Хімічний склад пшеничного борошна

Найважливішими складовими частинами борошна е крохмаль і білки. Понад 75% білків муки складаються з водо нерозчинних білків і глютеніну При замісі борошна з водою вони набухають, зв'язуючи 200 - 250% води до своєї маси на суну речовину, внаслідок чого утворюється клейка, в'язка маса, так звана клейко­вина. Залежно від вмісту клейковина борошно поділяють на три груди: перша містить до 28% клейковина, друга - 28-36 і третя - до 40% клейковина.

Таблиця 3

ВМІСТ КЛЕЙКОВИНИ В РІЗНИХ ВИДАХ НАПІВФАВРИКАТІВ

Борошно з невеликим вмістом клейковини використовується для приготування 6ісквітного, пісочного тіста, а з великим - дріжджового, листкового. Якість 6орошна залежить не т1льки від вмісту клейковини, але і від ії якості. Клейковина хорошої якості кремового кольору, еластична, не липке до рук, пружна, здатна поглинати багато води. Якщо до складу борошна входить така клейковина, то воно називається сильним. Тісто з такого борошна нормальної консистенції, еластичне, добре утримує гази. Вироби з такого тіста з6ерігають форму при роз стійці і випічці. Клейковина поганої якості після відмивання утворює липку масу сіруватого кольору, крихку, мало пружну Така клейковина дає слабке борош­на. Тісто з такого борошна погано утримує вологу, розріджується, має слабку газоутримуючу здатність. Вироби з нього розпливають­ся при роз стійці і випічці. Якість клейковини може бути визначена не тільки органолептичну, але і за допомогою спеціальних приладів. З них найбільш поширеним е еластомір ПЛ - 2, що працює за принципом віскозиметра закінчення. Тривалість ви пресування навішування клейковини під впливом певного вантажу через oTBip трубки пластометра певного діаметра служить показником якості клейковини .Чим сильніша клейковина, тим довше вона буде випрасовуватися через отвір. Навішування клейковини випрасовується через oтвip пластометра за 1,5 — 2хв., середня за силою клейковини - за 0,5 — 1,5хв; сла6ка — за 27 — 30 сек.

Згідно з стандартом на борошно вміст клейковини повинен 6у- ти в ньому - вищого ґатунку — не менше 28%, першого — не менше 30%. 3 борошна випікають напівфа6рикати, що е основою для приготування тістечок і тортів. 3 урахуванням структурної і смакові різнохарактерності випечених напівфабрикатів, а також особ- ливостей технологічних режимів виро6ництва рекомендується мука залежно від вмісту в ній сирої клейковини (у %).

Сила борошна у здатності його утворювати тісто, яке після зaмicy і в процесі бродіння, оброблю, роз стійки має певні реологічні властивості.

Цей показник має велике значення для оцінки якості борошна. Силу його визначає кількість води, потрібної для отримання тіста нормальної консистенції. Від сили борошна залежить вихід виробу, зміна властивостей, реологій тесту, при бродінні і у зв'язку з цим його поведінка в npoueci механічної обро6ки і роз стійці.

Сила борошна обумовлює газоутримуючу і формо утримуючу здатність тіста, яка визначає форму виробу. Окрім цього, сила муки впливає на об’єм виробу і структуру пористості м’якиша.

Борошно за силою характеризується як сильне, середнє і слабке.

Сильним вважаться борошно, здатне поглинати при замісі тіста нормальної консистенції відносно велику кількість води. Тісто із сильної муки стійко зберігає властивості в процесі замісу, бродіння, роз стійки. Тому виро6и із сильного борошна з достатньою газотвірною здатністю мають більший об’єм, не розпливчату форму, добре розпушений і м’який.

Слабким вважають борошно, яке при замісні тіста нормальної консистенції поглинає відносно мало води. В процесі замісу і бродіння властивості тіста швидко погіршуються, воно стає до кінця бродіння рідким (слабким), мало еластичним, липким і таким, що мажеться. Таке тісто важко обробляється, тістові заготовки розпливаються, вироби мають знижений об’єм.

Середнє за силою борошно за описаними властивостями займає проміжне положення між сильним і слабким борошном.

Сила муки в основному залежить від стану їі бйково — протеїназного комплексу; вмісту і властивостей крохмалю, пентозанів (слизів), ліпідів, ліпопротеїдів, глікопротеїнів; активності ферментів, що діють на них.

Білково-протеїназний комплекс включає 6ілкові речовини, протеолітичні ферменти, активатори і інгібітори протеолітичних ферментів.

У 3epHi пшениці може міститися від 6 до 25% білка (в середньому близько 11-12,5%) залежно від сорту пшениці, ґрунтово-кліматичних і агротехнічних умов обробітку, збирання і з6ерігання зерна. До складу білкових речовин зерна пшениці і пшеничного борошна входять власне бйки — протеїни і в невеликій кількості протеїнів — сполуки білків з речовинами небілкової природи. Білки зерна пшениці за здатністю розчинятися в різних розчинниках поділяють на альбуміни (розчинні у воді), глобуліни (розчинні у водних розчинах солей), проламіни-гліадин (розчинні в 60-80% розчину етилового спирту) і глютеліни-глютеніни (розчинні в 0,1-0,2%- них розчинах лугів). Альбуміни і глобуліни становлять 13-22% вид загальної кількості білка. Основна частина білкових речовин — гліадин і глютенін (відповідно 40-50 і 34-42% від загального вмісту білка в зерні пшениці).

Альбуміни, гло6уліни, гліадин і глютенін пшениці розглядають не як індивідуальні 6йки, а як 6агатокомпонентні фракції білкової речовини зерна.

Білки складаються з амінокислот, які між собою пов'язані ковалентним хімічним пептидним зв'язком і в певній послідовності утворюють так звану первинну структуру 6ілкової молекули. Ця структура досить міцна: протеолітичні ферменти борошна за період бродіння тіста практично не розщеплюють її до амінокислот.

Пептидні ланцюги і їх окремі ділянки можуть з’єднуватися між собою не ковалентними водневими зв'язками, менш міцними, ніж ковалентні. Водневі зв'язки обумовлюють вторинну структуру молекули білка. Підвищення температури і дія деяких хімічних речовин впливають на водневі зв'язки, що може змінити в’язкість розчину 6йка й інші його властивості.

У білковій молекулі різні ділянки одного і того ж поліпептидного ланцюга за рахунок взаємодії бічних радикалів можуть з’єднуватися дисульфідним, водневим, іонним зв'язками, які обумовлюють третинну структуру білкової молекули.

Встановлено наявність водневого, іонного зв'язків, гідрофобних взаємодій, що поєднують між собою окремі пептидні ланцюги і обумовлюють четвертинну структуру білка.

Під дією ферментів відбувається зміна властивостей білка в результаті впливу на наявні в ньому певні хімічні групи (наприклад, сульфгідрильні, амінні, оксид групи). При перетворенні цих груп у білковій молекулі з міняються атакованість білка. Наприклад, якщо дисульфідні групи білка відновити в сульфгідрильні, то швидкість його розщеплювання зросте, якщо ж блокувати оксигрупи, то вона знизиться.

Білкові речовини борошна під час 3aмicy і подальшого відлежування або бродіння тіста здатні інтенсивно набухати. При цьому нерозчинні у воді фракції білкової речовини борошна (гліадінова і глютенінова) утворюють пружну, пластичну масу, здатну розтягуватися, так звану клейковину.

У пшеничному тісті набряклі нерозчинні у воді білки утворюють його безперервну губчасто-сітчасту структурну основу (мовби каркас aбo скелет), що значною мірою обумовлює властивості, реологію тіста, а, отже, характеризує і силу борошна.

Для отримання в виробу гарної якості вміст сирої Клейковини у пшеничній муці вищого ґатунку повинен бути не менше 28%, 1 сорту — з0%, 2 сорту — 25% та о6бивальному — 20% (табл. 1).

Сира клейковина містить 170-210% води до маси с. р.

Хоча основою клейковини с набряклі білкові речовини, до скла­ду cyxoi речовини клейковини входять не тільки 6ілки. У клейковині, відмитою водою з тіста, міститься 75-90% білка і 10-25% крохмалю, клітковини, зольних елементів, цукрів і ліпідів.

Між вмістом білкових речовин і Клейковини в зерні пшениці або в пшеничній муці існує пряма залежність. Чим вище вміст білка у 6орошні, тим більша кількість відбиваної з нього Клейковини (за винятком борошна i3 зерна, пошкодженого клопом-черепашкою, морозобійного, висушеного при високій температурі). Чим 6ільше у муці клейковини і чим краща (сильніша) вона за властивостями, реологією, тим сильніша мука.

До складу білкове — протеїназного комплексу входять протеолітичні ферменти борошна, їх активатори та інгібітори.

У зерні пшениці міститься протеїназа, належить до протеолітичних ферментів типу папаїназ, який розщеплює білки (протеїни) за пептидними зв'язками. Для протеїназа цього типу характерна здатність активуватися сполуками оновлюючої дії, зокрема, такими, що містять сульфгідрильну групу — SH (цистеїн, глютатіон), та інактивуватися речовинами окислювальної дії (КВ,Оз, КІО_з, Н202, кисень повітря й ін.).

Протеїнами при дії на клейковину і тісто помітно їх розріджують, знижують пружність і збільшують текучість за рахунок розриву пептидного зв'язку. Дезагригація білка може відбуватися також за рахунок руйнування дисульфід них зв'язків ферментом протеїнди- сульфідредуктазою, а також під діею відновленого глютатіону. Протеїнами пшеничного борошна в процесі тістоприготування майже не проводять гідролітичного розщеплювання білків до амінокислот.

Оптимальні умови дії протеїнами пшеничного борошна — рН 4,0-5,5, температурний оптимум близько 45°C. За різних умов ui оптимальні умови можуть відрізнятися.

Активність протеолітичних ферментів пов'язана з наявністю в структурі — SН-груп. Під дією окислювачів з цих груп утворюються дисульфідні зв'язки -S=S-, внаслідок чого знижується або повністю інгібірується активність ферментів.

Активатором протеолізу е глютатіон, який міститься в основно- му у зародку пшениці і дріжджах. Глютатіон е виновником і легко піддаеться окисленню, при якому окислюються сульфгідрильні грули G-SH (віднімаеться водень) і дві молекули відновленого 2G- SH — глютатіону з’єднуються дисульфідним зв'язком, утворюючи молекулу окисленого G-S=S-G глютатіону. Окислений глютатіон втрачае здатність підвищувати активність протеїнах.

При проростанні зерна вміст у ньому відновленого глютатіону pi3Ko збільшується і, відповідно, підвищується активність протеолітичних ферментів пророслого зерна, а отже, і борошна з такого зерна.

На 6ілково-протеїназний комплекс і силу муки впливають також властивості крохмалю, ліпідів, активність ферментів та інші чинники.

Так, кількість у пшеничному борошні крохмалю, розміри зерен його, число пошкоджених їх при помелі впливають на властивості тіста. Чим більше дрібних і пошкоджених зерен крохмалю, тим більше їх водо поглинальна здатність.

Численними дослідженнями встановлено значення ліпід-білкових комплексів (ЛБК), як складової структурної частини клейковини, у формуванні їі властивостей. Вищий вміст ЛБК властивий для зерна пшениці, що характеризується як сильне. Доведено, що велика частина ЛБК зосереджена в гліадині.

У зерні пшениці містяться пентозами . Велика частина їх знаходиться в оболонках і алейроновому шарі (30-50%), менша — в ендоспермі зерна (2,5-4,5%). Вміст пентозанів в пшеничному борошні складає приблизно 2,5%. При 3aмici тіста пентозами адсорбують воду майже в 10 разів більше, ніж їх Maca. При цьому розрізняють водорозчинні і нерозчинні у воді пентозами. Водорозчинні пентозами борошна часто називають слизами aбo слизистими речовинами. Вміст їх у пшеничному борошні становить 0,56— 0,90%. Пентозами, нерозчинні у воді, також інтенсивно набухають. Е дані про те, що водорозчинні пентозами сприяють підвищенню газоутримуючої здатності тіста.

Для ліпідів зерна і борошна належать власні жири і жироподібні речовини (фосфатиди, стерини та ін.). Розрізняють загальний вміст ліпідів (2,63%), вміст вільних (1,79%) і зв'язаних (0,84%) ліпідів. У жирно кислотному складі ліпідів переважають в основному ненаси- чегіі кислоти (олеїнова, лінолева, ліноленова).

У зерні злакових е фермент ліпаза, що гідролітичні розщеплює три гліцериди з утворенням гліцерину і вільних жирних КИСЛОТ. Розщеплювання жирів відбуваеться при з6еріганні зерна і борошна, за рахунок цього підвищується кислотність продукту.

У зерні і борошні міститься фермент ліпоксигеназа, який каналізує окислення киснем повітря лінолевої, ліноленової і арахідонової КИСЛОТ, з утворенням через ряд проміжних реакцій гідро перекисів, які, як активні окислювачі, можуть окисляти -5Н-групи білка, протеїнами і глютатиоиу. В результаті цього зміцнюється структура білка, знижується активність протеолітичних ферментів, і глютатіон втрачає функції активатора протеліозу.

Ліпіди і фосфоліпіди можуть впливати безпосередньо на властивості тіста і клейковини, тобто на силу борошна.

Стан і властивості білків муки і тіста залежать і від окислювально-відновного потенціалу, обумовленого наявністю в ній ряду окислювально-відновних систем. Зрушення цього потенціалу у бік збільшення відновної дії ослабляє структуру білків і активізує протеїназу борошна, а, отже, знижує силу борошна, зрушення ж у бік окислювальної дії зміцнює структуру білка, інгібірує протеоліз і збільшує силу борошна.

Таким чином, основним чинником, що обумовлює силу пше­ничного 6орошна, е стан його білкові — протеїназного комплексу. На силу муки впливають також вуглеводи, крохмаль, пентозами, ліпіди, окислювально-відновний потенціал борошна і TicTa.

Методи визначення сили борошна. Силу його визначають за властивостями Клейковини і тіста різними методами. Для визначення якості клейковини застосовують методи визначення:

— гідратаційної здатності клейковини - вміст у ній води (у відсотках до маси сухо клейковини);

• розтяжності клейковини - шляхом розтягування про6би клейковини вручну над масштабною лінійкою з визначенням результату в сантиметрах.

Клейковина вважається слабкою при розтяжності понад 18 см, гарною за силою — 14-16 см, міцною — нижче 12 см;

• розпливчатості клейковини - за розміром середнього діаметра контура кульки, що розпливлася за 60 мін (Д60), з 10 г клейковини. Чим слабкіша клейковина, тим більше Значення Д6о;

— реологічних властивостей Клейковини - за впресовуванням клейковини під дією вантажу на пластометрі. Чим сильніша клейковина, тим 6ільша тривалість випрасовування навіски;

— на автоматизованих пенетрометрах — за глы6иною занурення в Клейковину тіла занурення і визначенням висоти проби Клейковини в стислому стані;

- кількості сирої клейковини і її якості - за показником «індекс су Клейковини» на приладах «І'лютаматік» шведської фірми «Пертен». Для отримання величини «індексу Клейковини» пробу сирот клейковини центрифугують і визначають мacy клейковини, що залишилася в сході і проході сита. «Індекс Клейковини» Становить масу клейковини, що залишилася на ситі, до загальної маси клейковини, помножену на 100. За даним показником клейковину характеризують як слабку, хорошу або міцну; якості Клейковини — шляхом вимірювання її пружних властивостей на приладі ВДК (вимірник деформації клейковини). Принцип і метод, закладені в приладі ВДК, засновані вимірюванні величини залишкової деформації проби клейковини після дії тарованого навантаження протягом заданого часу (30 с).

У табл. наводиться шкала віднесення клейковини залежно від значення ії пружних властивостей до відповідної групи Якості.

Силу борошна визначають за реологічними властивостями тіста.

реологічні властивості тіста. Тісто е обводненим колоїдним комплексом — полідісперсоїдом , що має певну внутрішню структуру і дуже своєрідно змінювані реологічні властивості.

Залежно від виду деформації, її швидкості і тривалості тісто може поводитися як ідеально пружне тіло aбo в'язке, aбo ж поєднувати ці властивості, тобто ті,що належать до пружно-вязких матеріалів.

КЛАСИФІКАЦІЯ КЛЕЙКОВИНИ

ЗА ПРУЖНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Група якості	Характеристика Клейковини	Стисливість Клейковини з борошна пшеничного сорту, од. приладу
		вищого, 1, о6бивального	2
3	Незадовільна міцна	від 0 до 30	від 0 до 35
2	Задовільна міцна	від З5 до 50	від 40 до 50
1	Гарна	від 55 до 75	від 55 до 75
2	Задовільна слабка	в1д 80 до 100
3	Незадовільна слабка	105 і 6йьш

У тісті поєднуються такі реологічні властивості, як пружність, пластичність, міцність, в'язкість, здатність до релаксації напруг і пружного наслідку. Реологічні властивості тіста залежать в першу чергу від сили борошна, а також різних технологічних чинників: температури, вологості. Тривалості та інтенсивності механічної дії при замісі, рецептури, способу приготування, тривалості бродіння

тіста та ін.

Деформацією називається відносний зсув частинок, при якому Не порушується безперервність самого тіла

Деформації ділять на пружні, тобто ті, що зникають після зняття навантаження, і на залишкові, необоротні, що не зникають після видалення навантаження. Залишкові деформації, не супроводжуються руйнуванням матеріалу, називаються пластичними, а самі

матеріали — пластицними.

В'язкістю називається міра опору перебігу харчової маси: вона рівна відношенню напруги зрушення до швидкості зрушення. Під текучістю розуміється величина, зворотна в'язкості.

Під дією зовнішніх сил відбувається зміна форми і розмірів тіла, тобто її деформація. Величина і характер її залежать в1Д властивостей матеріалу тіла, його форми і способу додатка зовнішніх сил.

Деформація тіла супроводжується виникненням внутрішніх сил взаємодії між частинками тіла. Мірою інтенсивності внутрішніх сил є напруга.

Під напругою зрушення в реології розуміють oпip тіла дії прикладеної сили. Напруга зрушення рівна відношенню прикладеної сили до поверхні зрушення. мінімальна сила, необхідна для здійснення зрушення (переміщення шарів за площею зрушення), визначається величиною граничної напруги зрушення.

Відповідно до термінології:, вживаної при дослідженні властивостей тіста, користуються також поняттями: релаксація, пружна післядія.

Під терміном релаксація розуміється поступове зменшення

діючих напруг до нуля aбo до якої-небудь величини при деформації, що не змінюється в часі.

Під терміном пружний наслідок розуміють явище зміни пружної деформації в часі, коли вона або поступово наростає до деякої межі після додатка навантаження, або поступово зменшується після цзняття.

Для визначення сили борошна за реологічними властивостями тіста, розроблений ряд методів, опис окремих них наводиться нижче.

Визначення розпливчатості кульки тіста. Визначається розпливчатість кульки з 100 г тіста (одержують з 140 г борошна і 84 мл дистилюючої води) при 30°С шляхом фіксації середнього діаметра контуру кульки тіста - початкового і через 60, 120 і 180 хв.

Результати багаторічних досліджень дозволили диференціювати борошно пшеничне 1 сорту за показником розпливчатості 100 г тіста за наступними трупами якості: