какие показатели обуславливают хлебопекарные свойства муки
+7(3854) 555-843
Хлебопекарные свойства пшеничной муки
Хлебопекарные свойства муки выражаются в возможности получения из нее хлеба того или иного качества.
Мука с хорошими хлебопекарными свойствами позволяет получать хлеб правильной формы, большого объема, с гладкой блестящей нормально окрашенной коркой, сухим эластичным мякишем, с приятным вкусом и ароматом.
Хлебопекарные свойства пшеничной муки характеризуются следующими показателями:
— цветом муки и способностью ее к потемнению;
Цвет муки оказывает влияние на цвет мякиша хлеба. Из сортовой пшеничной муки хлеб получается с более светлым мякишем. Иногда светлая мука в определенных условиях может дать хлеб с относительно темным мякишем. Это объясняется повышенной активностью ферментов О-дифенолоксидазы и тирозиназы, катализирующих окисление фенолов и тирозина с образованием темно окрашенных веществ – меланинов.
Цвет муки зависит от соотношения в ней частиц эндосперма и отрубянистых частиц зерна, а также цветности самого эндосперма.
Сила муки – это способность муки образовывать тесто, обладающая определенными структурно-механическими свойствами. По силе муку подразделяют на сильную, среднюю и слабую.
В сильной муке содержится много белков, клейковина ее упругая и эластичная. Сильная мука при замесе теста способна поглощать большое количество воды. Тесто из такой муки хорошо разделывается, хорошо задерживает диоксид углерода (углекислый газ) и сохраняет приданную ему форму.
Слабая мука при замесе теста впитывает мало воды. Клейковина слабой муки недостаточна эластичная, легкорастяжимая. Тесто в процессе брожения и расстойки разжижается. Изделия могут иметь расплывчатую форму.
Средняя мука имеет удовлетворительные хлебопекарные свойства. Клейковина ее достаточно эластичная и растяжимая, тесто имеет нормальные структурно-механические свойства. Показатели качества готовой продукции соответствуют нормам.
Сила мука зависит от состояния ее белково-протеиназного комплекса.
На силу муки влияют следующие факторы: содержание липидов, слизей (пентазанов), крахмал, ферменты. В белково-протеиназный комплекс входят белковые вещества муки, протеолитические ферменты, активаторы и ингибиторы протеолиза.
Белковые вещества в муке, их состав, состояние и свойства определяют эластичность, упругость и вязкость теста.
Белки пшеничной муки глиадин и глютеинин являются основными компонентами клейковины. Количество и качество клейковинных белков зависит от вида зерна, условий его выращивания, режима сушки и кондиционирования, продолжительности и условий хранения зерна и муки.
Протеолитические ферменты (протеиназы) расщеплют белки, образуя пентоны, полипептиды, свободные аминокислоты. Протеиназа, содержащаяся в пшенице, способна активироваться соединениями восстанавливающего действия, содержащими сульфгидридную группу веществ ( цистеин, глютатион), и инактивироваться соединениями окислительного действия ( кислород воздуха, йодат калия, бромат калия). Эти соединения называют активаторами и ингибиторами протеолиза.
Активатором протеолиза является глютатион. Чем больше в муке содержится белка, слабее его атакуемость протеиназой, чем меньше активность протеназы и активаторов протеолиза, тем больше сила муки и лучше реологические свойства теста.
Липиды муки оказывают влияние на структурно-механические свойства белка и самого теста, а следовательно, на силу муки.
Способность муки связывать определенное количество воды при замесе теста называется водопоглотительной способностью. Она показывает, какое количество воды ( к массе) может поглотить мука при образовании теста нормальной консистенции. Водопоглотительная способность муки влияет на влажность теста, массу хлеба и его качество.
Мука с большим содержанием сильной упругой клейковины при набухании поглощает больше влаги.
Мука с высокой влажностью имеет большую влагоемкость и наоборот.
Чем ниже сорт муки, тем выше ее водопоглотительная способность, так как в муке низших сортов содержится больше клетчатки и слизей, которые хорошо набухают в воде. Чем больше выход муки, тем больше ее водопоглотительная способность, характеризующаяся следующими значениями:
— пшеничная мука высшего сорта 50%;
— пшеничная мука первого сорта 52%;
— пшеничная мука второго сорта 56%;
— пшеничная мука обойная 60%.
Газообразующая способность муки показывает, какое количество диоксида углерода выделяет при брожении тесто, замешанное из 100 г. муки влажностью 14,5 % 60 мл. воды и 10 г. прессованных дрожжей, в течение 5 ч. При температуре 30 градусов. Газообразующая способность муки зависит от наличия в ней способствующих во время брожения накоплению сахара мальтозы в результате гидролиза крахмала, а также от состояния крахмала.
Собственных сахаров в пшеничной муке мало, их хватает всего лишь на 1….2 часа брожения. Поэтому основное значение для разрыхления теста имеет сахар мальтозы.
При низкой газообразующей способности муки, когда не хватает сахаров для брожения теста во время окончательной расстойки, хлеб имеет недостаточный объем, плохо развитую пористость и бледную корку.
При высокой газообразующей способности муки наряду с сахаром образуется много декстринов, поэтому мякиш хлеба при приготовлении плохо пропекается, заминающийся, а корка интенсивно окрашена.
Нормальное количество диоксида углерода составляет 1300…1600мл. Если выделяется менее 1300 мл диоксида, то газообразующая способность муки низкая, а свыше 1600 мл – высокая.
Сила муки обуславливает газоудерживающую способность теста, т.е. способность удерживать в себе выделяющийся при брожении диоксид углерода. Газоудерживающася способность определяется свойствами белково-протеиназного комплекса муки. Тесто из муки с низкой газоудерживающей способностью расплывчатое и плохо сохраняет приданную форму.
Крупность помола муки, т.е. крупность ее частиц, влияет на хлебопекарные свойства. Чем выше сорт муки, тем меньше размеры ее частиц. Крупные частицы медленно набухают и труднее поддаются действию ферментов и микроорганизмов. В тесте из муки мелкими частицами ферментативные процессы расщепления крахмала и белков протекают легче, так как поверхность соприкосновения между составными частицами муки и ферментами больше. Поэтому в ней увеличена газообразующая и уменьшена газоудерживающая способность. Мука с крупными частицами дает хлеб недостаточного объема с грубой толстостенной пористостью.
Мука с сильной клейковиной должна быть мельче. Мука с мелкими частицами наиболее богата белком, имеет высокую зольность, газо- и сахарообразующую способность. Мука крупными частицами содержит меньше белка. Поэтому из одного т того же зерна можно получить как низко-белковую муку, так и муку с повышенным содержанием белка, которая может быть использована в качестве белкового обогатителя.
Мука хлебопекарная
На хлебопекарных предприятиях применяют в основном пшеничную и ржаную муку. Для составления композитных смесей используют муку, полученную из крупяных культур, а также другие продукты переработки зерна. Это — мука ячменная сортовая, мука кукурузная сортовая (крупная и мелкая), мука пшеничная сортовая, мука рисовая I сорта, мука гороховая сортовая, мука пшеничная с высоким содержанием отрубянистых частиц, мука пшеничная, обогащенная пищевыми волокнами (докторская), мука пшеничная «особая» высшего и первого сортов, мука соевая; ржано-пшеничная, отруби пшеничные и диетические, крупка пшеничная дробленая. Начали создаваться композитные мучные смеси для хлебобулочных изделий.
Пшеничную муку в соответствии с ГОСТом 26574-85 «Мука пшеничная хлебопекарная» вырабатывают из зерна пшеницы (мягких сортов) пяти сортов; крупчатка, высшего, первого, второго сортов и обойная. Кроме этого, вырабатывают муку пшеничную хлебопекарную в соответствии с техническими условиями; мука пшеничная подольская, мука пшеничная хлебопекарная «особая» высшего и первого сортов и др.
Виды хлебопекарных помолов мягкой пшеницы — трех-, двух-, односортные и др. и нормы выхода продукции, предусмотренные Правилами организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах.
В последние годы распространение получили односортные помолы муки высшего сорта с выходом 72 и 75%, внедренные па предприятиях, оснащенных комплектным серийным или аналоговым оборудованием.
В существующей нормативной документации качества муки предусматривается ограниченное количество показателей: влажность, зольность, крупность помола, количество и качество сырой клейковины, белизна, содержание металломагнитной примеси, отсутствие зараженности вредителями, органолептически оцениваемые: запах, вкус, минеральная примесь и цвет муки.
Мука ржаная хлебопекарная вырабатывается по ГОСТу 7045-90 трех сортов: сеяная, обдирная и обойная; из смеси ржи и пшеницы — ржано-пшеничная и пшенично-ржаная обойная; а также «особая». В таблице 1 приведены виды хлебопекарных помолов ржи, смеси ржи и пшеницы.
*Ржано-пшеничным считают помол смеси зерна, состоящий из 60% ржи и 40% пшеницы.
**Пшенично-ржаным считают помол смеси зерна, состоящий из 70% ржи и 40% пшеницы.
Таблица 1 – Виды хлебопекарных помолов ржи, смеси ржи и пшеницы, %
В нормативной документации качества ржаной муки (ГОСТ 7045-90) предусматриваются показатели: влажность, зольность, белизна, число падения, крупность, содержание металломагнитной примеси, зараженность вредителями.
Химический состав муки
Химический состав муки может в значительной мере изменяться в зависимости от химического состава зерна, от сорта и выхода муки.
В свою очередь химический состав зерна в известной степени зависит от особенностей вида и сорта пшеницы или ржи. Почвенно-климатические, погодные и агротехнические условия выращивания пшеницы и ржи также оказывают влияние па химический состав зерна, часто значительно большее, чем сортовые особенности.
Химический состав разных сортов муки из одной и той же партии зерна существенно и закономерно различается.
В таблице 2 приведены величины содержания в отдельных сортах хлебопекарной пшеничной муки: воды, белков, жиров, углеводов, клетчатки и золы, минеральных веществ, витаминов и наиболее дефицитных в хлебе незаменимых аминокислот (лизина и метионина).
Таблица 2 – Химический состав муки
Данные, приведенные в таблице 2, позволяют отметить, что содержание пищевых веществ, обусловливающих пищевую ценность муки (белки, дефицитные аминокислоты, минеральные вещества и витамины, содержащиеся в зерне и муке), закономерно связано с выходом отдельных сортов муки: чем выше выход муки, тем больше в ней этих веществ. Наиболее низко содержание этих веществ в пшеничной муке высшего сорта и в ржаной сеяной муке. Наиболее высоко их содержание в обойной муке.
Стандарт на методы испытаний муки
В ГОСТе па пшеничную муку предусмотрело определение таких показателей качества, как цвет, запах, вкус, содержание минеральной и металломагнитной примесей, влажность, зольность или показатель белизны, крупность помола, количество и качество сырой клейковины на приборе ИДК с указанием группы качества.
В ГОСТе на ржаную муку предусмотрено определение таких показателей, как цвет, запах, вкус, минеральная примесь, влажность, зольность, белизна, число падения, крупность, металломагнитная примесь, зараженность и загрязненность вредителями.
Методика перечисленных выше определений описана в ГОСТах, а также в руководствах и пособиях но технохимическому контролю хлебопекарного производства.
Хлебопекарные свойства пшеничной муки
Хороший пшеничный хлеб должен иметь достаточный объем, правильную форму, нормально окрашенную (зарумяненную) корку без разрывов и трещин, эластичный мякиш с мелкой, тонкостенной и равномерной пористостью. Хлеб должен быть вкусным и ароматным. Чем светлее мякиш определенного вида пшеничного хлеба, тем выше ценится он потребителем.
Пшеничная мука хорошего хлебопекарного качества позволяет при правильном ведении технологического процесса получать хлеб, отвечающий перечисленным выше требованиям.
Хлебопекарное качество пшеничной муки в основном определяется следующими свойствами:
Существенное значение имеет и показатель крупности частиц муки.
Газообразующая способность муки
При спиртовом брожении, вызываемом в тесте дрожжами, сбраживаются содержащиеся в нем сахариды. При этом молекула простейшего сахара гексозы (глюкозы или фруктозы) зимазным комплексом ферментов дрожжевой клетки разлагается с образованием двух молекул этилового спирта и двух молекул СО2 — диоксида углерода. Таким образом, по количеству СО2, выделяющегося при брожении теста, можно судить об интенсивности спиртового брожения. Поэтому газообраэующая способность муки характеризуется количеством СО2, выделившегося за установленный период времени при брожении теста, замешенного из определенных количеств данной муки, воды и дрожжей.
Факторы, обусловливающие газообразующую способность муки
Газообразующая способность муки обусловливается содержанием в ней собственных сахаров и ее сахарообразующей способностью.
Сахарообразующая способность муки связана с действием содержащихся в ней амилолитических ферментов на крахмал, в результате гидролиза которого в тесте образуются сахара (мальтоза и др.). Сахарообразующая способность муки зависит поэтому от содержания в муке амилолитических ферментов и податливости крахмала их действию.
Таким образом, газообразующая способность муки обусловливается в основном ее углеводно-амилазным комплексом.
Собственные сахара муки
Установлено, что распределение сахаров в зерне неравномерно. Содержание сахаров в центральной части (эндосперме) зерна значительно ниже, чем в зародыше, оболочках и алейроновом слое с прилегающими к нему внешними слоями эндосперма. В связи с этим чем меньше выход данного сорта муки, тем ниже в ней содержание частичек периферических слоев зерна, тем относительно ниже содержание в муке сахаров.
Проведенные исследования позволяют полагать, что содержание отдельных сахаров в нормальном зерне пшеницы и в муке из нее лежит в следующих пределах (в % на сухое вещество): глюкоза 0,01-0,05, фруктоза 0,015-0,05, мальтоза 0,005-0,05, сахароза 0,1-0,55.
Помимо этих сахаров в зерне пшеницы и пшеничной муке установлено содержание раффинозы, мелибиозы и глюкофруктоза па (левозина). Общее содержание этих сахаридов колеблется примерно от 0,5 до 1,1% на сухое вещество.
Таким образом, общее содержание в пшеничной муке сбраживаемых дрожжами сахаров в зависимости от состава зерна и выхода муки может колебаться в пределах 0,7 —1,8% на сухое вещество.
Количество сахаров в зерне и муке, главным образом количество мальтозы, может существенно возрастать при прорастании зерна.
Сахарообразующая способность муки
Под сахарообразующей способностью муки понимают способность приготовленной из нее водно-мучной смеси образовывать при установленной температуре и за определенный период времени то или иное количество мальтозы.
Сахарообразующая способность муки обусловливается действием амилолитических ферментов муки (в указанных выше условиях) на ее крахмал и зависит как от количества амилолитических ферментов (α- и β-амилазы), так и от размеров, характера и состояния частиц муки и крахмальных зерен в этих частицах.
Показателем сахарообразующей способности муки, определяемой по методу Рамзей-ВНИИЗ, считают количество миллиграммов мальтозы в водно-мучной суспензии из 10г муки и 50 мл воды после одного часа ее настаивания при 27 0 С.
В нормальном непроросшем зерне пшеницы практически содержится только β-амилаза. В проросшем же зерне пшеницы наряду с α-амилазой содержится и активная а-амилаза.
Общепризнано, что β-амилаза при действии на крахмал образует главным образом мальтозу и наряду с ней значительно меньшее количество высокомолекулярных декстринов, в то время как а-амилаза образует в качестве основного продукта гидролиза крахмала декстрины меньшей молекулярной массы и незначительное количество мальтозы.
Следует отметить, что совместное действие обеих амилаз обеспечивает наибольшее осахаривание крахмала.
α- и β-амилазы различаются по своему отношению к температуре и реакции среды. α-Амилаза по сравнению с р-амилазой имеет оптимум действия и инактивируется при более высокой температуре. В то же время β-амилаза более стойка к повышению кислотности среды.
Реакция среды существенно влияет на термостойкость амилаз. Чем выше кислотность среды, тем ниже температура инактивации амилаз. При этом особенно резко снижается температура инактивации α-амилазы.
Оптимальная для действия амилаз реакция среды в свою очередь неодинакова при различной температуре действия амилаз в данной среде.
Исследователями установлено, что температура оптимума действия и инактивации амилаз в объектах хлебопекарного производства зависит также от характера и концентрации субстрата, па который действуют амилазы. Чем выше влажность реакционной среды и чем ниже в этой среде концентрация субстрата, на который действуют амилазы, тем ниже температура оптимума действия и инактивация амилаз.
На температуру инактивации амилаз влияют условия, скорость и длительность прогрева продукта, в котором происходит амилолиз.
Из сказанного следует, что, приводя температуры оптимума действия и инактивации β- и α-амилаз, необходимо указывать, к какому объекту и к каким условиям относятся данные.
Установлено, что в тесте из пшеничной муки I сорта, приготовленном на прессованных дрожжах (pH 5,9), оптимальной температурой для действия β-амилазы является 62-64°С, для α-амилазы 70-74 °С. Полная инактивация β-амилазы при этом происходила при 82-84 °С. α-Амилаза в этих условиях способна сохранять известную активность при температуре, достигающей 97-98 °С.
Даже в хлебе, выпеченном из этого теста, а-амилаза в центре мякиша сохраняла известную активность.
Физико-химические свойства зерен крахмала пшеницы и пшеничной муки исследованы и по другим показателям их свойств. Установлено, что соотношение амилозы и амилопектина в пшеничном крахмале (25 и 75 %) колеблется в сравнительно узких пределах и практически не сказывается на хлебопекарных свойствах пшеничной муки.
Степень механического повреждения зерен крахмала при помолах пшеницы может существенно различаться и влиять на хлебопекарные свойства муки. С этой точки зрения оптимальна пшеничная мука с относительно невысокой степенью повреждения зерен крахмала. Высокая степень их повреждения уже отрицательно сказывается на технологических свойствах муки.
Размеры зерен крахмала в пшеничной муке различны. Доля мелких зерен крахмала (размером менее 7,5 мкм) по их числу равна 81,2%, а по массе — 4,1%; средних (размером 7,5-15 мкм) зерен крахмала по их числу — 6,0%, а по массе — 2,9%; крупных же (размером 15-30 мкм) зерен крахмала соответственно — 12,8 и 93%.
Мелкие зерна крахмала отличаются по ряду их свойств. У них заметно выше такие показатели, как кристалличность и плотность, температура начала и завершения процесса клейстеризации; водосвязывающая способность и атакуемость амилолитическими ферментами. Несколько выше в мелких зернах крахмала доля амилопектина, В то же время растворимость и набухаемость мелких крахмальных зерен ниже, чем крупных.
На рисунке 2 представлен график, иллюстрирующий эффект добавления α- и β-амилазы к пшеничной муке, сахарообразующая способность которой равна 245мг мальтозы на 10г муки.
Рисунок 2 – Влияние добавок α- и β-амилазы на сахарообразующую способность пшеничной муки (количество добавляемых амилаз указано в мг препарата на 5 г сухого вещества муки)
Как видно из графика, добавление β-амилазы весьма незначительно увеличивает сахарообразующую способность муки, что свидетельствует об избыточном количестве ее в самой муке. Добавление а-амилазы в этих же количествах в несколько раз увеличивало сахарообразующую способность муки, возраставшую пропорционально количеству препарата фермента. Это объясняется тем, что а-амилаза разлагает крахмал в основном на низкомолекулярные декстрины, очень легко переводимые избыточным количеством β-амилазы муки в мальтозу.
Именно поэтому мука из проросшего зерна характеризуется не только повышенным содержанием активной а-амилазы, но и резко повышенной сахарообразующей способностью.
Суммируя изложенное, следует сказать, что сахарообразующая способность муки из нормального непроросшего зерна пшеницы ввиду избыточного содержания β-амилазы в основном обусловливается атакуемостыо ее крахмала. Чем мельче частицы муки и зерна крахмала и чем в большей мере они повреждены при размоле зерна, тем выше сахарообразующая способность муки.
В муке же из проросшего зерна пшеницы дополнительное и почти решающее значение имеет содержание активной а-амилазы.
Собственные сахара и сахарообразующая способность муки как факторы, обусловливающие газообразование при брожении теста.
Многочисленными исследованиями показано, что в газообразовании, происходящем при брожении теста, участвуют как собственные сахара муки, так и сахара, образующиеся в тесте в результате амилолиза крахмала.
Однако собственные сахара муки играют существенную роль только в самом начале брожения теста. Успех же технологического процесса приготовления хлеба обусловливается газообразованием в конце брожения теста, во время расстойки и в начальной фазе выпечки.
Таким образом, газообразующая способность муки, хотя и зависит в известной мере от содержания в ней собственных сахаров, в основном все же определяется сахарообразующей способностью муки.
Определение газообразующей способности муки
Показателем газообразующей способности муки принято считать количество миллилитров СО2, выделившегося за 5 ч брожения теста из 100 г исследуемой муки, 60 мл воды и 10 г прессованных дрожжей.
При таком избыточном количестве дрожжей устраняется влияние возможных колебаний в их бродильной активности. В результате этого газообразование в тесте из исследуемой муки практически зависит только от содержания в тесте сбраживаемых дрожжами сахаров. Целесообразно при проведении определения фиксировать и количество газа, выделившегося после каждого часа брожения, что дает возможность судить и о кинетике газообразования.
Следует иметь в виду, что для целей текущего производственного контроля нет необходимости определять газообразование в тесте из 100г муки. Целесообразно применение уменьшенной аппаратуры, рассчитанной на порцию теста из 10-25 г муки. Экономится не только мука, но и место, занимаемое в лаборатории аппаратурой. Однако в этом случае результаты определения необходимо пересчитывать в величины, которые получались бы при проведении определения газообразующей способности муки в тесте из 100 г муки.
Технологическое значение газообразной способности муки
Газообразующая способность муки имеет большое технологическое значение при выработке хлеба или хлебных изделий, рецептура которых не предусматривает внесения сахара в тесто.
Зная газообразующую способность перерабатываемой муки, можно предвидеть интенсивность брожения теста из этой муки на производстве, ход расстойки и с учетом количества и качества клейковины в муке — разрыхленность и объем хлеба.
Газ о образующая способность муки влияет и на окраску корки пшеничного хлеба.
В тесте из муки с низкой газообразующей способностью сахара будут сброжены в первые часы его брожения. Недостаточная газообразующая способность муки не обеспечит в конце брожения теста такого содержания в нем сахаров, которое было бы достаточно для нормального брожения теста при расстойке и в первый период нахождения выпекаемой тестовой заготовки в печи. Хлеб из такого теста будет пониженного объема и плохо разрыхлен.
Цвет корки пшеничного хлеба также в значительной мере обусловлен количеством оставшихся в тесте несброженных сахаров. При прогреве поверхностного слоя выпекаемой тестовой заготовки, образующего корку, несброженные сахара вступают во взаимодействие с продуктами распада белка и образуют буро ватоокрашенные вещества — меланоидины, которые придают корке хлеба специфическую золотисто-буроватую окраску, ценимую потребителем.
Производственным опытом и экспериментами было установлено, что для получения хлеба с нормально окрашенной коркой необходимо, чтобы количество остаточных, не сброженных к моменту выпечки сахаров в тесте было не менее 2-3% на сухое вещество. При более низком содержании остаточных сахаров в тесте хлеб из него получается с бледно-окрашенной коркой, даже в случае более длительной выпечки или выпечки при более высокой температуре.
Поэтому практики-пекари еще издавна называют муку с низкой газообразующей способностью «крепкой на жарь. Партии такой муки нередко встречаются при выпечке хлеба из пшеничной муки высшего и I сорта. Пшеничная мука II сорта и обойная, как правило, имеет достаточную газообразующую способность.
Чем выше выход муки, тем выше в ней содержание собственных сахаров и ферментативная активность, а вследствие этого и средний уровень ее газообразующей способности.
Резко повышенная как газообразующая, так и сахарообразующаю способность муки может быть обусловлена пророслостью зерна, из которого смолота мука. Это должны учитывать производственные лаборатории, производящие анализ муки.
Сила пшеничной муки
Работами, проведенными в МГУПП, показано, что сила муки является основным фактором, обусловливающим структуру таких пищевых масс, как тесто и мякиш хлеба. Для этих масс важное значение имеют их реологические свойства, которые исследуют для характеристики силы пшеничной муки.
От способности муки образовывать тесто с теми или иными реологические свойствами зависит оптимальное соотношение в тесте муки и воды. К тому же реологические свойства тестй влияют на работу тесторазделочных машин, на способность сформованных кусков теста удерживать СО 2 и на форму изделия в процессе расстойки и первого периода выпечки. Объем, структура пористости мякиша и форма готового хлеба также в значительной мере зависят от реологических свойств теста.
Понятие “Сила муки”
Способность муки образовывать тесто, обладающее после замеса и в ходе брожения и расстойки определенными реологическими свойствами, в производственной и исследовательской практике принято обозначать условным термином «сила муки».
Сильной принято считать муку, способную поглощать при замесе теста нормальной консистенции относительно большое количество воды. Тесто из сильной муки очень устойчиво сохраняет свои реологические свойства (нормальную консистенцию, эластичность и сухость на ощупь) в процессе замеса и брожения. Поэтому куски теста из сильной муки хорошо обрабатываются на округлительных машинах, рабочие органы которых не замазываются.
Сформованные куски теста, обладая хорошей способностью удерживать углекислый газ, при расстойке и выпечке хорошо сохраняют свою форму и мало расплываются. Поэтому подовый хлеб из сильной муки при достаточной ее газообразующей способности хорошо разрыхлен, имеет большой объем и мало расплывается.
Слабой считают муку, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает относительно мало воды. Реологические свойства теста из такой муки в процессе замеса и брожения быстро ухудшаются, тесто к концу брожения сильнее разжижается, становится малоэластичным, липким и мажущимся.
Куски такого теста часто замазывают рабочие органы округлительных и закаточных машин, затрудняя их работу. При расстойке и выпечке подовых изделий куски теста быстро и сильно расплываются. Газоудерживающая способность их при этом понижена. Поэтому хлеб из слабой муки получается пониженного объема и при выпечке на поду очень расплывчатым.
Средняя по силе мука по описанным свойствам занимает промежуточное положение между мукой сильной и слабой.
Факторы обусловливающие силу муки
Из приведенного выше понятия силы муки следует, что она связана с факторами, обусловливающими реологические свойства теста.
В основном сила муки определяется ее белково-протенназным комплексом. На силу муки существенное влияние может оказывать и ряд других факторов. Установлено, что сила муки также зависит от содержания в ней, состояния и свойств крахмала, амилаз, высокомолекулярных пентозанов (слизей), липидов и ферментов, на них действующих, липопротеидов и гликонротеидов. На силу муки могут влиять и другие содержащиеся в муке вещества, ферменты и ферментные системы.
Белково-протенназный комплекс муки
Понятие «белково-протенназный комплекс зерна, муки или теста» охватывает белковые вещества, протеолитические ферменты и активаторы или ингибиторы протеолиза. Эти компоненты белково-протенназного комплекса в их взаимодействии в основном обусловливают состояние и изменения белковых веществ и в связи с этим реологические свойства теста.
Белковые вещества муки
Содержание в зерне, а отсюда и в муке, белковых веществ, их состав, состояние и свойства имеют первостепенное значение и в значительной мере определяют не только пищевую ценность хлеба, но и технологические хлебопекарные свойства пшеничной муки.
Отличительные особенности реологических свойств пшеничного теста, сочетающего упругость (эластичность) с пластичностью и вязкостью, обусловлены именно белками муки. Ни крахмал, которого в муке около 70%, ни какая-либо другая, кроме белков, составная часть муки не способны при смешивании с водой образовывать массу, даже близкую по реологическим свойствам к пшеничному тесту.
Количество белковых веществ в зерне пшеницы может колебаться в широких пределах — от 7 до 26%.
Содержание в зерне белка связано с особенностями сорта пшеницы. Однако зерно одного и того же сорта пшеницы может иметь резко различное содержание белка в зависимости от почвенно-климатических, погодных и агротехнических условий выращивания.
В состав белковых веществ зерна пшеницы и пшеничной муки входят в основном белки — протеины. В небольших количествах в них содержатся и соединения белков с веществами небелковой природы — протеиды (липопротеиды, гликопротеиды и нуклеопротеиды).
Современной рациональной классификации белковых веществ — протеинов — еще не разработано, поэтому применительно к белкам зерна и муки до сих пор используется классификация, предложенная Осборном.
В основе этой классификации лежит подразделение белковых веществ но их способности растворяться в разных растворителях. По этому признаку белковые вещества подразделяют на приводимые ниже группы.
Еще несколько десятков лет тому назад альбумин, глобулин, глиадин и глютенин зерна рассматривались как индивидуальные белки. Последующие исследования установили, что все эти четыре вещества многокомпонентны и каждое из них соответствующими методами может быть разделено на многие (до 20 и даже более) компоненты (субъединицы), отличные по молекулярной массе, структуре и другим свойствам.
Поэтому правильнее рассматривать альбумин, глобулин, глиадии и глютенин зерна пшеницы и ржи кзк многокомпонентные фракции белка зерна, искусственно выделяемые из него с помощью указанных выше соответствующих растворителей.
Соотношение альбумина, глобулина, глиадина и глютенина в белке зерна пшеницы и муке из него может существенно колебаться.
Глиадин и глютенип в воде нерастворимы и поэтому при отмывании из муки клейковины являются основными ее компонентами. В связи с этим их иногда называют «клейковинными белками». Глиадин и глютенин сосредоточены в белке эндосперма зерна. Альбумин же и глобулин в основном находятся в белке зародыша и алейронового слоя зерна. Исходя из этого в пшеничной муке высоких выходов (обойной и II сорта) доля альбуминовой и глобулиновой фракции значительно выше, чем в муке I и высшего сортов.
Достоверно то, что примерно от 2/з до 3/4 белка зерна пшеницы и муки из нее представлено его глиадиповой и глютепиповой фракциями. При этом содержание глиадиповой фракции несколько выше, чем глютениповой. Остальная часть белка зерна пшеницы представлена в основном его альбуминовой и глобулиновой фракциями.
Молекулярная масса альбуминовой, глобулиновой, проламиновой (глиадин) и гл ютелиновой (глютенип) фракций, а также содержащихся в них компонентов различна в весьма широком диапазоне — от 10 тысяч до нескольких миллионов. Полагают, что у глютенина средняя молекулярная масса находится в пределах от 1,5 до 2 млн.
Молекулярная масса рассматриваемых фракций белка зерна, а также диапазон их «разброса» и степень сложности структуры наименьшие у альбуминовой и глобулиновой фракций, существенно большие у глиадина и наибольшие у глютенина.
В числе белковых веществ зерна пшеницы и пшеничной муки, кроме собственно белков (или протеинов), содержатся и протеиды — соединения белка с веществами небелковой природы, которые называют простетической группой. Протеиды подразделяют по химической природе их п ростети чес кой группы. Так, у липопротеидов она представлена липидами, у гликопротеидов — углеводами, у нуклеопротеидов — нуклеиновой кислотой. Наличие в зерне пшеницы и в пшеничной муке липопротеидов и гликопротеидов и их функциональные свойства, как будет показано далее, также влияет на силу пшеничной муки.
Протеолитические ферменты муки, их активаторы и ингибиторы
Протеолитические ферменты муки. Ферменты, гидролитически расщепляющие белки (протеины) по их пептидным связям, называют протеиназами.
При действии протеиназы на белок в качестве продуктов гидролиза образуются пептоны, полипептиды и свободные аминокислоты.
В зерне пшеницы, ржи и других злаков, как установлено рядом исследований, содержится протеиназа, относимая к протеолитическим ферментам типа папай паз. Для протеипаз этого типа характерна их способность активироваться соединениями восстанавливающего действия, в частности соединениями, содержащими сульфгидрильную группу — SН (цистеин, глютатион). Столь же характерна способность протеииаз этого типа инактивироваться соединениями окислительного действия (КВrО3, КJO3, Н2O2, кислород воздуха и др.).
Таким образом, указанные соединения восстановительного действия являются активаторами, а окислители — ингибиторами протеолиза.
Разрыв пептидной связи белка при гидролитическом действии протеиназы приводит к образованию свободных аминной и карбоксильной групп. Поэтому об интенсивности протеолиза биохимики часто судят по приросту числа свободных аминных или карбоксильных групп, определяемому соответствующими химическими методами.
Уже в первые годы исследования действия протеиназ на клейковину и тесто из пшеничной муки было установлено влияние протеиназы на реологические свойства этих объектов. Действие протеиназы на клейковину и тесто вызывало очень сильное их разжижение, понижение упругости и увеличение текучести. В то же время количество свободных аминокислот и карбоксильных групп возрастало очень незначительно или даже оставалось неизменным.
Из этого можно заключить, что по меньшей мере начальной формой действия протеиназы является не разрыв пептидных связей нолипеитидных цепочек белка, а дезагрегация белка, нарушение его четвертичной и третичной структур, а может быть и отдельных элементов вторичной его структуры.
Крахмал муки как фактор, влияющий на силу муки
Крахмал является основной по количеству составной частью муки. В пшеничной муке его содержится около 70%. Поэтому содержание крахмала, его состояние и свойства не могут не влиять на реологические свойства теста, а следовательно, и силу муки.
Чем больше в зерне и муке крахмала, тем соответственно ниже содержание белковых веществ и тем «слабее» обычно мука. Однако на реологические свойства теста влияет не только содержание крахмала в муке, но и его свойства, в частности размеры крахмальных зерен и степень их повреждения при размоле зерна. Чем мельче зерна крахмала муки, тем больше удельная их поверхность и тем больше воды будет ими адсорбционно связано при образовании теста. Это значит, что тесто из муки с более мелкими зернами крахмала или большим процентом мелких его зерен будет при этом же содержании воды более «густым» по консистенции.
Еще больше может влиять па консистенцию теста количество зерен крахмала, поврежденных при помоле. Поврежденные зерна крахмала способны впитать и адсорбционно связать значительно больше воды, чем неповрежденные. Поэтому, рассматривая факторы, влияющие на силу пшеничной муки, следует учитывать и влияние на нее содержания и свойств ее крахмала.
Известное влияние на реологические свойства теста, а следовательно, и па силу муки может оказывать присутствие в ней а-амилазы.
Общая оценка факторов, обусловливающих силу пшеничной муки
Основной фактор, обусловливающий силу пшеничной муки, — ее белково-протеиназный комплекс.
Чем больше в муке белка, чем плотнее и прочнее его структура, тем ниже его атакуемость протеиназой; чем меньше в муке активность протеин азы и активаторов протеолиза (восстановленного глютатиона), тем сильнее мука и тем лучше и устойчивее будут реологические свойства теста из нее. По той же причине чем выше содержание в муке клейковины и чем лучше ее реологические свойства, тем сильнее мука.
Известное влияние на силу муки оказывают и содержащиеся в ней липиды — жиры, богатые ненасыщенными жирными кислотами, фосфатиды, липопротеиды и гликолипиды.
Липиды муки способны влиять на структуру и реологические свойства белкового «остова» теста и самого теста. Помимо этого, ненасыщенные жирные кислоты жира муки под действием липоксигеназы образуют гидропероксиды, в свою очередь окисляющие — SН-груины белка с образованием —S—S—связей-мостиков, упрочняющих структуру белка. Таким образом, липиды муки прямо или косвенно путем окислительного воздействия влияют на реологические свойства белка и теста, а следовательно, на силу муки.
Водорастворимые пентозаны (слизи), а также размеры и состояние зерен крахмала, как было показано выше, могут иметь известное самостоятельное влияние на реологические свойства теста и силу муки.
Технологическое значение силы муки
Сила муки определяет количество воды, потребное для получения теста нормальной консистенции, а также изменение реологических свойств теста при брожении и в связи с этим — поведение теста в процессе его механической разделки и расстойки.
Сила муки обусловливает газоудерживагошую способность теста и поэтому наряду с газ о об разую щей способностью муки определяет объем хлеба, величину и структуру пористости его мякиша. При обычном режиме процесса приготовления теста из муки с достаточной сахаро- и газообразующей способностью объем хлеба возрастает по мере увеличения силы муки. Однако объем хлеба из очень сильной муки в этих условиях обычно меньше, чем из муки сильной и средней по силе.
Обусловлено это резко повышенным сопротивлением теста растяжению и меньшей способностью такого теста растягиваться под давлением увеличивающихся в объеме пузырьков СО2. Это приводит к соответствующему снижению газоудерживающей способности теста, а отсюда и к уменьшению объема хлеба.
Для получения из очень сильной пшеничной муки хлеба максимального объема реологические свойства теста должны быть несколько ослаблены. Это может быть достигнуто изменением режима приготовления теста: усилением его механической обработки, некоторым повышением температуры, увеличением количества воды в тесте или добавлением препаратов, форсирующих протеолиз в тесте.
Кроме того, сила муки определяет формоудерживающую способность теста, а в связи с этим при выпечке подового хлеба — его расплываемость.
Как следует из сказанного, сила пшеничной муки является одним из решающих факторов ее хлебопекарного достоинства.