9.6. Роль белков и крахмала

в хлебопекарном производстве

В состав муки входит значительное количество белковых веществ. Так, в процессе отмывания муки в струе воды остается эластичная студнеобразная масса — набухшая клейковина. Белки пшеничной муки, образующие клейковину, составляют 80-85 % всех белков в. муке. Остальная часть их является растворимыми белками, которые почти не играют роли в процессе хлебопечения. Белки клейковины пшеничной муки составляют

10—20 % массы муки. При температуре теста 30 °С они поглощают воду в количестве примерно 200 % массы белков. Взаимодействие их с водой протекает по гидрофильным группам белка с образованием гидратированных макромолекул. Клейковина в хлебопечении играет существенную роль в физико-химических свойствах

теста и мякиша готового хлеба. Крахмал, как и белки, — основной компонент муки; в пшеничной муке его содержится до 70 %. Крахмал является коллоидно-химически активным соединением, что определяется особенностью его некоторых свойств. Так, тонкопористая структура крахмала обеспечивает глубокое взаимодействие с полярными

молекулами воды и ионами электролитов. Он обладает огромной адсорбционной способностью, благодаря чему играет значительную роль в хлебопечении. Крахмал и декстрины — активные центры газообразования, придающие хлебному мякишу пористость и рыхлость.

Свойства белков и крахмала определяют все качества муки. Для хлебопечения важным свойством муки является ее гидрофильность. Крахмал муки связывает воду гидрофильными полярными группами.

Хлебопекарное тесто — сложный сильно гидратированный комплекс, который воплощает единство гидрофильных и гидрофобных свойств. Последние и определяют характер протекания коллоидных процессов в тесте — гидратации, набухания, структурообразования, пептизации и др. Около 85 % влаги теста связывается

примерно поровну клейковиной и крахмалом. Крахмал муки при комнатной температуре может адсорбционно связать 35—40 % влаги. С повышением температуры и количества

воды процент связанной воды увеличивается. При температуре выше 60 °С и избытке воды наблюдается клейстеризация крахмала. В результате происходит разрушение структуры зерен и образуется коллоидный раствор. Крахмал ни при каких условиях

не образует связанного теста. Образование теста определяется нерастворимыми в воде белками пшеничной муки. Увлажнение пшеничной муки приводит 2—2,5 вес. ч. воды).

Способность муки поглощать то или иное количество воды для образования теста нормальной консистенции называется водопоглотительной способностью, она зависите основном от гидрофильное белков муки и состояния крахмальных зерен и особенно велика у механически поврежденных и мелких зерен крахмала, так как они имеют большую удельную поверхность. В ходе брожения теста набухшие белки (глиадин и глютенин) охватывают поверхность крахмальных зерен, клетчатки, жира, соединяются и

связываются за счет разных по энергии связей и взаимодействий и под влиянием механических воздействий образуют непрерывную пластичную, сетчатую структуру из тончайших нитей белков клейковины, которая придает тесту эластичность и растяжимость. В результате пшеничное тесто становится упруго-пластично-вязким,

чего не наблюдается в тесте других злаковых растений (например, ржи). В практике хлебопечения различают три группы клейковины: сильную, среднюю и слабую. На свойства клейковины при замесе и отлежке теста влияет наличие кислот, нейтральных солей, жиров. Так, если к тесту, приготовленному из муки со средней клейковиной, добавить лимонную или уксусную кислоту (0,2—0,3 % массы муки), упругость и эластичность клейковины повышается. При более высоких концентрациях кислоты клейковина образуется в виде несвязной крошащейся массы. При добавлении

хлористого натрия по действующим рецептурам увеличивается набухание клейковины и снижается ее упругость, а при повышенных концентрациях происходит обратный процесс.

Превращение теста в хлеб при выпечке сопровождается значительным

изменением коллоидной системы теста. Белки муки, набухшие в процессе тестообразования, при повышении температуры постепенно денатурируются. Влага белка переходит к крахмалу. Переход теста в мякиш хлеба в основном определяется

процессами коагуляции белков и клейстеризации крахмала. Тесто содержит ограниченное количество воды. Поэтому клейстеризация в нем крахмала достигает только первой стадии. Крахмальный гель в изделиях сравнительно мало обводнен. Физико-химические свойства выпекаемого теста изменяются: возрастает упругость

и сильно понижается липкость.

Дрожжи используют в качестве разрыхлителя при изготовлении изделий из дрожжевого теста. В результате действия ферментов муки и дрожжей происходит процесс брожения. Тесто Приобретает упругость, растяжимость и эластичность. Технологический смысл сбраживания заключается в накоплении углекислого газа в тесте и образовании рыхлой структуры. В процессе приготовления теста бродильные микроорганизмы (дрожжи) развиваются и размножаются. Под действием ферментов дрожжей происходит разложение сложных веществ до более простых. Так, жир гидролизуется на глицерин и жирные кислоты. Сахар (сахароза), введенный в тесто, и сахара муки гидролизуются до глюкозы и фруктозы. Крахмал муки разлагается также до простых Сахаров под действием амилаз. Далее происходит процесс спиртового брожения — распад простых Сахаров на углекислый газ и этиловый спирт:

С6Н1206 = 2С02+2С2Н5ОН.

В процессе брожения тесто приобретает кислый вкус, так как наряду с дрожжами в нем развиваются молочно-кислые бактерии, которые попадают в процессе замеса с сырьем и из воздуха. Молочно-кислое брожение вызывают истинные (гомоферментативные) молочно-кислые бактерии, сбраживающие глюкозу до молочной кислоты:

С6Н1206 = 2СН3СООН,

которая подавляет развитие вредной микрофлоры, способствует лучшему набуханию белков, увеличению объема изделий, придает им приятный вкус.

Неистинные (гетероферментативные) бактерии наряду с молочной кислотой образуют 25—30 % других кислот — уксусную, щавелевую, винную, муравьиную. В результате спиртового брожения в тесте накапливаются углекислый газ и спирт. Углекислый газ пытается вырваться из вязкого теста, при этом разрыхляя тесто и поднимая

его, что придает тесту пористое строение, от которого зависят строение и характер мякиша выпеченного хлебобулочного изделия. Качественные изделия имеют структуру застывшей пены. Дрожжи сбраживают сахара муки в течение первого периода брожения (1,5—2 ч). Под действием фермента дрожжей происходит гидролиз сахарозы теста на глюкозу и фруктозу. В первую очередь сбраживается глюкоза и к концу брожения содержание ее намного уменьшается. В меньшей степени сбраживается фруктоза.

Под действием фермента амилазы крахмал распадается до мальтозы, которая сбраживается в последнюю очередь. Однако сбраживаются не все сахара; так, количество молочного сахара (лактозы) в процессе брожения не изменяется.

На интенсивность спиртового брожения значительно влияет температура теста. Наибольшая интенсивность брожения наблюдается при температуре 35 °С. Температура замеса не должна превышать 40 °С. При брожении теста продолжаются те же процессы,

что и при замесе, — набухание белков и созревание теста. В процессе брожения теста происходит потеря сухих веществ. Углекислый газ и спирт, которые образуются в результате распада простых Сахаров, улетучиваются в процессе брожения и выпечки. В тесте в конце процесса выпечки образуются новые вкусовые и ароматические вещества, изменяется цвет изделия.

На его поверхности появляется корочка золотисто-коричневого цвета. Цвет корочки формируется из продуктов многих реакций. С одной стороны, идут реакции между свободными сахарами (глюкозой и фруктозой) с образованием продуктов покоричневения (меланоидинов), а с другой — реакция карамелизации Сахаров, при которой образуются продукты от светло-коричневого цвета до темно-коричневого. Продукты распада крахмала — декстрины — также частично участвуют в образовании цвета. Чем больше

в тесте свободных аминокислот и глюкозы, тем интенсивнее окраска корочки. Продукты, обусловливающие коричневый цвет (меланоидины), улучшают также вкус и аромат готового изделия. В результате реакций между аминокислотами и сахарами образуются

и альдегиды — фурфурол, муравьиная кислота, которые также определяют аромат и специфический вкус.