Развитие хлебопекарной промышленности

Больше всего как в пшеничной, так и в ржаной муке содержится углеводов (крахмал, моно- и дисахариды, пентозаны, целлюлоза) и белков, от свойств которых зависят свойства теста и качество хлеба.

                            Углеводы муки и технологическое значение

В углеводный комплекс муки входят:

- высшие полисахариды

- простые сахара

Крахмал- это высший углевод муки. В высшем сорте до 80%.крупность и целостность крахмальных зёрен влияет на консистенцию теста, его влагоёмкость и содержание в нём сахара. Крахмал обладает большой адсорбционной способностью. Крахмальное зерно состоит из 2-х полисахаридов: амилозы и амилопектина. Молекулы амилозы образуют прямые цепи; молекулы амилопектина имеют разветвлённое строение. t клейстеризации пшеничного крахмала около 63*, ржаного 50-55*. Под действием кислот происходит гидролиз: крахмал—декстрины—мальтоза—глюкоза. Этот же процесс происходит под действием амилолетических ферментов.

                            Технологическое значение крахмала.

1. Мальтоза и глюкоза, образующиеся при гидролизе, используются в качестве питания бродильной микрофлоры. Эти сахара участвуют в образовании ароматических и вкусовых веществ при приготовлении хлеба.
2. При замесе теста крахмал связывает воду и обеспечивает водопоглотительную способность.
3. При выпечке крахмал клейстеризуется способствуя образованию сухого мякиша.
4. При хранении готового хлеба крахмальный гель стареет (синерезис, редрародация), крахмал переходит из аморфного состояния в кристаллическое, при этом хлеб черствеет.

                            Клетчатка

Содержится в муке низкого помола (грубого), снижает пищевую ценность продуктов, но улучнает перестатику кишечника.

                            Декстрины

- продукты гидролиза крахмала,с водой образуют клейкие растворы,содержание в муке незначительно, воду связывают плохо, при повышенном содержании приводит к образованию липкого мякиша хлеба.

                            Гемицеллюлоза

Организмом не усваивается, в муке содержится 2-8% в виде пентозанов и гексозанов. Пентозаны делятся на нерастворимые (набухающие в воде) и растворимые (образуют слизи). Обладают большой гидрофильностью (впитывать влагу). В пшеничной муке 0,8-2%, в ржаной в 2раза больше. Слизи увеличивают водопоглотительную способность муки и укрепляют консистенцию теста. Слизи образуют комплексы с белками и крахмалом. Такие комплексы в ржаной муке препятствуют образованию клейковины.

                            Сахара

В пшеничной муке около 2% (сахароза, мальтоза, глюкоза); в ржаной муке 4%. Собственные сахара муки сбраживаются в течении первых 1,5-2часов, а затем сахара не хватает.

                            Белки муки

Белки- высокомолекулярные полимеры.

Первичная структура обусловлена наличием пептидных связей.

Вторичная структура : полипептидные нити образуют в пространстве спиральные цепочки, связанные при помощи водородных связей.

Третичная структура- спираль, свёрнутая в компактную глобулу, которая удерживается дисульфидными связями. От состояния третичной структуры зависит водопоглотительная способность.

Свойства белков:

1. под действием кислот, щелочей и t выше 60* происходит денатурация.
2. они способны к сильному набуханию, поглощают воды в 2раза больше своей массы.
3. при замесе теста проламины и глютемины образуют клейковину. В состав муки входят белки: альбумины (растворимые в воде); глобулины (растворимые в слабых растворах солей); проламины (глиодин- растворимы в 60% р-ре спирта); глютемины (у пшеницы- глютеин, растворяется в слабых растворах щелочей).

В пшеницы белка 7-26%; клейковину образуют глиодин и глютенин. В ржаной муке 10-14%; альбуминов и глобулинов в 2раза больше, чем в пшеничной. Белки ржаной муки клейковину не образуют и быстро набухают в воде.

Технологическое значение белков:

1. при замесе теста связывают воду
2. обеспечивают газоудерживающую способность теста
3. обеспечивают определённые физические свойства теста
4. при выпечке хлеба происходит денатурация белков, в результате образуется каркас хлеба.

Ферменты

В зерне ферменты сосредоточены, главным образом, в зародыше и периферийных частях зерна, поэтому в муке высоких выходов ферментов содержится больше, чем  в муке низких выходов.

Повышенная активность ферментов, полученных из несозревшего, проросшего, морозобойного зерна или поражённого клопом-черепашкой (у зерна большая активность протолитических ферментов)

Активность ферментов зависит от условий произрастания зерна, от условий сушки зерна (при t= выше 60* происходит инактивация  ферментов) от влажности среды, от pH среды, от наличия активаторов и ингибиторов.

Основные ферменты муки:

1.       протолетические ферменты (протеиназы) действуют на белки и продукты их гидролиза расщепляя пептидные связи в белках при этом образуются аминокислоты. В результате глубокого гидролиза клейковина теряет упругость и эластичность, а пшеничное тесто разжижается. Однако некоторая степень протеолиза необходима. Тесто становится более пластичным и образуются вкусовые вещества. Протеиназы нормального зерна малоактивны. У них tопт= 45-47*, pH= 4-5,5; Действие протеиназ тормозит поваренная соль (NaCl). Активность протеиназ регулируют меняя температуру и кислотность полуфабриката.

2.       амилолитические ферменты (B- и α-амилазы)

B-амилаза обнаружена как в проросших зёрнах хлебных злаков, так и в зёрнах нормального качества;

α-амилаза содержится только в проросших зёрнах. Относится к металлопротеинам; в состав её молекулы входит Са.

В- и α-амилазы находятся в муке главным образом в связанном состоянии с белковыми веществами и после протеолиза расщепляются. Обе амилозы гидрализуют крахмал и декстрины.

В-амилаза действуя на амилозу, превращает её полностью в мальтозу. В-амилаза наиболее активна при pH среды 4,5-4,6 и t=45-50*. При t=70*С В-амилаза инактивируется.tопт  α-амилазы 58-60*С, pH=5,4-5,8. влияние t на активность α-амилазы зависит от реакции среды. При снижении pH снижается как tопт, так и  tинактивации α-амилазы. Активность α-амилазы значительно снижается в присутствии 2% NaCl или 2%    СaCl2 . В-амилаза теряет свою активность при воздействии веществ (окислителей), превращающих сульфгидрильные группы (-SH-SH-) в дисульфидные (-S-S-).

Технологическое значение амилаз:

Во время брожения теста В-амилаза осахаривает некоторую часть крахмала с образованием мальтозы. Мальтоза необходима для получения рыхлого теста и нормального качества изделий из муки пшеничной сортовой.

Липаза расщепляет жиры муки при  хранении на глицерин и свободные жирные кислоты. В зерне пшеницы активность липазы невысока. Чем больше выход муки, тем выше сравнительная активность липазы. Оптимум действия зерновой липазы находится при   pH 8,0.

Липоксегиназа относится к ОВферментам муки. Она катализирует окисление кислородом воздуха некоторых ненасыщенных жирных кислот, превращая их в гидроперекиси. Оптимальными параметрами для действия липоксигеназы является t =30-40* и pH 5-5,5.

Полифенолоксидаза катализирует окисление аминокислот тирозина с образованием темноокрашенных веществ- меланинов, вызывающих потемнение мякиша хлеба из сортовой муки. Она содержится в муке высоких выходов. Кислотный оптимум pH 7-7,5,а t= 40-50*C. при рН ниже 5,5 полифенолоксидаза неактивна, поэтому при переработке муки, имеющей способность к потемнению, рекомендуется повышать кислотность теста в необходимых пределах.

                                                        Пигменты

Пигменты которые присутствуют в муке: каротиноиды и хлорофиллы.

Пигменты под действием окислителей и восстановителей обесцвечиваются, на этом основано отбеливание муки. Пигменты влияют на цвет муки. Большая часть минеральных веществ муки состоит из соединения фосфора, калия, магния, кальция. Чем ниже сорт муки, тем выше в ней содержится минеральных веществ.

                                                           Витамины

В1, В2, РР, Е, каротиноиды, А.

                                                        Липиды

В муке содержится около 2%, могут образовывать комплексы с белками и крахмалом. Жиров в ржаной и пшеничной муке содержится 1-2% и гидролиз жира при хранении муки существенно влияет на кислотность, вкус, свойства клейковины.

                                                        Липоиды

Относятся к фосфатидам, содержание в муке ~ 0,5%. Является ПАВ. Хорошие эмульгаторы.

                                                        Стандарты и нормы на качество муки.

Цвет. Зависит от сорта, определяют визуально, сравнивая с эталоном или с помощью прибора.

Вкус. Должен быть свойственным муке, без посторонних привкусов, не кислый и не горький.

Запах. Свойственный муки, без посторонних запахов, не затхлый, не плесневелый. Заражённость амбарными вредителями не допускается.

                                          Физико-химические показатели муки:

- влажность не более 15%

- содержание металлопримесей не более 3мг/1кг муки

- зольность от 0,55 до 2%, главный показатель сорта муки

Зольность эндосперма 0,4-0,5%, а оболочек 7-8%. Чем больше выход муки (ниже сорт), тем больше в ней содержится частиц оболочек.

- крупность помола характеризует размер частиц муки, чем ниже сорт муки, тем крупнее частицы. Крупность помола характеризуется остатком на шёлковых ситах определённого номера, и тем, сколько прошло через сито. Номер сита и % схода и прохода указывается в ГОСТ.

- количество и качество сырой клейковины для пшеничной муки

Чем выше сорт муки, тем больше содержание клейковины, кроме высшего сорта. Качество клейковины не ниже 2группы.

- автолитическая активность характеризует активность амилолитических ферментов, особенно α-амилазы. Она выражается в % водорастворимых веществ (расщепление крахмала до водорастворимых веществ под действием ферментов муки). В ГОСТ  присутствует показатель “число падения”.

                                          Показатель качества не вошедший в ГОСТ

Кислотность муки характеризует свежесть муки, наличие в муке свободных кислот, выражается в *, количеством см3 гидроксида Na (децинормального) пошедшего на нейтрализацию кислых соединений в 100г муки.

              Норма кислотности для пшеничной мукт:

Высший сорт----- не более 3*

Первый сорт-------не более 3,5*

Второй сорт--------не более 4,5*

Обойная-------------не более 5*

Хлебопекарные свойства пшеничной муки.

Хлебопекарные свойства зависят в основном от белково-протеиназного комплекса, в который входят белки муки, протолетические ферменты, активаторы и ингибиторы протеолиза. 

1.       “сила” муки – способность муки образовывать тесто с определёнными структурно-механическими или физическими свойствами, она зависит от количества и качества клейковины (а это, в свою очередь зависит от качества и сорта зерна, от активности протолитических ферментов и податливости белков-протеолизов).    Количество и качество клейковины определяется путём отмывания из замешанного теста (25г муки и 13см3 воды) отмытую клейковину взвешивают, берут 2 навески по 4гр и растягивают над линейкой в течении 10 секунд до разрыва.   Определяя растяжимость и эластичность в зависимости от которых различают группы:

1гр обладает хорошей эластичностью, растяжимость средняя (10-20см) или длинная (больше 20см)

2гр эластичность удовлетворительная, при разной растяжимости или хорошей пластичности, но короткой растяжимости (до 10см)

3гр эластичность неудовлетворительная, крошащаяся.

В хлебопечении применяют муку с 1и2 группой. 3-я применяется для пряников и бисквитов.

2.       водопоглотительная способность муки связывать то или иное количество воды при замесе теста средней консистенции (тесто не прилипает к разделочному оборудованию) зависит от состояния белков и крахмала. Частично разрушенные зёрна крахмала связывают воды больше, но слабо её удерживают. Поэтому при механической обработке тесто будет разжижаться.

Нормы ВПС:

-для высшего сорта 50%

-для первого сорта   52%

-для второго сорта    56%

-для обойной муки   60%

Значение ВПС:

От количества воды поглощенной при замесе теста зависит выход готовых изделий.

Способность муки к потемнению:

Потемнение готовых изделий происходит в результате действия тиразиназы. Определение: замешиванием лепёшки из воды, помещают в термостат (с t=40*) на 6,5часов. Затем сравнивают цвет этой лепёшки со свежеприготовленной. Значение: оказывает влияние на цвет мякиша, который нормируется стандартом.

3.       газообразующая способность количество мл CO2↑ выделившееся за 5часов брожения теста, замешанного по рецептуре: 100г- муки, 10г- дрожжей, 60см- воды. Дозировка дрожжей взята МАХ, чтобы исключить зависимость газообразующей способности от качества дрожжей. В начале дрожжи сбраживают в простые сахара муки (1-1,5ч).   Мука “крепкая на жар” обладает низкой газообразующей способностью, в конце брожения в тесте остаётся мало остаточных сахаров, в результате хлеб имеет светло-окрашенную корку, даже в случае более длительной выпечки.

4.       автолитическая активность- это способность сложных веществ муки (крахмала) разлагаться под действием собственных ферментов муки.

Хлебопекарные свойства ржаной муки.

Ржаная мука отличается от пшеничной:
 

1. её крахмал более податлив к действию амилолтических ферментов.
2. в ней всегда присутствует активная  α-амилаза.
3. белки ржаной муки не образуют клейковину, они неограниченно набухают переходя в коллоидный раствор.

Хлебопекарные свойства зависят от углеводно-амилазного комплекса.

                                          Автолитическая активность

Крахмал ржаной муки  клейстеризуется при более низкой температуре (около 55*). Способность крахмала ржаной муки расщепляться больше, и из-за этого мякиш хлеба может быть липким, неэластичным. Поэтому качество ржаной муки определяется по автолитической активности.