- •Біохімія зерна і хліба
- •Д. І. Менделеев Вступ
- •Хімічний склад зерна та його частин
- •Середні дані про хімічний склад зерна різних зернових культур, %
- •Маса окремих частин зерна від його загальної маси, %
- •Хімічний склад анатомічних частин пшеничного зерна, % від сухої речовини
- •Білкові речовини зерна
- •Білки пшеничного зерна
- •Клейковина
- •Протеолітичні ферменти зерна.
- •Вуглеводи зерна та продуктів його переробки
- •Ліпіди зерна
- •Вітаміни зерна
- •Зольність зерна і борошна
- •Вода в зерні
- •Кислотність зерна
- •Вплив сорту і грунтово кліматичних умов на хімічний склад і біохімічні властивості зерна
- •Біохімічні процеси при проростанні та достиганні зерна
- •Зміна хімічного складу кукурудзяного зерна при проростанні (по ж-б. Буссенго), %
- •Дихання зерна
- •Як відомо, сумарне рівняння аеробного дихання зерна
- •Хімія переробки зерна на млині
- •Хлібопекарські якості пшеничного борошна
- •Основні дефекти борошна і методи поліпшення його якості
- •1. Борошно із зерна, пошкодженого неправильною сушкою.
- •2. Борошно з пророслого зерна.
- •3. Борошно із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою.
- •4. Борошно з морозобійного зерна.
- •5. Борошно з гіркополинного зерна.
- •Фізичні і хімічні методи поліпшення хлібопекарських якостей пшеничного борошна
- •Житнє борошно
- •Інші види борошна
- •Білок 12,0 вуглеводів 69,6
- •Білки 13,0 зольність 1,8
- •Вуглеводи 64,9 нікотинова кислота 1,0
- •Біохімічні зміни при зберіганні борошна та крупи
- •Харчова цінність зерна, борошна та хліба
Основні дефекти борошна і методи поліпшення його якості
1. Борошно із зерна, пошкодженого неправильною сушкою.
Висока вологість зібраного зерна є причиною його псування - самозігрівання і проростання. Найважливішим засобом зниження вологості і підвищення стійкості зерна при зберіганні є сушка його в зерносушарках. Правильно проведена сушка допомагає зберегти і поліпшити якість зерна, як насіннєвого, так і продовольчого. Проте недотримання режимів сушки, що рекомендуються, і перегрів зерна в зерносушарці можуть привести до різкого погіршення його якості. Під впливом високої температури відбудеться денатурація білків зерна. Ферменти, що містяться в ньому, втратять свою активність, внаслідок чого зерно втратить схожість, а при більш сильному нагріві різко погіршаться його хлібопекарські якості. При цьому, чим вище вологість зерна, тим воно більш чутливе до дії підвищених температур.
Вологе зерно чутливе до нагріву і повинно сушитися при більш низьких температурах, ніж зерно, що має меншу вологість. Якщо сушка проводиться з дотриманням встановленого режиму, то не тільки не спостерігається погіршення якості, але навіть може бути досягнуте його поліпшення, що є наслідком сприятливих змін фізико-хімічних властивостей білків і активності ферментів зерна. Проте при сильнішій дії тепла відбувається глибока денатурація білкових речовин і різке ослаблення активності ферментів, що виявляється в значному погіршенні хлібопекарських якостей.
При температурі теплоносія 70, 80, 90 і 120 °С не відбувалося погіршення хлібопекарських якостей і навіть спостерігалося збільшення об'єму хліба. Проте, коли температура теплоносія досягла 150 °С, відбулася значна денатурація білків зерна і руйнування ферментів, внаслідок чого об'єм хліба різко зменшився. Цим змінам хлібопекарських якостей борошна відповідають зміни ряду біохімічних показників, - зменшення кількості сирої клейковини (при підвищенні температури з 80 до 90 оС), зниження активності каталази (з 90 до 120 оС), зменшення вмісту азоту (гліадину) в % від загального азоту (від 120 до 150 оС).
При сушці великих мас зерна продовольчого призначення і недотриманні встановлених режимів сушки окремі партії зерна в результаті перегріву дають борошно з дуже низькими хлібопекарськими якостями. Таке борошно або зовсім не дає клейковини, або дає її дуже мало, причому клейковина надзвичайно кришиться і не має еластичності. Подібного роду борошно може бути використане тільки в суміші з борошном хорошої якості.
2. Борошно з пророслого зерна.
У окремі виняткові роки зерно в деяких районах України піддається досить сильному проростанню. Це є наслідком дощової погоди в період збирання, результатом того, що не все зерно вкрите від дощу. Борошно, отримане з пророслого зерна, відрізняється низькими хлібопекарськими якостями. М’якуш хліба з такого борошна нееластичний, дуже легко заминається, має глинисту консистенцію і солодкуватий присмак. Головна причина низької якості борошна з пророслого зерна - підвищена активність амілазного комплексу, особливо a-амілази. Якість борошна з пророслого зерна і готового хліба з нього в одному з дослідів характеризується наступними даними. Оцукрююча активність амілаз в борошні з нормального зерна була рівна 212 міліграми в 10 г борошна; а через 20 годин проростання вона збільшилася до 450, через 48 год. - до 890 і через 96 год. - до 2460. Так само різко збільшився і вміст в борошні відновлюючи цукрів. Швидкість витікання клейстеризованної борошняної бовтанки характеризує розріджуючу активність амілазного комплексу. Чим вище амілазна активність, особливо a-амілази, тим швидше розріджуватиметься крохмальний клейстер. Чим швидкість витікання більша, тим рідкіший клейстер, що становить головну масу борошняної бовтанки, тим енергійніше діє a-амілаза. Якщо швидкість витікання для борошна з нормального зерна зазвичай дорівнює 1450 одиницям, то через 20 год. проростання вона складає 270 одиниць, а при подальшому проростанні ще більш знижується.
Кількість водорозчинних речовин в хлібі характеризує вміст декстрину в м’якуші. Хліб з борошна, отриманого з пророслого зерна, відрізняється саме підвищеним вмістом декстринів, що складають в ньому основну масу водорозчинних речовин. Об'єм хліба також істотно знижується, хоча, правда, цей показник в даному випадку не є дуже чутливим. У житньому борошні і в житньому хлібі зміни, що зумовлюються проростанням, ще яскравіше виражені.
Таким чином збільшення водорозчинних речовин в хлібі залежить насамперед від накопичення в м’якуші декстрину, який утворюється в тісті в результаті дії a-амілази. Необхідно разом з тим підкреслити, що, не дивлячись на накопичення в тісті декстрину і м’якуш, що заминається, вологість хліба практично не змінюється. Якщо провести аналіз м’якуша хліба з нормального і з пророслого зерна, легко переконатися в тому, що, хоча м’якуш і здається мокрим, його вологість практично однакова з нормальним.
Таким чином, в хлібі з борошна, отриманого з пророслого зерна, накопичується декстрин, який декілька інакше зв'язують вологу, чим речовини, що містяться в м’якуші нормального хліба.
При проростанні зменшується кількість клейковини. Разом з тим дуже сильно змінюється її якість. Клейковина, що відмита з борошна, отриманого з пророслого зерна, крихка; нееластична, недостатньо розтяжна. Крихкою клейковина стає тому, що при проростанні під дією ліпази відбувається розщеплення жиру з утворенням вільних жирних кислот, зокрема ненасичених - олеїновою, лінолевою, ліноленовою, які укріплюють клейковину, роблять її мало розтяжною.
Методи розпізнавання борошна з пророслого зерна засновані на тому, що таке борошно має підвищену активність a-амілази.
З методів для розпізнавання борошна з пророслого зерна найбільш поширені колобковая випічка, автолітична проба і так зване число падіння.
Колобковая випічка (від слова колобок - маленький хлібець). З 10 г борошна випікають маленький хлібець і потім визначають вміст водорозчинних речовин в м’якуші колобка, тобто фактичний вміст декстрину. Якщо борошно нормальне, вміст водорозчинних речовин не повинен перевищувати 12-15 %; якщо борошно було отримане з пророслого зерна, кількість водорозчинних речовин в м’якуші різко збільшується.
Автолітична проба (від слова автоліз, що означає самоперетравлення, саморуйнування). Ця проба, розроблена Н.І. Проскуряковим, застосовується для житнього обійного борошна і робиться таким чином. У великий фарфоровий тигель насипають наважку житнього борошна і наливають певну кількість води. Суміш поміщають на водяну баню при 60 °С. a-Амілаза, що міститься в борошні з пророслого зерна, активніше діє при 60 °С (це оптимальна температура її дії). b-Амілаза при цій температурі діє слабо. Якщо було взяте борошно з пророслого зерна, то при температурі 60 °С йде інтенсивне розщеплення крохмалю a-амілазою. Тому в бовтанці накопичується значна кількість декстрину. Через певний час бовтанку, що міститься в тиглі, розбавляють водою, фільтрують і визначають вміст сухих речовин у фільтраті. Це роблять або шляхом випаровування насухо певного об'єму фільтрату, або за допомогою рефрактометра. Якщо визначена за допомогою автолітичної проби кількість сухих речовин не перевищує 38 % від сухої речовини взятої для аналізу наважки житнього обійного борошна, значить, борошно було отримане з нормального непророслого зерна.
Вживаним у ряді зарубіжних країн «числом падіння» є вимірюваний секундами час, який потрібний для того, щоб мішалка-віскозиметр опустилася з певної висоти в клейстеризованну борошняну суспензію. Чим активніше в зерні або борошні a-амілаза, тим менше в'язкість борошняної бовтанки і тим швидше опускатиметься мішалка-віскозиметр. При визначенні числа падіння користуються спеціальним приладом Хагберга.
Для поліпшення хлібопекарських якостей пророслого зерна і отримання з нього борошна можна застосувати гідротермічну обробку. Зволожене зерно прогрівають при підвищеній температурі (85-87 °С) протягом декількох хвилин, внаслідок чого частково руйнується a-амілаза і поліпшуються властивості білкового комплексу борошна. При гідротермічній обробці зерна активність a- і b-амілази різко знижується, а хлібопекарські якості значно поліпшуються. Потрібно, проте, підкреслити, що метод гідротермічної обробки пророслого зерна не отримав широкого практичного застосування.
Другий метод - підкислення тіста - може бути застосований на хлібозаводі. Утримання (ведення) тіста по можливості кислішим досягається шляхом застосування рідких дріжджів, спеціальних молочнокислих заквасок або харчової молочної кислоти, оскільки a-амілаза втрачає активність при кислій реакції. Таким чином, підвищуючи кислотність тіста, можна затримати накопичення декстрину в тісті і, отже, поліпшити якість хліба.