منبع مقاله درباره خمير، افزايش، طي

دانلود پایان نامه ارشد

باعث افزايش فعاليت پروتئازها و آميلازهاي آرد و بنابراين کاهش بياتي مي گردد. علاوه بر بهبود کيفيت بافتي نان، خمير ترش دسترسي بيولوژيک املاح را افزايش و مقدار فيتات را کاهش مي دهد. خمير ترش قابليت بهبود کيفيت نان بدون گلوتن را دارد [7].
مخمرهاي نانوايي مثل ساکارومايسس سرويسيه اثر کاملاً مشخصي بر رئولوژي خمير دارند و پراکسيد هيدروژن توليدي توسط مخمر طي تخمير افزايش مي يابد. بنابراين افزودن مخمر اثر رئولوژيکي مشابه به افزودن پراکسيد هيدروژن در خمير ايجاد مي نمايد. پراکسيد هيدروژن يک ماده اکسيد کننده است و خمير را الاستيک تر مي نمايد. کاتينا و همکاران با برررسي اثر دماي تخمير، مقدار خاکستر آرد و زمان تخمير، فرايند خمير ترش را براي بهبود پروفيل حسي و بافتي نان گندم بهينه نمودند [75].
1-4-3 پخت
مرحله مهم ديگر در توليد نان پخت مي باشد. پخت نان شامل فرايندهاي بسيار پيچيده فيزيکي و شيميايي از قبيل انتقال جرم و حرارت، تغيير شکل، ژلاتينه شدن نشاسته، دناتوره شدن پروتئين ها و ديگر واکنشهاي بيوشيميايي مي باشد. مدت زمان و دماي پخت، دو پارامتر کليدي مرتبط با فرايند تهيه نان هستند که مي توانند بر خصوصيات مکانيکي محصول نهايي و بنابراين بر سرعت بياتي مؤثر باشند [91]. مطالعات مختلفي در زمينه اثر دماي پخت و نيز مدت زمان فرايند پخت بر بياتي نان انجام شده است [50, 100, 157]. مالکي و همکاران (1980) گزارش کردند که نان با محتواي رطوبت بالاتر داراي بافت اوليه نرمتر مي باشد و تا سه روز نگهداري همچنان نرمتر از نانهاي با رطوبت پائين تر است [105]. لوباي و همکاران (2012) مشاهده نمودند که مدول يانگ مغز ناني که فشرده شده و هواي آن خارج گشته و نيز مغز نان معمولي با کاهش سرعت حرارت دهي افزايش مي يابد [90]. بر خلاف مشاهدات آنها، پاتل و همکاران (2005)گزارش کردند که سرعت حرارت دهي بالاتر، مغز نان سفت تر، آنتالپي ذوب آميلوپکتين بالاتر و مقدار آميلوز نشت کرده بيشتر را نتيجه مي دهد [126]. هوسني و همکاران (1978) پيشنهاد کردند که آميلوز نشت کرده از گرانولهاي نشاسته طي پخت، گرانولهاي متورم را احاطه کرده و در ست شدن ساختار مغز نان و سفت شدن آن شرکت دارند [67]. همانگونه که توسط لوباي و همکاران (2012) نشان داده شد، مدت زمان پخت بر درجه تخريب گرانولهاي نشاسته مؤثر است. موقعيت قرار گرفتن قرص نان در فر نيز باعث ايجاد اختلاف در نانهاي پخته شده مي گردد، به طوريکه حرارت دهي نانهاي قرار گرفته نزديک به ديواره فر نسبت به نانهاي قرار گرفته در وسط فر با سرعتهاي متفاوتي انجام مي گيرد [90].
دناتوره شدن پروتيئنها طي پخت نان اتفاق مي افتد و حلاليت پروتئين با افزايش زمان پخت به دليل به هم پيوستگي يا ايجاد پيوندهاي عرضي کاهش مي يابد. دناتوره شدن پروتئين و ژلاتينه شدن نشاسته به ترتيب باعث آزاد شدن آب و جذب آب مي گردند و بر ديفوزيون آب تأثير مي گذارند [115].
طي دوره نگهدار ي نان، نشاسته ژلاتينه شده (ساختار آمورف) تمايل به تبديل به فرم کريستالي دارد. با افزايش غلظت آميلوز محلول، به هم پيوستگي آميلوز11 افزايش مي يابد [116]. سرعت حرارت دهي بالاتر باعث نشت مقدار بيشتري از آميلوز مي گردد [126] و مقدار بالاتر آميلوز نشت يافته مي تواند در زمانهاي پخت طولاتي تر مشاهده گردد [86]. بنابراين تاريخچه گرمايي مغز نان طي پخت بر خصوصيات نشاسته و همچنين سينتيک بياتي مؤثر مي باشد [50, 90, 91, 126, 148, 162].
فاکتورهاي مختلفي در آونهاي پخت وجود دارند که بر کيفيت نهايي محصولات نانوايي تأثير گذار هستند. از جمله اين فاکتورها سرعت و مقدار انتقال حرارت، مقدار رطوبت12 در محفظه پخت، زمان پخت و غيره مي باشد [162]. پديده انتقال جرم و حرارت به طور همزمان طي پخت نان اتفاق مي افتند و باعث تغييرات فيزيکي، شيميايي و ساختاري مثل تيخير رطوبت، تشکيل ساختار متخلخل، افزايش حجم، واسرشت شدن (دناتوره شدن) پروتئينها، ژلاتينه شدن نشاسته و تشکيل پوسته مي گردد [146]. اين تغييرات و تبديلات به طور عمده تعيين کننده ساختار و بافت محصول نهايي مي شوند. مشخص شده است که تشعشع حالت غالب انتقال حرارت (بين 50 تا 80 درصد از کل حرارت) در فرهاي پخت معمول مي باشد درحاليکه همرفت کمترين اهميت را در انتقال حرارت در اين فرها دارد. نسبت حالت انتقال حرارت همرفت به هدايت در فرهاي پخت صنعتي کيفيت محصولات نانوايي را و همچنين ميزان مصرف انرژي را تغيير مي دهند [183]. دما عامل غالب در تغييرات فيزيکوشيميايي مختلف طي پخت مي باشد. دماي پخت و مدت زمان پخت بر درجه ژلاتينه شدن و بنابراين سرعت بياتي تأثير مي گذارند [91]. دماي بالاتر فر و ضريب انتقال حرارت بالاتر منجر به سرعت حرارت دهي خيلي سريعتر مي گردد. هنگاميکه دماي پخت و ضريب انتقال حرارت افزايش يابد، زمان پخت با يک روند نمايي کاهش پيدا مي کند و اين امر بدين دليل ارتباط بين مقاومت داخلي و خارجي در برابر انتقال حرارت مي باشد. با افزايش ضريب انتقال حرارت، مقاومت خارجي به انتقال حرارت ناچيز گشته و سرعت حرارت دهي توسط هدايت گرمايي پائين محصول کنترل خواهد شد. افت وزن نان طي پخت با افزايش دماي پخت تقريباً به طور خطي کاهش مي يابد زيرا زمان کمتري جهت حصول به رنگ پوسته نهايي مورد نياز است. سرعت حرارت دهي بر شدت جذب رطوبت گرانولهاي نشاسته، باد کردگي، پراکندگي13، و شدت تخريب14 آنها تأثيرگزار است [115].
حالت انتقال حرارت در بخشهاي مرزي نان و شرايط خارجي مثل دماي هواي داغ در فر بر سرعت حرارت دهي نان طي پخت و نتيجتاً خصوصيات کيفي محصول نهايي تأثير مي گذارد. يکي از مهمترين فاکتورهاي مؤثر بر حالت حرارت دهي نان در فر بستر پخت مي باشد. اثرات شرايط مختلف پخت مثل دما و مدت زمان پخت بر کيفيت محصولات نانوايي به طور وسيع مطالعه شده است [50, 100, 157].
محققين براي درک بهتر نحوه ي پخت، پديده هاي درگير در آن و کنترل بهتر فرايند پخت نان با هدف رسيدن به محصولي با کيفيت مناسب و پايدار از مدلسازي رياضي سود برده اند. مدل هايي که امروزه براي توصيف فرايند پخت دردسترس مي باشند، بر مبناي پديدهاي غالب در سيستم طراحي شده اند و به همين دليل دقت پيش بيني اين مدل ها محدود است. از جمله اين مدل ها مي توان به مدل هاي توصيف کننده انتقال حرارت و جرم، افزايش حجم نان، قهوه اي شدن سطحي و … اشاره نمود. فرايند پخت نان شامل تغييرات درجه حرارت ، رطوبت و حجم است که به شدت با يکديگر مرتبط مي شوند. در اکثرمطالعات معمولا اين فرآيندها به صورت جداگانه يا نيمه تجربي ، بدون در نظر گرفتن کافي برهمکنش آنها بررسي شده اند [48]. در مطالعه زانگ و داتا يک مدل با در نظر گرفتن انتقال حرارت و رطوبت کاملا ترکيب شده با تغيير شديد حجم توسعه داده شده است [188]. در مدل دشلاهرا و همکاران که براي پيش بيني توزيع اندازه حبابها در محصولات نانوايي و افزايش حجم طي فرآيند پخت ارائه شده است، معادله موازنه جمعيت براي تشکيل و انبساط حباب ها با سينتيکهاي واکنش و با معادلات انتقال حرارت و جرم ترکيب شده ولي توليد دي اکسيد کربن در خمير از تجزيه جوش شيرين فرض شده که و از سينتيکهاي درجه اول پيروي مي کند [42]. هاديانتو و همکاران يک مدل شبيه ساز ي سه قسمتي براي پديده ها و انتقالهايي که حين پخت اتفاق مي افتند ارائه کردند. اين سه قسمت شامل انتقال جرم و حرارت در محصول (بر اساس قانون بقاء)، تبديلات مربوط به انتقال حالت نشاسته15 و رنگ و تشکيل شاخصهاي کيفي (رنگ، نرمي ، چسبندگي و بياتي) بودند [59].
درجه حرارت در هر قسمت نان فاکتور غالب در مکانيسم هاي پخت از جمله ژلاتينه شدن، واکنش آنزيمي و واکنش قهوه اي شدن، و بنابراين کيفيت نهايي نان است. تردتاي و همکاران پروفايل درجه حرارت را براي نان سفيد ساندويچ جهت دستيابي به بهترين کيفيت محصول بهينه سازي نمودند. مدل هاي رياضي براي توصيف تاثير درجه حرارت و زمان پخت بر کيفيت نان توسعه داده شد [162]. وانگ و همکاران اقدام به غني کردن نان با اپي گالاکتات، کاتچين اصلي در چاي، نمودند تا نان را به يک محصول فراسودمند تبديل کنند و سپس مدلهاي رياضي براي پايداري اپي گالاکتات (تجزيه حرارتي و اپيمرواسيزاسيون) طي فرايند پخت نان را مدلسازي نمودند [176].
بن آيسا و همکاران اثر درجه پخت بر تغيير حجم نان و مغز نان را در طول سرد کردن، خنک کردن و انجماد بررسي نمودند. پخت طولاني تر باعث کاهش حجم پائين تر نان ميشود. در پخت طولاني تر گرانولهاي نشاسته به طور کامل ژلاتينه مي شوند و بنابراين مقدار کاهش حجم با درجه پخت و درجه تخريب گرانولهاي نشاسته مرتبط مي باشد [23]. سرعت بياتي براي سينتيک پخت سريع تر، سريعتر است [91].
اولسون و همکاران نشان دادند که پرتوتابي نزديک مادون قرمز سرعت توسعه رنگ پوسته نان باگت نيمه پخته را افزايش داد ولي زمان پخت را کاست. سرعت کاهش آب به دليل افزايش انتقال حرارت افزايش يافت، اما از دست دادن کلي آب به دليل زمان پخت کوتاه تر کاهش يافت. ضخامت پوسته بيشتر وابسته به زمان حرارت دهي و دماي پوسته بود. به طور کلي پوسته باگتهاي حرارت ديده توسط مادون قرمز نازکتر بود [123].
1-5 ارزيابي خصوصيات رئولوژيکي خمير
شناخت رئولوژي خمير جهت کنترل بهتر فرايند، و نيز توليد محصول با کيفيت بالا ضروري به نظر مي رسد. خميرها سيستمهاي پيچيده و پويايي هستند که فاکتورهاي فيزيکي و شيميايي در آن مرتباً در حال تغيير هستند. خمير ترکيبي از آرد، آب، نمک، مخمر و ساير افزودنيهاست که در اثر مخلوط کردن به ماده اي ويسکوالاستيک تبديل مي گردد. آب به عنوان حلال بسياري از ترکيبات در خمير مثل نمک، پلي ساکاريدها و پروتئينهاي با وزن مولکولي پايين مي باشد. همچنين به متورم کردن پروتئينها با وزن مولکولي بالا براي تشکيل شبکه گلوتني و متورم شدن پلي ساکاريدهاي نامحلول نيز کمک مي کند. وجود ساختار شبکه اي گلوتن، باعث ايجاد توانايي منحصر به فرد خمير گندم براي تبديل به محصولات مختلف نانوايي مي شود. گرانولهاي نشاسته در اين ماتريکس به طور پيوسته پراکنده شده اند. عملکرد اصلي ترکيبات افزوده به فرمولاسيون خمير در واقع تغيير در متورم کردن گلوتن، ژلاتينه شدن نشاسته و تداخل بين عمل اجزاء مختلف خمير مي باشد. در عين حال خصوصيات رئولوژيک خمير به شدت وابسته به خصوصيات ژنتيکي واريته گندم و شرايط آب و هوايي کشت گندم مي باشد [89].
خمير آرد گندم يک ماده ويسکوالاستيک با خصوصيات رئولوژيکي غير خطي مي باشد. اين خصوصيات به شدت به پروتئينهاي گلوتن خمير وابسته مي باشد. خصوصيت تيکسوتروپيک خمير گندم اولين بار توسط مولر در سال 1975 با استفاده از مدل مکانيکي فنر و دشپات نشان داده شد. در واقع خمير در کرنشهاي کم، ويسکوزيته بالا و ساختار ثابت بدون تغيير نشان مي دهد و بر عکس در کرنشهاي زياد، تغيير شکل بيشتر همراه با تخريب ساختار و کاهش شديد ويسکوزيته مي باشد [118].
در سالهاي گذشته مطالعات وسيعي در خصوص چگونگي تعيين خصوصيات رئولوژيک خمير و ابداع تجهيزات و دستگاههاي مختلف بر اساس تکنيکهاي ارزيابي، انجام شده است. اين دستگاه ها بر اساس کاربرد به سه دسته تجربي، توصيفي و بنيادي16 دسته بندي مي گردند. اگر چه بيشتر يافته هاي مهم در رئولوژي خمير حاصل کاربرد رئولوژي بنيادي است، اما روشهاي تجربي بيشتر مورد کاربرد قرار گرفته اند. نتايج حاصل از اين تجهيزات بر حسب خصوصيات رئولوژيکي بنيادي نمي باشند. بنابراين محققان از تجهيزات رئولوژيکي پايه با ژئومتريهاي کاملاً تعريف شده نيز استفاده کرده اند تا نتايج بر حسب واحدهاي فيزيکي واقعي به جاي واحدهاي قراردادي بدست آيند. در حال حاضر تجهيزات تجربي و توصيفي مختلفي (از قبيل فارينوگراف، اکستنسوگراف، آلوئوگراف، ميکسوگراف و آميلوگراف و… ) جهت ارزيابي رفتار مکانيکي خميرهاي آرد گندم وجود دارد. اگر چه اين روشها، روشهاي تخريبي مي باشند، اما به دليل ايجاد شرايط فرايند مفيد مي باشند. دو دستگاه عمده براي تعيين خصوصيات کيفي خمير گندم

پایان نامه
Previous Entries منبع مقاله درباره مکان کنترل Next Entries منبع مقاله درباره خمير، تغيير، خصوصيات