Состав и свойства клейковины
Клейковиной называют плотную резиноподобную массу, остающуюся после удаления из теста путем отмывания водорастворимых веществ, крахмала и клетчатки.
Изучением клейковины занимаются более 200 лет, однако, процесс формирования клейковины из белковых веществ муки при соединении их с водой в процессе замеса теста, его набухания и брожения, а также причины различий некоторых ее свойств еще полностью не раскрыты.
Отмытая из кусочка теста клейковина называется сырой. В ней содержится до 70% воды, которая входит в состав набухшего (гидратированного) студня. При пересчете на сухое вещество 82-88% клейковины составляют белки. В ней также содержатся крахмал (6-16%), жир (2-2,8%), небелковые азотистые вещества (3-5%), сахар (1-2%) и минеральные соединения (0,9-2%). Все эти вещества входят в состав студня клейковины и остаются даже при самом тщательном ее отмывании. Основную массу белков клейковины составляют глиадин и глютенин.
Содержание сырой клейковины в зерне пшеницы колеблется от 7 до 50%. Высококлейковинными пшеницами считаются такие, в которых сырой клейковины более 28%. Ее количество определяют отмыванием теста, замешенного из 25 г муки или шрота (зерна, размолотого до состояния, близкого к муке). Тесто после замеса до отмывания клейковины должно пройти отлежку в течение 20 мин. Это необхолдимо для лучшего набухания белков и образования устойчивого студня клейковины.. Техника отмывания клейковины изложена в ГОСТ 13586.1-68. Соблюдение правил отмывания совершенно необходимы. Особенно важно осторожно отмывать тесто в начале работы, чтобы не потерять часть клейковины. Температура воды для отмывания должна быть в пределах 18±20С.
Клейковину отмывают вручную или механизированным способом.
Имеются приборы для отмывания клейковины («Тэби», «Глютенекс», «УОК-1»). Однако они не дают достаточной точности при отмывании клейковины с различными качествами. Кроме того, требуется домывка вручную. Широкое внедрение получили тестомесилки ТЛ-1, в которой колобок теста замешивается за 35 с, и дозатор воды ДВЛ-3.
Качество клейковины характеризуется ее физическими свойствами (упругость и растяжимость) и способностью к набуханию.
Упругость – свойство клейковины возвращаться в исходное положение после снятия деформирующих усилий.
Для определения физических свойств клейковины разработаны специальные приборы (пластометр АВ-1, пенетрометр и др.). Более совершенным прибором является измеритель деформации клейковины ИДК-1. Деформирующую нагрузку в этом приборе создает давление груза (120 г), свободно падающего на шарик клейковины (массой 4 г) и сжимающего его в течение 30 с.
Результаты измерения упругости клейковины отмечаются в условных единицах на шкале прибора. Чем больше упругость испытываемого шарика клейковины, тем меньше он сжимается и тем меньшая величина будет зафиксирована на шкале прибора.
Клейковина первой группы дает возможность получить хлеб с хорошей формоустойчивостью и достаточно разрыхленный, с большим объемным выходом, равномерной и тонкостенной пористостью.
Клейковина второй группы при достаточном ее содержании обычно обладает меньшей газоудерживающей способностью, что определяет получение хлеба с меньшим объемным выходом, но в большинстве случаев доброкачественного.
Из зерна (муки), имеющей клейковину третьей группы, получается низкопористый плохо разрыхленный хлеб, с малым объемным выходом, не отвечающий требованиям ГОСТа по внешним признакам.
Таблица – характеристика клейковины зерна пшеницы на шкале ИДК-1
| Показатель шкалы | Характеристика клейковины | Группа клейковины |
| 0-15 | Неудовлетворительная крепкая | III |
| 20-40 | Удовлетворительная крепкая | II |
| 45-75 | хорошая | I |
| 80-100 | Удовлетворительная слабая | II |
| 105-120 | Неудовлетворительная слабая | III |
При отсутствии прибора ИДК-1 упругость клейковины определяют органолептически. Для этого шарик клейковины сдавливают и по скорости восстановления первоначальной формы судят о ее упругости. Если после снятия деформирующих усилий клейковина достаточно быстро восстанавливает исходную форму, то она имеет хорошую упругость. Не восстанавливающаяся после деформации клейковина считается неудовлетворительной. Таким образом, как избыточная, так и недостаточная упругость не желательны.
Растяжимостью клейковины называется ее способность растягиваться в длину. Клейковину растягивают до разрыва с таким расчетом, чтобы все растягивание продолжалось 10 с. В момент разрыва клейковины отмечают длину (см), на которую она растянулась.
Клейковина с короткой растяжимостью обычно не обеспечивает хорошей разрыхленности теста, как и сильно растягивающаяся клейковина (сильно провисающая и разрывающаяся на весу под собственной тяжестью).
Способность сухих веществ, образующих клейковину, к набуханию (при образовании теста) может быть различной. Водопоглотительная способность колеблется в больших пределах. Для клейковины стекловидной пшеницы характерна наибольшая набухаемость. В связи с этим одним из признаков качества является соотношение между массой сырой и сухой клейковины. Высушивают навеску сырой клейковины (4 г), используя прибор ВНИИХП-ВЧ.
По цвету клейковина может быть светлая, серая или темная. Первая чаще обладает наиболее хорошей растяжимостью и упругостью. Темные тона ее обычно появляются вследствие неблагоприятных воздействий на зерно при созревании, хранении или обработке.
Длительное время считалось, что клейковину из ржи можно отмыть лишь в редких случаях и путем использования длительной отлежки теста при повышенной температуре. Однако подробное изучение условий формирования ржаной клейковины в настоящее время позволяет легко отмывать ее из любого образца зерна или муки путем предварительного удаления слизистых веществ солевыми растворами. Клейковина ржи, в отличие от пшеничной, темная и, как правило, слабая; в ржаном тесте отсутствует связный клейковинный каркас, так как клейковина почти полностью пептизируется. В связи с этим тестоведение при выпечке ржаного хлеба существенно отличается от пшеничного.
Свойства клейковины из тритикале приближаются к ржаной, но она отмывается обычным методом, так же как и пшеничная.
Факторы, влияющие на количество и качество клейковины
Чем больше в пшеничном зерне клейковины и чем лучше она по своим физическим свойствам, тем выше технологические (хлебопекарные) достоинства выработанной из него муки.
Факторы:
Сортовые особенности, условия выращивания и уборки урожая (недостаток азота в почве, ранние заморозки, уборка в недозрелом состоянии), неблагоприятные воздействия, которые испытывает зерно при хранении и обработке (воздействие насекомых – клопов-черепашек).
Содержание клейковины и признаки ее качества – наследственные свойства, хотя и зависят в значительной мере от условий выращивания. При создании нового сорта пшеницы с хорошими хлебопекарными качествами селекционер уже на ранних этапах селекции стремится увеличить содержание в зерне белка и клейковины.
В районах производства зерна пшеницы с лучшими хлебопекарными качествами особенно отрицательное влияние на клейковину оказывают клопы-черепашки. Наибольший вред они наносят в молочной спелости зерна, значительно высасывая его содержимое. Зерно получается щуплым, с многочисленными впадинами на поверхности. В период восковой спелости повреждения ограничиваются отдельными участками наружных слоев эндосперма. Однако и в этом случае в месте укола происходит значительное изменение структуры эндосперма: он становится рыхлым, заметно деформируются крахмальные зерна.
(В агрономической практике обычно выделяют три фазы созревания зерновки: молочная спелость, восковая спелость, полная спелость.
Молочная спелость – растения еще зеленые, только в нижней части желтеют стебель и листья, зерновка зеленоватая, влажность ее от 60 до 40%.Содержимое зерна выдапвливается и по консистенции похоже на молокообразную массу;
Восковая спелость – растения желтые, кроме 2-3 верхних узлов стебля и некоторой части соцветия. Зерновка желтая, эндосперм восковидный, упругий, влажность его от 40 до 22%, легко режется ногтем. Рост зародыша и накопление пластических веществ прекращаются. Зерно полносчтью сформировалось и имеет характерные форму и цвет, и только вдоль бороздки зерна сохраняется еще зеленоватая окраска, которая в конце восковой спелости исчезает;
Полная спелость – растения приобретают желтую окраску, листья отмирают, зерно твердеет, уменьшается в размере. Влажность его 22-16% и менее. В этой фазе проводят уборку комбайнированием).
Сильное воздействие на вещества зерна клопов-черепашек объясняется тем, что в их слюне имеются активные протеолитические и амилолитиченские ферменты. Протеиназы, расщепляя белки, изменяют и свойства клейковины. Отмытая из такого зерна клейковина сразу же или через короткое время расплывается, теряет упругость и при дальнейшей отлежке превращается в сметанообразную массу. Она обычно относится к третьей группе.
Интенсивный гидролиз наблюдается и в тесте, где в период его брожения наряду с протеиназами активно действует и амилаза. В результате получается плывущее тесто, не способное удерживать газ. Хлеб получается малого объема даже при выпечке в формах, с плохой пористостью и липким мякишем.
Воздействие ферментов настолько велико, что в поврежденной части зерна более половины всех азотистых веществ превращается в низкомолекулярные соединения.
Большая активность ферментов слюны клопов-черепашек приводит к тому, что при повреждении ими 3-5% зерен получается мука с плохими хлебопекарными качествами. 1-2% таких зерен в партии части приводит к потере признаков, характеризующих сильные пшеницы.
В связи с вредным воздействием клопов-черепашек на состояние зерна и его технологические свойства содержание поврежденных зерен в партиях зерна часто нормируется, а поэтому и определяется (ГОСТ 10841-64).
Белки клейковины и способность их к образованию хорошо гидратированного эластичного студня чувствительны к повышенным температурам. Так, если в процессе тепловой сушки зерна допустить его нагрев до 600С, то из такого зерна клейковина не отмывается вообще. При температуре нагрева более 500С ее отмывается меньше, она становится серой, короткорвущейся и крошащейся. Даже температура нагрева 48-500С в начальный период сушки очень влажного зерна (24-30%) уменьшает выход клейковины и может отразиться на ее качестве. Наоборот, сушка с соблюдением благоприятных температурных режимов в некоторых случаях улучшает свойства клейковины. Это особенно характерно для зерна со слабой (сильно растягивающейся) клейковиной.