Курсова робота
Хлібопекарські властивості борошна
Вступ
Хліб створений тисячолітньою людською мудрістю, майстерністю і наполегливою тяжкою працею. Він є мірилом національного багатства. У кожному шматку хліба -- праця сотень людей: хлібороба, мірошника, пекаря, працівників багатьох професій, що забезпечують його виробництво сировиною, паливом, електроенергією тощо.
В Україні, а також у багатьох народів інших країн світу хліб належить до основних продуктів харчування. В різних країнах його споживають від 90 до 400 г на добу або 32-146 кг на рік залежно від економічних факторів, характеру праці, національних особливостей.
Хлібопекарська промисловість України є однією з основних галузей харчової промисловості, яка за виробничими потужностями, механізацією технологічних процесів, асортиментом спроможна забезпечити населення різними видами хлібних виробів, що має важливе значення для підтримки соціальної стабільності в суспільстві.
З розвитком ринкових відносин у суспільстві відбулось роздержавлення і реструктуризація хлібопекарської галузі, виникла велика кількість пекарень, відроджується домашнє хлібопечення.
У цих умовах набуває першорядного значення виготовлення конкурентноздатної продукції, виробництво якої можуть забезпечити прогресивні ресурсозберігаючі технології.
В основі технології хліба лежать біохімічні, мікробіологічні процеси, тому вона належить до біотехнології. Сучасна технологія є результатом колективного творіння спеціалістів -- вчених і практиків протягом століть. Значний внесок у розвиток теорії та практики хлібопечення зробили вчені Л.Я. Ауерман, Л.М. Казанська, Н.П. Козьміна, В.Л. Кретович, Л.І Пучкова, В.О.Пат, українські вчені -- Л.І. Ведєрнікова, Н.І. Берзіна, В.І.Дробот, А.А. Міхелєв, І.М. Ройтер, Л.І. Карнау-шенко.
Створення і впровадження прогресивних технологій здатні забезпечити тільки висококваліфіковані фахівці.
Розглянуто хімічний склад і технологічні властивості сировини, що використовується у хлібопекарському виробництві, викладені теоретичні основи технології хлібних виробів; висвітлено колоїдні, біохімічні, мікробіологічні процеси, фізико-механічні, структурні перетворення біополімерів на різних стадіях технологічного процесу; викладена сучасна технологія виготовлення хлібних виробів в умовах промислових підприємств і пекарень, розглянуті харчова цінність хлібних виробів і шляхи її підвищення; приділена увага актуальним проблемам галузі в ринкових умовах виробництва; коротко висвітлені питання промислової екології, безпеки харчових продуктів і безпеки життєдіяльності, вимоги до санітарно-гігієнічних умов виробництва.
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 звязує 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 клопом-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 повязане 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.
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%) звязується 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 звязаної води у тісті. Ще б,ільшу 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 CP пентозанів, у тому числі 20-24% водорозчинних. Водорозчинні пентозани утворюють вязкий розчин, а нерозчинні -- набухають і разом з розчинними звязують біля 1 /3 води у тісті.
Дослідженнями встановлено, що нерозчинні у воді пентозани значно підвищують силу борошна з мяких 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, наприклад, ліпопротеїди, як хімічні сполуки складу ліпід -- білок є прошарком між молекулами білків клейковини, вони поліпшують її еластичність (рис. 4).
Гліколіпіди входять до комплексу гліадин -- гліколіпід -- глютенін, який також є структурним елементом клейковини й обумовлює газоутримуючу 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 обєму тістових заготовок у вистойці. Вона визначає обєм 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 обєм 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, вязкість 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.
Вязкість -- 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. 5) характеризує такі властивості тіста:
Рис. 5. Схема фаринограми замішування 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 тривалість замішування незмінною, після чого поступово знижується.
У дослідженнях сили борошна рекомендується випробування вести при постійному значенні максимуму консистенції тіста, що позначений на сітці фаринограми цифрою 500;
тривалість утворення тіста, тобто час, протягом якого величина консистенції тіста досягне свого максимуму. Числове значення цього показника позначене розміром «Ь»;
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 середнього 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 обємі, 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: PanU] -- максимальна ордината альвеограми, що відображає пружність тіста; Ц^, -- абсциса альвеограми -- розтяжність тіста; W„ -- площа альвеограми -- питомі витрати енергії на деформацію тіста.
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.
Чим сильніше борошно, тим більші на фаринограмі значення а, b, с, d і тим менше значення е.
За допомогою фаринографа чи валориграфа можна дослідити зміни структурно-механічних властивостей тіста у процесі бродіння.
Фаринограми тіста з слабкого (а), сильного
(б) і середнього за силою борошна
(в) у процесі тригодинного бродіння.
Перший відрізок кривої фаринограми характеризує зміниструктурно-механічних властивостей тіста в процесі його замішування протягом 12 хв, другий, третій і четвертий -- у процесі шестихвилинного його обминання після 1, 2, З год бродіння відповідно.
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-ліполітичного 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 Саунзерса.
Хлібопекарські достоїнства борошна обумовлюються сукупністю таких показників:
здатністю утворювати тісто з певними структурно-механічними властивостями і певним ступенем їх зміни підчас 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 високомолекулярних складових під дією власних ферментів борошна і накопичення водорозчинних речовин;
крупністю частинок борошна;
водопоглинальною здатністю,
1. Хлібопекарські властивості пшеничного борошна
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, вязкість) 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 їх зберігає під час дозрівання та вистоювання, воно має високу газо- і формоутримуючу 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 обємі. Хліб з такого борошна має великий обєм, правильну форму, гарно розпушену мякушку.
Слід додати, що при використанні дуже сильного борошна тісто набуває надмірної пружності, має недостатню пластичність. Хліб з такого борошна має малий обєм, 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, газоугримуюча здатність їх понижена, вони мало збільшуються в обємі. Хліб з такого борошна має понижений обєм, 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. 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 амілолігичні 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 звязками, що утворюють білкову глобулу з різною за щільністю упаковкою поліпептидних ланцюгів. Після ковалентних звязків 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 звязків при заміщенні атомів водню дейтерієм.
Кількість і міцність дисульфідних, водневих та інших звязків у макромолекулах білків тіста з часом змінюється. Окремі звязки розриваються, утворюються нові. Це обумовлює зміну реологічних властивостей тіста у процесі бродіння, змінюється його пружність, еластичність, вязкість. 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, зєднані 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 звязків, що призводить до рихлості білкових агрегатів.
Реологічні властивості клейковини тіста обумовлені гліадиновою і глютеніноеою фракціями білків. Ці фракції відрізняються за своїми структурно--механічними властивостями. Гідратований глютенін -- це гумоподібна короткорозтяжна, пружна маса. Гідратований гліадин має вязко-текучу консистенцію, 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. Дисульфідні звязки звязані такими ж містками між собою (рис. 3). гліадину (а) і глютеніну (б)
1.2 Газоутворювальна здатність борошна
Газоутворювальна здатність характеризує спроможність борошна забезпечити цукрами процеси бродіння тіста, вистоювання тістових заготовок і забарвлення скоринки хліба.
Газоутворювальна здатність борошна обумовлена станом його вуглеводно-амілазного комплексу.
У дріжджовому тісті внаслідок зброджування дріжджами цукрів борошна утворюються етиловий спирт і диоксид вуглецю:
С6Н,А -> 2СОг + 2 СгН5ОН +117 ккал
Диоксид вуглецю розпушує тісто, обумовлює пористість мякушки хліба. Спирт частково звітрюється, решта бере участь у формуванні смаку хліба. Інтенсивність бродіння, а значить, і кількість виділеного газу залежать від вмісту в тісті власних цукрів борошна і таких, що утворюються при гідролітичному розщепленні крохмалю амілолітичними ферментами.
Показником газоутворювальної здатності прийнято вважати кількість кубічних сантиметрів диоксиду вуглецю, що виділився за 5 год бродіння тіста із 100 гборошна вологістю 14%, 60 мл води і 10 гдріжджів при температурі ЗО °С. Борошно вищого і першого сорту нормальної якості має газоутворювальну здатність 1300-1600 см СО2.
Газоутворювальна здатність пшеничного борошна другого сорту і обойного вища, ніж вищого і першого сортів внаслідок значно більшого вмісту в цих сортах власних цукрів, що вносяться з оболонками, алейроновим шаром і зародком зерна при їх формуванні.
На весь цикл приготування хліба необхідно 5,5-6,5% цукрів від маси сухих речовин борошна. Частина цих цукрів зброджується підчас визрівання тіста і вистоювання тістових заготовок, а частина (2-3% від маси CP борошна) залишається. Вільні незброджені цукри під час випікання вступають у взаємодію з білками і продуктами їх розкладу, в першу чергу з амінокислотами, відбувається реакція меланоїдиноутворення. Внаслідок цієї реакції утворюються меланоїдини, які забарвлюють скоринку хліба.
При низькому вмісті незброджених цукрів у тісті хліб має слабо забарвлену скоринку. Тому ще здавна пекарі борошно з низькою газоутворювальною здатністю називали «міцним на жар».
Фактори, що формують газоутворювальну здатність борошна. Газоутворювальна здатність борошна залежить від вмісту в ньому власних цукрів і цукроутворювальної здатності, яка обумовлюється активністю амілолітичних ферментів, податливістю крохмалю амілолізу тощо. Вміст власних цукрів у борошні залежить від його виходу. Чим більший вихід борошна, тим більше в ньому міститься власних цукрів.
У борошні вміст власних цукрів незначний -- 0,7-1,8% на сухі речовини. Це в основному глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза, рафіноза. Цієї кількості цукрів вистачає лише на початку бродіння. Подальше бродіння забезпечується цукрами, що утворюються в тісті із крохмалю під дією ферменту (і-амілази, тобто від цукроутворювальної здатності борошна.
Фактори, що впливають на газоутворювальнчу здатність борошна, наведені на рис. 8.
Наочно уявлення про кінетику газоутворення дає графік, наведений на рис. 9. На ньому чітко відображено перехід дріжджів після зброджування власних цукрів борошна на зброджування мальтози, а також показано сумарне виділення С02 в часі.
Під цукроутворювальною здатністю борошна розуміють здатність приготовленої з цього борошна водно-борошняної суспензії утворювати при встановленій температурі за певний час ту чи іншу кількість мальтози. За показник цукроутворювальної здатності (за методом Рамзей-ВНДІЗ) вважають кількість міліграмів мальтози, що утворилась у водно-борошняній суспензії з 10 г борошна і 50 мл води за 1 годину настоювання при 27 °С.
Пшеничне борошно вищого і першого сортів нормальної якості має цукрово-творюючу здатність 275-300 мг мальтози на 10 г борошна. Цукроутворююча здатність, менша за 180-200 мг мальтози на 10 г борошна, вважається низькою.
Цукроутворювальна здатність залежить від активності амілолітичних ферментів, крупності борошна, характеру і стану крохмальних зерен, тобто від стану вуглеводно-амілазного комплексу борошна.
У пшеничному борошні нормальної якості у достатній кількості міститься р-амілаза. Оскільки в результаті гідролітичного розкладу крохмалю борошна під дією р-амілази в тісті накопичується мальтоза і високомолекулярні декстрини, р-амілазу називають ще цукроутво-рювальним ферментом. Мальтоза, що утворилася в тісті з крохмалю борошна, і є основним цукром, що забезпечує процес бродіння і виділення диоксиду вуглецю.
Зважаючи на те, що в пшеничному борошні р-амілаза міститься в достатній кількості, можна зробити висновок, що його цукроутворювальна здатність залежить в основному від податливості крохмалю амілолізу.
Податливість крохмалю амілолізу залежить від крупності борошна, стану крохмальних зерен, ступеню їх ушкодження, теплової денатурації (клейстеризації). У пшеничному борошні містяться різні за розміром крохмальні зерна. У борошні нормальної якості вміст дрібних і середніх за величиною зерен (до 15 мкм) складає близько 7,0%. Дрібні за розміром частинки борошна, ушкоджені зерна крохмалю у своїй масі мають більшу питому поверхню, тому вони у більшій мірі піддаються дії р-амілази, ніж крупні та неушкоджені зерна. Тому чим дрібніші частинки борошна, чим більш ушкоджені зерна крохмалю, тим більша атакуємість їх р-амілазою. Є дані, що атакуємість дрібної фракції крохмалю р-амілазою у 5 разів, а розтертої в ступці -- у 16 разів вища, ніж крупної фракції.
Найбільш податливим амілолізу є клейстеризований крохмаль. Його атакуємість р-амілазою перевищує атакуємість нативного крохмалю більше, ніж у 350 разів.
При наявності в тісті р-амілази і а-амілази (борошно з пророслого зерна) цукроутворювальна здатність борошна значно зростає. Це пояснюється тим, що під дією а-амілази з крохмалю поряд з мальтозою утворюються низькомолекулярні декстрини, які р-амілаза легко розщеплює до мальтози. Тому борошно з пророслого зерна має надмірно високу цукро- і газоутворювальну здатність. Утворення надмірної кількості цукрів у тісті небажане. Це може призвести до відшарування скоринки хліба, надмірного її забарвлення навіть при температурі, що не забезпечує пропеченість хліба.
Таким чином, газоутворювальна здатність пшеничного борошна залежить від вмісту власних цукрів, але в більшій мірі обумовлена його цукроутворювальною здатністю. Саме накопичення цукрів під час бродіння тіста, вистоювання тістових заготовок, випікання обумовлює достатнє газоутворення на всіх стадіях приготування тіста і в перший період випікання, а також реакцію мела-ноїдиноутворення, що забезпечує необхідне забарвлення скоринки хліба.
Роль газоутворювальноі здатності у технологічному процесі. Газоутворювальна здатність борошна має велике значення при виготовленні хлібних виробів, до рецептури яких не входить цукор. Величина показника газоутворювальноі здатності дає можливість передбачити інтенсивність бродіння тіста, збільшення його обєму, хід вистоювання, обєм хліба, розпущеність мякушки (пористість), а також забарвлення скоринки.
Виходячи з цього, можна встановити оптимальні параметри технологічного процесу виготовлення виробів: температуру і термін бродіння тіста, термін вистоювання тістових заготовок, температуру і термін випікання хліба.
При недостатній газоутворювальній здатності борошна спостерігається низька інтенсивність бродіння, погана розпущеність тіста, у вистойці тістові заготовки не набирають необхідного обєму, випечений з такого борошна хліб має малий обєм, низьку пористість, бліду скоринку.
Для визначення газоутворювальноі здатності борошна застосовують прилади, робота яких базується на вимірюванні обєму газу, що виділяється у процесі бродіння тіста при постійних температурі та тиску, -- волюмометричним способом, або приладах, які вимірюють тиск газу при постійному обємі -- манометричним способом. У країнах СНД найбільш поширеним є прилад АГ, яким вимірюють обєм С02, що виділяється за певний час бродіння.
1.3 Колір борошна і здатність його до потемніння у технологічному процесі
Колір борошна обумовлює колір мякушки хліба, тобто впливає на його споживацьку якість. Тому він є одним із показників хлібопекарських достоїнств борошна.
Колір борошна визначається кольором ендосперму зерна, вмістом периферійних частинок зерна, що містять пігментний шар. На нього впливають крупність борошна, його вологість. Крупне борошно, а також борошно з більш високою вологістю має дещо темніший колір.
На колір борошна впливає вміст каротиноїдів ендосперму, саме вони надають борошну приємного кремового забарвлення. Будучи за хімічною природою сильно ненасиченими сполуками, каротиноїди легко окислюються та знебарвлюються.
Іноді з окремих партій борошна, що має світлий колір, одержують хліб з затемненою мякушкою.
Потемніння борошна у процесі приготування виробів відбувається внаслідок утворення темнозабарвлених сполук -- меланінів (продуктів окислення киснем повітря амінокислот тирозину і фенілаланіну під дією ферменту поліфенолоксидази (тирозинази). Саме меланіни, що утворилися, забарвлюють як тісто, так і мякушку хліба в сірий колір. У протіканні цієї реакції основна роль належить вмісту вільного тирозину. Фермент поліфенолоксидаза у борошні завжди присутній у достатній кількості.
Заданими колишнього ВНДІХП, у пшеничному борошні II сорту міститься від 1,3 до 1,7 мг вільного тирозину на 100 г борошна. По мірі збільшення його кількості збільшується схильність борошна до потемніння.
Підвищену здатність до потемніння має борошно з пророслого, самозігріто-го, ушкодженого клопом-черепашкою зерна.
1.4 Крупність борошна як складова його хлібопекарських властивостей
Для кожного сорту борошна характерна певна крупність його частинок. Установлені нормативи крупності за сортами борошна. Крупність контролюється за залишком і проходом борошна через одне або два сита певного розміру: наважку масою 50-100 г просіюють через певні сита протягом 10 хв.
Чим вищий сорт борошна, тим дрібніші його частинки. Так, для борошна пшеничного І сорту залишок на ситі № 35 має бути не більше 2%, а прохід крізь сито № 38 -- не менше 80%, тоді як для обойного борошна залишок на ситі № 067 -- 2%, а прохід крізь сито № 38 -- 35%. Але ці норми крупності не відображають дійсного співвідношення частинок різного розміру та їх якості в межах одного сорту.
У процесі подрібнення зерна пшениці при руйнуванні клітин ендосперму утворюються різні за розміром фракції: дрібні частинки, які складаються з дрібних і пошкоджених зерен крохмалю, проміжного білка; крупніші -- це більш крупні зерна крохмалю, окремі фрагменти клітин ендосперму і ще більші частинки, що є комплексами клітин, частини оболонок {рис. 10). Так, основними компонентами пшеничного борошна є вільні крохмальні зерна величиною від 1 до 50 мкм, частинки проміжного білку від 1 до 12 мкм, окремі клітини та агрегати клітин ендосперму величиною від 40 до 150 мкм, частинки оболонок розміром від 40 до 240 мкм.
Ступінь подрібнення в межах одного сорту борошна залежить від виду зерна. Борошно одного сорту, вироблене з твердої, мякої та скловидної пшениці, має різний фракційний склад частинок. Це повязано з тим, що на крупність борошна впливає консистенція ендосперму, технологія помелу, тип подрібнюючих машин. Від цих факторів у значній мірі залежить вміст пошкоджених крохмальних зерен.
Борошно з мякої пшениці має менші розміри частинок, ніж борошно з твердих і скловидних пшениць. За даними І.Т. Мерко, збільшення механічного ушкодження крохмальних зерен борошна з середньо і низько скловидної пшениці з 5 до 15 і з 4,2 до 12,4% відповідно позитивно впливає на його хлібопекарські властивості та якість хліба.
У звичайному хлібопекарському борошні вищого і І сортів приблизно половина частинок має розміри менші 40-50 мкм, а решта -- в межах від 40-50 до 190-240 мкм. У пшеничному обойному борошні біля 67% частинок мають розмір більший 200 мкм, а 15% -- більший 600 мкм.
Є тісний звязок крупності помелу з хімічним складом борошна і, отже, з його хлібопекарськими властивостями.
Зі ступенем подрібнення зерна (крупністю борошна) повязана сумарна питома поверхня одиниці маси борошна. Так, заданими Н.П. Козьміної, 1 г борошна вищого сорту має питому поверхню 3082, першого сорту -- 2881, другого сорту -- 2511 см,
Крупність борошна, а значить величина його питомої поверхні, впливає на швидкість біохімічних і фізико-хімічних процесів. Саме з крупністю борошна повязане поглинання борошном кисню при зберіганні, швидкість набухання частинок, водопоглинальна здатність, атакуємість ферментами, цукро- і газоутворювальна здатності, швидкість формування тіста.
Ушкоджені гранули крохмалю набухають уже після 0,5 с контакту з водою і поглинають значно більше води, ніж неушкоджені. Є дані, що при збільшенні в борошні кількості ушкоджених зерен крохмалю з 2,1 до 4,6% водопоглинальна здатність борошна збільшується на 3,7%. Але поряд зі зростанням водо-поглинальної здатності борошна зі збільшенням вмісту ушкоджених крохмальних зерен погіршуються структурно-механічні властивості тіста, воно більше розріджується.
Крупне борошно має нижчу швидкість набухання, меншу водопоглинальну і гіршу газоутворювальну здатності. Хліб з такого борошна має грубу мякушку з товстостінними порами.
Дуже подрібнене борошно має надмірну водопоглинальну здатність, підвищену цукроутворювальну здатність. Це пояснюється великим вмістом у такому борошні пошкоджених крохмальних зерен, які легко піддаються дії ферментів. Тісто з такого борошна швидко розріджується, розпливається. Хліб має малий обєм, погано розпушену мякушку.
Деякі дослідники вважають, що кращі хлібопекарські властивості має борошно, що складається з частинок розміром 60-100 мкм. Бажано, щоб в одному сорті борошна частинки були однорідними за розміром.
1.5 Автолітична активність борошна
При замішуванні та бродінні тіста, підчас випікання тістових заготовок частина сухих речовин борошна переходить у водорозчинний стан. Цей процес відбувається у результаті дії ферментів на високомолекулярні сполуки борошна, внаслідок цього в тісті та хлібі накопичуються продукти їх деполімеризації, які впливають на якість виробів, особливо на стан мякушки.
Здатність борошна утворювати при прогріванні водно-борошняної суспензії певну кількість водорозчинних речовин характеризують терміном «автолітична активність» («авго» -- само, «лізис» -- розчинність). Основну роль у накопиченні водорозчинних речовин відіграє а-амілаза. Під її дією в процесі випікання тістових заготовок накопичуються низькомолекулярні декстрини, які надають липкості мякушці хліба, особливо з житнього борошна. Тому для житнього борошна автолітична активність є основним показником, що характеризує його хлібопекарські властивості.
Цей показник виразно характеризує також хлібопекарські властивості пшеничного борошна із зерна низької якості -- пророслого, недозрілого тощо.
Інтенсивність процесу автолізу залежить від активності ферментів і податливості субстрату.
Поширеними методами визначення автолітичної активності є метод автолітичної проби і метод експрес-випічки. За цими методами автолітична активність борошна оцінюється за кількістю водорозчинних речовин, що утворюються при температурах, близьких до температурних умов випікання хліба, які визначають за допомогою прецизійного рефрактометру.
Виражають автолітичну активність кількістю водорозчинних речовин у процентах на сухі речовини борошна. У пшеничному борошні в разі нормального вмісту клейковини середньої та хорошої якості після 15 хв автолізу водно-борошняної суспензії на водяній бані автолітична активність має бути не більше (% на CP): вищого сорту -- 29,1 і II сорту -- ЗО. Вищу автолітичну активність має борошно з пророслого або недозрілого зерна, в якому міститься активна а-амілаза. При звичайному веденні технологічного процесу хліб з такого борошна може мати липку, з пустотами мякушку внаслідок зниженої здатності низькомолекулярних декстринів поглинати воду.
Останнім часом у практику хлібопечення України впроваджується метод визначення на спеціальному приладі (рис. 11) числа падіння (показник вязкості), який запропонований шведським вченим Хагбергом і широко застосовується за кордоном. Цей показник характеризує активність а-амілази за ступенем розрідження клейстеризованої у киплячій водяній бані водно-борошняної суспензії.
Для його визначення застосовується спеціальний прилад, на якому визначають тривалість падіння штоку у клейстеризованій водно-борошняній суспензії. Ця тривалість залежить від вязкості суспензії.
Згідно нормативної документації на борошно, пшеничне число падіння має бути: для сортового пшеничного борошна не менше 160 с, обойного -- 105 с.
1.6 Водопоглинальна здатність борошна
Під час змішування з водою борошно поглинає певну кількість води. Властивість борошна звязувати воду характеризується поняттям водопоглинальна здатність (ВПЗ).
За показник водопоглинальної здатності прийнято вважати кількість води, яку спроможне поглинути борошно під час утворення тіста нормальної консистенції, тобто достатньо пружного, не липкого. Цей показник виражається у процентах до маси борошна.
Визначається ВПЗ за формулою
де х -- ВПЗ; GB -- маса води, поглинутої підчас замішування тіста; Gm -- маса тіста, що утворилась.
Кількість води, яку здатне поглинути борошно, повязана з його хімічним складом, вмістом у борошні полімерів, здатних до набухання -- білків, крохмалю, пентозанів, клітковини, їх станом, з величиною площі поверхні адсорбування вологи. Тому ВПЗ борошна залежить від сорту борошна, ступеню його дозрівання, вологості, крупності частинок. Тонко подрібнене борошно із одного і того ж зерна однакового виходу має вищу водопоглинальну здатність, ніж крупне борошно внаслідок більшої площі загальної поверхні частинок.
Середня водопоглинальна здатність пшеничного борошна вищого сорту -- 50, першого сорту -- 52, другого сорту -- 56, обойного -- 60% до маси борошна.
Більша ВПЗ борошна низьких сортів повязана із вмістом у ньому значної кількості оболонкових частинок і пентозанів, які здатні звязувати більше води, ніж крохмальні зерна.
Борошно, що пройшло нормальне відлежування після помелу, тобто в якому відбулися процеси дозрівання, звязує води на 5-10% більше, ніж свіжезмелене.
Низьку ВПЗ має борошно, змелене із зерна пророслого, ушкодженого клопом-черепашкою або висушеного при високих температурах. У такому борошні порушені природні структури полімерів, внаслідок чого знизилась їх здатність звязувати воду. Тобто ВПЗ залежить від сили борошна.
Водопоглинальна здатність залежить від виду борошна. Пшеничне обойне борошно має вищу ВПЗ, ніж житнє такого ж виходу внаслідок більшого вмісту в ньому білкових речовин і вищої їх гідратаційної здатності. Чим нижча вологість борошна, тим більше воно поглинає води. Так, пшеничне борошно І сорту з вологістю 12% здатне поглинути 71,5, а борошно з вологістю 14% -- 66% води до маси борошна. Тому при визначенні кількості води на замішування тіста береться до уваги вологість борошна.
Надмірно сухе борошно має низьку вологопоглинальну здатність. Тому при розрахунку рецептур, якщо фактична вологість борошна менша за 12%, її прирівнюють до 12%.
Водопоглинальна здатність має велике технологічне значення, вона впливає на вихід тіста і хліба. Недодання 1 л води на 100 кг борошна знижує вихід хліба приблизно на 1,0%.
Найбільш обєктивно ВПЗ борошна можна визначити за допомогою валориграфа або фаринографа.
1.7 Оцінка якості пшеничного борошна за пробним випіканням
Комплексну характеристику хлібопекарських властивостей борошна одержують шляхом проведення пробного випікання. Згідно зі стандартом на проведення пробної випічки тісто готують безопарним способом. Якість випеченого хліба визначають через 4 год після випікання. Оцінюють правильність форми хліба, формостійкість (відношення висоти до діаметру), колір скоринки (бліда, золотисто-жовта, світло-коричнева, коричнева, темно-коричнева), стан поверхні скоринки: гладенька, нерівна (із здуттями, бугриста, з тріщинами або підривами). Тріщинами вважають розриви, що проходять через всю верхню скоринку в одному або кількох напрямках.
Оцінюють колір мякушки (білий, світло-сірий, темний). Звертають увагу на рівномірність забарвлення мякушки. Оцінюють пористість мякушки, рівномірність або нерівномірність nop, їх крупність (дрібні, середні, крупні), товщину стінок пор (товсто- або тонкостінні). Визначають еластичність мякушки, натискаючи на неї пальцями, характеризують її як хорошу, середню або погану. Звертають увагу на липкість мякушки. Оцінюють також смак, аромат, наявність хрусту.
Із борошна з хорошими хлібопекарськими властивостями одержують хліб хорошого обєму, з мякою, тонкостінною і рівномірною пористістю, еластичною мякушкою. Зведені показники хлібопекарських властивостей сортового пшеничного борошна нормальної якості показані в табл.3.1.
1.8 Хлібопекарські властивості пшеничного борошна із зерна зниженої якості
Борошно із пророслого зерна містить активні амілолітичні та протеолітичні ферменти. Внаслідок цього воно має високу газо- і цукроутворювальну здатність, надмірно високу автолітичну активність, низьку газоутримуючу здатність. Таке борошно слабке за силою.
У тісті накопичуються продукти гідролізу крохмалю і білків -- декстрини, цукри, поліпептиди, які є водорозчинними речовинами і розріджують тісто. Хліб з такого борошна має низький обєм, липку з нерівномірною пористістю мякушку. Скоринка його дуже темно забарвлена, іноді має здуття.
Борошно із зерна, ушкодженого клопом-черепашкою, має високу активність протеолітичних ферментів, які руйнують клейковину, високу автолітичну активність. Клейковина з такого борошна слабка, нееластична, липка, при відлежуванні різко погіршується її якість. Тісто має низьку формоутримуючу здатність. Хліб з такого борошна має розпливчату форму, низький обєм і пористість, нееластичну мякушку,
Борошно з морозобійного зерна має такі ж хлібопекарські властивості, як і борошно з пророслого зерна. У ньому не закінчились процеси формування зерна, тому активність ферментів висока. Таке борошно слабке за силою. З нього відмивається мало клейковини, за якістю вона короткорвана або крихка. Хліб з цього борошна має малий обєм, липку мякушку темного кольору.
Борошно із зерна, підданого самозігріванню, або такого, що висушували при високих температурах, має низьку активність ферментів, білки в ньому набули перед денатураційних змін, тому клейковини відмивається мало, вона короткорвана. Газоутворювальна здатність такого борошна достатня, але скоринка хліба бліда через обмаль продуктів гідролізу білків, необхідних для реакції меланої диноутворення. Обєм хліба малий, форма кулеподібна, пористість товстостінна, малорозвинена.
При виробництві хліба з борошна, вигото ...........
Страницы: [1] | 2 | 3 |
|
