

gradul de înmuiere a aluatului şi indirect cu conţinutul de proteine, conţinutul de

gluten umed, stabilitatea şi timpul de dezvoltare a aluatului.

Rezultatele obţinute arată că modelele predictive furnizează previziuni fiabile pentru

extensibilitatea şi elasticitatea glutenului umed, bazate pe caracteristicile analitice ale

Zaharia Dumitru 23

făinii (conţinutul de proteine, conţinutul de gluten umed şi indicele de deformare a

glutenului umed).

2. Studiul efectuat folosind extensograful, amilograful şi reofermentometrul cu

scopul de a stabili o relaţie între indicii de calitate fizici (umiditatea, indicele de

deformare a glutenului umed, indexul glutenic, indicele de cădere, indicele de

maltoză, conţinutul de amidon deteriorat mecanic) şi indicii de calitate chimici

(conţinutul de cenuşă, conţinutul de proteine, conţinutul de gluten umed), indică

corelaţii importante între conţinutul de proteine şi conţinutul de gluten umed, între

indicele de deformare a glutenului umed şi extensibilitatea aluatului, între gradul

de deteriorare mecanică a amidonului, indicele de maltoză, indicele de cădere şi

volumul de gaze reţinut de aluat, între conţinutul de proteine, conţinutul de gluten

umed şi gradul de deteriorare mecanică a amidonului, între indicele de maltoză şi

indicele de cădere.

Diagrama 4 – Corelarea caracteristicilor analitice ale făinii cu indicii de calitate amilografici,

estensografici şi reofermentometrici, în funcţie de componentele principale PC 1 şi PC 2.

Simboluri şi definiţii: - parametrii analitici ai făinii; - parametrii amilografici; - parametrii

extensografici; - parametrii reofermentometrici [69]

Câmpul format de axele PC 1 şi PC 2 (diagrama 4) prezintă o încărcare puternică

a axelor PC 1 şi PC 2. Există o relație strânsă între indicele de maltoză (MI),

maximul de gelatinizare a amidonului (P_V), indicele de cădere (FN), temperatura

de gelatinizare a amidonului (G_t), indicele de deformare a glutenului umed

(GDI), extensibilitatea aluatului (Ext) şi indicii de calitate reofermentometrici

[volumul total de gaze format în aluat (VT), volumul de gaze reţinut în aluat la

sfârşitul testului (V_Rt), coeficientul de retenție (R_c), timpul necesar pentru a

Zaharia Dumitru 24

ajunge la valoarea maximă a emisiei gazoase (T1_1) şi înălțimea maximă a curbei

gazoase (H_1m)], variabile puternic concentrate pe axa specifică PC 2:

- axa PC 1 (prima componentă principală) este definită de maximul de

gelatinizare a amidonului (P_V), conţinutul de proteine (PR), conţinutul de

gluten umed (WG) şi conţinutul de amidon deteriorat mecanic (DS), parametri

situaţi deasupra axei, precum şi de indicele de maltoză (MI), indicele de cădere

(FN) şi capacitatea de hidratare a făinii (CH), parametri situaţi sub axă.

Maximul de gelatinizare a amidonului (P_V) se corelează negativ cu gradul de

deteriorare mecanică a amidonului (DS), indicele de maltoză (MI) şi indicele

de cădere (FN). Valorile indicilor de calitate amilografici dau informatii asupra

efectului de dextrinizare al α-amilazei în timpul procesului de coacere.

Maximul de gelatinizare a amidonului este dependent de conţinutul de

α-amilază din făină dar şi de gradul de deteriorare mecanică a amidonului. Cu

cât conţinutul acestora este mai mare, cu atât cantitatea de amidon hidrolizat

enzimatic este mai mare şi valorea maximului de gelatinizare mai mică;

- axa PC 2 (a doua componentă principală) este caracterizată de comportarea

contradictorie a indicilor de calitate specifici ai făinii. Rezistenţa maximă la

deformare (Rmax) influenţează pozitiv indexul glutenic (GI), indicele de

calitate extensografic (Rmax_Ext), conţinutul de proteine (PR), conţinutul de

amidon deteriorat mecanic (DS) şi negativ indicele de maltoză (MI),

temperatura de gelatinizare a amidonului (G_t), indicele de cădere (FN),

indicele de deformare a glutenului umed (GDI), extensibilitatea aluatului (Ext),

volumul total de gaze format în aluat (VT), volumul de gaze reţinut în aluat la

sfârşitul testului (V_Rt), coeficientul de retenţie (R_c), timpul necesar pentru a

ajunge la valoarea maximă a emisiei gazoase (T1_1) şi înălțimea maximă a

curbei emisiei gazoase (H_1m). Axa PC 2 prezintă o relație strânsă între gradul

de deteriorare mecanică a amidonului (DS), conținutul de proteine (PR) şi

conţinutul de gluten umed (GL). Conţinutul de proteine se corelează cu

conţinutul de gluten umed (r = 0.950) la p 0.01, în acord cu rezultatele

obţinute de Codină şi alţii (2010), precum şi cu gradul de deteriorare mecanică

a amidonului r = 0.680 şi respectiv r = 0,842. Amidonul deteriorat mecanic

influenţează şi capacitatea de hidratare a făinii (r = 0.754), granulele de amidon

deteriorate mecanic absorbind mai multă apă decât granulele de amidon native

(intacte). Factorul care limitează gradul de deteriorare mecanică a amidonului

îl reprezintă conţinutul de proteine. Proteinele formează o matrice glutenică,

care integrează granulele de amidon, realizând o structură compactă.

De-a lungul axei PC 2, rezistenţa maximă la deformare (Rmax) şi energia

aluatului (A) se corelează invers cu timpul necesar penru ca aluatul să ajungă

la dezvoltarea maximă (T1). Conținutul de proteine al făinii (PR) se corelează

invers cu timpul de necesar penru ca aluatul să ajungă la dezvoltarea maximă

(T1) şi direct cu energia aluatului (r = 0.571), în acord cu rezultatele publicate

în literatura de specialitate. Conţinutul de proteine este foarte important

deoarcece influenţează proprietăţile reologice ale aluatului. Creşterea

Zaharia Dumitru 25

conţinutului de proteine duce la creşterea extensibilităţii aluatului (r = 0.571) şi

a capacităţii de hidratare a făinii (r = 0.505). Deasemenea, se remarcă o relație

strânsă între conţinutul de maltoză (MI), indicele de cădere (FN) şi indicii de

calitate reofermentometrici [volumul total de gaze format în aluat (VT),

volumul de gaze reţinut în aluat la sfârşitul testului (V_Rt), coeficientul de

retenţie (R_c), timpul necesar pentru ca emisia gazaoasă să ajungă la valoarea

maximă (T1_1) şi înălțimea maximă a curbei gazoase (H_1m)]. Indicele de

maltoză şi capacitatea de a forma gaze sunt dependente de activitatea

α-amilazei şi de atacabilitatea enzimatică a amidonului. Atacabilitatea

enzimatică a amidonului depinde de gradul de deterioare mecanică a

amidonului, deoarece β-amilază poate hidroliza doar granulele de amidon

deteriorate mecanic sau corodate de α-amilază. În timp ce în făinurile normale

α-amilaza este prezentă numai sub formă de urme sau lipseşte complet,

β-amilaza este prezentă în cantităţi suficiente. Prin urmare, există o legătură

directă semnificativă între indicele de maltoză şi indicele de cădere (r = 0.870),

între indicele de maltoză şi volumul total de gaze format în aluat (CO2_T)

(r = 0.791) şi între indicele de cădere şi volumul total de gaze format în aluat

(r = 0.620). Capacitatea făinurilor de o forma gaze este mai mare la făinurile cu

un indice de maltoză ridicat (r = 0.791) şi un grad de deteriorare mecanică a

amidonului mai mare, care au o activitate enzimatică mai intensă. Capcitatea

de a reţine gazele şi înălţimea maximă a curbei de dezvoltare a aluatului depind

de proprietăţile reologice ale aluatului. Analiza corelaţiei parametrilor

reofermentometrici observaţi a scos în evidenţă o relație strânsă între

coeficientul de retenţie a gazelor (R_c), extensibilitatea aluatului (Ext) şi

indexul glutenic (GDI). Această corelaţie demonstrează că stabilitatea aluatului

în timpul dezvoltării gazelor depinde atât de extensibilitatea cât şi de

elasticitatea glutenului umed. Rezistenţa mare la deformare, dacă nu este

însoţită de o extensibilitate mare a aluatului nu va duce la un volum mare al

pâinii. Rezistența mare la deformare a aluatului duce la reţinerea unui volum

mic de gaze în aluat ca urmare a ruperii pereţilor porilor sub presiunea gazelor.

În timp ce extensibilitatea este cea mai importantă însuşire a aluatului pentru a

obţine o pâine de bună calitate (r = 0.589), rezistența aluatului la deformare

este un factor secundar.

Analiza datelor arată o dependenţă foarte puternică sau cel puţin substanţială între

unii parametri analitici şi reologici ai făinii. Coeficienţi de corelaţie semnificativi s-au

obţinut între volumul total de gaze şi parametrii analitici ai făinii: indicele de maltoză

şi indicele de cădere, cu coeficienţii de corelaţie r = 0.791 şi r = 0.620, indică faptul

că volumul total de gaze produs în timpul fermentaţiei aluatului este caracteristic

făinii de bună calitate. O relaţie pozitivă strânsă există şi între indicele de deformare a

glutenului umed şi extensibilitatea aluatului (r = 0.641), între gradul de deteriorare

mecanică a amidonului şi capacitatea de hidratare a făinii (r = 0.754), între indicele

de deformare a glutenului umed şi indicii de calitate reofermentometrici [cantitatea de

Zaharia Dumitru 26

gaze reţinută în aluat r = 0.766, coeficientul de retenţie r = 0.805, timpul necesar

pentru atingerea înălţimii maxime a curbei emisiei gazoase r = 0.912, înălţimea de

dezvoltare a aluatului la sfârşitul testului r = 0.670, înălţimea maximă a curbei emisiei

gazoase r = 0.597)], care demonstrează dependenţa comportării aluatului de

extensibilitate şi elasticitate în timpul procesului de fermentaţie.

3.1.4.2 Corelaţii între indicii de calitate amilografici, indicele de cădere şi

indicele de maltoză

Rezultatele obţinute, în acord cu Aberham (2004), demonstrează că indicele de

maltoză creşte invers proporţional cu indicele de cădere fără a exista o corelare

liniară, însă raportul dintre indicele de maltoză şi indicele de cădere este dependent

de soiul de grâu (genetic).

Curba de gelatinizare din amilogramă caracterizează starea generală a amidonului.

Comparând indicele de maltoză şi indicele de cădere cu temperatura şi maximul de

gelatinizare se pot trage următoarele concluzii:

- indicele de cădere se corelează cu temperatura de gelatinizare a amidonului din

amilogramă, caracterizând activitatea α-amilazei;

- indicele de maltoză se corelează cu maximul de gelatinizare din amilogramă,

caracterizând activitatea β-amilazei.

Indicele de cădere, indicele de maltoză şi amilograma sunt utile pentru corectarea

activităţii enzimelor amilolitice la formarea amestecurilor de grâu sau de făină şi la

aditivarea făinii.

3.1.4.3 Corelaţii între valorile unor indici de calitate ai grâului, făinii şi pâinii


- există o corelaţie negativă între extensibilitatea glutenului umed din grâu şi

extensibilitatea glutenului umed din făina obţinută din grâul respectiv;

- există o corelaţie pozitivă între indexul glutenic al grâului şi indicele de calitate

extensografic al făinii;

- conţinutul de proteine din grâu şi din făină se corelează cu volumul de coacere al

pâinii;

- indicele de cădere al grâului şi al făinii se corelează, fiind dependent de procesul de

măcinare aplicat, de gradul de extracţie şi de fracţiunile care participă la formarea

făinii.

3.1.4.4 Alte corelaţii

Rezultatele obţinute demonstrează că extensibilitatea şi elasticitatea se corelează cu

indexul glutenic şi cu indicele de deformare al glutenului umed. În general, grâul care

are valoarea indexului glutenic mare, valoarea indicelui de deformare mică şi

extensibilitatea variabilă.

Zaharia Dumitru 27

4. CONCLUZII

4.1 Concluzii privind importanţa indicelui de calitate glutografic, a modelelor

matematice de calcul şi a metodei de calcul pentru optimizarea capacităţii de

hidratare a făinii tip 550 prin deteriorarea mecanică a amidonului în

procesul de măcinare a grâului, dezvoltate în cadrul tezei de doctorat

1. Ca noţiune şi model matematic de calcul indicele de calitate glutografic este o

noutate la nivel mondial.

2. Deasemenea, modelele matematice de calcul, diagramele trasate şi metoda de

calcul Dizing sunt şi ele o noutate, care face posibilă optimizarea gradului de

deteriorare a mecanică a amidonului în funcţie de cerinţele aplicaţiei, cu scopul de

a asigura:

- un conţinut optim de glucide fermentescibile în făină;

- optimizarea extensibilităţii şi elasticităţii glutenului umed.

3. Prin optimizarea capacităţii de hidratare a făinii prin corelarea gradului de

deteriorare mecanică a amidonului cu conţinutul de proteine, deficitul de glucide

fermentescibile endogene al grâului faţă de cerinţele făinii şi cu extensibilitatea şi

elasticitatea glutenului umed, am asigurat:

- optimizarea capacităţii aluatului de a forma gaze;

- optimizarea proprietăţilor reologice ale aluatului;

- un echilibru între capacitatea aluatului de a forma gaze şi capacitatea aluatului

de a reţine gazele.

4. Metoda de calcul Dizing face posibilă obţinerea unui volum optim la pâinii prin

echilibrarea capacităţii aluatului de a forma gaze şi de a reţine gazele, în condiţiile

obţinerii unor economii importante în moară prin valorificarea grâului cu defecte

la formarea amestecurilor şi prin eliminarea sau cel puţin prin reducerea

considerabilă a adaosului de aditivi, fără a afecta calitatea făinii şi a pâinii.

1.1 Concluzii privind influenţa regimului de măcinare asupra granulozităţii

făinii şi a gradului de deteriorare mecanică a amidonului

5. Granulozitatea făinii, gradul de deteriorare mecanică a amidonului şi capacitatea

de hidratare a făinii sunt puternic influenţate de sticlozitatea endospermului,

regimul de condiţionare şi regimul de măcinare a grâului.

6. Făina obţinută prin intensificarea mărunţirii cu ajutorul acceleratoarelor este mai

fină şi conţine o cantitate mai mare de amidon deteriorat mecanic faţă de făina

obţinută prin măcinarea cu valţuri.

7. Regimul de măcinare cu valţuri trebuie corelat cu sticlozitatea grâului:

- la măcinarea grâului cu sticlozitate mare este mai eficientă aşezarea valţurilor

de la primul şrot în poziţia tăiş/tăiş (încercările au fost efectuate atât în poziţia

spate/spate cât şi în poziţia tăiş/tăiş);

Zaharia Dumitru 28

- cea mai eficientă metodă de deteriorare mecanică a amidonului este creşterea

rugozităţii valţurilor netede de la măcinătoarele de dunsturi, concomitent cu

reducerea vitezei diferenţiale şi a încărcării valţurilor (încercările au fost

efectuate la măcinătoarele M1 şi M2 atât cu i = 1,20 cât şi cu i = 1,25 la o

încărcare a valţurilor variabilă între 50 – 75 kg/h/dm);

- gradul de încărcare a valţurilor trebuie corelat cu distanţa dintre valţuri, cu

viteza periferică a valţurilor şi cu gradul de uzură al suprafeţei active a

valţurilor;

- creşterea exagerată a gradului de încărcare a valţurilor (peste 70 kg/h/dm) duce

la scăderea efectului de mărunţire, a gradului de deteriorare mecanică a

amidonului şi a extracţiei, concomitent cu creşterea conţinutului de substanţe

minerale.

8. Folosirea acceleratoarelor pentru intensificarea mărunţirii este foarte eficientă:

- viteza de proiectare a particulelor au influenţat atât granulozitatea făinii cât şi

gradul de deteriorare mecanică a amidonului;

- rezultate optime am obţinut la proiectarea particulelor cu viteza de 100 m/s,

care este şi viteza periferică maximă asigurată constructiv de rotorul

acceleratoarelor;

- creşterea exagerată a gradului de încărcare a acceleratoarelor a dus la scăderea

efectului de mărunţire şi a gradului de deteriorare mecanică a amidonului.

9. Distanţa dintre valţuri şi viteza periferică a rotorului acceleratoarelor au fost

parametrii care au influenţat cel mai puternic granulozitatea făinii şi gradul de

deteriorare mecanică a amidonului:

- la măcinarea grâului moale am obţinut o făină cu granulozitate fină şi un grad

redus de deteriorare mecanică a amidonului;

- la măcinarea grâului tare am obţinut o făină cu granulozitate grifică şi un grad

ridicat de deteriorare mecanică a amidonului.

10. Creşterea gradului de fineţe al făinii şi a gradului de deteriorare mecanică a

amidonului au dus la:

- creşterea vitezei şi a capacităţii de hidratare a făinii;

- creşterea stabilităţii şi reducerea gradului de înmuiere a aluatului;

- optimizarea indicelui de calitate extensografic, ca urmare a scăderii rezistenţei

şi a creşterii extensibilităţii aluatului, care au dus la creşterea capacităţii

aluatului de aşi mări volumul sub presiunea gazelor şi de a reţine gazele;

- creşterea atacabilităţii enzimatice a amidonului şi a activităţii enzimelor

amilolitice, care au dus la creşterea cantităţii de glucide fermentescibile şi de

gaze formate în aluat.

11. Extracţiile combinate au făcut posibilă alegerea fracţiunilor potrivite care au

participat la formarea făinurilor, care a dus, în anumite limite, la optimizarea

granulozităţii, a proprietăţilor structurale şi funcţionale, a compoziţiei chimice, a

solubilităţii proteinelor şi a proprietăţilor reologice ale aluatului.

12. Optimizarea capacităţii de hidratare a făinii şi a capacităţii aluatului de a forma

gaze şi de a reţine gazele au dus la îmbunătăţirea caracteristicilor pâinii: volumul

Zaharia Dumitru 29

de coacere, culoarea crustei, gustul şi aroma, porozitatea şi elasticitatea miezului,

umiditatea miezului şi durata de menţinere a prospeţimii.

4.2 Concluzii privind efectul intensificării mărunţirii asupra proprietăţilor de

panificaţie ale făinii şi asupra caracteristicilor pâinii

13. Folosirea acceleratoarelor în procesul de măcinare a grâului duce la:

- dezintegrarea celulelor endospermului, cu punerea în libertate de particule

fine de proteine (ceea ce duce la modificarea proprietăţilor glutenului) şi a

unei mari cantităţi de granule de amidon şi de pentozani;

- fărâmiţarea, fisurarea şi deformarea unei anumite cantităţi de granule de

amidon (în special a granulelor mari), ceea ce duce la modificarea

proprietăţilor amidonului.

14. Rezultatele obţinute demonstrează că particulele de făină sunt relativ uniform

repartizate, în proporţie de ca.30%, pe fracţiuni: sub 50 μm, 50 – 75 μm şi

75 – 125 μm, diferenţa fiind încadrată în intervalul 125 – 180 μm. Oscilaţia

granulozităţii pe fracţiunile de făină, peste sau sub 30%, duce la modificarea

proprietăţilor componentelor şi a proprietăţilor reologice ale făinii.

Granulozitatea fină duce la creşterea suprafeţei specifice a particulelor şi a


15. La tratamentul mecanic, în compoziţia chimică a făinii nu se produc modificări

semnifiative (are loc o uşoară scădere a umidităţii ca urmare a creşterii suprafeţei

specifice expuse la curenţii de aer, o uşoară scădere a conţinutului de proteine ca

urmare a solubilizării parţiale a albuminelor şi globulinelor care duce la o uşoară

creştere relativă a conţinutului de gluten), însă, faţă de grâu, pe făină se obţine o

creştere semnificativă a temperaturii şi a maximului de gelatinizare a amidonului,

care duce la prelungirea duratei de menţinere a prospeţimii pâinii.

16. Cu toate că temperatura fracţiunilor de pe pasaje şi a făinii nu depăşeşte 30ºC, în

procesul de mărunţire cu valţuri are loc o scădere considerablă a extensibilităţii şi

a elasticităţii glutenului umed. Fărâmiţarea matricei glutenice cu ajutorul

acceleratoarelor în particule fine de proteine duce la îmbunătăţirea semnificativă

a proprietăţilor reologice ale glutenului, la creşterea stabilităţii aluatului şi a

volumului pâinii.

17. Deteriorarea mecanică a amidonului, ca urmare a creşterii conţinutului de glucide

fermentescibile, duce la creşterea volumului pâinii ca urmare a creşterii

volumului de gaze formate şi reţinute în aluat şi la îmbunătăţirea culorii crustei

ca urmare a creşterii conţinutului de maltoză .

18. Rezultatele obţinute demonstrează că prin intensificarea mărunţirii mecanice în

procesul de măcinare se obţine o creştere a capacităţii de hidratare şi o

îmbunătăţire a proprietăţilor funcţionale ale făinii, o creştere a volumului şi o

îmbunătăţire a caracteristicilor pâinii (culoarea crustei, gustul şi aroma,

porozitatea şi elasticitatea miezului, umiditatea miezului şi durata de menţinere a

prospeţimii).

Zaharia Dumitru 30

19. Aceste efecte sunt dependente de sticlozitatea grâului, de dotarea tehnică a morii

şi de procesul tehnologic de pregătire şi măcinare a grâului.

4.3 Concluzii privind influenţa gradului de deteriorare mecanică a amidonului

asupra capacităţii de hidratare a făinii şi asupra calităţii pâinii

20. Creşterea capacităţii de hidratare a făinii este importantă pentru creşterea

conţinutului de glucide fermentescibile în aluat şi pentru obţinerea unui volum

mare al pâinii.

21. Gradul de deteriorare mecanică a amidonului influenţează deosebit de puternic

capacitatea de hidratare a făinii şi acţiunea enzimelor amilolitice. Creşterea cu

1% a gradului de deteriorare mecanică a amidonului duce la creşterea cu 2% a


22. Deteriorarea mecanică a amidonului duce la accelerarea procesului de hidratare a

făinii. Apa pătrunde în fisurile granulelor de amidon deteriorate mecanic

antrenând şi alte substanţe solubile, inclusiv enzimele amilolitice. Hidratarea

duce la creşterea volumului şi a suprafeţei granulelor de amidon, iar enzimele

amilolitice accelerează considerabil descompunerea acestora.

23. Deoarece se hidratează cu apă rece, granulele de amidon deteriorate mecanic se

hidratează în timpul preparării aluatului şi sunt atacate de enzimele amilolitice,

conducând la formarea de glucide fermentescibile care compensează deficitul de

glucide fermentescibile endogene al grâului faţă de cerinţele făinii.

24. În matricea glutenică a aluatului poate fi integrată numai o anumită cantitate de

particule solide. Trebuie avut în vedere faptul că în timpul frământării aluatului,

prin hidratare, granulele de amidon deteriorate mecanic îşi măresc puternic

volumul şi suprafaţa. În aceste condiţii, gradul de deteriorare mecanică a

amidonului este limitat de conţinutul de gluten şi de extensibilitatea şi

elasticitatea glutenului umed. În cazul hidratării excesive a făinii, glutenul umed

nu poate să reţină apa aflată în exces, ceea ce duce la înmuierea aluatului, care îşi

pierde stabilitatea, se lasă şi devine lipicios.

25. Creşterea capacităţii de hidratare a făinii, asociată cu creşterea conţinutului de

proteine în particulele fine de făină şi, probabil, cu solubilizarea amilozei din

granulele de amidon deteriorate mecanic, are efecte pozitive asupra aluatului

(creşterea consistenţei, a stabilităţii formei şi a stabilităţii în timpul fermentaţiei)

şi asupra calităţii pâinii (creşterea volumului, intensificarea culorii crustei,

îmbunătăţirea gustului şi aromei pâinii, a porozităţii şi elasticităţii miezului,

creşterea umidităţii miezului şi prelungirea duratei de menţinere a prospeţimii).

Solubilizarea amilozei din granulele de amidon deteriorate mecanic duce la

creşterea cantităţii de dextrine ca urmare a intensificării procesului de

dextrinizare sub acţiunea enzimelor amilolitice endogene din făină, în special la

făina provenită din grâu tare tratată mecanic.

26. Scăderea consistenţei aluatului prin slăbirea glutenului este compensată într-o

anumită măsură prin hidratarea amidonului deteriorat mecanic şi, posibil, prin

trecerea în soluţie a amidonului solubil din granulele de amidon deteriorate

Zaharia Dumitru 31

mecanic, motiv pentru care deteriorarea mecanică a amidonului este considerată

o metodă eficientă şi economică de optimizare a capacităţii de hidratare a făinii şi

a calităţii pâinii.

27. Creşterea capacităţii de hidratare a făinii ca umare a deteriorării mecanice a

amidonului se regăseşte în pâine. Creşterea umidităţii miezului duce la creşterea

randamentului făinii în pâine şi a duratei de menţinere a prospeţimii pâinii.

28. Volumul pâinii este influenţat de capacitatea de hidratare a făinii, de conţinutul

de glucide fermentescibile din făină, de atacabilitatea enzimatică a amidonului şi

de activitatea enzimelor amilolitice. Făina albă obţinută din grâu conţine o

cantitate mică de glucide fermentescibile şi de α-amilază şi are o capacitate de

hidratare redusă, motiv pentru care deteriorarea mecanică a amidonului este

eficientă şi se recomandă pentru făinurile cu activitate enzimatică slabă, care au

un conţinut ridicat de proteine glutenice.

5. DIRECŢII VIITOARE DE CERCETARE

Optimizarea tuturor proprietăţilor de panificaţie ale făinurilor nu este uşor de realizat.

Metoda de calcul Dizing privind optimizarea capacităţii de hidratare a făinii, corelată

cu compensarea deficitului de glucide fermentescibile al grâulu faţă de cerinţele făinii

tip 550 prin deteriorarea mecanică a amidonului în funcţie de conţinutul de proteine şi

cu optimizarea extensibilităţii şi elasticităţii glutenului umed este eficientă, însă

cercetările trebuie continuate şi în cazul făinurilor cu un conţinut ridicat de fibre sau

cu adaos de fibre.

Folosirea fibrelor în panificaţie este un domeniu de actualitate interesant, deoarece:

- fibrele au o mare capacitate de hidratare, influenţând puternic capacitatea de

hidratare a făinii şi proprietăţile reologice ale aluatului;

- în matricea glutenică a aluatului poate fi integrată numai o anumită cantitate de

particule solide (granule de amidon, particule de tărâţă, diverse alte fibre adăugate

la prepararea aluatului, etc.).

În general, prin hidratare particulele solide îşi măresc foarte mult volumul şi

suprafaţa. Pentru ca matricea glutenică a aluatului să integreze o anumită cantitate de

particule solide, conţinutul de proteine trebuie să fie corelat cu volumul şi suprafaţa

acestora. Cu cât conţinutul de proteine este mai mare creşte şi cantitatea de particule

solide tolerată de aluat, însă proprietăţile reologice ale aluatului sunt asigurate de

extensibilitatea şi elasticitatea glutenului umed. Cu cât glutenul umed este mai

extensibil creşte şi volumul aluatului sub presiunea gazelor, iar cu cât glutenul umed

este mai elastic creşte şi volumul de gaze reţinut în aluat.

Student doctorand,

dipl.ing. Dumitru Zaharia

1. obiectivul cercetĂrii · hidratare a proteinelor glutenice; - indicele de sedimentare (is) este...

Documents