Tärkkelyksen tilavuusosuuden rooli vehnätaikinan reologiassa

Abstract

Työssä tutkittiin tärkkelyksen tilavuusosuuden reologista merkitystä vehnäleivonnan taikinavaiheessa. Tärkkelysjyvästen on perinteisesti ajateltu täyttävän gluteeniverkoston aukot passiivisesti taikinassa. Tärkkelyksen tutkiminen vehnätaikinoissa on ollut vähäistä ja sen roolia taikinan reologiassa ei täysin tunneta, sillä tutkimuksessa on keskitytty pääosin gluteenin merkityksen selvittämiseen. Työn toimeksiantaja oli Helsingin yliopiston elintarviketeknologian laitos.

Tärkkelyksen tilavuusosuuden roolia vehnätaikinoissa tutkittiin valmistamalla synteettisiä taikinoita vehnätärkkelyksestä, gluteenista ja vedestä. Eri tärkkelysosuuksilla valmistettujen taikinoiden reologisia ominaisuuksia, kuten konsistenssia, ja vedensidontakykyä, mitattiin farinografilla. Tuloksia verrattiin vehnäjauhoista valmistettujen taikinoiden tuloksiin. Tuloksia tarkasteltiin graafisesti ja tilastollisten menetelmien avulla.

Taikinan tilavuuden ja tiheyden määrittämiseksi kehitettiin Arkhimedeen lakiin perustuva menetelmä. Pyknometrimittauksilla osoitettiin, että tärkkelysjyvästen tilavuus ei muuttunut taikinanteon aikana. Siten tärkkelyksen tilavuus taikinassa voitiin laskea sen lähtötilanteessa mitatun massan ja tiheyden perusteella. Tärkkelyksen tilavuusosuuden kasvu nosti taikinan tiheyttä, kun taas sekoitus kevensi taikinaa. Vesiosuuden kasvulla todettiin olevan taikinan tiheyttä nostava vaikutus, kun leivottiin vahvoista, paljon hyvälaatuista gluteenia sisältävistä jauhoista. Tärkkelyksen massaosuuden kasvaessa sen tilavuusosuuden kasvu hidastui. Tämä osoittaa, että tärkke-lyksen massaosuuden kasvaessa ilman sitoutuminen taikinaan heikkenee. Tärkkelyksen massaosuudella oli sen tilavuusosuutta lineaarisempi yhteys taikinan reologisten ominaisuuksien kanssa. Tästä pääteltiin, että ilma voi aiheuttaa epälineaarisuutta taikinan reologiseen käyttäytymiseen.

The purpose of this project was to study the role of starch volume fraction during the moist dough stage. The starch granules have traditionally been thought to fill the holes in the gluten network passively in the dough. The study of starch has been minor and its role is not fully known, since researchers have concentrated on solving the importance of gluten in the dough study. The commissioner of the study was the Department of Food Technology at Helsinki University.

The role of starch volume fraction in wheat dough was studied by making synthetic doughs of wheat starch, gluten and water. The rheology of the doughs with changing starch volume fractions was measured by a farinograph. The results were compared with the results of the doughs made of wheat flour. The results were studied graphically and statistically.

A method based on the Archimedes law was developed to measure the volume and the density of dough. It was proved with the pycnometer that the volume of the starch granules didn`t change during the dough mixing. So the volume of the starch could be calculated on the basis of its mass and density in the beginning. The increase in the volume fraction of starch increased the density of the dough, whereas mixing lightened the dough. The growth of the water fraction had an increasing impact on the density of the dough, when baking of flours including plenty of gluten. When the mass fraction of the starch increased, its volume fraction growth retarded. This indicates that the air inclusion in the dough weakens when the mass fraction of the starch grows. The starch mass fraction had a more linear interconnection with the rheological charasteristics of the dough than the starch volume fraction. This indicates that air may increase the nonlinearity in the rheological behaviour of the dough.