Тема 3.4: біохімічні процеси при бродінні житніх і житньо-пшеничних напівфабрикатів

Житнє тісто. Внаслідок специфічності білково-протеїназного і вуглеводно- амілазного комплексів житнього борошна в процесі утворення з нього тіста колоїдні та біохімічні процеси відбуваються набагато інтенсивніше, ніж у тісті з пшеничного борошна.

Під час змішування житнього борошна з водою воно поглинає значно більше води, ніж пшеничне. Так, водопоглинальна здатність житнього обойного борошна складає 78-82 %, тоді як пшеничного — до 70 %.

Висока водопоглинальна здатність житнього борошна обумовлена швидким набуханням білків, підвищеною гідратаційною здатністю пентозанів, значна частина яких водорозчинна.

Оскільки значна частина білків житнього борошна необмежено набухає і не утворює клейковинного каркасу, у тісті формується в'язка рідка фаза. Основними її складовими є необмежено набухлі, пептизовані білки і водорозчинні пентозани.

Тверду фазу житнього тіста складають частково набухлі зерна крохмалю, що адсорбували на своїй поверхні частину вільної води тіста, обмежено набухлі білки, нерозчинні пентозани, частинки оболонок. Така структура житнього тіста обумовлює його високу в'язкість і пластичність. Оскільки гліадин і глютенін житнього борошна не утворюють клейковинного каркасу, еластичність і пружність тіста незначні.

На фізичні властивості житнього тіста впливає співвідношення пептизованих і обмежено набухлих білків, яке в значній мірі залежить від кислотності житнього тіста. Формоутворювальна здатність його забезпечується в’язкістю, а газоутримувальна обумовлена величиною поверхневого натягу.

Тема 3.5: біохімічні процеси при впіканні хліба

План

1. Зміни у білково-протеїназному комплексі.

2. Зміни у вуглеводно-амілазному .комплексі.

1. Процеси, що обумовлюють колір скоринки хліба та впливають на смак і аромат виробів.

Під час бродіння тіста і вистоювання тістових заготовок глибокої де-полімерізації складових борошна не відбувається внаслідок того, що температура бродіння і вистоювання не є оптимальною для дії ферментів. Під час випікання внаслідок прогрівання тістової заготовки змінюється стан біополімерів тіста: крохмалю, білків, пентозанів. Це сприяє їх гідролітичному розкладу, особливо при температурі, оптимальній для дії ферментів.

1. Процеси у білково-протеїназному комплексі. При нагріванні в

інтервалі температур 40-60 °С атакуємість білків ферментами наростає. У заготовці збільшується вміст водорозчинних білків. При температурі 50-70 °С відбувається процес теплової денатурації білків, що також сприяє їх ферментативному розкладу.

У процесі денатурації білки виділяють воду, яка була поглинута ними при замішуванні та дозріванні тіста. Структура їх ущільнюється, вони втра­чають еластичність, пружність, розтяжність.

Денатуровані клейковинні білки утворюють жорсткий каркас хліба, обумовлюють його форму, яка закріплюється зневодненим поверхневим шаром (скоринкою). Від швидкості коагуляції білків залежить фіксація фор­ми тістової заготовки, утворення скоринки, що забезпечує утримання газо­подібних сполук у тістовій заготовці.

При надмірно низькій температурі пекарної камери на початку випікання коагуляція білків затримується. Це може бути причиною зниження об'єму хліба, погіршення форми подового хліба.

Під час випікання коагулює до 50-70 % водорозчинних азотистих сполук, що утворилися при приготуванні тіста в результаті ферментативного гідролізу білків. С наукові дані, що. температурний оптимум протеїнази лежить в інтервалі 60-70 °С, інактивація її спостерігається при 80-95 °С. При підвищенні вологості тіста температурний оптимум дії ферментів знижується. Температура інактивації ферментів залежить від швидкості прогрівання тістової заготовки тобто від її маси, форми, вологості, температури і ступеня зволоженості пекарної камери. Чим швидше прогрівається тістова заготовка, тим при вищій температурі інактивуються протеїнази.

2. Процеси у вуглеводно-амілазному комплексі. З підвищенням температури у шарах тістової заготовки зростає інтенсивність набухання зерен крохмалю. При досягненні температури 60-70 °С відбувається клейстеризація крохмальних зерен, які водночас поглинають воду, сконденсовану на поверхні тіста, і воду, вивільнену білками при термічній денатурації.

В результаті набухання зерна крохмалю розтріскуються, вода заходить у щілини, що утворилися, руйнує зерна, амілоза розчиняється у воді, амілопектин утворює в'язкий золь.

Внаслідок недостатньої кількові води клейстеризація відбувається повільно, і лише з підвищенням температури до 93-99 °С кількість зерен з клейстеризованим поверхневим шаром зростає майже до 100 %, але незначна частина зерен крохмалю (6-8 %) може лишатися майже без змін.

Клейстеризація крохмалю сприяє активній деполімеризації його молекул під дією амілаз з утворенням декстринів і цукрів. У тістовій заготовці накопичуються водорозчинні речовини. Це впливає на властивості м'якушки. Особливе значення при формуванні м'якушки хліба має наявність у тісті активної а-амілази, що характерно при переробленні борошна з пророслого зерна і житнього борошна. Під її дією -накопичуються низькомолекулярні декстрини, і м'якушка хліба з такого борошна виходить липка, нееластична.

Активність ферментів у кожному шарі тістової заготовки, ідо випікається, спочатку підвищується до максимальної, після чого падає до нуля внаслідок денатурації білкової молекули ферменту.

У пшеничній тістовій заготовці температурний оптимум бета-амілази знаходиться у межах 62-64 °С, альфа-амілази — 70-74 °С. Бета-амілаза повністю інактивуються приблизно при 82-84 °С, альфа-амілаза зберігає у певній мірі свою активність навіть при 97-98 °С. Тобто, у певному проміжку температур у кожному шарі тістової заготовки а-амілаза залишається активною, коли бета-амілаза вже інактивована. Це призводить до накопичення великої кількості низькомолекулярних декстринів, внаслідок чого погіршуються її структурно-механічні властивості, зменшується вологоємкість м'якушки.

Під час випікання тістових заготовок з житнього борошна крохмальні зерна клейстеризуються при температурі 52-55 °С, що майже на 10 градусів нижче температури клейстеризації пшеничного крохмалю. Внаслідок того, що кислотність тіста із житнього сортового борошна у 2-3 рази вища за кислотність тіста із пшеничного сортового борошна того ж виходу, інактивація амілаз при прогріванні житнього тіста відбувається при більш низьких температурах. Так, у процесі випікання хліба із житнього обойного борошна (кислотність тіста 10-12 град) бета-амілаза інактивується при 60, альфа-амілаза — при 71 °С.

Не зважаючи на інактивацію амілаз, накопичення у житніх виробах, що випікаються, продуктів гідролітичного розпаду крохмалю продовжується до кінця процесу випікання і в перші години зберігання випеченого хліба. Причиною цього явища є кислотний гідроліз крохмалю, внаслідок якого вміст водорозчинних сполук і декстринів різної молекулярної маси \ житньому тісті значно вищий, ніж у пшеничному. Наявність у житньому хлібі значної кількості низькомолекулярних декстринів надає м'якушці липкості внаслідок зниження вмісту адсорбційно зв'язаної крохмалем води.

Таким чином, водорозчинні речовини у м'якушці хліба представлені в основному продуктами ферментативного гідролізу крохмалю декстринами, мальтозою, а також незначною кількістю пентозанів і гексозанів. Основним цукром м'якушки є мальтоза.