Химический состав пшеничной муки

Показатель	Содержание (%) в пшеничной муке (по сортам)
высший	первый	второй
Вода	14,0	14,0	14,0
Белки	10,3	10,6	11,6
Жиры	1,1	1,3	1,8
Ненасыщенные жирные кислоты	0,2	0,2	0,3
Моно-, дисахариды	1,6	1,8	2,2
Крахмал	68,5	66,7	62,0
Углеводы	70,6	69,0	64,8
Пищевые волокна	3,5	4,4	6,7
Зола	0,5	0,7	1Д

При помоле зерна, особенно сортовом, стремятся максимально удалить оболочки и зародыш, поэтому в муке содержится меньше клетчатки, минеральных веществ, жира и белка и больше крахма­ла, чем в зерне. Более высокие сорта муки получают из централь­ной части эндосперма, поэтому в их состав входит больше крахма­ла и меньше белков, Сахаров, жира, минеральных солей, витами­нов, которые в основном сосредоточены в его периферийных час­тях.

К органическим веществам пшеничной муки относятся белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, ферменты, витамины, пигменты и некоторые другие вещества; к неорганическим — ми­неральные вещества и вода.

Белки играют важную роль в технологии хлеба.

Содержание белков в пшеничной муке может колебаться в ши­роких пределах (от 10 до 26 %) в зависимости от сорта пшеницы и условий ее выращивания. Белковые вещества муки в основном (на 80 %) состоят из проламинов и глютелинов. Остальные белки — это альбумины, глобулины и протеиды. Проламины и глютелины различных злаков имеют специфический состав и свойства.

Проламин пшеницы называется глиадином, а глютелин пшени­цы — глютенином. Соотношение глиадина и глютенина в пшенич­ной муке примерно одинаковое. Глиадин и глютенин содержатся

только в эндосперме, особенно в его краевых частях, поэтому в сортовой муке их больше, чем в обойной. Ценным специфичес­ким свойством глиадина и глютенина является их способность об­разовывать клейковину.

Клейковина образуется при отмывании пшеничного теста в воде. Клейковина содержит 65—70 % влаги и 30—35 % сухих ве­ществ, состоящих главным образом из белков (90 %), а также других веществ муки, поглощенных белками при набухании. От количества и качества клейковины зависят хлебопекарные свойства муки. Мука содержит в среднем 20—35 % сырой клей­ковины. Качество клейковины характеризуется ее цветом, рас­тяжимостью (способностью растягиваться на определенную длину) и эластичностью (способностью почти полностью вос­станавливать свою форму после растягивания). В клейковине содержание минеральных веществ иное, чем в зерне, из которо­го она отмыта.

При отмывании клейковины некоторые минеральные вещества в ней концентрируются, например фосфор, магний, сера. Особое место занимает калий, который отличается повышенной прочнос­тью связи с неклейковинными веществами зерна и при отмыва­нии почти весь остается в зерновых остатках. Общая зольность клейковины по сравнению с зерном выше. Содержание железа, цинка и меди в клейковине значительно выше, чем в зерне. На­пример, в зерне пшеницы железа содержится 0,26 %, в золе клей­ковины — 1,90 %.

Большие различия в зольности отдельных частей зерна исполь­зуют для контроля выхода (по сортам) и качества пшеничной муки. По массовой доле золы в пшеничной муке можно судить о количестве периферийных частиц и зародыша, перешедших из зерна.

В составе муки преобладают углеводы. Они принимают участие в брожении теста.

В пшеничной муке содержатся различные углеводы: моноса­хариды (пентозы, гексозы), дисахариды (сахароза, мальтоза), по­лисахариды (крахмал, клетчатка, гемицеллюлозы, целлюлоза, слизи). Из простых углеводов наибольшее значение имеют гек­созы — глюкоза и фруктоза. Они сбраживаются дрожжами при брожении теста и участвуют в реакции меланоидинообразования при выпечке.

Чем ниже сорт муки, тем выше в ней содержание Сахаров. Об­щее содержание Сахаров в пшеничной муке составляет 0,8—1,8 %. Собственные сахара муки легко сбраживаются дрожжами в первые 1,5—2 ч брожения теста, в этом заключается их технологическое значение.

Крахмал — важнейший углевод, содержание которого может достигать 80 % на СВ муки. Чем больше в муке крахмала, тем меньше в ней белков. Технологическое значение крахмала в производстве хлеба очень велико: в процессе замеса теста значительная часть добавленной воды удерживается на поверхности крахмальных зерен (особенно механически поврежденных). В процессе броже­ния под действием фермента (3-амилазы часть крахмала осахаривается, превращаясь в мальтозу, необходимую для брожения теста. При выпечке хлеба крахмал клейстеризуется, связывая большую часть влаги. В клейстеризованном состоянии крахмал обладает кол­лоидными свойствами и вместе с клейковиной определяет консис­тенцию теста-хлеба, обеспечивает формирование структуры хлеба и образование сухого эластичного мякиша. Температура клейстеризации пшеничного крахмала составляет 62—65 °С.

Целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин относятся к пищевым волокнам, оказывающим значительное влияние на пищевую цен­ность и качество хлеба. Они содержатся главным образом в отру­бях, не усваиваются организмом человека и в основном выполня­ют физиологические функции, выводя из организма тяжелые ме­таллы и снижая энергетическую ценность хлеба.

Содержание этих углеводов также зависит от сорта муки. В обой­ной муке около 2,3 % клетчатки, а в сортовой —0,1—0,15 %, со­держание гемицеллюлоз соответственно 2,0 и 8,0 %. Клетчатка и гемицеллюлозы вследствие капиллярно-пористой структуры хо­рошо впитывают влагу и повышают водопоглотителъную способ­ность муки, особенно обойной. Слизи, или гумми, — коллоидные полисахариды, образующие при соединении с водой вязкие и клейкие растворы. В пшеничной муке их содержится 0,8—2,0 %, в ржаной — до 2,8 %.

Липиды — жиры и жироподобные вещества играют важную роль в физиологических и биохимических процессах. Пшеничная и ржа­ная мука в зависимости от сорта содержит 0,8—2,5 % жира. В состав жира входят главным образом ненасыщенные высокомолекулярные жирные кислоты. В липидах содержится большая группа жирора­створимых витаминов (A, D, Е, К). При хранении муки жир легко разлагается, что может вызвать порчу муки (прогоркание).

К жироподобным веществам относятся фосфатиды (0,4—0,7 %) и другие соединения. Фосфатиды, в отличие от жиров, кроме гли­церина и жирных кислот содержат фосфорную кислоту и азотис­тое основание.

Ферменты пшеничной муки выполняют функции регуляторов биохимических процессов. Это биологические катализаторы бел­ковой природы, обладающие способностью ускорять течение раз­личных биохимических реакций в полуфабрикатах хлебопекарно­го производства. Из большого числа ферментов, содержащихся в пшеничной муке, очень важное значение имеют протеолитичес-кие ферменты, действующие на белковые вещества, затем амила­зы (а- и р-амилазы, гидролизующие крахмал, а-глюкозидаза, гид-ролизующая мальтозу, и 3-глицерол-липаза, катализирующая рас­щепление липидов).

Витамины входят в состав ферментов активной своей частью. В муке содержатся многие важные витамины: тиамин (Bj), рибо­флавин (В₂), пантотеновая кислота (Вз), пиридоксин (В₆), токофе­рол (Е), ниацин (РР) и др.

Пигменты — красящие вещества муки. Наибольшее значение имеют каротиноиды, окрашивающие частицы муки в желтый и оранжевый цвет.

Влага в муке имеет большое значение при оценке ее качества, стойкости при хранении и технологического достоинства. Влага, входящая в состав муки, является активным участником всех био­химических и микробиологических процессов. Большое значение имеет критическая влажность муки — 15,0 %. Ниже этого уровня все процессы в муке протекают замедленно, и качество муки со­храняется без изменений. При повышенной влажности значитель­но усиливаются дыхание микроорганизмов и протекание биохи­мических процессов, что приводит к потере сухих веществ (СВ), самосогреванию и быстрому ухудшению качества муки.

Между влажностью муки и активностью ферментов существует тесная связь. Вода — обязательный участник ферментативных процессов. С повышением влажности муки активность ферментов возрастает. Форма и виды связи влаги с сухими веществами муки оказывают влияние на процессы, протекающие в ней, на ее со­хранность, режимы переработки и пищевую ценность. Различают свободную и связанную влагу.

Под свободной понимают влагу, которая отличается невысокой энергией связи с тканями зерна и легко из него удаляется. Нали­чие свободной влаги обусловливает значительную интенсивность дыхания и биохимических процессов, которые делают муку не­стойкой при хранении и приводят к ее быстрой порче и ухудше­нию хлебопекарных свойств.

Под связанной понимают влагу с высокой энергией связи с ком­понентами муки. Она обусловливает стойкость муки при хране­нии.

Связанная влага имеет ряд особенностей. По сравнению с капельно-жидкой влагой у нее более низкая температура замерзания (до —20 °С и ниже), более низкая удельная теплоемкость [0,07 кДж/(кг • К)], пониженная упругость пара; большая теплота испарения, низкая способность растворять твердые вещества.

Влажность, ниже которой биохимические процессы в муке резко ослабляются, а выше которой начинают интенсивно уско­ряться, называют критической. При этом в муке появляется сво­бодная влага, т. е. вода с пониженной энергией связи, обеспечи­вающая интенсификацию ферментативных процессов. Для пше­ничной, ржаной и тритикалевой муки критическая влажность составляет 15 %.

Гигроскопическая влага — это влага, сорбированная мукой из воздуха; равновесная — это влага, содержание которой соответствует данному сочетанию относительной влажности и температуры воздуха. Влажность муки*, соответствующая состоянию равнове­сия, называют равновесной. На величину равновесной влажности оказывает влияние температура: при одной и той же относитель­ной влажности воздуха более высокой температуре соответствует более низкая равновесная влажность муки, и наоборот, при сни­жении температуры равновесная влажность муки повышается.

Большая часть веществ, входящих в состав муки, способна к ограниченному набуханию в воде. К ним относится большинство белковых веществ, крахмал, клетчатка, слизи и другие высокомо­лекулярные углеводы. Не набухают в воде и не растворяются в ней гидрофобные вещества — липиды, жирорастворимые пигменты и витамины, каротиноиды, хлорофилл и др. Часть веществ муки (са­хара, свободные аминокислоты, альбумины, фосфаты, большин­ство левулезанов и др.) растворяется в воде. Белковые вещества, набухая, поглощают до 250% воды, крахмал— до 35, слизи —до 800%.

Вещества, способные к набуханию в воде, составляют в пше­ничной муке высшего сорта 80 %, ржаной — 12%.

Хлебопекарные свойства пшеничной муки

Качество хлебобулочных изделий зависит от хлебопекарных свойств муки, пошедшей на их приготовление. Изделия, соответ­ствующие стандартам и удовлетворяющие запросам потребителя, должны иметь соответствующий данному сорту внешний вид, объем и форму, окраску корки, равномерную тонкостенную пори­стость, эластичный незаминающийся мякиш, приятный вкус и аромат. Такой хлеб получают из муки с хорошими хлебопекарны­ми свойствами, которые в основном обеспечиваются углеводно-амилазным и белково-протеиназным комплексами. Определенное влияние на качество хлеба оказывают цвет, способность к потем­нению и крупность помола муки.

Сведения о хлебопекарных свойствах перерабатываемой муки необходимы для организации и коррекции технологического про­цесса производства хлебобулочных изделий.

Кроме показателей качества, нормируемых ГОСТ Р 52189—03, достоинство муки оценивают по ее хлебопекарным свойствам (рис. 3.1).

Газообразующая способность муки. Обусловлена содержанием собственных Сахаров в ней и ее сахарообразующей способностью. Под газообразующей способностью понимают объем диоксида углерода, образующегося за 5 ч брожения теста, замешенного из 100 г муки влажностью 14 %, 60 см³ воды и 10 г хлебопекарных прессо­ванных дрожжей при температуре 30 °С.

Собственные сахара муки представлены (% на СВ): глюкозой — 0,01—0,05; фруктозой —0,015—0,05; мальтозой — 0,005—0,05; са­харозой — 0,1— 0,55; олигосахаридами — раффинозой, мелибиозой и глюкофруктозанами — 0,5—1,1. Общее их содержание в пшеничной муке колеблется в пределах 0,7—1,8 % на СВ.

Сахарообразующая способность характеризуется массой обра­зовавшейся мальтозы из крахмала водно-мучной смеси, приготов­ленной из 10 г муки и 50 см³ воды, гидролизуемого амилолитичес-кими ферментами муки в течение 1 ч ее настаивания при 27 °С.

Мальтоза практически обеспечивает углеводное питание дрож­жевым клеткам, роль которых заключается в интенсивном сбра­живании моносахаров и дисахаров. Дисахара сбраживаются после их предварительного гидролиза ферментами дрожжевой клетки: а-глюкозидаза гидролизует мальтозу на две молекулы глюкозы.

Полученные в результате гидролиза моносахара сбраживаются дрожжами до этанола и диоксида углерода с выделением теплоты G (кДж).

От содержания сбраживаемых дрожжами Сахаров зависит про­цесс брожения пшеничных хлебопекарных полуфабрикатов при созревании. Минимальное количество сбраживаемых углеводов, необходимое на весь цикл приготовления хлеба, составляет около 6,0 % от массы СВ в муке. Часть этих Сахаров сбраживается при брожении теста и в период расстойки, а другая часть (2—3 %) уча­ствует в образовании ароматических веществ и в реакции мелано-идинообразования в период выпечки.

Собственные сахара муки обеспечивают жизнедеятельность дрожжевых клеток в первые 60—90 мин брожения при общем цик­ле приготовления теста (опарный способ) 5—6 ч.

Дефицит Сахаров покрывается мальтозой, образующейся при гидролизе крахмала р-амилазой муки. Масса накапливающейся мальтозы зависит от активности (3-амилазы и физико-химических свойств зерен крахмала (соотношение амилозы и амилопектина в пшеничном крахмале 25: 75 практически не изменяется и не ска­зывается на сахарообразующей способности муки). Процесс гид­ролиза зависит в основном от размера крахмальных зерен и степе­ни их механического повреждения при размоле зерна. Чем мельче частицы муки, тем больше разрушены зерна крахмала, на которые

действует (3-амилаза, и тем больше их атакуемость ферментом. Са­харообразующая способность пшеничной муки, полученной из зерна нормального качества, зависит главным образом от атакуе­мое™ крахмала (3-амилазой.

Крахмал — основной источник образования Сахаров (СбН₁₀О5) состоит из амилозы и амилопектина.

(3-Амилаза, действуя на амилозу, гидролизует ее до мальтозы (рис. 3.2). Этот процесс начинается с нередуцирующего конца це­почки амилозы до полного превращения ее в мальтозу. Если моле­кула амилозы содержит четное число глюкозидных остатков, то она расщепляется практически на 100 %, если же содержит нечет­ное число молекул глюкозы, то остатком служит молекула маль-тотриозы.

Амилопектин гидролизуется частично на прямолинейных учас­тках разветвленной цепи с нередуцирующего конца с образовани­ем мальтозы (см. рис. 3.2). В местах ветвления глюкозидные участ­ки связаны се-1,6-глюкозидными связями, которые (3-амилазой не разрываются. Действие фермента прекращается около второго или третьего глюкозидного остатка, примыкающего к а-1,6-глюкозид-ной связи. Таким образом, при действии (3-амилазы на крахмал образуется мальтоза, некоторое количество глюкозы и накаплива­ется непрогидролизованный (3-амилодекстрин, содержащий все без исключения а-1,6-связи. Амилопектин расщепляется (3-амила­зой на 50 %. Так как в пшеничном крахмале соотношение амило­зы и амилопектина составляет 25: 75, то эти составляющие крах­мала осахариваются |3-амилазой на 60 %, а 40 % остаются в виде конечного (3-амилодекстрина. У муки, полученной из проросшего зерна, в котором кроме (3-амилазы в активном состоянии содер­жится а-амилаза (декстриногенный фермент), сахарообразующая способность резко увеличивается.

Амилоза Амилопектин

------- >• —действие (J-амилазы

Дата добавления: 2014-01-20