Газообразующая способность муки

Газообразующая способность пшеничной муки является важным показателем, от которого зависит ход технологического процесса, интенсивность брожения, накопление продуктов брожения и образование веществ, обусловливающих вкус и запах хлеба.

В процессе брожения в тесте в результате жизнедеятельности дрожжевых клеток в качестве конечных продуктов сбраживания углеводов образуются этиловый спирт и углекислый газ, по количеству которого судят об интенсивности спиртового брожения.

Газообразующая способность характеризуется количеством диоксида углерода (CO2), выделившегося за установленный период времени при брожении теста из определенных количеств муки, воды и дрожжей.

Газообразующая способность муки зависит от состояния ее углеводно-амилазного комплекса, в том числе углеводов, активности амилолитических ферментов и в целом от сахарообразующей способности муки.

Углеводы пшеничной муки состоят в основном из крахмала и сахаров. Температура начала клейстеризации пшеничного крахмала 60-67 ⁰С.

Крахмал на 96.1-97.6% состоит из полисахаридов, образующих при гидролизе глюкозу, 0,2-0,7% минеральных веществ, некоторых высокомолекулярных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.), содержание которых достигает 0.6%.

В зерне пшеницы собственные сахара составляют (% на сухое вещество): глюкоза - 0.01-0.05, фруктоза - 0.015-0.05, мальтоза - 0.005-0.05 и сахароза - 0.1-0.55%. Помимо них, в зерне пшеницы и пшеничной муке содержатся раффиноза, мелибиоза и глюкофруктозан (левозин), общее содержание которых составляет 0.5-1.1% на СВ. Таким образом, общее содержание в пшеничной муке сахаров в зависимости от состава зерна и выхода муки составляет примерно 0.7-1.8% .

Амилолитические ферменты пшеничной муки представлены α-амилазой и β-амилазой. В муке смолотой из нормального зерна, в активном состоянии находится β-амилаза, а в муке смолотой из проросшего зерна -α-амилаза.

β-амилаза при действии на крахмал образует главным образом мальтозу и небольшое количество высокомолекулярных декстринов, а α-амилаза образует в основном декстрины меньшей молекулярной массы, незначительное количество мальтозы, глюкозы и некоторые низкомолекулярные сахариды.

α-амилаза по сравнению с β-амилазой имеет оптимум действия и инактивируется при более высокой температуре: оптимальной температурой действия b-амилазы является 62-64 ⁰C, α-амилазы - 70-74 ⁰C. β - амилаза полностью инактивируется при температуре 82-84⁰C, α-амилаза в этих условиях сохраняет активность при температуре 97-98⁰C. В тоже время β-амилаза является более стойкой к повышению кислотности среды. Реакция среды существенно влияет на термостойкость амилаз. Чем выше кислотность среды, тем ниже температура инактивации амилаз. Особенно резко снижается при этом температура инактивации α- амилазы.

Сахарообразующая способность муки обусловливается действием амилолитических ферментов муки на ее крахмал и зависит от активности амилолитических ферментов (α- и β-амилазы), а также от размера, состояния частичек муки и крахмальных зерен в них.

В нормальном непроросшем зерне пшеницы содержится в активном состоянии только β-амилаза в достаточном количестве. Поэтому, газообразующая способность муки зависит не от количества в ней β-амилазы, а в основном обусловливается податливостью и атакуемостью крахмала муки действию β-амилазы.

Атакуемость крахмала зависит от размеров частичек крахмальных зерен, а также от степени их механического повреждения при размоле зерна. Чем мельче частички муки, чем мельче зерна крахмала, чем больше зерна разрушены или повреждены, тем больше атакуемость зерен крахмала β-амилазой.

При брожении теста в процессе газообразования участвуют как собственные сахара муки, так и сахара, образующиеся в тесте в результате действия амилолитических ферментов на крахмал. При этом роль собственных сахаров муки существенна в начале брожения теста, а образующихся - в конце брожения теста, во время расстойки и в начальном периоде выпечки, как обусловливающих объем хлеба и окраску корки.

Установлено, что для получения хлеба с нормально окрашенной коркой необходимо, чтобы количество остаточных, несброженных к моменту выпечки сахаров в тесте было не менее 2-3% на св.

ü От газообразующей способности муки зависят объем хлеба, состояние пористости, эластичность мякиша.

В тесте из муки с низкой газообразующей способностью сахара будут сброжены в первые часы брожения и недостаток сахаров при брожении теста во время расстойки и начальном периоде выпечки хлеба приведет к получению хлеба малого объема и с бледноокрашенной коркой.

Муку с повышенной газообразующей способностью получают из проросшего зерна или примесью проросшего зерна, а также морозобойного зерна. Характерным для такой муки является повышенная активность амилолитических ферментов, особенно α-амилазы, и увеличение атакуемости крахмала. Наличие α-амилазы повышает газообразующую способность муки, так как α-амилаза расщепляет крахмал в основном на низкомолекулярные декстрины, легко переводимые β-амилазой муки в мальтозу.

Хлеб из муки с повышенной газообразующей способностью имеет интенсивно окрашенную корку и липкий мякиш пониженной эластичности со сладковатым ("солоделым") вкусом.

Для определения газообразующей способности муки применяются различные приборы, которые разделяются на две группы: приборы, измеряющие количество выделившегося углекислого газа волюмометрически - по объему; приборы, в которых количество выделившегося диоксида углерода определяется манометрически - по создаваемому газом давлению.

Для оценки состояния углеводно-амилазного комплекса муки используются стандартизированные методы определения автолитической активности и числа падения (ЧП). ЧП характеризует активность α-амилазы по степени разжижения клейстеризованной в кипящей водяной бане водно-мучной суспензии, выражаемой в продолжительности погружения колиброванной по весу мешалки (таблица 4).

Таблица 4 - Классификационные ограничительные нормы по числу падения (ЧП) для муки пшеничной хлебопекарной

Наименование сорта муки	Нормы ЧП, сек
нижний предел	верхний предел
Высший сорт
Первый сорт
Второй сорт

Для определения амилолитической активности муки (“числа падения”) используют патентованный метод Хагберга-Пертена и приборы шведского производства “Falling number”, а также ПЧП-3 и Амилотесте (Россия).

Сила пшеничной муки. Силой муки называют способность муки образовывать тесто, обладающее после замеса и в процессе брожения, разделки, расстойки определенными реологическими свойствами.

Сила муки определяет количество воды, требуемое для получения теста нормальной консистенции. От силы муки зависит выход хлеба, изменение структурно-механических свойств теста при брожении и в связи с этим поведение его в процессе механической разделки и расстойки.

Сила муки обусловливает газоудерживающую и формоудерживающую способность теста, определяющих форму хлеба (особенно подового). Кроме этого, сила муки влияет на объем хлеба и структуру пористости мякиша.

Ø Мука по силе разделяется на сильную, среднюю и слабую.

Сильной считается мука, способная поглощать при замесе теста нормальной консистенции относительно большое количество воды. Тесто из сильной муки устойчиво сохраняет свойства в процессе замеса, брожения, расстойки и при выпечке мало расплывается. Поэтому подовый хлеб из сильной муки с достаточной газообразующей способностью хорошо разрыхлен, имеет больший объем и не расплывчатую форму.

Слабой считают муку, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает относительно мало воды. В процессе замеса и брожения свойства теста быстро ухудшаются, оно становится к концу брожения жидким (слабым), малоэластичным, липким и мажущимся. Такое тесто трудно разделывается, тестовые заготовки расплываются, подовый хлеб расплывчатой формы и имеет пониженный объем.

Средняя по силе мука по описанным свойствам занимает промежуточное положение между сильной и слабой мукой.

Сила муки в основном зависит от состояния ее белково-протеиназного комплекса, а также от содержания и свойств крахмала, пентозанов (слизей), липидов, липопротеидов, гликопротеидов и т.д., от активности ферментов, действующих на них.

Белково-протеиназный комплекс включает белковые вещества, протеолитические ферменты, активаторы и ингибиторы протеолитических ферментов.

В зерне пшеницы может содержаться от 7 до 26% белка (в среднем около 12%) в зависимости от сорта пшеницы, почвенно-климатических и агротехнических условий возделывания, уборки и хранения зерна.

В состав белковых веществ зерна пшеницы и пшеничной муки входят собственно белки – протеины и в небольшом количестве протеиды – соединения белков с веществами небелковой природы. Белки зерна пшеницы по способности растворяться в различных растворителях подразделяют на альбумины (растворимые в воде), глобулины (растворимые в водных растворах солей), проламины-глиадин (растворимые в 60-80% этиловом спирте) и глютелины-глютенин (растворимые в 0,2%-ных растворах щелочей). Альбумины и глобулины составляют 13-22% от общего количества белка. Основную часть белковых веществ составляют глиадин и глютенин (соответственно 40-50 и 34-42% от общего содержания белка в зерне пшеницы).

Белковые вещества муки во время замеса и последующей отлежки или брожения теста способны интенсивно набухать. При этом нерастворимые в воде фракции белкового вещества муки (глиадиновая и глютениновая) образуют упругую, пластичную, способную растягиваться массу, называемую клейковиной.

Хотя основой клейковины являются набухшие белковые вещества, в состав сухого вещества клейковины входят не только белки. В клейковине, отмытой водой из теста, содержится 75-90% белка и 10-25% крахмала, клетчатки, зольных элементов, сахаров и липидов.

В состав белково-протеиназного комплекса входят протеолитические ферменты муки, их активаторы и ингибиторы.

Протеиназы при действии на клейковину и тесто сильно их разжижают, понижают упругость и увеличивают текучесть за счет разрыва пептидной связи.

Активность протеолитических ферментов связана с наличием в структуре – - SH групп. Под действием окислителей из этих групп образуются дисульфидные связи -S = S -, в результате чего снижается или полностью ингибируется активность ферментов.

Активатором протеолиза является глютатион, содержащийся в основном в зародыше пшеницы и дрожжах. Глютатион является восстановителем и легко подвергается окислению, при котором окисляются его сульфгидрильные группы G - SH (отнимается водород) и две молекулы восстановленного 2 G-SH - глютатиона соединяются дисульфидной связью, образуя молекулу окисленного G-S=S–G глютатиона. Окисленный глютатион теряет способность повышать активность протеиназ.

На белково-протеиназный комплекс и силу муки влияют также свойства крахмала, липидов, активность ферментов и другие факторы.

К липидам зерна и муки относятся собственные жиры и жироподобные вещества (фосфатиды, стерины и др.). Различают общее содержание липидов (2.63%) и содержание свободных (1.79%) и связанных (0.84%) липидов. В жирнокислотном составе липидов преобладают в основном ненасыщенные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая).

В зерне злаковых имеется фермент липаза, гидролитически расщепляющая триглицериды с образованием глицерина и свободных жирных кислот. Расщепление жиров происходит при хранении зерна и муки, за счет этого повышается кислотность продукта.

В зерне и муке содержится фермент липоксигеназа, катализирующая окисление кислородом воздуха линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот, с образованием через ряд промежуточных реакций гидроперекисей, которые как активные окислители могут окислять -SH- группы белка, протеиназы и глютатиона. В результате этого упрочняется структура белка, снижается активность протеолитических ферментов и глютатион теряет функции активатора протеолиза. Липиды и фосфолипиды могут влиять непосредственно на свойства теста и клейковины, т.е. на силу муки.

Методы определения силы муки.Силу муки определяют по свойствам клейковины и теста различными методами. Для определения качества клейковины применяют методы:

- гидратационной способности клейковины - содержания в ней воды в процентах к массе сухой клейковины;

- растяжимости клейковины - путем растяжения пробы клейковины вручную над масштабной линейкой с выражением результата в см. Клейковина считается слабой при растяжимости свыше 18см., средней по силе – 14-16см., сильной (крепкой) – ниже 12см.;

- расплываемости клейковины – характеризуется размером среднего диаметра контура расплывшегося за 60мин. (Д₆₀) шарика из 10 г клейковины. Чем слабее клейковина, тем больше значение Д₆₀;

- реологических свойств клейковины: по выпрессовыванию клейковины под действием груза на пластометре (чем сильнее клейковина тем больше время необходимо для выпресcовывания ее навески); на автоматизированных пенетрометрах - по глубине погружения в клейковину тела погружения и определению высоты пробы клейковины в сжатом состоянии;

- определение качества клейковины путем измерения ее упругих свойств на приборе ИДК (измеритель деформации клейковины). Принцип и метод, заложенные в приборе ИДК, основаны на применении величины остаточной деформации пробы клейковины после воздействия тарированной нагрузки в течение заданного времени (30 с). Силу муки определяют по реологическим свойствам теста.

Реологические свойства теста. (Реология - наука о деформации и течении различных тел). Тесто является оводненным коллоидным комплексом, обладающим определенной внутренней структурой и весьма своеобразными, непрерывно изменяющимися структурно-механическими свойствами.

В зависимости от вида деформации, ее скорости и длительности тело может вести себя как идеально упругое тело, либо вязкое, или сочетающее эти свойства, то есть относящееся к упруго-вязким материалам.

В тесте сочетаются такие реологические свойства, как упругость, пластичность, прочность, вязкость, способность к релаксации напряжений и упругому последствию. Реологические свойства теста зависят в первую очередь от силы муки, а также различных технологических факторов, как температура, влажность, продолжительность и интенсивность механического воздействия на тесто, рецептура, способ приготовления и длительность брожения теста и др.

Для определения реологических свойств теста используются приборы фаринограф (фирма Брабендер), альвиограф Шопена. До Corder (фирма Брабендер), экстенсограф (фирма Брабендер), пенетрометр. Для определения реологических свойств теста используют также метод определения расплываемости шарика теста.

Крупность пшеничной муки

Размеры частиц муки имеют большое значение для формирования качества хлеба, так как влияют на скорость протекания в тесте биохимических и коллоидных процессов и вследствие этого на свойства теста, качество и выход хлеба. Крупность помола муки определяют по остатку и проходу через сита определенных размеров.

Из муки с повышенной крупностью получается хлеб недостаточного объема с грубой толстостенной пористостью мякиша и бледноокрашенной коркой. В тоже время хлеб из наиболее измельченной муки получается пониженного объема, с интенсивно окрашенной коркой, часто с темноокрашенным мякишем. Подовый хлеб из такой муки может быть расплывчатым.

Оптимум измельчения должен быть различным для муки из зерна с разным количеством и особенно качеством клейковины. Чем сильнее клейковина зерна, тем мельче должна быть мука. С точки зрения хлебопекарных свойств частицы муки должны быть однородными по размерам.