background image

215 

 

Andrzej Neryng, Jerzy G bski 

Katedra Techniki i Technologii Gastronomicznej 

Katedra Organizacji i Ekonomiki Konsumpcji 

SGGW Warszawa. 

 

Analiza wpływu parametrów procesu miesienia na jako  pieczywa 

ytnio-pszennego 

 

Streszczenie: 

 

W  pracy  przedstawiono  mo liwo ci  kontroli  parametrów  procesu  miesienia 

ytnio-pszennego ciasta chlebowego ze szczególnym uwzgl dnieniem miesienia 

ze  zmniejszon   pr dko ci   obrotow   mieszadła  w  miesiarce  spiralnej. 

Kontrolowanymi  parametrami  procesu  były:  moment  na  wale  mieszadła, 

temperatura  wyrabianej  masy  oraz  czas  trwania  procesu.  Rejestracja 

parametrów  procesu  realizowana  była  przez  komputer  PC  z   zastosowaniem 

karty  przetwornika  analogowo-cyfrowego.  Wyniki  pracy  dowodz ,  i   zmiana 

czasu trwania miesienia z obni on  pr dko ci  obrotow  mieszadła mała istotny 

wpływ  na  jako   gotowego  wyrobu,  któr   oceniono  w  sposób  instrumentalny 

oraz sensoryczny. 

 

Słowa  kluczowe:  proces  miesienia,  ciasto  chlebowe,  kontrola  procesu 

technologicznego, zarz dzanie procesem. 

 

Wprowadzenie 

Pieczywo  odgrywa  podstawow   rol   w  ywieniu  człowieka.  Stanowi  ono  w 

diecie  około  80%  wszystkich  produkowanych  przetworów  zbo owych  i  jest 

wa nym  ródłem składników energetycznych, budulcowych i reguluj cych.  

Obecnie  przeci tne  miesi czne  spo ycie  pieczywa  wynosi  7-8  kg/osob . 

Bior c  pod  uwag   udział  poszczególnych  rodzajów  pieczywa,  najwi cej,  bo 

a  77-83% ł cznej ilo ci spo ywanego pieczywa stanowi pieczywo mieszane 

( ytnio-pszenne), tj. około 74-79 kg/osob /rok, co daje 6-6,5 kg miesi cznie. 

Pieczywa pszennego spo ywamy około 15% - tj. 13-15 kg/osob /rok, co daje 

miesi czne  spo ycie  na  poziomie  1,1-1,3  kg.  W najmniejszych  ilo ciach,  bo 

tylko  około  2  kg/osob   rocznie  spo ywane  jest  pieczywo  ytnie,  co 

miesi cznie  daje  150-200  g  [ widerski  1999].  Z punktu  widzenia 

ywieniowego  jako  optymaln   struktur   spo ycia  uwa a  si :  65%  ogólnej 

ilo ci  pieczywa  mieszanego,  15%  pieczywa  ciemnego  pszennego  i  ytniego 

oraz 20% pieczywa jasnego pszennego. 

Bardzo istotna pozostaje jako  produkowanego pieczywa, która uzale niona 

jest  od  wielu  czynników.  Jednym  z  nich  jest  proces  wytwarzania.  Za   w 

procesie  wytwarzania  istotnym  jest  proces  przygotowania  ciasta.  Wa ne, 

poza  składem  surowcowym,  jest  dobranie  odpowiedniego  urz dzenia,  jak 

równie  wła ciwego czasu miesienia.  

Wraz  z  rozwojem  techniki  ulegał  zmianom  zakres  stosowanej  technologii 

przetwarzania.  Obecnie  w  stosowanym  procesie  przetwarzania  surowców 

wykorzystuje si  w badaniach zjawiska z pogranicza chemii, fizyki i biologii w 

celu  ustalenia  procesu  produkcyjnego  umo liwiaj cego  popraw   jako ci 

wyrobu  finalnego,  oraz  szybsze  i  ta sze  prowadzenie  procesu 

technologicznego [Ambroziak 1998].  

 

background image

216 

 

Cel i zakres pracy 

 

Celem pracy było okre lenie wpływu czasu miesienia z obni on  pr dko ci  

mieszadła  na  cechy  reologiczne  wyrobionej  masy,  cechy  fizyczne  i 

sensoryczne gotowego wyrobu.  

 

Metodyka 

 

Analizowano  proces  miesienia  ciasta  chlebowego  z wykorzystaniem 

miesiarek  spiralnych.  Materiałem  badawczym  były  ciasta  ytnio-pszenne 

o: 70% udziale maki  ytniej, 30% m ki pszennej; 60% m ki  ytniej, 40% m ki 

pszennej; 50% m ki  ytniej i 50% m ki pszennej, przy 70% udziale wody w 

stosunku  do  m ki.  Dodatki  dro d y, suchego zakwasu  i soli  pozostawały  na 

stałym poziomie. 

Do  procesu  wytwarzania  struktury  u yto  miesiark   spiraln   Sigma  MG  12 

z wbudowanymi  urz dzeniami  własnej  konstrukcji  do  pomiaru  momentu  na 

wale  mieszadła  oraz  temperatury  wyrabianej  masy.  Rejestracj   parametrów 

procesu  miesienia  prowadzono  z  u yciem  komputera  PC  wyposa onego  w 

kart   przetwornika  analogowo-cyfrowego  firmy  ADVANTECH  PCL  818L.  Do 

gromadzenia danych pomiarowych zastosowano pakiet Genie. 

We  wszystkich  badanych  próbach  okre lono  optymalne  czasy  miesienia 

(pozwalaj ce  na  wykształcenie  prawidłowej  struktury)  przy  nominalnej 

pr dko ci  obrotowej  mieszadła  (120  obr/min).  W  nast pnej  cz ci  pracy 

zbadano  mo liwo   podziału  procesu  wyrabiania  ciasta  na  dwa  etapy: 

wst pny  (zarabianie  ciasta)  i  miesienie  wła ciwe.  Zarabiane  ciasta 

prowadzono  przy  szybko ci  mieszadła  zmniejszonej  do  połowy  pr dko ci 

nominalnej  (60  obr/min).  Proces  zarabiania  ciasta  przy  zmniejszonej 

pr dko ci  mieszadła  prowadzono  w  ró nym  czasie,  zaczynaj c  od  60s  a 

ko cz c na 300s. 

Po  zako czeniu  procesu  miesienia  próbki  poddano  ocenie  wła ciwo ci 

reologicznych.  Badania  wła ciwo ci  reologicznych  przeprowadzono  stosuj c 

reotest  rotacyjny  firmy  Haake  RT  20.  Ocenian   cech   reologiczn   była 

warto  modułu spr ysto ci G” [Ferguson 1995, Weipert 1997]. 

Przygotowane  ciasto  poddano  dalszej  obróbce  technologicznej:  podział  na 

k sy,  rozrost,  wypiek.  Gotowy  wyrób  oceniano  instrumentalnie  stosuj c  test 

ci cia  w  maszynie  wytrzymało ciowej  Instron  4301.  Ocenianymi  cechami 

fizycznymi  były:  maksymalna  siła  ci cia  (twardo )  oraz  ugi cie  przy 

maksymalnej sile ci cia (elastyczno ). 

Gotowe  wyroby  oceniano  sensorycznie  stosuj c  skal   pi ciopunktow . 

Ocen  obj to takie cechy jak: twardo , elastyczno , krucho , kształt oraz 

wygl d na przekroju. 

 

Wyniki bada  

 

Analizuj c  przebiegi  momentu  obrotowego  na  wale  mieszadła  mo emy 

zaobserwowa ,  i   najwi kszy  opór  w  trakcie  miesienia  stawiały  ciasta  o 

zawarto ci m ki  ytniej 70%. Przy wyrabianiu tych ciast warto  maksymalna 

mierzonego  momentu  utrzymywała  si   na  poziomie  zbli onym  do 

background image

217 

 

maksymalnego przez długi czas, bowiem ju  po około 4 minutach warto  ta 

była  zbli ona  do  warto ci  maksymalnej  i  trwała  na  zbli onym  poziomie  do 

około 12 minuty (rysunek 1). Ciasta z 70% udziałem m ki  ytniej były najmniej 

wra liwe  na  zbyt  długi  czas  miesienia  tzn.  nie  ulegały  zmianom  synerezy  i 

destrukcji przestrzennego napowietrzonego układu. 

 

Wyniki te dla praktycznego zastosowania oznaczaj , i  najlepsz  stabilizacj  

struktury  charakteryzuj   si   ciasta  z  70%  zawarto ci   m ki  ytniej.  Tego 

rodzaju  ciasta  s   w niewielkim  stopniu  wra liwe  na  niszczenie  struktury  w 

czasie przedłu onego procesu miesienia.  

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

13

0

16

0

19

0

22

0

25

0

28

0

31

0

34

0

37

0

40

0

43

0

46

0

49

0

52

0

55

0

58

0

61

0

64

0

67

0

70

0

73

0

76

0

79

0

82

0

Czas trwania procesu [s]

M

om

en

t [

N

m

]

M 70%

M 60%

M 50%

 

Rys. 1. Przebiegi zmian momentu obrotowego na wale mieszadła 

w ci gu 14 min. miesienia ze stał  pr dko ci  obrotow  

mieszadła 120 obr/min. 

Fig.  1.  Runs  of  changes  in  output  torque  of  a  mixer  within  14 

minutes  of  kneading  at  constant  rotational  speed  of  a 

mixer 120 rpm 

background image

218 

 

Najwi kszy przyrost temperatury wyrabianej masy zaobserwowano dla 

prób  o  zawarto ci  m ki  ytniej  50%.  Najmniejszy  wzrost  temperatury 

wyrabianej  masy  zanotowano  w  próbach  z  70%  udziałem  m ki  ytniej 

(rysunek 2). 

20

22

24

26

28

30

32

34

13

0

17

0

21

0

25

0

29

0

33

0

37

0

41

0

45

0

49

0

53

0

57

0

61

0

65

0

69

0

73

0

77

0

81

0

Czas [s]

Te

m

pe

ra

tu

ra

 w

yr

ab

ia

ne

j m

as

C

]

M 70%

M 60%

M 50%

 

Rys 2. Przebiegi zmian temperatury dla ró nych receptur w ci gu 

14  minut  miesienia  ze  stał   pr dko ci   obrotow  

mieszadła. 

Fig. 2.  Runs  of  changes  in  temperature  for  different  recipes 

within  14  minutes  of  kneading  at  constant  rotational 

speed of a mixer 

 

Ocena  jako ci  przygotowanego  ciasta  poprzez  pomiar  jego  spr ysto ci 

wykazała,  i   najwi ksza  spr ysto   wynosz ca  nawet  ponad  30 000  Pa 

wyst piła w ciastach o najwi kszej (50%) zawarto ci m ki pszennej. 

 

Najlepszymi  wła ciwo ciami  spr ystymi  w  próbie  o  zawarto ci  m ki 

pszennej 50% charakteryzowała si  masa wyrabiana przez 120s z pr dko ci  

mieszadła 60 obr/min (rysunek 4). Maksymalne warto ci modułu spr ysto ci 

ciasta  w  pozostałych  badanych  próbach  wyst piły  równie   po  miesieniu  z 

obni on  pr dko ci  przez okres 120s. 

 

W  pomiarach  maksymalnej  siły  ci cia  P

max

  zaobserwowano  we  wszystkich 

badanych próbach wzrost siły ci cia spowodowany przedłu aniem miesienia 

z  pr dko ci   60  obr/min,  co  powodowało  zwi kszenie  twardo ci  chleba. 

Analiza  ugi cia  przy  maksymalnej  sile  ci cia  l

max

  informuje  nas  o 

elastyczno ci wyrobu. W próbach o 70% zawarto ci m ki  ytniej najwi ksz  

elastyczno ci  charakteryzował si  wyrób, w którym zastosowano 120s czas 

miesienia  z  obni on   pr dko ci .  Najwy sz   ocen   sensoryczn   dla  tego 

składu  uzyskała  próba  wyrabiana  z  obni on   pr dko ci   przez  180s. 

Najwi ksz   wydajno   (obj to )  posiadała  równie   próba  wyrabiana  przez 

180s. 

 

background image

219 

 

0

5000

10000

15000

20000

25000

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300

Czas [s]

M

od

 s

p

ys

to

ci

 G

[P

a]

60 s

120 s

180 s

240 s

300 s

czas [s]

 

Rys. 3. Moduł spr ysto ci G” dla prób o zawarto ci m ki  ytniej 

70%  i  zawarto ci  m ki  pszennej  30%  wyrabianych  w 

ró nych  czasach,  z  połow   pr dko ci  nominalnej 

(60 obr/min). 

Fig.  3.  Modulus  of  elasticity  „G”  of  dough  with  50%  rye  flour 

content  and  30%  wheat  flour  content  kneaded  within 

different times at half a nominal speed (60 rpm) 

 

W  próbach  o  zawarto ci  m ki  ytniej  60%  do   wysoka  elastyczno  

wyrobów utrzymywała si  w przypadku mas poddanych miesieniu z obni on  

pr dko ci   (60  obr/min)  w  czasie  od  120  do  240s.  Najlepsz   za   ocen  

sensoryczn   zanotowano  dla  wyrobu,  dla  którego  zastosowano  180s  czas 

miesienia z obni on  pr dko ci . Maksymalna wydajno  wyst piła w próbie 

wyrabianej  z  połow   pr dko ci  przez  3  minuty.  Dłu szy  czas  miesienia  z  t  

pr dko ci  powodował znaczne zmniejszenie wydajno ci. 

 

Najbardziej  stabiln   elastyczno   posiadały  próby  o  najmniejszej  zawarto ci 

m ki  ytniej (50%) oraz utrzymywała si  ona na zbli onym poziomie dla mas 

wyrabianych  z  połow   pr dko ci  nominalnej  przez  czas  od  60  do  240s. 

Najwy sz  ocen  sensoryczn  oraz wydajno  zaobserwowano dla pieczywa 

otrzymanego  z  ciasta  wyrabianego  z  obni on   pr dko ci   mieszadła  przez 

60s. 

background image

220 

 

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315

Czas [s]

M

od

 s

pr

ys

to

ci

 G

[P

a]

60 s

120 s

180 s

240 s

300 s

czas [s]

 

Rys 4. Moduł spr ysto ci G” ciast o zawarto ci m ki  ytniej 50% 

uzyskiwanych  przy  ró nych  czasach  zarabiania  z 

pr dko ci  (60 obr/min). 

Fig.  4.  Modulus  of  elasticity  „G”  of  dough  with  50%  rye  flour 

content  kneaded  within  different  times  at  a  speed  (60 

rpm) 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

60

120

180

240

300

P

m

ax

 [

N

],

 I

m

ax

 [

m

m

],

 o

ce

na

 s

en

so

ry

cz

na

 

[p

kt

]

82%

84%

86%

88%

90%

92%

94%

96%

98%

100%

Czas miesienia ze zmniejszon  pr dko ci  [s]

W

yd

aj

no

 [

%

]

Pmax [N]

Imax [mm]

Wydajno  [%]

Sensoryka [pkt]

 

Rys  5.  Ocena  instrumentalna  i  sensoryczna  cech  gotowego 

wyrobu o 70% dodatku m ki  ytniej 

Fig.  5.  Instrumental  and  sensory  analyses  of  finished  product 

characteristics with a 70% addition of rye flour 

[p

kt

 

background image

221 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

60

120

180

240

300

Czas miesienia ze zmniejszon  pr dko ci  [s]

P

m

ax

 [N

], 

Im

ax

 [m

m

], 

oc

en

se

ns

or

yc

zn

[p

kt

]

75%

80%

85%

90%

95%

100%

W

yd

aj

no

 [%

]

Pmax [N]

Imax [mm]

Wydajno  [%]

Sensoryka [pkt]

 

Rys  6.  Ocena  instrumentalna  i  sensoryczna  cech  gotowego 

wyrobu o 60% dodatku m ki  ytniej. 

Fig.  6.  Instrumental  and  sensory  analyses  of  finished  product 

characteristics with a 60% addition of rye flour 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

60

120

180

240

300

Czas miesienia ze zmniejszon  pr dko ci  [s]

P

m

ax

 [N

], 

Im

ax

 [m

m

], 

oc

en

se

ns

or

yc

zn

[p

kt

]

80%

82%

84%

86%

88%

90%

92%

94%

96%

98%

100%

W

yd

aj

no

 [%

]

Pmax [N]

Imax [mm]

Wydajno  [%]

Sensoryka [pkt]

 

Rys  7.  Ocena  instrumentalna  i  sensoryczna  cech  gotowego 

wyrobu o 50% dodatku m ki  ytniej. 

Fig.  7.  Instrumental  and  sensory  analyses  of  finished  product 

characteristics with a 50% addition of rye flour 

Wnioski 

 

Istnieje  zale no   pomi dzy  czasem  miesienia  z  pr dko ci   równ   połowie 

pr dko ci nominalnej a wła ciwo ciami reologicznymi masy. 

background image

222 

 

Zbyt  krótki  czas  miesienia  z  obni on   pr dko ci   spowodował  niewła ciwe 

„zarobienie”  ciasta  i  ni sz   jako   pieczywa  ocenian   instrumentalnie,  jak 

i sensorycznie.  Zbyt  długi  czas  miesienia  z  t   pr dko ci   spowodował 

powstanie bardziej zbitej struktury. 

Zarówno krótszy, jak i dłu szy od stosowanego w praktyce czas miesienia z 

pr dko ci   mieszadła  60  obr/min  spowodował  zmniejszenie  wydajno ci 

obj to ciowej gotowego wyrobu. 

 

Bibliografia 

 

Ambroziak Z. 1998: Produkcja piekarsko-ciastkarska, WSiP. Warszawa. 

 

Ferguson  J.,  Kembłowski  Z.,  1995:  Reologia  stosowana  płynów. 

Wydawnictwo MARCUS s. c. Łód . 

 

widerski  F.  Red.  1999:  Towaroznawstwo 

ywno ci  przetworzonej. 

Wydawnictwo SGGW, Warszawa. 

 

Weipert D. 1997: Determining rheological properties of cereal products using 

dynamic mechanical analysis in compression mode, American Association of 

Cereal Chemists, Inc. Vol. 42, NO.3. 

 

The control and operation of structure creating process by using helix 

mixer 

 

Sumary: 

 

In this research work is presented the control posibilitis in the rye-weat 

dough  structure  creation  by  appling  helix  mixer.  It  was  controled 

moment  on  the  shaft  and  the  temperature  of  mixed  mass.  The 

registration  process  was  curried  by  PC  computer  with  appling  analog-

digital  processor.  The  research  results  gave  evidence  that  the  mixing 

duration  time  dependent  on  flour  taking  part  in.  The  diversified  water 

contribution had no essential influence on the mixing lasting process.  

 

Key  words:  structure  creation,  bread  dough,  the  process  control  and 

process management