Факторы, обусловливающие газообразующую способность муки

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

В процессе спиртового брожения, вызываемого дрожжами, в качестве конечных продуктов образуются этиловый спирт и диоксид углерода, по количеству которого судят об интенсивности спиртового брожения.. Газообразующая способность муки характеризуется количеством СО₂ (см³), выделившегося за 5 часов брожения теста, приготовленного из 100 г муки влажностью 14 %, 60 мл воды, 10 г дрожжей при температуре 30 ⁰С.

Характеристика муки с различной газообразующей способностью:

o с низкой 1300 см³ СО₂;

o со средней 1300 – 1600см3СО2

o с высокой более 1600 см³ СО₂.

Газообразующая способность муки зависит от состояния ее углеводно-амилазного комплекса и в том числе содержания в ней собственных сахаров и ее сахарообразующей способности.

Собственные сахара муки.

Количество собственных сахаров в муке колеблется в пределах 1,0 до 2,3 % в зависимости от:сорта муки (выхода) и состава зерна (сортовых особенностей).

Установлено, что распределение сахаров в зерне неравномерно. Содержание сахаров в эндосперме зерна значительно ниже, чем в зародыше, оболочках и алейроновом слое. В связи с этим, содержание сахаров в муке тем выше, чем больше выход муки (т.е. чем ниже сорт). В обойной муке содержание сахаров практически равно содержанию их в зерне. Агротехнические и погодные условия влияют на количество сахаров в одном и том же сорте муки. Проросшее зерно может содержать собственных сахаров 2 - 2,2%. На с.в.

В муке содержатся:

а) непосредственно редуцирующие моносахара (глюкоза, фруктоза) и дисахарид мальтоза;

б) гидролизованные сахара, то есть сахара, которые становятся редуцирующими после гидролиза сахарозы, арабинозы.

Содержание отдельных сахаров в зерне пшеницы и в муке из неё лежит в следующих пределах (в % на сухое вещество): глюкоза 0,01–0,09, фруктоза 0,02–0,09, мальтоза 0,06–0,15, сахароза 0,19–0,57, общее количество раффинозы, мелибиозы и глюкофруктозана (левозина) колеблется примерно от 0,67 до 1,26 % на с.в.

Многочисленными исследованиями показано, что в газообразовании, происходящем при брожении теста, участвуют как собственные сахара муки, так и сахара, образующиеся в результате амилолиза крахмала. Однако собственные сахара муки играют существенную роль только в самом начале брожения теста. Успех же технологического процесса приготовления хлеба обусловливается газообразованием в конце брожения теста, во время расстойки и в начальной фазе выпечки. Таким образом, газообразующая способность муки, хотя и зависит от содержания в ней собственных сахаров, в основном все же определяется сахарообразующей способностью муки.

Сахарообразующая способность муки. Сахарообразующая способность муки – это способность приготовленной из неё водно-мучной смеси (из 10 г муки и 50 мл воды) образовывать при определенной температуре (27 ⁰С) за определенный период времени (1 час) то или иное количество мальтозы (мг).

Сахарообразующая способность муки связана с действием содержащихся в ней амилолитических ферментов на крахмал, в результате гидролиза которого в тесте образуются сахара (мальтоза и др.) Сахарообразующая способность муки зависит поэтому от содержания в ней амилолитических ферментов и податливости крахмала их действию. Таким образом газообразующая способность муки обусловливается ее углеводно-амилазным комплексом. В муке из нормального непроросшего зерна пшеницы содержится практически только в-амилаза.

-амилаза при действии на крахмал образует в основном мальтозу и в меньшей степени высокомолекулярные декстрины. В результате действия -амилазы образуются в качестве основного продукта гидролиза крахмала низкомолекулярные декстрины и незначительное количество мальтозы. Исследованиями установлено, что -амилаза помимо декстринов и мальтозы, образует глюкозу и другие низкомолекулярные сахариды (амилотриозы, амилотетраозы, амилопентаозы). В муке из нормального непроросшего зерна пшеницы практически содержится только -амилаза. При прорастании зерна активизируется и -амилаза в 10, 100 и даже в 1000 раз. Совместное действие амилаз повышает сахарообразующую способность муки. Это обьясняется тем, что а-амилаза разлагает крахмал, в основном, на низкомолекулярные декстрины, очень легко переводимые избыточным количеством в-амилазы муки в мальтозу. Именно поэтому мука из проросшего зерна характеризуется не только повышенным содержанием активной а-амилазы, но и резко повышенной сахарообразующей способностью.

Привести рисунок 2.

α- и β-амилазы различаются по своему отношению к температуре и к кислотности среды. α-амилаза по сравнению с β-амилазой имеет оптимум действия и инактивируется при более высокой температуре. В то же время β-амилаза более стойка к повышению кислотности среды. Оптимальная для действия амилаз реакция среды в свою очередь неодинакова при различной температуре действия амилаз в данной среде.

Оптимальная температура действия α–амилазы в тесте из пшеничной муки I сорта, приготовленного на прессованных дрожжах (рН 5,9) - 70–74 ⁰С, β- амилазы – 62–64 ⁰С. Полная инактивация β-амилазы при этом происходила при 82–84 ⁰С. α–амилаза в этих условиях способна сохранять известную активность при температуре, достигающей 98 ⁰С. Даже в хлебе, выпеченном из этого теста, α–амилаза в центре мякиша (где температура не превышает 98 ⁰С) сохраняла известную активность в первые 2 часа после выемки из печи.

· Существенно влияние фактора кислотности среды на температуру инактивации β- и α–амилазы. β-амилаза в процессе выпечки ржаного хлеба инактивировалась полностью при кислотности теста 10-11,4 град. (рН 4,3-4,6) и температуре 60 ⁰С, а при кислотности теста 4,6-6,3 град. (рН 4,7-4,9) – при температуре 73–78 ⁰С.

α-амилаза была полностью инактивирована при кислотности теста 10,6-11,6 град. (рН 4,3) и температуре 71 ⁰С. Когда кислотность теста была равна 4,4 град. (рН 4,9) α–амилаза в центре мякиша хлеба сохраняла свою активность до конца выпечки, т.е. при температуре 97–98 ⁰С. Как видно, повышение кислотности резко снижает температуру инактивации α–амилазы, что нашло широкое применение в технологии приготовления теста. Количество α–амилазы незначительно, но на ранних стадиях созревания она очень активна, при созревании её активность падает, а при прорастании зерна повышается.

Рисунок 2 – Положительного влияния α–амилазы на газообразование

.

Наличие α–амилаз в муке отрицательно сказывается на качестве хлеба. Особенно отрицательно влияние во время выпечки: Температура внутри теста повышается, β-амилаза инактивизируется с повышением температуры, α–амилаза активна на протяжении всего процесса выпечки, она гидролизует крахмал до декстринов, которые придают хлебу липкость, заминаемость.

В процессе выпечки белки коагулируют, высвобождается влага, которая удерживается крахмалом, а при наличии α–амилаз крахмал гидролизуется и влага не связывается, мякиш получается влажным на ощупь. Хлеб из такой муки – дефектный.

. Для действия амилолитических ферментов большое значение имеет состояние (субстрата)крахмала, его податливость, величина зёрен крахмала, степень повреждения их при помоле., т.е. от удельной свободной поверхности зёрен и частиц зёрен крахмала, на которую может действовать β-амилаза. Чем мельче частицы муки и зёрна крахмала, чем больше эти зёрна разрушены или повреждены, тем больше атакуемость этого субстрата β-амилазой.. Чем больше разрушен крахмал, тем больше сахарообразующая способность муки.

Установлено, что при действии β-амилазы в сравнимых условиях на разные крахмальные субстраты и различные по крупности частицы пшеничного крахмала образуется различное количество мальтозы.

Таблица 7 – Влияние размера крахмальных зёрен и субстрата на количество образующейся мальтозы.

Субстрат	Количество мальтозы, мг	Фракция крахмала	Количество мальтозы, мг
Пшеничный крахмал	0,43	Крупный	8,4
Декстрин	144,0	Средний	18,0
Клейстер пшеничного крахмала	158,0	Мелкий	44,0
Растёртый в ступке	127,0

Степень механического повреждения зёрен крахмала при помолах пшеницы может существенно различаться и влиять на хлебопекарные свойства муки. С этой точки зрения оптимальна пшеничная мука с относительно невысокой степенью повреждения зёрен крахмала(15 %).

Размеры зёрен крахмала в пшеничной муке различны. Доля мелких зёрен крахмала (размером менее 7,5 мкм) по их числу равна 81,2 %, а по массе – 4,1 %; средних (размером 7,5-15 мкм) по их числу равна 6,0 %, а по массе – 2,9 %; крупных же (размером 15–30 мкм) соответственно – 12,8 и 93 %.Если атакуемость крупных зерен крахмала принять за 1, то атакуемость средних будет в 2, мелких –в 5, а измельченных – в 15 раз больше.

У мелких зёрен значительно выше такие показатели, как кристалличность и плотность, температура начала и завершения процесса клейстеризации; водосвязывающая способность и атакуемость амилолитическими ферментами, но ниже, чем у крупных растворимость и набухаемость.

Сахарообразующая способность зависит и от белково - протеиназного комплекса муки. (чем сильнее клейковина, тем труднее ферментам вступать во взаимодействие с крахмальными зернами При усилении протеолиза наблюдается повышение сахарообразования в тесте – амилазы высвобождаются из белка под действием протеолитических ферментов. Установлено, что в молекуле амилаз имеются активные химические группы: в β-амилазе - это сульфгидрильные группы - SH окисление этих групп приводит к снижению активности этих ферментов. Активность α-амилазы обусловлена ее аминными группами NH₂.

Суммируя изложенное, следует отметить, что сахарообразующая способность муки из нормального непроросшего зерна пшеницы ввиду большого содержания β-амилазы в основном обусловливается атакуемостью её крахмала. Чем мельче частицы муки и зерна крахмала и чем в большей мере они повреждены при размоле зерна, тем выше сахарообразующая способность муки. В муке же из проросшего зерна пшеницы дополнительное и почти решающее значение имеет содержание активной a-амилазы.

Определение газообразующей способности муки. Показателем газообразующей способности муки принято считать количество см³ углекислого газа, выделившегося за 5 часов брожения теста из 100 г исследуемой муки, 60 мл воды и 10 г прессованных дрожжей.

Целесообразно при проведении определения фиксировать и количество газа, выделившегося после каждого часа брожения, что даёт возможность судить и о кинетике газообразования.

Для определения газообразующей способности применяют различные приборы, которые могут быть отнесены к двум группам: приборы, измеряющие количество выделившегося углекислого газа (СО₂) волюмометрически - по его объему, и приборы, в которых количество выделившегося газа определяется манометрически – по создаваемому газом давлению (если объём газа постоянен).

Технологическое значение газообразующей способности муки. Газообразующая способность муки имеет большое технологическое значение при выработке хлебобулочных изделий, рецептура которых не предусматривает внесение сахара в тесто.

Зная газообразующую способность перерабатываемой муки можно предвидеть интенсивность брожения теста из этой муки, ход расстойки, её длительность и с учётом количества и качества клейковины в муке – разрыхленность и объём хлеба.

Газообразующая способность муки влияет на окраску корки пшеничного хлеба.

Недостаточная газообразующая способность муки не обеспечит в конце брожения теста такого содержания в нём сахаров, которое было бы достаточно для нормального брожения теста при расстойке и в первый период нахождения выпекаемой тестовой заготовки в печи. Хлеб из такого теста будет пониженного объема и плохо разрыхлен.

Цвет корки пшеничного хлеба также в значительной мере обусловлен количеством оставшихся в тесте несброженных сахаров, вступающих в процессе выпечки в реакцию меланоидинообразования.

Если мука имеет низкую газообразующую способность - «крепкая на жар» (как правило, это мука в/с и I сорта), то необходимо предусмотреть ее переработку в изделия, в рецептуру которых входит сахар. В противном случае расстойка будет идти долго, хлеб получится обжимистым, с бледной коркой, так как все сахара могут быть сброжены до посадки в печь. Поскольку β-амилаза действует на клейстеризованный крахмал в 370 раз быстрее, чем на крахмальные зёрна, следует 3 % муки заварить, тогда сахарообразующая способность резко повысится и получится хлеб. нормального качества.

Чем выше выход муки, тем больше в ней содержание собственных сахаров и ферментативная активность, а вследствие этого и средний уровень ее газообразующей способности.

Резко повышенная, как газообразующая способность, так и сахарообразующая способность муки может быть обусловлена пророслостью зерна, из которого смолота мука. Это должны учитывать производственные лаборатории, производящие анализ муки.

Для оценки состояния углеводно-амилазного комплекса муки используются методы определения автолитической активности и числа падения.

Сущность метода определения АА /Гост 27495-87/ заключается в определении с помощью прецизионного рефпактометра количества водорастворимых веществ, образующихся при прогревании водно-мучной болтушки. (не более 30% на с.в.).

Метод числа падения (ГОСТ 27676-88) характеризует активность а-амилазы по степени разжижения клейстеризованной в кипящей водяной бане водно-мучной суспензии, выражаемой в продолжительности погружения калиброванной по массе мешалки.

Показатели ЧП по ГОСТ 52189-03 для сортов пшеничной муки: экстра, высший, крупчатка, 1 – 185 с, 2сорта и обойная мука – 160 с.. Для определения амилолитической активности (ЧП) используется амилотест.

Дата добавления: 2014-01-07