1.2. Теоретичні основи тістоутворення та вплив сировини на процес приготування напівфабрикатів та якість заварних пряників

Утворення тіста для пряникових виробів – це складний колоїдний процес, який залежить від рецептурного складу та технологічних умов приготування. Основною складовою тіста є пшеничне та житнє борошно, яке при взаємодії з цукровими розчинами проявляє колоїдні властивості та відіграє основну роль в процесі тісто- утворення.

1.2.1. Особливості впливу основних складових пшеничного та житнього борошна на процес тістоутворення пряникового тіста.

В технології пряникових виробів поряд з пшеничним може використовуватись також і житнє борошно. У хімічному складі житнього і пшеничного борошна, на пер ший погляд, великих розходжень немає. В обох видах борошна частка крохмалю складає приблизно 70 % , води - близько 14 % . Розходження у властивостях

житнього і пшеничного борошна обумовлюються вмістом протеїну, вуглеводів і розчинних цукристих речовин (табл. 1.1)[31].

Таблиця 1.1

Середній хімічний склад борошна

Складові	Борошно пшеничне		Борошно житнє
	1 сорту	вищого сорту	обдирне	сіяне
Вода, %	14	14	14	14
Білки, %	10,6	10,3	8,9	6,9
Незамінні амінокислоти, мг/100 г
валін	510	390	510	410
ізолейцин	530	430	380	260
лейцин	880	850	580	480
лізин	290	250	300	280
метіонін	160	100	120	100
треонін	330	270	330	220
триптофан	120	100	110	100
фенілаланін	580	500	500	410
Жири, %	1,3	0,9	1,7	1,1
Вуглеводи загальні, %	73,2	74,2	73,0	76,9
цукри, %	1,8	1,6	4,5	3,9
крохмаль, %	67,1	67,7	59,3	63,6
пентозани, %	2,1	1,8	5,3	3,6
клітковина, %	0,3	0,15	1,2	0,5
Зола, %	0,7	0,5	1,2	0,6
Мінеральні речовини, мг/100 г
натрій	12	10	17	12
калій	176	122	350	200
кальцій	24	18	34	19
магній	44	16	60	25
фосфор	115	86	189	129
залізо	2,1	1,2	3,5	2,9
Вітаміни, мг/100 г:
В1	0,25	0,17	0,25	0,17
В2	0,12	0,08	0,13	0,08
РР	2,20	1,20	1,02	0,99
Енергетична цінність, ккал	329	327	328	326

У пшеничному сортовому борошні моно- і олігосахаридів міститься від 0,7 до 1,8 % на сухі речовини. Серед них: глюкози 0,01 – 0,05 %; фруктози – 0,015 –

0,05 %; мальтози 0,005 – 0,05 %; цукрози – 0,1 – 0,55 %, решта – рафіноза і глюко-фруктозан. У борошні з пророслого зерна масова частка мальтози зростає [31].

Житнє борошно містить значно більше цукрів, ніж пшеничне, а саме – від 4,5 до 6,5 % на сухі речовини, залежно від сорту борошна. До 80 % всіх цукрів житнього борошна приходиться на долю цукрози. Оскільки цукри у зернівці концентруються в ендоспермі та зародку, то найбільше їх міститься у борошні низьких помелів. Пентози борошна не зброджуються дріжджами. В складі пентозанів вони відіграють певну роль у водопоглинальній здатності борошна, беруть участь у реакції меланоїдиноутворення під час випікання виробів.

Крохмаль є основною складовою борошна. У пшеничному борошні масова частка крохмалю становить 56 – 70 %, у житньому – 55-65 % залежно від сорту. Оскільки весь крохмаль знаходиться в ендоспермі зерна, сортове борошно містить його більше, ніж оббивне. У борошні крохмаль знаходиться у вигляді різних за розміром (від 0,002 до 0,17 мкм) крохмальних зерен сферичної, овальної чи неправильної форми. Поряд з цілими зернами є частина зерен, ушкоджених під час помелу [31].

У пшеничному тісті вода зв'язується білками клейковини, у житньому – у більшій частині розчинними білками і пентозанами. Житнє борошно містить менше набухаючих білків, більше водоутримуючих пентозанів [31,32].

У житньому борошні масова частка білків дещо нижча, ніж у пшеничному. Співвідношення гліадину і глютеніну коливається у тих же межах, що у пшенич­ному борошні, але клейковину вони не утворюють. Цьому перешкоджає наявність у житньому борошні значної кількості пентозанів. За даними Н.П. Козьминої [38], в разі, коли у борошні масова частка пентозанів становить 2,6 % до маси білків, клейковина не відмивається. Білки житнього борошна швидко набухають у воді. Частина їх здатна набухати необмежено (пептизуватись), переходити у колоїдний розчин, що обумовлює його в'язкість. Пентозани – це полісахариди, що складаються в основному з пентоз – ксилози і арабінози. Вони містять також залишки гексоз. Хроматографією препаратів пентозанів встановлено, що в їх молекулі міститься зв'язаний з вуглеводними ланцюжками білок.

Пшеничне борошно містить пентозанів від 2,1 % у вищому сорті до 6,5 % у оббивному. В житньому сіяному борошні їх масова частка складає 4,2 %, а в оббивному — 8,6 % на сухі речовини борошна.

Пентозани діляться на розчинні та нерозчинні. Розчинні пентозани часто нази­вають слизями або гумі. У пшеничному борошні масова частка водорозчинних пен­тозанів становить 20-24 %, а у житньому – біля 40 % від загальної маси пентозанів.

Молекули пентозанів мають високополімерний характер, містять велику кількість гідроксильних груп. Водорозчинні пентозани мають підвищену здатність до гідратації, сильно виражені колоїдні властивості, здатність до гелеутворення.

Біля половини водорозчинних пентозанів є глюкопротеїдами. Саме ця фракція водорозчинних пентозанів утворює в'язкі розчини, які під дією окислювачів переходять у щільний гель. Оптимальним для утворення пентозанами драглів є рН 5,0 – 4,0. Слизі зерна жита швидко набухають у воді й утворюють в'язкі розчини. В'язкість цих розчинів у багато разів вища в'язкості розчину желатину тієї ж концентрації.

У ендоспермі зерна слизів майже у 2 рази менше, ніж у його периферійній частині, але в'язкість слизів ендосперму у 50 разів більша, ніж слизів, що містяться у периферійних частинах зерна. Розчинні пентозани поглинають воду у співвідношенні 1:15, нерозчинні – добре набухають у воді, поглинають воду в кількості, що перевищує їх масу в 10 разів. Беручи до уваги наведені особливості житнього борошна, можна припустити поліпшення якості заварних пряників з його використанням, а також сповільнення процесу черствіння.

При приготуванні заварки для пряникового тіста згідно технології складові борошна піддаються дії високої температури, що може викликати денатурацію білкових речовин. При цьому за певних умов змінюється внутрішня будова поліпептидних ланцюгів білків. У їх молекулі розриваються деякі зв'язки, за винятком ковалентних, змінюється вторинна, третинна та четвертинна структура і білки переходять в інший якісний стан, втрачають гідрофільні та набувають гідрофобних властивостей. Із розчинних стають нерозчинними, втрачають біологічну активність. При цьому хімічний склад їх залишається незмінним [31, 32, 33, 34].

При замішування тіста білкові речовини (глютенін і гліадин), приєднуючи воду, починають набухати і переходять зі стану коагелей у драглеподібні гелі. При цьому великі частки борошна розпадаються на більш дрібні, при чому клейковина утворює нитки або волокна. Ці нитки або залишаються без змін, або ж починають з'єднуватися один з одним у формі джгутів. Останнє відбувається при більш енергійному перемішуванні. У кінцевому результаті клейковина утворює як би зв'язаний, еластичний кістяк тіста, усередині якого включені крохмальні зерна, зважені частки і т.д.

У роботах вчених відмічено, що повна оцінка клейковини залежить не тільки від якості (співвідношення) білків, але і від абсолютної кількості їх у борошні. Як було зазначено вище, білки коагулюють і випадають з розчину при його ізоелектричному стані (для гліадина при рН рівному 6,5—6,8 і для глютеніна при рН рівному 6,8—7, тобто в слабокислому середовищі). Тому додавання до тіста кислот, лугів, солей і органічних сполук відповідно може вплинути на фізичні властивості тіста – набухаємість, в'язкість, розтяжність і т.д. Підсилюють набухання слабкі неорганічні і органічні кислоти, луги, кислі солі (особливо кислий фосфорнокислий кальцій), солодовий екстракт. Навпаки, зменшують набухання хлориди, сульфати, солі органічних кислот, персульфати, бромати, цукор, крохмаль і нейтральні солі [37, 38, 39, 40].

Під дією кислот і протеолітичних ферментів білки борошна здатні гідролізува­тись з утворенням полі- та дипептидів і амінокислот. Ферменти, що гідролізують білки, належать до групи гідролаз. Це протеази, а саме: протеїназа і пептидаза. Встановлено, що під дією протеїназ білок повністю не розщеплюється, а перетворюється в сполуки, що не осаджуються трихлороцтовою кислотою. Такими сполуками є поліпептиди. Збільшення вмісту амінокислот при цьому майже не спостерігається, тобто розщеплюється зовсім незначна кількість пептидних зв'язків. Вважається, що під дією протеїназ молекули білків не гідролізуються, а лише дезагрегуються, переходять у більш розчинний стан [31, 39, 40, 41 ].

Визнаючи, що головна роль при утворенні тіста належить білковим речовинам, не можна не торкнутися крохмалю, що складає більш двох третин від усієї маси борошна. Крохмаль поглинає воду в кількості до 30 % від своєї маси. Дрібнозернистий крохмаль поглинає в себе більше води, ніж грубозернистий [31, 42 – 46].

Як було зазначено вище, при приготуванні заварки складові борошна піддаються дії високої температури, внаслідок чого відбувається процес клейстеризації крохмалю. При порівнянні параметрів клейстеризації пшеничного і житнього борошна відзначають не тільки різну максимальну в'язкість борошняних суспензій, але і різну температуру клейстеризації. Так, крохмаль житнього борошна клейстеризується при 50-70 °С, пшеничного – у діапазоні температури від 60 до 80 °С. Різниця в значенні температур клейстеризації рівна приблизно 10 °С. Оклейстеризовані зерна крохмалю є найбільш доступними для дії амилолітичних ферментів. При цьому α-амілаза руйнує крохмальні ланцюжки до декстринів (розрідження), а -амілаза розщеплює крохмальні залишки до більш простих цукристих речовин (наприклад, мальтози) [37, 38, 40]. У результаті житній крохмаль руйнується сильніше пшеничного за інших рівних умов. Житнє борошно характеризується відносно високою активністю ферментів у порівнянні з пшеничним борошном. В залежності від умов дозрівання зерна і збору врожаю в житнім борошні якість крохмалю і ферментативна активність варіюються [37, 38].

Усе, що говорилося вище про тістоутворення, мало відношення до найпростішої форми тіста – суміші пшеничного борошна з водою. Пряникове тісто є більш складним комплексом тому, що крім борошна і води до складу його входять і інші інгредієнти: цукор, олія, яйця й ін. Процеси тістоутворення в заварному пряниковому тісті вивчені недостатньо. В роботах 29, 31, 44, 47 наведено, що найбільш істотний вплив на якість клейковини здійснюють цукристі речовини; при додаванні їх понад визначену межу, вони негативно діють на клейковину.