Інші компоненти тіста і хліба

У хлібопекарському виробництві, окрім різних видів сировини, застосову­ють добавки. Це ферментні препарати, ароматизатори, підсолоджувачі, струк­туроутворювачі тощо. Докладно характеристики добавок та їх застосування ви­кладені у розділі «Харчові добавки та їх функціональна роль у хлібопекарському виробництві».Контрольні питання до розділу 2

1. Які вимоги ставляться згідно з нормативними документами до якості житніх і пшеничних сортів борошна ?

2. Які основні вуглеводи містяться у борошні ?

3. Який хімічний склад крохмалю борошна? Будова крохмалю і його власти­вості.

4. Які азотисті речовини входять до складу борошна ?

5. Будова і властивості білків борошна.

6. Який склад ліпідів борошна, їх основні властивості ?

7. Який склад основних макро- і мікроелементів борошна, їх вміст залежно від виду і сорту борошна ?

8. Які основні вітаміни містяться у борошні ? Який їх вміст залежно від виду і сорту борошна ?

9. Як впливають на крохмаль а- і В-амілази ? Оптимальні умови їх дії.

10. Ферменти яких класів містяться у борошні, їх роль у хлібопеченні ?

11. Яка роль протеолітичних і ліполітичних ферментів борошна в приготу­ванні хліба ?

12. Яким вимогам має відповідати якість води для приготування хлібних ви­робів ?

13. Які вимоги ставляться згідно з нормативною документацією до якості солі, що застосовується для приготування хлібних виробів ?

14. Який хімічних склад хлібопекарських дріжджів ?

15. Які види дріжджів застосовуються в хлібопекарській промисловості ?

16. Які цукропродукти використовуються у хлібопекарській промисловості ? Який їх хімічний склад ?

17. Які жири та олії використовуються у хлібопеченні, їх хімічний склад ?

18. Які молочні продукти застосовують у хлібопекарській промисловості, їх хімічний склад?

19. Які види солоду застосовують при виготовленні хліба, їх хімічний склад і властивості ?

20. Які вимоги до яєць і яйцепродуктів передбачаються нормативними доку­ментами ?

Для прогнозування якості хлібобулочних виробів недостатньо знати показ­ники якості борошна, що вказані у нормативній документації на нього. Важливе значення мають показники, що характеризують його хлібопекарські властивості.

Хлібопекарські властивості борошна характеризуються комплексом показ­ників, які обумовлені його біохімічним складом, а також дисперсністю частинок.

Хлібопекарські властивості визначають поведінку борошна у технологічно­му процесі, саме вони формують якість хліба. Хлібопекарські властивості зале­жать відстану вуглеводно-амілазного, білково-протеїназного, ліпідно-ліполітич-ного комплексів, а також вмісту сполук, які обумовлюють потемніння борошна в процесі приготування хліба. Серед останніх найважливіше значення мають амінокислоти тирозин і фенілаланін та фермент поліфенолоксидаза.

Вперше поняття про хлібопекарські властивості пшеничного борошна були сформульовані в 1905-1907 роках у класичних дослідження Гемфіса, Вуда і Са-унзерса.

Хлібопекарські достоїнства борошна обумовлюються сукупністю таких по­казників:

— здатністю утворювати тісто з певними структурно-механічними властиво­стями і певним ступенем їх зміни під час бродіння — силою борошна;

— газоутворюючою здатністю, тобто здатністю за певний час бродіння тіста забезпечувати виділення тієї чи іншої кількості диоксиду вуглецю;

— кольором борошна і здатністю його темнішати у процесі виробництва хліба;

— автолітичною здатністю, тобто здатністю до розщеплення високомолеку-лярних складових під дією власних ферментів борошна і накопичення водороз­чинних речовин;

— крупністю частинок борошна;

— водопоглинальною здатністю.

3.1. Хлібопекарські властивості пшеничного борошна 3.1.1. Сила борошна

Сила борошна є основним фактором, що визначає його хлібопекарські вла­стивості. Під терміном «сила борошна» розуміють його здатність утворювати тісто, яке має певні структурно-механічні властивості (пружність, еластичність, пластичність, в'язкість) під час дозрівання, вистоювання, у процесі випікання і, залежно від цього, здатне забезпечити виготовлення з нього хліба певної якості.

Сильне борошно містить багато білків, має високу водопоглинальну здатність, утворює велику кількість клейковини. Тісто із сильного борошна повільно набуває своїх оптимальних реологічних властивостей, добре їхзберігає під час дозрівання та вистоювання, воно має високу газо- і формоутри-муючу здатність, сухе на дотик, пружне, гарно піддається механічній обробці при округлюванні та закатуванні.

Сформовані з нього тістові заготовки добре зберігають форму під час вис­тоювання і випікання, не розпливаються, достатньо збільшуються в об'ємі. Хліб з такого борошна має великий об'єм, правильну форму, гарно розпушену м'якушку.

Слід додати, що при використанні дуже сильного борошна тісто набуває надмірної пружності, має недостатню пластичність. Хліб з такого борошна має малий об'єм, недостатню пористість.

Слабке борошно при виготовленні з нього тіста поглинає мало води, утво­рює нееластичну, надмірно розтяжну або крихку клейковину, вихід клейковини низький. У такому тісті інтенсивно протікає протеоліз, тісто швидко розріджується, має низьку пружність, липке на дотик. Сформовані тістові заго­товки під час вистоювання розпливаються, газоутримуюча здатність їх пониже­на, вони мало збільшуються в об'ємі. Хліб з такого борошна має понижений об'єм, подові види хліба надто розпливчасті.

Середнє за силою борошно займає проміжне місце між борошном сильним і слабким. Таке борошно здатне утворювати достатньо пружні тісто і клейковину. Хліб має високі органолептичні та фізико-хімічні показники якості. Якість хліба з різного за силою борошна проілюстрована на рис. 3.1.

Сила борошна обумовлена ста­ном його білково-протеїназного комплексу: кількістю і станом білків, активністю протеолітичних фер­ментів, наявністю активаторів та інгібіторів протеолізу. Поряд з цим на структурно-механічні власти­вості тіста впливають стан крохма­лю, вміст у борошні пентозанів, ліпідів, ліполітичних ферментів.

Роль клейковини у формуванні сили борошна.Головним показником си­ли борошна є кількість і фізичні властивості клейковини. Кількість клейковини, що відмивається з борошна, називають виходом сирої клейковини. Вміст клей­ковини нормується нормативною документацією за сортами борошна.

Клейковина не є однорідною речовиною. Є.Д.Казаков, проаналізувавши дані різних авторів, наводить такий середній склад клейковини зерна пшениці. Масова частка білків становить 83,5 %, у тому числі утворюючих клейковину — 79,5, із них: гліадину — 43,5, глютеніну — 36,0 %, решта — альбуміни і гло­буліни. Масова частка ліпідів становить 7; крохмалю — 6, цукрів — 1,3, кліткови­ни — 1,3 %. Зольність клейковини — 0,9 %.

Крохмаль і клітковина у клейковині є механічними домішками, що важко відмиваються.

Цукри і ліпіди можуть міститись у формі адсорбованих комплексів або у ви­гляді сполук (гліколіпідів, ліпопротеїдів).

Клейковина має ферментативну активність. Вона містить амілолітичні та протеолітичні ферменти, дифенолоксидази, каталази.

Кількість сирої клейковини залежить від ступеню набухання білків борошна.

Відмита з тіста клейковина це сильно гідратовані білки. Вміст води у сирій

клейковині (гідратаційна здатність) становить від 150 до 280 % на сухі речовини. Чим більша гідратаційна здатність клейковини, тим вона менше пружна, більше розтяжна.

Набухлі клейковинні білки у тісті утворюють каркас у вигляді сітки. Міцність його обумовлена водневими, дисульфідними, іонни­ми та іншими різними за силою зв'язками, що утворюють білкову глобулу з різною за щільністю упа­ковкою поліпептидних ланцюгів.

Після ковалентних зв язків найбільше значення в укріпленні клейковини мають водневі. Це було доведено шляхом дейтерування клейковини. У разі, коли тісто замішували на важкій воді (99,7Х % D₂0), клейковина укріплювалась внаслідок збільшення енергії водневих зв'язків при заміщенні атомів водню дейтерієм.

Кількість і міцність дисульфідних, водневих та інших зв'язків у макромолеку­лах білків тіста з часом змінюється. Окремі зв'язки розриваються, утворюються нові. Це обумовлює зміну реологічних властивостей тіста у процесі бродіння, змінюється його пружність, еластичність, в'язкість. Основна роль у цих процесах належить протеолітичним ферментам, а також активаторам та інгібіторам про­теолізу.

У створенні білками каркасу в тісті певну роль відіграють сполуки білків з цу­крами, ліпідами.

Утворений білками у тісті каркас має розтяжність і еластичність, утримує в ньому диоксид вуглецю, а в період випікання закріплює форму і стінки пор у тістовій заготовці. Міцність цього каркасу обумовлюється силою клейковини, її фізичними властивостями.

Як сильну, так і слабку клейковину утворюють білкові комплекси з різною просторовою структурою, з'єднані між собою неоднаково міцно. Структурно-механічні властивості клейковини обумовлюються агрегатним станом її білків. Слабка клейковина має меншу щільність упаковки білків, ніж сильна. У слабкої клейковини порушена структура білкових молекул на третьому і четвертому рівнях організації. Вона містить менше ковалентних, дисульфідних зв'язків, що призводить до рихлості білкових агрегатів.

Реологічні властивості клейковини тіста обумовлені гліадиновою і глю-теніновою фракціями білків. Ці фракції відрізняються за своїми структурно—ме­ханічними властивостями, рис. 3.2. Гідратований глютенін — це гумоподібна ко-роткорозтяжна, пружна маса. Гідратований гліадин має в'язко-текучу консис-

тенцію, сильно розтяжний, липкий. Це в деякій мірі пояснюється структурою молекул цих білків. Гліадин має структуру, у якій окремі поліпеп-тидні ланцюги скомпоновані у молекули внутрішньомолекулярними дисульфідними містками. У глютеніні окремі поліпептидні лан­цюги, що скомпоновані у молекули внутрішньо-молекулярними дисульфідними містками, зв'язані такими ж містками між собою (рис. 3.3).

Фракція глютеніну складається з багатьох білкових компонентів, різних за молекулярною масою — від 50000 до 3000000. Ця фракція містить менше, ніж фракція гліадину, залишків глютамінової кислоти і проліну, вона зв'язує біля 80 % ліпідів, що містяться у клейковині.

У сирій клейковині поєднані властивості обох фракцій, що забезпечує її пружність, розтяжність, еластичність. Роботами дослідників не встановлена пряма залежність між співвідношенням гліадину і глютеніну в клейковині та її якістю. Є тільки дані, що одна із глютенінових фракцій, яка нерозчинна в 0,1 н розчині оцтової кислоти, так званий глютенін II, поліпшує структурно-механічні властивості тіста. Можливо, саме відносна кількість цієї фракції в загальній масі глютеніну впливає на реологічні властивості клейковини.

На вихід і якість клейковини впливають генетичні властивості сорту, грунто-во-кліматичні умови вирощування і визрівання, урожайність зерна. Зерно, виро­щене в жарких, сухих умовах, містить сильнішу клейковину, ніж в умовах підви­щеної вологості та помірної температури. Високоврожайні сорти зерна мають нижчу білковість.

На закінчення процесу формування в зерні білків негативно впливають ранні заморозки. Низьку якість має клейковина борошна із зерна, ушкодженого кло-пом-черепашкою, пророслого зерна.

Самозігрівання і сушіння зерна при високих температурах призводить до часткової денатурації білків, утворення темної короткорваної клейковини з низь­кою гідратаційною здатністю. Формування сили пшениць пов'язане з дією фер­ментів аскорбіноксидази, каталази, поліфенолоксидази у період формування зерна.

Ферменти і сила борошна.У гідратованій масі, якою є клейковина і тісто, активізується дія протеїназ. Внаслідок ферментативного гідролізу порушується третинна і четвертинна структура білків, клейковина і тісто розслаблюються. Оскільки в борошні міститься достатня кількість протеїназ, цей процес в основ­ному залежить від податливості білків протеолізу. На швидкість і глибину проте­олізу білків тіста впливають сполуки, що містять сульфгідрильні групи, —SH, а також різного роду окисники.

Вважається, що оскільки в структурі білкових молекул протеїнази є групи —SH, то під дією окисників вони перетворюються у дисульфідні містки —S—S—, і фермент інактивується.

Поряд з цим є обґрунтовані дані про те, що сполуки, які містять групи —SH, діють безпосередньо на білки клейковини, призводячи до змін її фізичних влас­тивостей. До таких сполук належать глютатіон зерна, борошна, дріжджів. Під дією глютатіону клейковина розріджується, розпливається. Такий вплив має ли­ше глютатіон у відновленій формі (Г—SH). Окислювально-відновне перетворен­ня глютатіону відбувається за схемою

Відновлювальну дію мають також залишки амінокислот цистеїну та цистину, що містяться в структурі білкових речовин борошна.

-SH групи протеїназ борошна, а також безпосередньо білкові речовини клейковини та тіста під впливом сполук окислювальної дії (KJO₃, Н₂О₂, аскорбіно-

вої кислоти, кисню повітря) здатні окислюватись, при цьому в білках збільшується вміст сульфгідрильних зв'язків, глобули білків ущільнюються

Підвищений вміст протеолітичних ферментів спостерігається в борошні із зерна, ушкодженого клопом-черепашкою. Слина цього шкідника містить актив­ний протеолітичний фермент. У процесі приготування тіста з такого борошна цей фермент руйнує білки, внаслідок чого тісто швидко втрачає пружність і надмірно розпливається.

На процес окислення впливає вміст у борошні ненасичених жирних кислот. Продукти їх окислення — гідропероксиди значно зміцнюють клейковину, їх дія помітно проявляється при зберіганні борошна.

Вплив вуглеводної та ліпідної фракцій борошна на його силу.Поряд з білково-протеїназним комплексом на фізичні властивості тіста, а значить — силу борошна, впливають вміст у ньому крохмалю, розміри крохмальних зерен, ступінь їх ушкодженості. Відомо, що нативні крохмальні зерна поглинають при­близно 0,3 г води на 1 г крохмалю. У борошні масова частка крохмалю становить близько 70 %, тому значна частка води у тісті (приблизно 46 %) зв'язується саме крохмалем. У борошні зерна крохмалю різні за розміром. Порівняно з крупними, дрібні зерна мають більшу сумарну питому поверхню, на якій адсорбується вода, це збільшує кількість зв'язаної води у тісті. Ще більшу водопоглинальну здатність мають зерна крохмалю, пошкоджені при помелі (2-3 г/1 г). Фактор поглинання води крохмалем у значній мірі впливає на консистенцію тіста, а, значить, на його структурно-механічні властивості, які й визначають силу борошна.

Конкурентом білкам при поглинанні води є також пентозани. У пшеничному борошні міститься 2,1-6,5 % на СР пентозанів, у тому числі 20-24 % водороз­чинних. Водорозчинні пентозани утворюють в'язкий розчин, а нерозчинні — на­бухають і разом з розчинними зв'язують біля 1/3 води у тісті.

Дослідженнями встановлено, що нерозчинні у воді пентозани значно підви­щують силу борошна з м'яких пшениць. При додаванні до цього борошна 2 % не­розчинних пентозанів пружність тіста підвищувалась на 35-50 %.

Дослідники, що вивчали проблему впливу пентозанів на силу борошна, вва­жають, що пентозани поліпшують силу борошна внаслідок їх взаємодії з білками клейковини.

Значний вплив на силу борошна мають ліпіди, що містяться в ньому. Складні ліпіди — фосфоліпіди, гліколіпіди та ліпопротеїди беруть участь у структурі скла­дових частин борошна і певним чином впливають на їх властивості. Так, напри-

клад, ліпопротеїди, як хімічні сполуки складу ліпід — білок є прошарком між молекулами білків клейковини, вони поліпшують її еластичність (рис.3.4).

Гліколіпіди входять до комплек­су гліадин — гліколіпід — глютенін, який також є структурним елемен­том клейковини й обумовлює газо-утримуючу здатність тіста.

До структурних елементів клейковини відносять також фосфоліпіди.

Таким чином, як вуглеводна, так і ліпідна фракції борошна беруть участь у формуванні структурно-механічних властивостей клейковини і тіста, а отже впливають на силу борошна.

Технологічне значення сили борошна.Сила борошна забезпечує утво­рення тіста з певними структурно-механічними властивостями та характер їх зміни у процесі визрівання тіста і вистоювання тістових заготовок. Сила борош­на обумовлює кількість води, що поглинається складовими борошна при утво­ренні тіста нормальної консистенції. Сила борошна забезпечує газоутримуючу здатність тіста, збільшення об'єму тістових заготовок у вистойці. Вона визначає об'єм хліба і формоутримуючу здатність подових виробів. Тобто сила борошна є основним фактором, що визначає хлібопекарські достоїнства пшеничного бо­рошна. Залежно від сили борошна встановлюються параметри технологічного процесу виготовлення тих чи інших виробів: температура і тривалість бродіння напівфабрикатів, тривалість вистоювання тістових заготовок та ін.

Методи оцінки сили борошна*.Силу борошна оцінюють за кількістю і якістю клейковини, водопоглинальною здатністю, структурно-механічними вла­стивостями тіста.

Кількість клейковини визначають шляхом відмивання її з тіста, приготовле­ного з 25 г борошна вологістю 14,5 % і 13 см³ водопровідної води з температу­рою 18 ± 2 °С вручну. Треба мати на увазі, що на кількість клейковини, відмитої вручну, впливають крупність борошна, тривалість відлежування тіста після замішування, температура і якість води, спосіб і тривалість відмивання. Тепла, а також дистильована вода знижують кількість клейковини із-за розчинності в ній гліадину. У жорсткій воді відмивається більше клейковини. На відміну від прий­нятого в Україні методу відмивання клейковини у воді, міжнародними стандар­тами (ИСО-5531) передбачається відмивання клейковини буферним розчином кухонної солі. Існують методи відмивання клейковини за допомогою приладів «Глютенекс» швейцарської фірми «Бюлер», «Глютоматік» (фірма «Партен інстру­мент АВ», Швеція), МОК-1 та інших.

Міжнародною Асоціацією хіміків у галузі зернових стандартизовано метод оцінки якості клейковини приладом Глютоматік (Glutomatic). Метод розроблений шведським ученим X. Пертеном. На цьому приладі визначають кількість сирої клейковини та її якість. Якість оцінюють показником, що має назву «індекс клей­ковини (ІК)». Вважається, що для хлібопечення оптимальним є зерно з показни­ком ІК від 60 до 90. ІК визначається як відношення кількості клейковини, що за­лишилась на ситі приладу після центрифугування, до її загальної кількості.

Чим вищий вміст у борошні клейковини при однаковій її якості, тим більший об'єм хліба.

Якість клейковини оцінюють за її кольором, розтяжністю, еластичністю, пружністю, розпливанням кульки у часі. Важливим показником якості є гідра­таційна здатність, тобто здатність поглинати воду.

На практиці за основні показники якості клейковини прийняті розтяжність над лінійкою і показник пружності, який визначається на приладі ИДК-1 або ИДК-2. Середнє за силою борошно містить клейковину, що має пружність за ИДК 80-100 од., розтяжність — у межах 13-18 см. слабке — більше 100 од. і 20 см відповідно.

При оцінці сили борошна за структурно-механічними властивостями тіста визначають його пружність, пластичність, в'язкість і еластичність.

Пружність — здатність тіста відновлювати форму після деформації. Пружність обумовлює вирівнювання слідів від натискування пальцями на по­верхню пшеничного тіста.

Пластичність — властивість тіста сприймати і зберігати деформацію після зняття навантаження. Внаслідок пластичності заготовки із пшеничного тіста зберігають надану їм форму.

В'язкість — це опір, що виникає всередині тіста в процесі його руху.

Еластичність — властивість тіста зазнавати значних деформацій без руйну­вання структури (наприклад, після розтягування сира клейковина знову стис­кається).

Для визначення структурно-механічних властивостей тіста застосовують такі прилади, як фаринограф, валориграф, пенетрометри, пластометр, реотест, екстенсометр тощо.

На пенетрометрах визначають консистенцію тіста за глибиною занурення (пенетрації) в нього тіла занурення, що має певну форму, за певний час і під виз­наченим навантаженням.

Принцип роботи фаринографа фірми «Брабендер» (Швеція) полягає у виз­наченні опору тіста місильному органу при його формуванні та у подальшому циклі бродіння. Певною конструктивною системою цей опір передається стрілці самописця, що записує криву — фаринограму.

Принцип роботи валориграфа (Угорщина) аналогічний.

Фаринограма (рис. 3.5) характеризує такі властивості тіста:

• консистенцію, максимальне значення її на фаринограмі по­значене розміром «а». На рисунку видно, що консистенція збільшується на почат­ку замішування до пев­ного максимуму, дея­кий час залишається незмінною, після чого поступово знижується.

У дослідженнях сили борошна рекомендується випробування вести при постійному значенні максимуму консистенції тіста, що позначений на сітці фа-ринограми цифрою 500;

• тривалість утворення тіста, тобто час, протягом якого величина консис­тенції тіста досягне свого максимуму. Числове значення цього показника позна­чене розміром «b»;

• еластичність і розтяжність тіста характеризуються шириною смужки кривої (амплітудою коливання пера самописця). Максимальне числове значення цих властивостей тіста на фаринограмі позначені розміром «с»;

• стабільність або стійкість тіста — тривалість збереження тістом макси­мального рівня консистенції при замішуванні. Числове значення цього показни­ка позначене розміром «d»;

• розрідження тіста — різниця між величиною максимальної консистенції

тіста, що була досягнута при замішуванні, та консистенції в кінці замішування. Числове значення цього показника позначене розміром «е».

Чим сильніше борошно, тим більші на фаринограмі значення а, b, c, d і тим менше значення е.

За допомогою фаринографа чи валориграфа можна дослідити зміни структурно-механічних влас­тивостей тіста у процесі бродіння.

На рис.3.6 наведено фариног-рами тіста з слабкого (а), сильного (б) і середнього за силою борошна (е) у процесі тригодинного бродіння. Перший відрізок кривої фаринограми характеризує зміни структурно-механічних властивос­тей тіста в процесі його замішуван­ня протягом 12 хв, другий, третій і четвертий — у процесі шестихви-линного його обминання після 1, 2, З год бродіння відповідно. Криві фаринограм тіста з сильного і се-

реднього за силою борошна, на відміну від тіста із слабкого борошна, характе­ризуються вищою консистенцією, більшою еластичністю і меншим розріджен­ням у процесі бродіння.

На приладі альвеограф фірми «Шопен» (Франція) замішане і певним чином сформоване тісто вичавлюється повітрям у вигляді пухиря, що постійно збільшується в об'ємі, поки не лопне. Тиск повітря, що створюється у процесі дослідження, реєструється самописцем у вигляді кривої — альвеограми, яка і ха­рактеризує силу борошна (рис.3.7). Для характеристики альвеограм використо­вуються такі показники: Р_альв — максимальна ордината альвеограми, що відобра­жає пружність тіста; Ц_льв — абсциса альвеограми — розтяжність тіста; W_aM. — площа альвеограми — питомі витрати енергії на деформацію тіста, Дж.10⁴.

Чим сильніше борошно, тим більші величини Р_апьв і W_альв

Для тіста із борош­на з низьким вмістом клейковини та пониже­ною розтяжністю харак­терним є недостатня збалансованість відно­шення її пружності (Р) до розтяжності (L). При альвеографуванні воно виражається підвище­ними значеннями відношення P/L.