Fermentarea finala a aluatului

FERMENTAREA FINALA A ALUATULUI

Scop tehnologic

In timpul operatiilor de divizare si modelare, o parte importanta din dioxidul de carbon

acumulat in aluat este eliminata.

Daca bucata de aluat modelata este introdusa imediat la coacere, painea se obtine cu volum redus, miez compact, foarte putin afanat, greu asimilabila si coaja cu crapaturi si rupturi.

Scopul principal al fermentarii finale este afanarea bucatii de aluat prin acumularea dioxidului de carbon care se formeaza in fermentatia alcoolica produsa de drojdie. Dioxidul de carbon format disloca miceliile de gluten lipite la modelare si formeaza o structura poroasa.

Afanarea aluatului

Volumul si structura porozitatii painii depind direct de dioxidul de carbon acumulat in timpul fermentarii (dospirii) finale si in primele minute de coacere, cand procesul de afanare continua. Aceste caracteristici ale painii sunt conditionate de cantitatea de dioxid de carbon formata, de dinamica formarii lui si de capacitatea aluatului de a retine gazele formate.

Formarea gazelor trebuie sa creasca treptat pe parcursul fermentarii finale si sa atinga maximul in momentul introducerii aluatului in cuptor. Scaderea intensitatii de formare a gazelor la sfarsitul dospirii conduce la obtinerea produselor de calitate inferioara.

Dinamica si intensitatea formarii gazelor sunt influentate de proprietatile de panificatie ale fainii, compozitia aluatului, procedeul tehnologic de preparare a aluatului, parametri spatiului de dospire.

Capacitatea de retinere a gazelor depinde de proprietatile reologice ale aluatului, vascozitatea si extensibilitatea lui.

Aluaturile de panificatie au capacitate limitata de retinere a gazelor de fermentare. La inceputul fermentarii intreaga cantitate de gaze formata este retinuta si bucata de aluat isi mareste volumul proportional cu cantitatea de gaze formate si presiunea la care acestea sunt retinute. Pe masura inaintarii procesului de fermentare, cresterea volumului aluatului devine mai lenta, pana cand, atingand un maxim, aluatul nu-si mai modifica volumul. In acest timp se formeaza noi cantitati de gaze, dar numai o parte este retinuta de aluat, restul se pierde in atmosfera. Este momentul in care presiunea gazelor din pori depaseste limita de curgere, de rezistenta a  aluatului si peretii porilor se rup.

Cantitatile de gaze retinute, volumul maxim atins de aluat si viteza de atingere a acestui maxim depind de proprietatile reologice ale aluatului, care la randul lor depind de calitatea fainii si de regimul tehnologic adoptat. Acestea sunt cu atat mai mari cu cat faina este de calitate mai buna.

Pe masura cresterii volumului bulelor de gaz si a solicitarilor asupra peretilor porilor, acestia se rup in lant si se formeaza microcanale prin care gazele se pierd, determinand scaderea volumului bucatii de aluat.

Pe langa fermentatia alcoolica, in aluat continua si fermentatia lactica si aciditatea bucatii de aluat creste.

Ca urmare a proceselor microbiologice, in bucata de aluat se acumuleaza si o serie de substante organice care intra in buchetul de aroma al painii, aldehide, esteri, alcooli superiori, acizi.

De asemenea, continua procesele biochimice si coloidale care determina cresterea cantitatii de substante solubile, glucide, aminoacizi, care interactioneaza la coacere formand melanoidine, substante ce coloreaza coaja.

Efectul de forma al fermentarii finale

In timpul fermentarii finale in mod normal, bucatile de aluat sufera un proces de latire. Acesta, alaturi de acumularea de gaze, modifica forma bucatii de aluat, exprimata prin indicele de forma h/d .

In functie de proprietatile reologice ale aluatului, latirea bucatii de aluat poate avea loc in trei moduri:

a) latire cu variatia inaltimii pozitiva(Δh >0);

b) latire cu variatia inaltimii constanta (Δh=0);

c)    latire cu variatia inaltimii negativa (Δh<0).

Toate operatiile anterioare fermentarii finale, de cultivare a drojdiilor, de creare a unui anumit pH si a unor proprietati reologice ale aluatului au avut drept scop crearea conditiilor pentru desfasurarea in cele mai bune conditii a acestei operatii, decisiva pentru calitatea painii: capacitate buna de formare si retinere a gazelor si de pastrare a formei.

Parametrii operatiei de fermentare finala

Acesti parametri se refera la parametri spatiului de fermentare finala si la durata operatiei.

Parametrii spatiului de fermentare finala (dospire) sunt temperatura si umiditatea relativa a mediului.

Intre bucata de aluat si spatiul de fermentare finala au loc un schimb de caldura si un schimb de umiditate.

Temperatura spatiului de fermentare finala se alege astfel incat sa se asigure o intensitate suficienta a fermentatiei alcoolice si in acelasi timp sa se protejeze proprietatile reologice ale aluatului, de care depind capacitatea de retinere a gazelor si deformarea in timpul operatiei, temperatura influentand constanta vitezei tuturor proceselor din bucata de aluat.

Datorita schimbului de caldura cu spatiul de fermentare finala, bucata de aluat isi modifica temperatura de la valoarea pe care o are la intrarea la operatia respectiva pana la o temperatura de echilibru.

Pentru bucatile de aluat cu proprietati reologice normale, obtinute din fainuri de calitate buna si foarte buna si prelucrate corespunzator, temperatura spatiului de fermentare finala este de 30-35°C. Aceasta temperatura este necesara pentru a asigura in timpul operatiei o intensitate mare a procesului de fermentatie in vederea afanarii aluatului.

La o temperatura sub 30°C intensitatea fermentatiei alcoolice este relativ mica, iar produsul se obtine cu volum mic si porozitate necorespunzatoare. De asemenea, datorita faptului ca la temperaturi sub 30°C drojdiile se mai inmultesc inca, painea capata gust particular de drojdie.

Temperaturi sub 30°C sunt indicate la fermentarea finala a bucatilor de aluat cu proprietati reologice slabe, obtinute din fainuri de calitate slaba sau din aluaturi suprafermentate in fazele anterioare ale procesului tehnologic.

Temperaturi peste 35°C, de 37 si chiar 40°C pot fi folosite la fermentarea finala a bucatilor de aluat provenite din fainuri puternice. Se obtine o scurtare a duratei operatiei cu aproximativ 15%.

Umiditatea relativa a aerului din spatiul de fermentare finala trebuie sa aiba valori care sa evite uscarea sau umectarea suprafetei exterioare a bucatii de aluat. Pentru aceasta valoarea optima este de 70-85%. Pentru a garanta acelasi efect al umiditatii relative asupra suprafetei bucatii de aluat, la marirea temperaturii mediului cu 5°C umiditatea relativa trebuie redusa cu 10%.

Fermentarea finala in mediu cu umiditatea relativa mica (sub 55%) conduce la formarea pe suprafata bucatii de aluat a unei pojghite uscate care, in urma cresterii volumului bucatii de aluat la dospire si coacere, datorita solicitarilor la intindere, se rupe, conducand la aparitia crapaturilor si rupturilor pe suprafata produsului.

Umiditatea relativa a aerului peste 90% umecteaza suprafata bucatilor de aluat, ceea ce accentueaza latirea acestora si lipirea lor de panza panacoadelor sau de casetele leaganelor, precum si aparitia de defecte cum sunt rumenire neuniforma, basici sub coaja.

Durata operatiei de fermentare finala

Durata (timpul) de fermentare finala a bucatilor de aluat variaza in limite foarte largi, de la 15 la 90 min  in functie de o serie de factori:

masa bucatii de aluat;

calitatea fainii;

compozitia si consistenta aluatului;

gradul de fermentare a aluatului in cuve;

tehnologia de preparare a aluatului.

Produsele de masa mica, la care durata de coacere este scurta si deci drojdiile sunt distruse termic repede, ne mai avand timp pentru formarea unei cantitati suficiente de dioxid de carbon pentru afanarea aluatului, au durata de fermentare finala mai mare.

Produsele de masa mare, care la coacere se incalzesc mai greu si ca urmare si temperatura de distrugere termica a drojdiilor se atinge mai greu, procesul de fermentatie alcoolica continuand un timp mai indelungat dupa introducerea in cuptor, au durata de fermentare mai scurta (tabel 5.8.).

Tabel 5.8. Durata operatiei de fermentare finala

Relatia intre durata de fermentare finala si durata de coacere se explica prin faptul ca fermentarea finala reprezinta numai prima etapa de afanare a aluatului, etapa a doua avand loc in prima parte a procesului de coacere. Cu cat durata acesteia din urma este mai mica, cu atat durata fermentarii finale trebuie sa fie mai mare.

Durata fermentarii finale creste in cazul prelucrarii fainurilor puternice, atunci cand aluatul in cuva nu a fermentat suficient, cand are consistenta mare, la adaugarea unor cantitati insemnate de zahar si grasimi (peste 10-15%), in cazul aluatului congelat.

Durata fermentarii finale este mai mica decat cea normala la prelucrarea fainurilor de calitate slaba si a aluaturilor cu consistenta mica (aluaturi moi) care au capacitate mica de retinere a gazelor si de mentinere a formei.

Intre durata de fermentare finala si temperatura la care aceasta are loc, exista in general, o relatie inversa, in sensul ca pentru acelasi aluat, optimul fermentarii finale se atinge cu atat mai repede cu cat temperatura este mai mare.

Nerealizarea duratei optime de fermentare finala conduce la produse de slaba calitate. La scurtarea duratei operatiei, volumul painii poate scade cu pana la 30%, porii ramanand mici, insuficient dezvoltati. Prelungirea fermentarii finale peste momentul optim conduce, de asemenea, la produse cu volum mic, aplatizate. Defectul apare in acest caz datorita scaderii capacitatii aluatului de a retine gazele de fermentare si a capacitatii de mentinere a formei in urma inrautatirii proprietatilor lui reologice. Consumul marit de glucide in procesele fermentative fac ca painea obtinuta din aluat fermentat final un timp excesiv sa aiba coaja insuficient colorata si aroma slaba.

Stabilirea duratei optime a fermentarii finale

Durata optima a dospirii finale se stabileste organoleptic pe baza modificarii volumului, formei si proprietatile fizice ale bucatii de aluat.

Gradul de fermentare finala se stabileste astfel:

a) Fermentarea finala incompleta se recunoaste dupa volumul insuficient dezvoltat al bucatii de aluat, elasticitatea mare a aluatului, care la apasarea usoara cu degetul revine imediat la forma initiala dupa inlaturarea apasarii, si faptul ca nu este moale si pufoasa. De asemenea, in acest caz, bucata de aluat are in sectiune forma rotunda, apropiata de forma obtinuta la modelare, iar porii sunt mici, nedezvoltati. Prin coacerea unui astfel de aluat, forma rotunda a sectiunii se accentueaza, porii raman insuficient dezvoltati si orientati cu axa mare pe verticala. Painea coapta in forma are coaja superioara bombata si este desprinsa de peretele formei.

b) Fermentarea finala optima corespunde momentului cand bucata de aluat are volumul bine dezvoltat, la apasare usoara cu degetul revine relativ lent la forma initiala dupa inlaturarea apasarii, este moale si pufoasa la palpare, iar in sectiune prezinta o oarecare latire. Porii au forma ovala si inclinati cu axa mare la un unghi de aproximativ 45-50 fata de orizontala.

c) Fermentarea finala depasita se recunoaste dupa forma aplatizata a bucatii de aluat, pierderea elasticitatii aluatului, care la apasare usoara cu degetul revine foarte greu sau deloc la forma initiala dupa inlaturarea apasarii, porii sunt alungiti cu axa mare in pozitie orizontala, deformati datorita greutatii proprii a aluatului.

Instalatii pentru operatia de fermentare finala

In principiu, instalatiile  pentru fermentarea finala constau din suprafete suport fixe sau mobile, pe care se aseaza bucatile de aluat si a caror marime este functie de marimea bucatii de aluat, respectiv suprafata ocupata de o bucata de aluat Ds, numarul de bucati de aluat prelucrate in unitatea de timp N₀ si durata de fermentare finala t_Ff.

pentru Ds si N₀ constanti, S=f(t_Ff

In practica aceste instalatii se numesc dospitoare.

Dupa modul de functionare, instalatiile pentru fermentare finala pot fi:

cu functionare discontinua;

cu functionare continua

Instalatii pentru fermentarea finala discontinue

Aceste instalatii constau din dulapuri mobile. Se folosesc in sectiile de mica capacitate si pot deservi cuptoare cu functionare discontinua sau continua.

Instalatii de fermentare finala continue

Aceste instalatii sunt utilizate in fabrici mari, mecanizate, cu cuptoare continue.

Din punct de vedere constructiv pot fi:

dospitoare cu leagane;

dospitoare cu benzi (tunel

Dospitoare cu banda (tunel)

In principiu, aceste dospitoare sunt formate dintr-un tunel termoizolat prin care circula o banda transportoare. Pe aceasta banda se aseaza bucatile de aluat supuse dospirii. Ele se incarca pe la unul din capetele benzii si se descarca pe la capatul opus. Timpul cat bucatile de aluat parcurg dospitorul reprezinta timpul de fermentare finala.

Dospitoarele cu banda deservesc cuptoarele tunel. Pentru ca transferul aluatului din dospitor in cuptor sa se faca cu usurinta, se recomanda ca cele doua benzi sa aiba aceeasi latime si aceeasi viteza de deplasare.

Din punct de vedere constructiv, dospitoarele tunel pot fi cu o banda sau cu mai multe benzi.

Dospitorul tunel cu o singura banda

Este format dintr-o banda transportoare care strabate camera de fermentare sub forma de tunel. Transferul aluatului in cuptor se face simplu, dar prezinta dezavantajul ca necesita suprafata foarte mare de constructie si nu se poate varia timpul de dospire decat daca se modifica si timpul de coacere si capacitatea liniei. Dospitoarele cu o singura banda au gabarit mare si nu permit modificarea timpului de dospire decat daca se modifica si timpul de coacere care atrage dupa sine modificarea debitului.

Conditia de functionare a dospitorului cu banda este:

v_c=v_d  si p_c=p_d;

unde: v_c - viteza benzii cuptorului;  v_d - viteza benzii dospitorului; p_c - pasul bucatilor de aluat pe banda cuptorului; p_d - pasul bucatilor de aluat pe banda dospitorului

Lungimea benzii dospitorului se calculeaza pentru timpul maxim de dospire.

Dospitorul cu doua benzi suprapuse

In acest caz lungimea totala a spatiului benzii de dospire se imparte in doua. Se scurteaza astfel lungimea tunelului de dospire si se poate regla durata de fermentare finala in limitele timpului maxim de dospire si jumatatea acestuia (timpul minim de dospire).

Dospitorul (fig. 5.21.) consta din doua camere de fermentare suprapuse 1 si 1 , in care se gasesc benzile transportoare orizontale 2 si 2 , prevazute cu sistemele de intindere 3 si 3 si sistemele de actionare independente 4 si 4 . Ramurile active ale benzilor se sprijina pe suprafete suport. Pe aceste benzi se incarca bucatile de aluat supuse dospirii.

Fig. 5.21. Schema dospitorului final cu doua benzi suprapuse

Daca se incarca si se descarca o singura banda a dospitorului se realizeaza timpul minim de dospire. Daca se incarca alternativ ambele benzi, atunci banda care se incarca se deplaseaza iar cealalta stationeaza. In cazul in care timpul de stationare a fiecareia din cele doua benzi este egal cu timpul minim de dospire, se realizeaza timpul maxim de dospire. Pentru un timp intermediar de dospire, situat intre timpul minim si timpul maxim de dospire, ambele benzi functioneaza, dar ele sunt incarcate incomplet, numai pe o anumita lungime a lor, iar timpul de stationare este inferior timpului minim de dospire.

Banda auxiliara 5 functioneaza tot timpul pentru a prelua bucatile de aluat de pe banda 2 sau 2 si a le transfera pe banda cuptorului.

Forma celor doua benzi ale dospitorului este diferita si aleasa astfel incat sa fie usurata munca operatorului la incarcarea cu bucati de aluat si pentru a se putea racorda la banda auxiliara de descarcare.

Camerele de fermentare ale dospitorului sunt climatizate.