فارینوگراف و اکستنسوگراف ابزاری قدرتمند برای ارزیابی رئولوژی خمیر است. رئولوژی یک مفهوم پیچیده است و اخیراً کاربرد وسیع‌تری در صنایع غذایی داشته است، اکثر سیستم‌های غذایی دارای ویژگی‌های غیر‌ایده‌آل هستند.

با این وجود، رفتار رئولوژیکی غذا‌ها را می‌توان با استفاده از تکنیک‌ها و تجهیزات مختلف تعیین کرد. مطالعات بر روی خواص رئولوژیکی مربوط به خمیر و گلوتن به دلیل تنوع در ماهیت و وابستگی زیاد آن به بسیاری از عوامل، اغلب چالش برانگیز است. خواص رئولوژیکی تعریف شده و رفتار‌ها با القای تنش و کرنش در مطالعات تغییر شکل کوچک و بزرگ توصیف می‌شوند.

رئولوژی خمیر و استفاده از فارینوگراف و اکستنسوگراف برای ارزیابی آن!

رئولوژی به عنوان مطالعه تغییر شکل و جریان ماده تعریف می‌شود. تحقیقات زیادی برای درک رئولوژی انواع مختلف مواد غذایی مانند غذا‌های پودری، مایع، ژل، امولسیون‌ها، خمیر‌ها صورت گرفته است. مواد غذایی رفتار رئولوژیکی از خود نشان می‌دهند که آن‌ها را بین حالت مایع و جامد طبقه‌بندی می‌کند. به این معنی که ویژگی آن‌ها در هر دو رفتار الاستیک و الاستیک متفاوت است. این رفتار که به عنوان ویسکوالاستیسیته شناخته می‌شود، به دلیل درهم تنیدگی مولکول‌های زنجیره بلند با مولکول‌های دیگر ایجاد می‌شود. مواد الاستیک‌ایده‌آل این قابلیت را دارند که با حذف تنش به شکل اولیه خود بازگردند در حالی که تنش وارد شده به مواد الاستیک‌ایده‌آل باعث تغییر شکل آن‌ها شده و غیر قابل بازگشت است. با ترکیب هر دو رفتار الاستیک و الاستیک‌ایده‌آل، مواد ویسکوالاستیک رفتاری در بازیابی بخشی از شکل اولیه خود با ذخیره انرژی نشان می‌دهند. آن‌ها تغییر شکل دائمی کمتر از کل تغییر شکل اعمال شده به مواد را نشان می‌دهند.

خمیر و گلوتن از ساختار‌های پیچیده‌ای از پیوند‌های متقاطع پروتئین و کربوهیدرات تشکیل شده‌اند و به همین دلیل مطالعات زیادی در مورد خواص رئولوژیکی آن‌ها گزارش شده است.
عوامل مؤثر بر خواص رئولوژیکی خمیر و گلوتن: خواص رئولوژیکی خمیر و گلوتن در حین اختلاط به شدت تحت تأثیر ترکیب آرد (محتوای پروتئین کم یا زیاد)، پارامتر‌های پروسه (زمان اختلاط، انرژی، دما) و مواد تشکیل دهنده (آب، نمک، مخمر، چربی‌ها و امولسیفایرها) است.

رئولوژی خمیر اکستنسوگراف

اختلاط یک مرحله مهم در تولید گلوتن با قدرت مطلوب به منظور تولید محصول نهایی با کیفیت خوب است. عوامل فرآوری در طول اختلاط آرد و آب شامل زمان اختلاط، ورودی کار، نوع میکسر و دما می‌باشد. برای دستیابی به توسعه مطلوب خمیر، زمان اختلاط و ورودی کار باید بالاتر از حداقل سطح بحرانی باشد. آرد‌های مختلف گندم زمان اختلاط بهینه متفاوتی دارند. زمان اختلاط طولانی‌تری برای مخلوط کردن خمیر از آرد قوی انتظار می‌رود. احتمالاً به دلیل ذرات متراکم آرد قوی و نفوذ کندتر آب است. افزایش زمان اختلاط و ورودی کار بالاتر از سطح بهینه در طول اختلاط باعث تغییرات در خواص مکانیکی خمیر می‌شود. در حالی که سرعت اختلاط بر توسعه گلوتن در طول اختلاط خمیر از طریق شدت اختلاط اعمال شده روی خمیر تأثیر می‌گذارد، شدت اختلاط ناکافی منجر به شبکه‌های گلوتن ضعیف می‌شود که باعث شکست در عملکرد پخت می‌شود.

آب وظیفه هیدراته کردن فیبر‌های پروتئینی را بر عهده دارد و در طول اختلاط خمیر، تعاملات بین پروتئین‌ها را با پیوند‌های دی سولفید آغاز می‌کند. اضافه کردن بیش از حد آب به آرد باعث ایجاد دوغاب می‌شود و آب کم باعث ایجاد پودر کمی منسجم می‌شود. از این رو، برای ایجاد خمیر منسجم و ویسکوالاستیک با قدرت گلوتن بهینه، سطح آب بهینه مورد نیاز است. در حالی که سطح بهینه آب از آرد به آرد دیگر متفاوت است، آرد‌های قوی به سطح آب بالاتری نسبت به آرد‌های ضعیف نیاز دارند که عمدتاً به دلیل محتوای پروتئین بالاتر و ذرات متراکم در آرد‌های قوی است. محتوای پروتئین به عنوان عامل مهمی در تعیین جذب آب آرد شناخته شده است.

فارینوگراف و اکستنسوگراف

فارینوگراف یک میکسر خمیر است که گشتاور ایجاد شده توسط عملکرد تیغه‌های میکسر را روی خمیر در هنگام مخلوط کردن اندازه‌گیری و ثبت می‌کند. فارینو گراف ابزاری ارزشمند و منطبق بر استاندارد‌های جهانی برای تخمین میزان جذب آب آرد، زمان نسبی اختلاط، پایداری خمیر در هنگام مخلوط شدن و و میزان نرم شدن خمیر تحت تأثیر هم زدن زیاد و در کل خصوصیات رئولوژیکی خمیر در حین اختلاط می‌باشد.

اکستنسوگراف ابزاری است که برای اندازه‌گیری کیفیت آرد و رفتار کششی خمیر است. در این دستگاه خمیر ابتدا چانه‌گیری و سپس رول شده و پس از استراحت در محفظه دستگاه، مقاومت آن با کشیده شدن توسط یک قلاب اندازه‌گیری می‌شود. پارامتر‌های مختلفی توسط دستگاه اکستنسوگراف اندازه‌گیری می‌شود که مهمترین آن‌ها انرژی، نشان دهنده میزان کار انجام شده برای کشش خمیر و میزان کشش‌پذیری و قابلیت گسترش خمیر است که با توجه به این دو مقدار می‌توان کاربرد آرد را تعیین نمود یا با اضافه نمودن انواع آنزیم‌ها، مواد اکسید یا احیا‌کننده این مقادیر را کم و یا زیاد نمود.