Материал: Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 16___________________________________________________________

§ 7. ХРАНЕНИЕПИЩЕВЫХ ПШЕНИЧНЫХ ОТРУБЕЙ

Пищевые пшеничные отруби неустойчивы при хранении. Хранение их с влажностью выше 13% в течение недели приво- дит к интенсификации микробиологических процессов. Че- рез 2 мес. хранения численность микрофлоры увеличивается в 10—300 раз в зависимости от условий хранения. Одновремен-

но наблюдается значительное нарастание кислотного числа жира: с 15—19 до 127 мг на 1 г жира.

Разработаны следующие оптимальные режимы и сроки хранения. Свежевыработанные отруби при температуре 20— 30 °С можно хранить сроком до недели, а при температуре око- ло 10° С — до двух недель. После термообработки продолжи- тельность хранения значительно возрастает. Отруби можно хранить при относительной влажности воздуха не более 60% и температуре 20—30 °С: в бумажной упаковке — до 3 мес, в упа- ковке с полиэтиленовым вкладышем — до 5 мес. При относи- тельной влажности воздуха более 60% и температуре 20—30 °С отруби необходимо хранить только в упаковке с полиэтиле- новым вкладышем сроком — до 5 мес.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы особенности биохимических процессов в муке при хранении?

2.В чем выражается созревание пшеничной муки, какими способами можно его ускорить?

3.Какие два периода хранения пшеничной муки существу ют после этапа ее созревания, какие химические особенности имеет тот и другой?

4.Какие химические изменения происходят в пшеничной муке при ее бестарном хранении?

5.Какими особенностями химических изменений характе ризуется ржаная мука при хранении?

6.В чем заключаются особенности хранения крупы?

7.Как изменяется химический состав пищевых пшеничных отрубей при хранении?

Глава 17

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ,

ПРОИСХОДЯЩИЕ В МУКЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗ НЕЕ ХЛЕБА,

МАКАРОННЫХ, МУЧНЫХ И

КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

§ 1. ХЛЕБОПЕКАРНОЕДОСТОИНСТВО ПШЕНИЧНОЙ МУКИ

Из зерна пшеницы получают муку пшеничную хлебопекар- ную и макаронную. Хлебопекарное достоинство муки — ее

способность давать заданные сорта хлеба высокого качества с наибольшим выходом при соответствующем режиме тестове- дения и выпечки. Признаки высокого качества хлеба: объем, форма, приятно окрашенная (румяная) корка без разрывов и трещин, эластичный мякиш, мелкая тонкостенная и равно- мерная пористость. Мякиш хлеба должен быть светлым, аро- матным и вкусным. Хлебопекарное достоинство пшеничной муки определяется совокупностью следующих ее свойств: са- хараобразующей, газообразующей и газоудерживающей спо- собностью; способностью образовывать тесто с определенны- ми физическими свойствами (силой муки); цветом муки и способностью к потемнению в ходе приготовления хлеба; крупностью частиц.

При тестоведении под влиянием дрожжевых клеток проис- ходит процесс спиртового брожения. Образовавшийся этило- вый спирт частично улетучивается, а оставшийся участвует в образовании аромата хлеба. Выделяющийся диоксид углеро- да, стремясь вырваться из вязкого теста, поднимает и разрых- ляет его, придавая ему пористое строение, от которого зави- сит пористость мякиша выпеченного хлеба. Чем больше выделится диоксида углерода, тем более пористым будет тесто и хлеб. Газообразующую способность пшеничной муки из- меряют количеством кубических миллиметров или сантимет- ров СО2, образовавшегося за 5 ч брожения при температуре

ГЛАВА 17

теста 30 °С из 100 г муки, 60 мл воды, 10 г прессованных дрож- жей. При высоком хлебопекарном достоинстве муки в этих ус- ловиях образуется до 2000 см3 СО2 и более.

В образовании диоксида углерода участвуют содержащие- ся в муке глюкоза, а также фруктоза и олигосахариды — саха- роза, фруктозиды. Запасов этих Сахаров достаточно только в самом начале брожения. В ходе тестоведения образуется до-

полнительное количество Сахаров из крахмала под влиянием б-амилазы, которая образует в основном мальтозу и неболь- шое количество высокомолекулярных декстринов. В нормаль- ном непроросшем зерне пшеницы содержится только б-ами- лаза и нет а-амилазы. Сахарообразующая способность пшеничной муки зависит от активности б-амилазы, кислот- ности теста (рН 5,7-5,9), температуры (32—34 °С), крупно- сти пшеничного крахмала и его атакуемости.

Образующиеся при амилолизе сахара нужны для броже- ния и выделения диоксида углерода. Свободные несбро-

женные сахара при выпечке вступают в верхнем слое теста

— корке во взаимодействие с белком и продуктами его распада, прежде всего со свободными аминокислотами, что приводит к образованию меланоидинов. Эти темноокра-

шенные вещества придают корке хлеба специфическую золотисто-буроватую окраску. Образовавшийся в результа- те диоксид углерода хорошо разрыхляет тесто, если оно имеет соответствующие физические (реологические) свой- ства. Потенциальную возможность образования теста с

теми или другими реологическими свойствами хлебопеки называют силой муки. Жидкое тесто не удерживает диок- сид углерода, и он улетучивается. Если тесто слишком плотное, то разрыхление также будет неудовлетворитель- ным, и в том и другом случае хлеб получается с недоста- точной пористостью, низкого качества. Главный фактор, от которого зависит сила пшеничной муки, — белково-про- теиназный комплекс, т. е. количество, состояние и каче- ство белков (практически количество и качество клейко- вины) и протеолитические ферменты (их количество и активность). Сила муки обусловливает газоудерживающую способность теста.

________ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗДЕЛИЙ

Расщепляя белки (значит, клейковину), протеолитические ферменты изменяют их коллоидные свойства, способность по- глощать воду и набухать, следовательно, реологические свой- ства теста. На хлебопекарное достоинство влияет цвет пше- ничной муки, особенно способность к потемнению при изготовлении хлеба. Из светлой муки нередко получают тем- ный хлеб, что снижает его товарную ценность. Потемнение

муки при тестоведении происходит в результате образования темноокрашенных веществ меланинов — продуктов окисления аминокислот тирозина и фенилаланина под воздействием фер- мента монофенол-монооксигеназы. Этот фермент всегда при- сутствует в пшеничной муке и дрожжах, а его действие замет-

но сказывается при появлении достаточного количества свободного тирозина. Хлебопекарное достоинство пшеничной муки связано с крупностью ее частиц.

§ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА

Производство хлеба распадается на пять тесно связанных между собой технологических этапов: подготовка сырья, при- готовление теста, разделка теста, выпечка, а затем охлажде- ние и хранение хлеба.

Подготовка сырья. Муку, дрожжи и другое сырье подвергают анализу в лаборатории хлебозавода, определяя соответствие стандартам, устанавливают хлебопекарные достоинства. Из от-

дельных партий муки одного сорта в соответствии с их качеством при помощи мукосмесителя составляют смесь муки в определен- ных соотношениях. Поваренную соль растворяют и фильтруют в солерастворительной установке. Прессованные дрожжи разме- шивают в теплой воде. Горячую и холодную воду смешивают до определенной температуры и отмеривают в нужном количестве.

Приготовление пшеничного теста. Пшеничное тесто готовят по установленной рецептуре — перечню и соотношению от- дельных видов сырья, употребляемых для производства опре- деленного сорта хлеба. Для основных сортов хлеба применя- ют следующую примерную рецептуру: мука 100, вода 50—70, прессованные дрожжи 0,5—2,5, соль 1,3—2,5, сахар 0—20, жир 0—13. В рецептуру некоторых сортов хлеба и хлебных изделий,

ГЛАВА 17

кроме того, входят яйца, солод, изюм, молоко, ванилин и дру- гие продукты.

Пшеничное тесто готовят двумя основными способами: опарным и безопарным.

Опарный способ: готовят опару (первая фаза) и готовят те- сто (вторая фаза). На приготовление опары идет до 0,5 общего количества муки, до 2/3 воды, все количество дрожжей. Про- должительность брожения опары 3,0—4,5 ч при ее начальной температуре 28—32 °С. Опара более жидкая, чем тесто.

На приготовленной опаре замешивают тесто, вносят осталь- ную часть муки, воды и соль. Брожение продолжается от 1 ч до 1 ч 45 мин с начальной температурой теста 28—30 °С. Тесто из

сортовой муки за время брожения подвергают одной или двум обминкам.

Обминка теста— кратковременный (1,5—2,5 мин) повтор- ный промес, который улучшает структуру и физические свой- ства теста.

При замесе безопарным способом (однофазным) вносят все количество муки, воды, соли и дрожжей. Продолжительность брожения 2—4 ч, начальная температура теста 28—30 °С, об- минок одна или несколько.

В результате брожения тесто приобретает свойства, наи- лучшие для разделки и выпечки. Совокупность протекающих при этом физико-химических процессов называют созрева- нием теста.

В последние годы разработаны и применяются новые спо- собы поточно-непрерывного и ускоренного приготовления те- ста. Это усиление механической обработки теста, увеличение количества прессованных или жидких дрожжей, повышение температуры опары и теста и др. Известны химические пути ускорения созревания теста. В одном случае используют окис- лители в сочетании с восстановительно действующими аген- тами. Так, добавление цистеина, сыворотки и бромата калия (КВгО3) ускоряет образование и созревание теста и вместе с тем значительно снижает энергию (работу) на механическую обработку теста. Эффект введения подобных добавок усили- вается в сочетании с небольшим количеством жира, имеющим повышенную температуру плавления.

________ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗДЕЛИЙ

Для ускорения образования и созревания теста, а также для улучшения качества хлеба в тесто вносят поверхностно-актив- ные вещества (ПАВ) — пищевые эмульгаторы (фосфатиды и их препараты — фосфатидные концентраты, лецитин и др., эфиры сорбита; эфиры пропиленгликоля и т. д.). Наилучших результатов достигают при совместном внесении эмульгато- ров и жиров в виде тонкодисперсных жироводных эмульсий.

В хлебопечении с успехом применяют следующие фермен- тные препараты: а- и б-амилазу, б-фруктофуранозидазу, глю- коамилазу, глюкозооксидазу, лактазу и др. При работе с мукой, имеющей пониженную сахаро- и газообразующую способ- ность, а также короткорвущуюся или крошащуюся клейкови- ну с большим эффектом используют комплексные фермент- ные препараты оризин ПК и аваморин ПК, получаемые из плесеней Asp. oryzae и Asp. awamori. Обминку теста применя- ют при приготовлении на тестомесильных машинах периоди- ческого действия с подкатными дежами.

Разделка теста. Включает деление теста на куски, округле- ние этих кусков, предварительную (промежуточную) расстой- ку, окончательное формирование изделий и окончательную расстойку тестовых заготовок. Перед выпечкой сформирован- ные тестовые заготовки оставляют для окончательной расстой- ки при температуре 35—40 °С и относительной влажности воз- духа 75—85% в течение 25—120 мин.

Происходящее при окончательной расстойке брожение сопровождается образованием диоксида углерода, который разрыхляет тесто, увеличивая его объем, что обеспечивает вы- сокое качество хлеба.

Выпечка. Происходит в результате радиационно-конвектив- ного прогрева тестовых заготовок при температуре пекарной ка- меры 220—250 °С. Продолжительность выпечки колеблется от 8 до 12 мин для мелкоштучных изделий, до 60 мин — для хлеба крупного развеса (1 кг). В зависимости от вида и сорта хлеба его выпекают на поду или в формах. При достижении высоких тем- ператур процесс брожения прекращается и тесто до конца вы- печки сохраняет достигнутый объем. Тесто, помещенное в пе- карную камеру, быстро покрывается тонкой сухой пленкой, постепенно превращающейся в утолщенную корку. Превраще-

ГЛАВА 17

ние теста в хлеб при выпечке происходит в результате большого комплекса следующих процессов: физических, микробиологиче- ских, коллоидно-химических и биохимических.

К биохимическим процессам относится брожение, продол- жающееся до полного отмирания микроорганизмов под дей- ствием высоких температур. В этот период продолжается об- разование спирта, диоксида углерода, молочной и уксусной кислот и других продуктов брожения. Содержание крахмала в тесте уменьшается, происходит его клейстеризация и частич- ный гидролиз под влиянием б-амилазы. Часть Сахаров, обра- зующихся при амилолизе крахмала, расходуется на брожение.

В начале выпечки белково-протеиназный комплекс резко изменяется. Происходит протеолиз белковых веществ. При до- стижении температуры 70 °С растворимость белков падает в результате начавшейся тепловой денатурации. Выраженные вкус и аромат хлеба появляются в результате сложной цепи био- химических процессов, происходящих при приготовлении те- ста, особенно в корке хлеба при выпечке.

Установлено, что наибольшее влияние на аромат хлеба оказывают карбонильные соединения (альдегиды и кетоны). Содержание свободных аминокислот в хлебе существенно из- меняется. Количество большинства свободных аминокислот в тесте по сравнению с их содержанием в муке возрастает. Со- держание свободных аминокислот в мякише изменяется не- значительно: количество одних (треонина, аланина) — немно- го возрастает, других (аспарагиновой и глютаминовой кислот) — немного уменьшается. Содержание всех свободных аминокислот в корке хлеба резко снижается (они расходуются на меланоидинообразование). Содержание лизина (важней- шей незаменимой аминокислоты) в белках хлеба при выпеч- ке, особенно в корке, значительно уменьшается.

§ 3. ПРОИЗВОДСТВО МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Макаронные изделия (трубчатые, нитеподобные, ленточ- ные, фигурные) получают прессованием или штампованием пшеничного теста с последующей сушкой. Это мучные изде- лия, прошедшие стадию тестообразования и превращенные в

_________БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗДЕЛИЙ

сухие консервы. В отличие от хлеба, перед употреблением в пищу они нуждаются в кратковременной варке. Достоинство

макаронных изделий состоит в их устойчивости при хранении (они не подвержены черствению), быстроте кулинарной об- работки, высокой питательности. Макаронные изделия

изготовляют из крупки и полукрупки макаронной пшеничной муки высшего и I сортов (из твердой пшеницы — семолина). Допускается мука из мягкой ультрастекловидной пшеницы.

Макаронное тесто имеет наиболее простой компонентный состав (мука и вода) из всех видов пшеничного теста. Только

для некоторых сортов макарон в тесто добавляют белковые и другие обогатители. Макаронное тесто не подвергают броже- нию и другим видам ферментативных процессов. Протеоли- тические ферменты проявляют очень слабую активность. За- метного протеолиза не наблюдается. Гидролитический распад

белков происходит только в результате затянувшейся сушки макаронных изделий при высокой температуре и влажности воздуха, приводящим к их слипанию.

Атакуемость крахмала низкая, амилолитические фермен- ты существенной роли не играют. Большое значение имеют ферменты класса оксидоредуктаз — монофенол-моноокси- геназа (тирозиназа) и липоксигеназа. Монофенол-моноок-

сигеназа окисляет аминокислоты тирозин и фенилаланин с образованием меланинов — темноокрашенных соединений. В результате происходит интенсивное потемнение мака- ронных изделий, особенно при сушке. Липоксигеназа окис- ляет в присутствии кислорода непредельные жирные кис-

лоты с образованием сильно действующих окислителей (перекисей и гидроперекисей).

Совокупность окислительных процессов, катализируемых липоксигеназой, разрушает пигментные вещества муки — ка-

ротиноиды в результате чего макаронные изделия несколько утрачивают кремово-желтый цвет. Потемнение макаронных изделий может быть вызвано также неферментативным взаи- модействием свободных аминокислот и Сахаров, реакцией ме- ланоидинообразования при высокотемпературной сушке.

Макаронные изделия формуют двумя способами — прес- сованием и штампованием. После прессования приступают к

ГЛАВА 17 __________________________________________________________

разделке сырых изделий, подготавливая их к наиболее про- должительной и трудоемкой стадии производства — сушке. Разделка состоит из обдувки с помощью вентиляционной ус- тановки, резки, раскладки и транспортирования. Сушка кон- сервирует макаронное тесто, прекращая в нем физико-хими- ческие, биохимические и другие процессы.

Основным сырьем производства макаронных изделий вы- сокого качества служит мука из твердой пшеницы. В связи с недостатком производства твердой пшеницы изготовляют ма- каронные изделия из муки хлебопекарной мягкой пшеницы, уступающие по качеству изделиям из муки твердой пшеницы. Макаронные изделия производят из пшеничной хлебопекар- ной муки высшего сорта с использованием добавок — улучши- телей: микроскопической целлюлозы (МКЦ), «Умник-ян- тарь», «Тлютекс», «Экспресс», «Супермак» и других.

Прибавки заметно улучшают качество макаронных изделий: повышается скорость прессования, изделия хорошо сохраня- ют форму, не слипаются, потери сухих веществ в варочную жидкость уменьшаются.

§ 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУКИ В КОНДИТЕРСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Для изготовления большого ассортимента мучных конди- терских изделий (печенья, пряников, вафель, тортов, пиро- жных, кексов и др.) используют в основном пшеничную муку. В качестве разрыхлителей теста при изготовлении мучных кон- дитерских изделий применяют химические вещества (смесь двууглекислого натрия и углекислого аммония), а также бел- ковые пены. Кондитерская промышленность предъявляет высокие требования к качеству пшеничной муки, используя главным образом муку высшего и первого сортов, значительно реже муку второго сорта.

Требования, предъявляемые к зерну из которого получают муку, зависят от вида и сорта мучных изделий. Печенье затяж- ное из эластичного тягучего затяжного (с небольшой добав- кой жира и сахара) теста целесообразнее изготовлять из муки помола средней крупности и со слабой клейковиной. Пече-

________ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗДЕЛИЙ

нье, изготовленное из сильной муки, имеет более низкие по- казатели хрупкости и набухаемости. При замесе теста из муки, полученной из сильной пшеницы, требуется больше воды и при выпечке расходуется больше тепловой энергии.

Для сахарного печенья требуется мука со средней и слабой клейковиной, количество клейковины в муке не имеет значения. Вафли должны быть пористыми и легкими. Для их изготовления пригодна мука с содержанием клейковины 35—40%, в этом случае вафельный лист получается связным и упругим. Для

изготовления заварных пряников тесто замешивают на горячем (с температурой 70—75 °С) сахарном или медовом си- ропе, а затем длительное время выдерживают при низкой тем- пературе (10 °С). В тесте происходят слабые ферментативные процессы осахаривания крахмала, протеолиза белков и др. Для

приготовления пряников используют муку из зерна любой пшеницы нормального качества.

В кондитерской промышленности применяют маисовый крахмал, соевую и кукурузную муку, мак, кунжут, кориандр, плоды и семена многих других сельскохозяйственных расте- ний, а также продукты их переработки. Кукурузную муку ис- пользуют в виде добавки (5—20%) при приготовлении тортов, печенья, пирожных и т.д. Количество и разновидность доба- вок зависят от типа и рецептуры изделий. Из зерна кремнис-

тых и лопающихся сортов кукурузы изготавливают кукурузные хлопья, взорванные зерна, осахаренные зерна и т.д.

§5.ОЦЕНКАТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОДОСТОИНСТВА ПШЕНИЧНОЙМУКИ

ИКАЧЕСТВАГОТОВОЙПРОДУКЦИИ, ПОЛУЧЕННОЙИЗНЕЕ

В соответствии с действующими стандартами, временны- ми качественными нормами и практикой работы хлебопекар- ных предприятий качество пшеничной муки всех сортов оце- нивают следующими показателями: органолептическая оценка (цвет, вкус, запах, хруст); влажность; белизна (на при- боре СКИБ-М); кислотность; металломагаитная примесь; за- раженность вредителями; количество сырой клейковины и ее

471