И изделий с применением готовых смесей

 

8.1. Экономический потенциал

замороженного и охлажденного теста

Между перспективами хлебобулочных изделий из замороженного и охлажденного теста и его экономическими аспектами (эти изделия стоят дороже и обычно уступают в качестве и «аналогичности» свежевыпеченным продуктам) налицо явное противоречие. Один этот факт подчеркивает, что в основе крупных структурных преобразований хлебопекарной промышленности лежат более фундаментальные экономические предпосылки, а именно постепенная централизация хлебопекарного производства в нескольких центрах, определяемых каналами сбыта замороженных продуктов.

В частности, успех замороженных полуфабрикатов для хлебобулочных изделий отражает стоимость удобств. Успех этих изделий симптоматичен для высококонкурентной отрасли с направленностью на экономическую эффективность в условиях возрастающих демографических и экономических ограничений. Эта тенденция отражает централизацию системы розничной торговли, а также осознание того, что производство замороженных полуфабрикатов для хлебобулочных изделий не достаточно субсидирует себя в рамках розничной экономики супермаркетов - по крайней мере, в чисто финансовой терминологии. Наконец, успех замороженных полуфабрикатов для хлебобулочных изделий подчеркивает две основные стоящие перед хлебопекарной индустрией проблемы: необходимость конкурировать за счет расширения масштабов производства и необходимость противостоять ухудшающейся ситуации на рынке труда.

Что касается терминологии, то общий термин «замороженные полуфабрикаты для хлебобулочных изделий» охватывает несколько категорий продуктов. Например, замороженные полуфабрикаты могут продаваться в трех видах: в виде замороженных тестовых полуфабрикатов, которые необходимо разморозить и обеспечить окончательную расстойку, после чего выпекают готовые изделия; в виде полностью выпеченных хлебобулочных изделий, которые замораживаются, размораживаются и затем либо слегка разогреваются или продаются после размораживания (по принципу «разморозь-и-продай»); частично выпеченные («полувыпеченные») хлебобулочные изделия, которые замораживаются, размораживаются и затем окончательно выпекаются.

Во многих публикациях «полувыпеченные» изделия рассматриваются как продукты-полуфабрикаты. Хлеб, тесто для печенья, творожники (ватрушки), сладкая сдоба и торты продаются (в основном в системе розничной торговли) в замороженном или охлажденном состоянии. Бублики и торты часто продаются в пекарнях и кафе при торговых предприятиях по принципу «разморозь-и-продай», тогда как все больше хлебобулочных изделий продается в полувыпеченном виде. Между тем в последние годы отмечается огромный рост продаж замороженных тестовых полуфабрикатов для мучных изделий, поставляемых на рынок под торговой маркой фирм-производителей.

Термин «замороженные полуфабрикаты для хлебобулочных изделий» или «замороженное тесто» в его широком смысле может относиться к хлебу и булочкам, рогаликам, пирожкам, кексам, печенью, пышкам, датским булочкам и другим аналогичным сдобным изделиям. Недостаточная точность терминологии становится очевидной, поскольку к этой категории начинают относить такие продукты, как, например, замороженные вафли, замороженную пиццу, сэндвичи, булочки с начинками, кондитерские изделия из слоеного теста и другие продукты, содержащие такие виды замороженного теста и ингредиенты, которые традиционно не относили к хлебобулочным изделиям. Тем не менее, такие продукты составляют значительную долю изделий хлебопекарной отрасли и крупных (централизованных) производителей замороженного теста.

Некоторые хлебобулочные изделия вырабатывают из исходного сырья, а другие поставляются предприятиям розничной торговли в виде смесей (готовых смесей, полуфабрикатов), где конечные операции хлебопекарного производства (замес и выпечка) выполняются операторами.

Необходимо также учитывать различные сегменты рынка. Термин «розничная торговля» мы употребляем к тем продажам, которые производятся непосредственно покупателям вне предприятий общественного питания. Розничная торговля может осуществляться независимыми (автономными) пекарнями, в супермаркетах, в сетевых магазинах или через торговые автоматы, и каждый из этих сегментов рынка определяется своими экономическими параметрами. Особый интерес для нас представляют две категории предприятий розничной торговли - оптово-розничные склады-магазины, подобные известным системам Sam's или WalMar (США), и специализированные дорогие магазины, которые в последние годы достигли значительного роста объемов продаж (в основном за счет традиционных супермаркетов).

Замороженные тестовые полуфабрикаты реализуются в розницу в основном через две системы предприятий: систему розничной торговли, к которой относятся отдельно расположенные пекарни, производящие прямую продажу своих изделий, и пекарни внутри магазинов, которые в рамках более крупных торговых предприятий представляют определенный отдел, реализующий готовую продукцию; вторая система - это система общественного питания, к которой относятся все предприятия, предоставляющие готовые блюда, включая точки «быстрого питания», рестораны с посадочными местами и столовые организаций (воинские части, больницы, учебные заведения и др.).

Хотя эти определения мы будем использовать ниже, следует иметь в виду, что зачастую границы между этими понятиями весьма расплывчаты. Например, все больше изделий продают через супермаркеты уже готовыми и пригодными для употребления, тогда как многие предприятия общественного питания продают свои изделия в розницу через службы заказов или «через кассу».

Быстрый рост популярности замороженных тестовых полуфабрикатов для хлебобулочных изделий в значительной степени был вызван экономической привлекательностью их централизованного производства и сбыта. Экономически более выгодно, если сеть точек быстрого питания или булочные-пекарни при магазинах обслуживает одна пекарня, чем если бы каждое торговое предприятие содержало свою пекарню. Что касается себестоимости исходного сырья, которая в бухгалтерской терминологии входит в общую себестоимость или в «стоимость проданных товаров», замороженные полуфабрикаты для хлебобулочных изделий обходятся продавцу дороже, чем исходные ингредиенты или подготовленные смеси. Следовательно, более высокая себестоимость замороженного теста должна покрываться более высокой отпускной ценой или снижением дополнительных затрат продавца вследствие применения этих продуктов. Считается, что многие виды замороженных полуфабрикатов для хлебобулочных изделий по органолептическим свойствам (но не по стабильности качества) занимают на рынке отнюдь не передовые позиции; их ис­пользование должно приносить некоторые экономические преимущества продавцам таких продуктов. Такой вывод оправдывается еще тем, что по некоторым данным пекарни при магазинах являются убыточными. Это обстоятельство дополнительно заставляет торговые предприятия жестко финансово контролировать свои пекарни при магазинах

Около 50 % продаж приходятся на пекарни при магазинах, а остальные продажи осуществляются по заказам предприятий общественного питания (включая пиццерии). Хотя эти данные несколько ниже других известных оценок, последние дают оценки розничных продаж, а не оптовых поставок производителей. Принимая во внимание относительно большую валовую прибыль от розничных продаж (40 – 60 %), противоречия здесь не наблюдается.

Доля замороженного теста в обороте пекарен при магазинах составляет 69 % от всех замороженных хлебобулочных изделий, тогда как в обороте предприятий общественного питания предпочтение отдается готовым замороженным изделиям (56 %) по сравнению с замороженным тестом (44 %). Такое соотношение объясняется необходимостью подготовки большого объема продукции в относительно короткие временные интервалы (особенно это характерно для предприятий быстрого питания), а также необходимостью использования на предприятиях общественного питания специального пекарного оборудования (например, шкафов для расстойки тестовых заготовок). Пекарни при магазинах, работающие при более низком товарообороте и имеющие меньший объем продаж, более приспособлены для лучшей предпродажной подготовки изделий.

Как показывают многочисленные примеры использования замороженных изделий в пекарнях при магазинах, этот бизнес может казаться формально выгодным, но анализ на микроуровне может свидетельствовать о нерентабельности. Так, согласно исследованию сети супермаркетов MarshSupermarkets, пекарни показали высокую рентабельность, но при анализе прямой рентабельности продукта (ПРП) оказалось, что в супермаркетах они являются убыточными.

Поскольку количество пекарен в супермаркетах продолжает расти, это говорит о том, что анализ ПРП не позволяет точно оценить экономическое значение пекарни в торговых операциях супермаркета. Недостаток анализа ПРП состоит в том, что он не может измерить нематериальную значимость пекарни, предоставляющей убыточные товары, но привлекающие покупателей в супермаркет. Тем не менее, разница между рентабельностью на основе валовой прибыли и ПРП-рентабельностью пекарен при магазинах отражает стремление предприятий розничной торговли привести расходы своих пекарен к приемлемому уровню. Это является сильным стимулом к использованию замороженных хлебобулочных изделий, требующих меньше трудозатрат и расходов на хранение, чем свежая выпечка изделий из исходных ингредиентов или смесей. С другой стороны, потребительская привлекательность пекарен при магазинах формирует стремление к «достоверности» в наглядной форме, демонстрируя выпечку из исходных ингредиентов или смесей практически на виду у покупателей. По всей вероятности, в пекарнях при магазинах все шире будет использоваться именно сочетание производства и торговли хлебобулочными изделиями.

Наибольшие возможности для роста производства замороженных полуфабрикатов для мучных изделий предоставляет система общественного питания, поскольку предприятия этой системы поставлены перед необходимостью жестче контролировать трудозатраты и поддерживать оборот продуктов в больших объемах. У них имеется меньше возможностей предложить нематериальные потребительские выгоды в виде наглядного процесса выпечки свежих хлебобулочных изделий.

Успех производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов в первую очередь и больше всего определяется экономическими причинами. Общая экономическая и демографическая эволюция системы общественного питания и хлебопекарного производства при магазинах дает прочную базу для роста производства замороженных полуфабрикатов на последующие годы. Независимо от способа реализации (через систему розничной торговли или систему общественного питания) замороженные полуфабрикаты для мучных изделий являются важным компонентом достижения эффективности затрат в условиях растущей конкуренции, фрагментарности рынка и возрастающей стоимости рабочей силы. Со временем, когда промышленность пройдет начальный этап технологического ученичества, качество этих продуктов улучшится. Кроме того, появятся и закрепятся на изменяющемся рынке розничной торговли новые формы торговых предприятий.

Например, чтобы опередить традиционные предприятия розничной торговли в конкурентной борьбе, быстро распространяющиеся предприятия торговли в виде крупных сетевых оптово-розничных магазинов, ориентирующиеся на «экономию от масштабов», обеспечивают соответствие форм торговли преимуществам, предоставляемыми замороженными хлебобулочными изделиями. В таких сетевых магазинах закупают бакалейные товары 20 % опрошенных семей. По данным другого исследования, в таких сетевых магазинах хлеб и другие мучные изделия входят в число наиболее востребованных продуктов.

Дальнейшее расширение рынка замороженных полуфабрикатов для мучных изделий зависит от повышения их качества. Этот фактор особенно важен для предприятий общественного питания, в которых приготовление блюд скрыто от глаз клиентов. Тем временем пекарни при магазинах будут стремиться соблюдать баланс разных форм подготовки изделий к продаже, как и баланс между привлекательностью услуг пекарен и необходимостью учитывать стоимость рабочей силы и материальную «утечку» рентабельности, которую эти пекарни создают (по крайней мере, в терминах ПРП).

Будущий рост производства замороженных полуфабрикатов для мучных изделий будет полностью определяться «экономией от масштабов», которой оно обязана своим рождением. Для отрасли с объемом продаж 4,5-11,0 млрд дол (по разным оценкам) последующие годы должны сопровождаться постоянным ростом качества и экономической привлекательности замороженных полуфабрикатов для хлебобулочных изделий, которые задают новые стандарты деятельности предприятий розничной торговли и общественного питания.

 

8.2. Биохимические и биофизические основы замораживания

Охлаждение и замораживание расширяет функциональность дрожжевого и бездрожжевого теста за счет использования пониженных температур хранения. Охлаждение применяется для кратковременного хранения, а замораживание - для продолжительного. Очевидное требование, предъявляемое к замороженному и охлажденному тесту, заключается в том, что по функциональным свойствам оно должно быть сопоставимо со свежезамешанным тестом. Естественно ожидается, что качество готовых изделий из замороженного или охлажденного теста аналогично качеству изделий, произведенных без использования процедур охлаждения. Срок хранения замороженного дрожжевого и бездрожжевого теста обычно составляет несколько недель, а охлажденного - только несколько дней.

Замороженное дрожжевое тесто для выпечки хлеба. Тесто для выпечки хлеба - типичный продукт, который используется в замороженном состоянии. Оно приготавливается по существу таким же способом, как и при производстве традиционного хлеба. В его рецептуру входят мука, шортенинг (жировой продукт), соль, улучшители, хлебопекарные дрожжи и вода. Самый простой и наиболее распространенный метод приготовления теста - одностадийный, при котором все ингредиенты смешиваются единовременно. Полностью замешанное тесто для хлеба имеет определенные реологические свойства: оно пластично и растяжимо, а его консистенция соответствует требованиям дальнейшей механической обработки. Структура и газоудерживающая способность теста преимущественно зависят от свойств клейковины - гидратированных белков пшеничной муки. Уникальные упругопластичные свойства клейковины формируются при замесе в результате взаимодействия с белками муки. В приготовлении замораживаемого теста особенно важны стадия замеса и последующие механические операции (разделка, округление, резка, формование), которые, возможно, более важны, чем при традиционном приготовлении хлеба, поскольку образование и изменение клейковины происходит только во время этих операций. В отличие от традиционных способов хлебопекарного производства при использовании замораживания отсутствует возможность исправить реологические дефекты теста последующей механической переработкой после замораживания тестовых заготовок. Приготовленные к замораживанию полуфабрикаты должны обладать оптимальными реологическими свойствами (консистенцией и растяжимостью), а также иметь полностью сфор­мированную клейковину. Эти свойства позднее отразятся на продолжительности созревания теста и показателях качества конечного изделия - главным образом на удельном объеме, структуре и текстуре мякиша, а также внешнем виде хлеба. В этом отношении требования к свойствам теста для замораживания выше, чем к другим видам теста хлебобулочных изделий. Оно должно быстро сбраживаться, что выражается в относительно короткой длительности созревания (расстойки), и производимый из него конечный продукт (хлеб) должен обладать большим удельным объемом.

Сила муки зависит не только от количества, но и от качества содержащихся в ней белков. Эти факторы, в свою очередь, зависят от сорта и внешних условий (среды) выращивания пшеницы, из которой была произведена мука, мукомольного процесса и сорта муки (степени ее очистки). Для замораживаемого дрожжевого теста используется мука высокого качества из пшеницы твердых сортов с высоким содержанием белков 12 - 13 % и зольностью 0,4 - 0,5 %, с содержанием влаги 14 % и низким уровнем повреждения крахмальных зерен и невысокой ферментативной активностью. Технологические схемы производства с этапом охлаждения не предъявляют к спецификации муки специальных требований по сравнению с традиционным производством. В этом случае приемлемы наиболее распространенное содержание белков, средние уровни повреждения крахмала и традиционная ферментативная активность. Этап охлаждения не требует муки с характеристиками смешивания и стабильности, отличными от тех, которые используются в традиционном производстве.

С другой стороны, длительность замеса для замораживаемого теста должна быть слишком продолжительной, поскольку чрезмерная дополнительная механическая обработка теста генерирует теплоту и усиливает брожение, которые должны быть минимизированы при приготовлении замораживаемого теста. Чем интенсивнее брожение на стадии приготовления теста, тем чувствительнее становятся дрожжи к повреждающему воздействию замораживания. Мука с высоким содержанием белков из хороших сортов пшеницы является сильной и позволяет получать замороженное тесто с хорошей стабильностью. Тем не менее, мука такого типа может иметь не оптимальные свойства при промышленном производстве, так как она может потребовать слишком длительного замеса, который, как отмечалось выше, приводит к интенсификации брожения. Эти условия не так важны для лабораторных экспериментов, как для массового производства, при котором температуру теста значительно труднее контролировать.

Обычно считается, что при выборе муки важным фактором является качество белков. К сожалению, вопреки интенсивным усилиям различных ученых и лабораторий до сих пор не удалось получить точного определения и полного понимания этого фактора.

Основные белковые компоненты клейковины (глиадин и глютелин) характеризуются очень сложной структурой и являются гетерогенными. Глиадин состоит по меньшей мере из трех подклассов, которые кодируются комплексными локусами на шести хромосомах. Жестко связанные гены в этих локусах кодируют более 100 белков, причем глютелин еще сложнее глиадина. Его компоненты, кодированные шестью комплексными локусами, взаимодействуют, образуя длинные полимеры. Каждый сорт пшеницы имеет постоянный состав компонентов глиадина и глютелина, что позволяет обнаруживать и идентифицировать различные сорта аналитическими методами (например, с помощью гель-электрофореза, жидкостной хроматографии под высоким давлением и их комбинаций) и получать однозначное описание их структуры. Такой процесс напоминает снятие отпечатков пальцев, и с его помощью можно обнаружить присутствие в сортах белковых субъединиц с желательными функциональными свойствами. К сожалению, подобный метод «отпечатков пальцев» не позволяет прогнозировать поведение муки при различных технологических хлебопекарных операциях, в чем так нуждаются технологи.

Образование и стабильность клейковины. При формировании теста необходимо преобразовать мелкие частицы клейковины в крупную когезионную систему, обладающую вязкоупругими и когезионными свойствами. На первой стадии замеса белки гидратируются и при последующем перемешивании взаимодействуют друг с другом. В образовании клейковинного каркаса наряду с взаимодействующими белками участвуют и другие компоненты муки - липиды, соли, некрахмальные полисахариды и крахмал.

Вязкоупругие свойства теста в основном определяются сплошной белковой фазой, которая обволакивает зерна крахмала в полностью сформировавшемся тесте. Реологическое поведение клейковинной структуры зависит от молекулярных свойств взаимодействующих компонентов и типа связей, вовлеченных в полимерную клейковинную матрицу. Прочность полимерной цепи определяется концентрацией и силой поперечных межмолекулярных связей, молекулярной массой областей с взаимно пересекающимися связями, а также средней молекулярной массой и распределением молекулярной массы образующих полимеров. Данные, приведенные в работах, позволяют сделать вывод о том, что высокий уровень содержания компонентов глютелина с высокой молекулярной массой повышает силу муки.

Значение типа муки и свойств клейковины со всей очевидностью подтверждаются молекулярными характеристиками муки. Химические связи, стабилизирующие полностью сформированные белки клейковины в тесте, являются вторичными и ковалентными. Участвующие в этом ковалентные связи - дисульфидные, которые в ходе формирования теста посредством сульфид-дисульфидного взаимодействия образуют внутри- и межмолекулярные поперечные связи, а вторичные связи - это водородные, гидрофобные и ионные связи и полярные взаимодействия. Хотя вторичные связи довольные слабы, их значением не следует пренебрегать, поскольку в виду их многочисленности они образуют прочные ассоциации. Некоторые исследователи считают вторичные связи даже более важными, чем поперечные дисульфидные связи.

На стабильность замороженного теста может оказывать влияние возможное разрушение и преобразование ковалентных и вторичных связей. Физические и химические реакции, протекающие при замораживании и хранении в замороженном состоянии, происходят в результате образования льда и взаимодействия «дрожжи-тесто». Физическое разрушение вторичных связей в тесте и дрожжах в основном вызывается образованием льда, и утрата вторичных связей, по-видимому, изменяет упорядоченность белковых молекул и вследствие этого оказывает неблаго­приятное воздействие на их свойства. Химические вещества, разрывающие ковалентные связи (например, дисульфиды посредством восстанавливающего действия глютатиона), образуются в результате взаимодействия между мигрирующи­ми из дрожжей веществами и окружающей клейковинной структурой теста. При производстве замороженного теста эти изменения лимитируются технологически или с помощью химических добавок. Оптимизация производства в этом случае имеет целью сохранение структуры теста, а для этого нужно обеспечить максимальную регидратацию и восстановление его структуры в процессе размораживания. В этих целях используются поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые в комплексе с белками клейковины стабилизируют ее структуру, и преобразование дисульфидов белка в клейковину под действием добавляемых окислителей. Хотя физические реакции не являются полностью обратимыми, реальная практика хлебопекарного производства показывает, что при оптимальных условиях значительная часть свойств теста с помощью замораживания сохраняется и затем восстанавливается после размораживания.

Влияние на замороженное тесто восстановителей. Предполагается, что существует зависимость между летальностью дрожжевых клеток в течение холодильного хранения и пониженной газоудерживающей способностью теста в процессе расстойки тестовых заготовок. Это влияние приписывается действию на структуру клейковины высвобождаемых из дрожжей восстанавливающих веществ. Трипептид глютатион, выделенный из активных сушеных дрожжей, также имеет аналогичное влияние на реологические свойства теста. Такие воздействия глютатиона на тесто вызваны реакцией сульфгидрильных групп глютатиона с дисульфидами клейковины, которые связывают структуру клейковины в поперечном направлении. Чисто реологическое воздействие на тесто включает снижение длительности замеса и увеличение растяжимости теста, что с участием другого тиолового компонента (I-цистеина) часто применяется при приготовлении теста без закваски, когда реакцией восстановления из дрожжей можно управлять за счет применения разного количества соответствующих окислителей.

Ситуация с замороженным тестом менее благоприятна для корректировки восстановительного действия глютатиона. Жидкая фаза в замороженном тесте, рассматриваемом в качестве системы, присутствует в ограниченном количестве, вызывая высокие локальные концентрации восстановителя в жидкости, примы­кающей к дрожжевым клеткам. Возможность диффузии восстановителя по всему тесту в ходе размораживания также ограничена. Перемешивание или переработка замороженного или размороженного теста могли бы равномерно распределить глютатион и произвести определенное окисление теста за счет включения (окклюзии) воздуха, но хотя эта процедура могла бы улучшить эффективность замороженного теста, такой подход невозможно реализовать практически. Поскольку равномерное распределение выделенного восстановителя в замороженном тесте невозможно, он воздействует на структуру клейковины локально.

Влияние протеолитических ферментов. Ослабление теста может быть вызвано также действием протеазы, разрывающей пептидные связи белков. Эта реакция ослабляет структуру клейковины с последующим снижением газоудерживающей способности теста и неприемлемым увеличением длительности расстойки теста. Если мука смолота из высококачественной пшеницы, содержание таких ферментов, скорее всего, будет недостаточным, чтобы повлиять на стабильность замороженного теста. Они могут отрицательно влиять на стабильность хранения только в случае использования муки с проростка­ми, которая характеризуется повышенной активностью этих ферментов.

Воздействие замораживания теста на крахмал муки. Характеристики крахмала в мякише хлеба, произведенном из замороженного теста, изменялись вследствие хранения замороженных полуфабрикатов. Эти изменения аналогичны тем, которые сопровождают черствение традиционного хлеба. Были выявлены значимые положительные корреляции между отношением амилоза/амилопектин, продолжительностью расстойки и объемом хлеба. Амилозо-амилопектиновое отношение имеет отрицательную корреляцию с продолжительностью холодильного хранения. Вместе с тем до сих пор не ясно, отражает ли эта взаимосвязь некий фундаментальный функциональный эффект или просто свидетельствует о высокой степени разложения растворимых полимеров крахмала в замороженном тесте.

Отмеченное влияние крахмала на свойства замороженного теста, похоже, является незначительным, указывая на то, что имеет место перемещение влаги в муке и ингредиентах. Отмеченное явление предполагает разрушение ассоциации клейковины с крахмалом, которое может быть частью процесса деградации теста.

Температура охлаждения и замораживания. Охлаждение теста требует снижения температуры лишь до 4 °С (температуры, поддерживаемой в обычном холодильнике), а замораживание требует, чтобы температура продукта была понижена до уровня, при котором происходит образование льда. В обоих случаях консервация пищевой системы (продукта, рассматриваемого в качестве системы) производится путем снижения скорости физических и химических реакций (изменений), которые происходили бы при комнатной температуре.

В зоне замораживания происходит целый ряд изменений. Во-первых, это фазовый переход воды в лед. В пищевой системе это изменение имеет более сложный характер, чем при замораживании чистой воды, включая многие другие изменения, связанные с этим фазовым переходом.

Замерзание - это кристаллизация жидкой воды в твердую фазу, то есть в лед. Это фазовое изменение происходит, когда температура воды становится ниже 0 °С или когда температура пищевой системы опускается ниже точки замерзания жидкой фазы. В этой точке возможно переохлаждение без образования льда. Неопределенность начала образования льда связана с проблемой «ядрообразования» (кристаллообразования). Согласно различным исследованиям замораживание без кристаллообразования может продолжаться до температуры - 40 °С. При этой температуре ядра возникают спонтанно, и образуется лед. Такой тип кри­сталлообразования называется гомогенетическим. В пищевых системах различные частицы жидкой фазы инициируют кристаллообразование при температуре значительно более высокой, чем - 40 °С. Такой переход называется гетерогенетическим кристаллообразованием. С началом образования ядер может начаться рост кристаллов льда. Поскольку для ядрообразования требуется всего несколько градусов переохлаждения, рост кристаллов льда может происходить при минимальном переохлаждении. Интенсивность кристаллообразования зависит от скорости отбора те­плоты. Морфология кристаллов определяется как скоростью отбора теплоты, так и направлением потока тепла при ее удалении.

Процессы при образовании льда. Лед повышает теплопроводность системы и, как следствие, облегчает удаление теплоты из замораживаемого теста.

При температуре 15 °С удельная теплоемкость воды составляет 4,19 Дж/(г·К) (1 ккал/г, а льда при температуре -10 °С - 0,48 ккал/г (2 Дж/(г·К). Чтобы образовать лед или растопить 1 г льда, скрытую теплоту льдообразования, составляющую примерно 80 ккал/г (335,2 Дж/г), следует отвести из каждого грамма воды.

При быстром замораживании лед образуется внутри клеток и может повреждать их структуру. В случае замораживания теста внутриклеточные кристаллы льда могут снизить ферментативный потенциал дрожжей и воздействовать на структуру оболочек клеток. Они также могут нарушить клейковинную матрицу. Однако простое снижение скорости замораживания при массовом производстве неприемлемо по экономическим причинам - оно увеличивает длительность процесса и снижает производительность. Оптимальным считается сочетание методов быстрого и сверхбыстрого замораживания при строго контролируемых температурах. Этот метод применялся в исследовании, в ходе которого замораживание проводилось в морозильной установке при постоянной температуре -35 °С. Когда внутренняя температура теста снижалась до -17 °С, его упаковывали в полиэтиленовые мешки и помещали на хранение в холодильную камеру с температурой -25 °С.

Дегидратация и миграция влаги в замороженном тесте. Реакции не прекращаются и после помещения продукта на хранение при низкой температуре, при котором скорости физических и химических реакций обычно ниже, чем при обычной температуре окружающей среды. Отмечено ускорение некоторых реакций при температуре, незначительно ниже в точке замерзания. Это явление зачастую связывают с быстрым начальным ростом концентрации не замороженной матрицы между кристаллами льда при понижении температуры. Хотя данное условие присутствует в замораживаемом тесте, но до сих пор эти эффекты не изучались или о них не было сообщений. Отказ от рассмотрения эффектов концентрации в некоторых исследованиях мог привести к недооценке взаимодействия глютатиона и метаболитов дрожжей. Снижать значения рН может также концентрация кислот, участвующих в брожении, и кристаллизация солей. Вероят­но, эти изменения происходят в локализованных областях структуры теста, влияя тем самым на его стабильность. Твердая фаза льда также изменяется: небольшие кристаллы льда растут, образуя крупные кристаллы.

Температурные градиенты в замороженном тесте, создающиеся из-за неизбежных изменений температур в течение низкотемпературного хранения, вызывают миграцию воды вдоль температурных градиентов.

Эти изменения приводят к тому, что компоненты жидкой фазы замороженного теста находятся в метастабильном равновесии, которое в ходе хранения может меняться вместе с точным составом этой фазы. Изменения в перемещении воды могут приводить к потере влаги в некоторых компонентах теста. Например, если мембраны клеток не повреждены или препятствуют проходу льда, осмотическое давление создает силу, способствующую дегидратации клеток.

В зависимости от скорости охлаждения и проницаемости клеточной мембраны по отношению к воде, содержимое клетки может переохладиться. При недостаточно быстром охлаждении клетки внутри могут замерзнуть. При медленном охлаждении образуется только внеклеточный лед, и клетка обезвоживается. Если осаждается соль, происходит ряд изменений рН. Разрушение определенных связей в результате дегидратации может влиять на функциональность теста, но, судя по практической эффективности замороженного теста, большинство этих изменений являются обратимыми.

Размораживание. Замороженное тесто перед проведением расстойки необходимо разморозить. Этот процесс может проходить в различных температурно-временных условиях. Чем выше температура, тем короче должна быть длительность расстойки до достижения заданной высоты теста. После 16 ч хранения тестовых заготовок при температуре - 23 °С и последующего размораживания при указанных четырех режимах длительность их расстойки составляла 101, 61, 147, 182 мин. Эти данные свиде­тельствуют, что для повышения эффективности процесса приготовления замороженного теста, размораживание необходимо и что эту операцию надо проводить медленно при оптимальных временных и температурных условиях. Функциональное действие размораживания проявляется в дегидратации системы - в основном клейковинного каркаса и дрожжевых клеток. Чтобы минимизировать различные химические, ферментативные и физические реакции, оно должно проводиться при рефрижераторной температуре (температуре хранения охлажденного теста). Исходя из производственной целесообразности и основываясь на общей оценке качестве хлеба, рекомендуется размораживание замороженных тестовых заготовок при температуре 5 °С в течение 16 ч.

Важный фактор размораживания - повышенная теплопроводность замороженных продуктов. С термодинамической точки зрения размораживание не является просто обратным процессом по отношению к замораживанию. При размораживании температура продукта, находящегося в теплой среде, быстро повышается, а внутренние температурные градиенты значительно меньше, чем при замораживании. Изолирующий жидкий слой, который образуется на поверхности, замедляет размораживание и способствует деградации продукта. Следовательно, колебания температуры выше зоны замораживания продукта снижают его стабильность и качество, и при транспортировке, обработке и хранении замороженного теста этой ситуации следует избегать.

Расстойка замороженного теста. Продолжительность расстойки замороженных тестовых заготовок после размораживания существенно больше, чем у традиционного теста, что связано с двумя факторами: более низкой температурой размороженных заготовок, помещаемых в расстойный шкаф, и определенным снижением газоудерживающей способности теста и активности дрожжей под влиянием процесса замораживания. Чтобы компенсировать их влияние, расстойка производится при повышенной температуре - 32 °С для хлеба и до 42 °С - для небольших изделий (например, датской сдобы при относительной влажности 75 %). Причиной неравномерного брожения и вследствие этого перерасстоявшихся внешних слоев теста и недорасстоявшейся центральной части может быть большой температурный градиент в тесте для хлебобулочных изделий. Применение более высокой относительной влажности 85-90 % по сравнению с традиционной 75 % может приводить к появлению на корке выпеченных изделий пузырей и светлых пятен.

8.3. Функциональная роль микроингредиентов

в замороженном тесте