Хімічний склад пшениного борошна

Харчові речовини	Борошно пшеничне, сорт
	Вищий	Перший	Другий	Оббивальний
Вода, %	14,0	14,0	14,0	14,0
Білки, %	10,3	10,6	11,6	11,5
Жири, %	1,1	1,3	1,8	2,2
Моно- та дисахариди, %	1,6	1,8	2,2	2,3
Крохмаль, %	68,5	66,7	62,0	58,5
Харчові волокна, %	3,5	4,4	6,7	9,3
Зола, %	0,5	0,7	1,1	1,5
Мінеральні речовини, мг %: Na	3	4	6	7
К	122	176	251	310
Са	18	24	32	39
Mg	16	44	73	94
Р	86	115	184	336
Fе	1,2	2,1	3,9	4,7
Вітаміни, мг %: Е	1,5	1,8	3,2	3,3
B1	0,17	0,25	0,37	0,41
В2	0,04	0,08	0,12	0,15
РР	1,2	2,2	4,6	5,5
Амінокислоти — лізин, мг %	250	265	330	390

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

Таблиця З

Вміст клейковини в різних видах напівфабрикатів

Напівфабрикат	Кількість клейковини	Якість клейковини
Бісквітний	28-34	слабка
Заварний	28-36	сильна
Пісочний	28-34	слабка
Листковий	38-40	сильна
Міндально-горіховий	28-36	слабка і середня
Цукровий	28-36	слабка
Вафлі	28-32	слабка

Борошно з невеликим вмістом клейковини використовується для приготування бісквітного, пісочного тіста, а з великим — дріжджового, листкового. Якість борошна залежить не тільки від вмісту клейковини, але і від її якості. Клейковина хорошої якості кремового кольору, еластична, не липне 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 зберігають форму при розстійці і випічці. Клейковина поганої якості після відмивання утворює липку масу сіруватого кольору, крихку, малопружну. Така клейковина дає слабке борош­но. Тісто з такого борошна погано утримує вологу, розріджується, має слабку газоутримуючу здатність. Вироби з нього розпливають­ся при розстійці і випічці. Якість клейковини може бути визначена не тільки органолептично, але і за допомогою спеціальних при­ладів. З них найбільш поширеним є пластомір ПЛ — 2, що працює за принципом віскозиметра закінчення. Тривалість випресування навішування клейковини під впливом певного вантажу через отвір трубки пластометра певного діаметра служить показником якості клейковини .Чим сильніша клейковина, тим довше вона буде вип-ресовуватися через отвір. Навішування сильної клейковини випре-совується через отвір пластометра за 1,5 — 2хв., середня за силою клейковини — за 0,5 — 1,5хв; слабка — за 27 — 30 сек.

Згідно з стандартом на борошно вміст клейковини повинен бу­ти в ньому — вищого гатунку — не менше 28%, першого — не мен­ше 30%. З борошна випікають напівфабрикати, що є основою для приготування тістечок і тортів. З урахуванням структурної і смако­вої різнохарактерності випечених напівфабрикатів, а також особ­ливостей технологічних режимів виробництва рекомендується мука залежно від вмісту в ній сирої клейковини (у %).

Сила борошна у здатності його утворювати тісто, яке після замісу і в процесі бродіння, обробки, розстійки має певні реологічі 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 процесі механічної обробки і розстійці.

Сила борошна обумовлює газоутримуючу і формоутримуючу 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 вважається борошно, здатне поглинати при замісі тіста нормальної консистенції відносно велику кількість води. Тісто із сильної муки стійко зберігає властивості в процесі замісу, бродіння, розстійки. Тому вироби із сильного борошна з достатньою га­зотвірною здатністю мають більший об'єм, нерозпливчату форму, добре розпушений м'якиш.

Слабким вважають борошно, яке при замісі тіста нормальної консистенції поглинає відносно мало води. В процесі замісу і бродіння властивості тіста швидко погіршуються, воно стає до кінця бродіння рідким (слабким), малоеластичним, 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 її білково — протеїназного комплексу; вмісту і властивостей крохмалю, пентозанів (слизів), ліпідів, ліпопротеїдів, глікопротеідів; активності фер­ментів, що діють на них.

Білково-протєїназний комплекс включає білкові речовини, протеолітичні ферменти, активатори і інгібітори протеолітичних ферментів.

У зерні пшениці може міститися від 6 до 25% білка (в середньо­му близько 11—12,5%) залежно від сорту пшениці, грунтово-кліматичних і агротехнічних умов обробітку, збирання і зберігання зерна. До складу білкових речовин зерна пшениці і пшеничного борошна входять власне білки — протеши і в невеликій кількості протеїди — 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% від загальної кількості білка. Основна частина білкових речовин — гліадин і глютенін (відповідно 40—50 і 34—42% від загального вмісту бика в зерні пшениці).

Альбуміни, глобуліни, гліадин і глютенін пшениці розглядають не як індивідуальні білки, а як багатокомпонентні 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 білкової 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 нековалентними 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 білка й інші його властивості.

У білковій молекулі різні ділянки одного і того ж поліпептидно-го 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, оксигрупи). При перетворенні цих груп у білковій молекулі змінюється 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 замісу 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 або скелет), що значною мірою обумовлює властивості, рео­логію тіста, а, отже, характеризує і силу борошна.

Для отримання виробу гарної якості вміст сирої клейковини у пше­ничній муці вищого гатунку повинен бути не менше 28%, І сорту — 30%, 2 сорту — 25% та оббивальному — 20% (табл. 1).

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

Хоча основою клейковини є набряклі білкові речовини, до скла­ду сухої речовини клейковини входять не тільки білки. 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 борошні, тим більша кількість відмиваної з нього клейковини (за винятком борошна із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою, морозобійного, висушеного при високій температурі). Чим більше у муці клейковини і чим краща (сильніша) вона за властивостями, реологією, тим сильніша мука.

До складу білково — 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 поновлюючої дії, зокрема, такими, що містять сульфгідрильну групу — SН (цистеїн, глютатіон), та інактивуватися речовинами окислювальної дії (КВ₁О₃, КIO₃, Н₂О₂, кисень повітря й ін.).

Протеїнази 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 дисульфідних зв'язків ферментом протеїнди-сульфідредуктазою, а також під дією відновленого глютатіону. Про­теїнази пшеничного борошна в процесі гістоприготування майже не проводять гідролітичного розщеплювання білків до амінокислот.

Оптимальні умови дії протеїнази пшеничного борошна — рН 4,0—5,5, температурний оптимум близько 45°С. За різних умов ці 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 є глютатіон, який міститься в основно­му у зародку пшениці і дріжджах. Глютатіон є відновником і легко піддається окисленню, при якому окислюються сульфгідрильні групи G-SН (віднімається водень) і дві молекули відновленого 2G-SН — глютатіону з'єднуються дисульфідним зв'язком, утворюючи молекулу окисленого G-S=S-G глютатіону. Окислений глютатіон втрачає здатність підвищувати активність протеїназ.

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

На білково-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 водопоглинальна здатність.

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

У зерні пшениці містяться пентозани . 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 замісі тіста пентозани адсор­бують воду майже в 10 разів більше, ніж їх маса. При цьому розрізняють водорозчинні і нерозчинні у воді пентозани. Водороз­чинні пентозани борошна часто називають слизами або слизисти­ми речовинами. Вміст їх у пшеничному борошні становить 0,56— 0,90%. Пентозани, нерозчинні у воді, також інтенсивно набухають. Є дані про те, що водорозчинні пентозани сприяють підвищенню газоутримуючої здатності тіста.

До 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 жирнокислотному складі ліпідів переважають в основному ненаси-чені кислоти (олеїнова, лінолева, ліноленова).

У зерні злакових є фермент ліпаза, що гідролітично розщеплює тригліцериди з утворенням гліцерину і вільних жирних кислот. Роз­щеплювання жирів відбувається при зберіганні зерна і борошна, за рахунок цього підвищується кислотність продукту.

У зерні і борошні міститься фермент ліпоксигеназа, який ка­талізує окислення киснем повітря лінолевої, ліноленової і арахідо­нової кислот, з утворенням через ряд проміжних реакцій гідропере-кисів, які, як активні окислювачі, можуть окисляти -ЗН-групи білка, протеїнази і глютатиону. 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 про-теїназу 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 борошна, є стан його білково — протеїназного комплексу. На силу муки впливають також вуглеводи, крохмаль, пентозани, ліпіди окислювально-відновний потенціал борошна і тіста.

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

• гідратаційної здатності клейковини — вмісту ній води (у від­сотках до маси сухої клейковини);

• розтяжності клейковини — шляхом розтягування проби 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 Д₆₀;

• реологічних властивостей клейковини — за випресовуванням клейковини під дією вантажу на пластометрі. Чим сильніша клейковина, тим більша тривалість випресовування навіски;

• на автоматизованих пенетрометрах — за глибиною занурення в клейковину тіла занурення і визначенням висоти проби клейко­вини в стислому стані;

• кількості сирої клейковини і її якості — за показником «індек­су клейковини» на приладах «Ілютаматік» шведської фірми «Пертен». Для отримання величини «індексу клейковини» пробу сирої клейковини центрифугують і визначають масу 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 на вимірюванні величини залишкової деформації проби клейковини після дії тарованого навантаження протягом заданого часу (30 с).

У табл. наводиться шкала віднесення клейковини залежно від значення її пружних властивостей до відповідної групи якості.

Силу борошна визначають за реологічними властивостями тіста.

Реологічні властивості тіста. Тісто є оводненим 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 або в'язке, або ж поєднувати ці властивості, тобто ті, що належать до пружно-в'язких ма­теріалів.

Таблиця 4