W wydaniu MB#11 (link poniżej) przedstawiliśmy krótką charakterystykę wybranych metod badania cech reologicznych ciasta pszennego. Tym razem szerzej opiszemy jedną z najstarszych metod badania właściwości reologicznych ciasta ‒ ocenę farinograficzną.

Metodykę oceny cech farinograficz­nych określono w normie PN-ISO 5530-1: Mąka pszenna – Fizyczne właściwości ciasta – Oznaczanie wodochłon­ności i właściwości reologicznych za pomocą farinografu. W ocenie farinograficznej wyzna­czana jest wodochłonność mąki i badane są zmiany konsystencji oraz elastyczności ciasta uzyskanego z mąki pszennej i wody podczas jego tworzenia i dalszego miesienia.

Oznaczenie farinograficzne rozpoczyna się w momencie mieszania mąki z wodą, w trakcie którego następuje uwodnienie składników mąki i połączenie ich w spoistą masę – ciasto. Na wykresie farinograficznym, tzw. farinografie, reje­strowany jest wówczas wzrost oporu stawianego przez ciasto mieszadełkom w trakcie miesienia. Podczas miesienia woda znika z powierzchni ciasta, która staje się sucha i gładka.

Elementy wykresu farinograficznego
Na etapie rozwoju ciasta, który trwa od jednej do kilku minut, w zależności od rodzaju mąki i ilości dodanej wody, ciasto zaczyna oddzielać się od ścian miesiarki. Po osiągnięciu maksy­malnej wysokości wykresu opór stawiany przez ciasto stabilizuje się przez krótszy lub dłuższy czas. Etap ten nazywany jest fazą stałości konsystencji ciasta i wyraża tolerancję ciasta na miesienie. Pod wpływem dalszego miesienia właściwości ciasta stopniowo zaczynają się zmieniać. Ciasto staje się mniej sprężyste, a bardziej ciągliwe, zaczyna tracić spoistość, nabiera cech mazistych i coraz bardziej upłynnia się. Na wykresie zmiany te rejestrowane są w postaci zmniejszenia oporu ciasta.

Z wykresu farinograficznego odczytywane są:

• czas rozwoju ciasta (min),

• czas stałości ciasta (min),

• rozmiękczenie ciasta (FU),

• liczba jakości (mm) (rys. 1-2).

Mąki pszenne produkowane w zakła­dach młynarskich w Polsce charak­teryzują się dużym zróżnicowaniem wartości parametrów farinogra­ficznych. W tabeli 1 przedstawiono przedziały, w których – według badań ZPZiP IBPRS – kształtują się wartości parametrów oceny farino­graficznej wybranych typów mąki pszennej, określonych w normie PN-A-74022:2003: Przetwory zbożo­we – Mąka pszenna. Zróżnicowanie wyników poszczególnych parametrów w danym typie mąki pszennej wskazu­je, że może ona znaleźć zastosowanie do produkcji szerokiego asortymentu pieczywa.

 Tabela 1. Zestawienie wyników oceny farinograficznej typów mąki pszennej produkowanej w Polsce (od-do). Źródło: Badania ZPZiP IBPRS

Wodochłonność a jakość mąki
Typ mąki nie jest już podstawowym nośnikiem informacji o możliwości wykorzystania mąki (np. typ 550 – mąka tzw. bułkowa, typ 750 – mąka tzw. chlebowa). W ofercie zakładów młynarskich, w ramach danego typu mąki pszennej określonego w PN-A-74022, są mąki specjalistyczne, przeznaczone do produkcji konkret­nego asortymentu pieczywa. Młyny oferują mąkę pszenną typ 550 Luksu­sowa o parametrach jakościowych kształtowanych w zależności od jej dalszego przeznaczenia, m.in. do produkcji bułek, biszkoptów, tostów, ciastek, wafli czy paluszków.

Na podstawie uzyskanych parametrów farinograficznych można wnioskować o jakości i wartości wypiekowej mąki, czyli o możliwym kierunku wykorzysta­nia. Im większa wodochłonność, tym większa jest wydajność sporządzanego ciasta. Długi czas rozwoju i czas stałości oraz małe rozmiękczenie wskazują na silną mąkę o mocnym glutenie, odporną na zmęczenie w trakcie miesienia. Mąki pszenne o wyższej zawartości popiołu charakte­ryzują się wyższą wodochłonnością, która uzależniona jest od wielu czynników, takich jak: liczba i jakość białek glutenowych, stopień uszkodzenia skrobi, a także wyciąg i granulacja mąki. Wodochłonność może być kształtowa­na w młynie m.in. poprzez odpowiedni dobór mieszanek przemiałowych lub odpowiednie ustawienie szczeliny mielącej, która wpływa na granulację mąki i stopień uszkodzenia skrobi.

Interpretacja farinogramów
Istnieje kilka sposobów interpretacji wykresów farino­graficznych. Rohlich i Brückner zaproponowali klasyfika­cję mąki pszennej na „słabą” i „mocną” na podstawie wodochłonności, czasu rozwoju i czasu stałości ciasta oraz rozmiękczenia. Mąka „słaba” (rys. 1), przeznaczona do produkcji wyrobów ciastkarskich, różni się jakościowo od mąki „mocnej” (rys. 2), przeznaczonej do produkcji pieczywa. Mąka „słaba” powinna charakteryzować się niską wodochłonnością (np. 50,5%), krótkim czasem rozwoju i stałości (poniżej 2 min) oraz dużym rozmięk­czeniem ciasta (150 FU). Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, że z mąki o zbliżonym poziomie wodochłonności parametry jakościowe mąki można uzyskać ciasto, które charakte­ryzuje się inną podatnością na obróbkę mechaniczną.

Tabela 2. Interpretacja wykresów farinograficznych mąki „słabej” (przedstawionych na rys. 1) i mąki „mocnej” (przedstawionej na rys. 2) 

W tabeli 2 przedstawiono interpretację dwóch wykresów farinograficznych zaprezentowanych na rys. 1-2, uzyska­nych z badania dwóch próbek mąki o zbliżonym poziomie wodochłonności. Mąka „słaba”, przeznaczona do produk­cji wafli, charakteryzowała się krótkim czasem rozwoju i czasem stałości ciasta (poniżej 2,5 min) oraz dużym rozmiękczeniem ciasta (140 FU). Mąka „mocna”, przeznaczona do wypieku pieczywa tostowego, odznaczała się długim czasem rozwoju i stałości ciasta (powyżej 10 min) oraz małym rozmięk­czeniem ciasta (30 FU).

Tabela 3A. Przykłady interpretacji wykresu farinograficznego

Wykresy farinograficzne interpreto­wane są także przy uwzględnieniu mniejszej liczby parametrów, np. tylko rozmiękczenia ciasta i czasu stałości (tab. 3A), z charakterystyką jakości mąki w pięciostopniowej skali – od mąki bardzo słabej do bardzo dobrej. Zaproponowano także czterostopniową skalę (tab. 3B), uwzględniającą oprócz wodochłonności i czasu rozwoju ciasta wskaźnik tolerancji na miesienie (ang. Mixing Tolerance Index – MTI). Wskaź­nik MTI wyraża różnicę między górną krawędzią wykresu w maksymalnej wysokości a górną krawędzią wykresu po następnych 5 minutach miesienia.

 Tabela 3B. Przykłady interpretacji wykresu farinograficznego

Często zadawane jest pytanie, czy na podstawie znanych dla mąki pszennej wartości wyróżników jakościowych, takich jak: zawartość białka, ilość i rozpływalność glutenu albo wskaźnik sedymentacyjny Zeleny’ego, można określić wartości poszczególnych para­metrów farinograficznych. Obliczone w badaniach ZPZiP IBPRS współczyn­niki korelacji między zawartością białka i ilością glutenu a wodochłonnością mąki, czasem rozwoju ciasta, czasem stałości i liczbą jakości nie przekra­czały wartości r = 0,72. Otrzymane zależności umożliwiają wnioskowanie o przybliżonych wartościach parame­trów farinograficznych. Nie pozwalają jednak na opracowanie wzorów przeli­czeniowych w celu ustalania z dokład­nością akceptowaną w przemysłach młynarskim i piekarskim wartości para­metrów farinograficznych na podstawie znanych dla danej próbki mąki pszennej wartości podstawowych wyróżników jakościowych (rys. 3).

Ocena farinograficzna mąki pozwala na badanie ciasta w warunkach zbliżonych do warunków produkcyjnych, dzięki czemu umożliwia pełniejsze określenie jakości mąki i przydatności do obróbki mechanicznej niż podstawowe metody,
takie  jak  zawartość  białka  czy  ilość  glutenu.  

Artykuł pochodzi z numeru drukowanego Mistrza Branży luty 2013

Anna Szafrańska
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego, Zakład Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa

Warto przeczytać

• 1) Ocena aktywności enzymów amylolitycznych mąki
• 2) Metody reologiczne badania ciasta pszennego
• 3) Zmienna jakość mąki