Файл: Зверева Л.Ф. Технология и технохимический контроль хлебопекарного производства учебник.pdf

Питательные вещества высших сортов муки лучше усваивают­ ся организмом, однако низшие сорта ее имеют большую вита­ минную и минеральную

ценность.

Мука в основном (на 90%) состоит из углево­ дов и белков.

УГЛЕВОДЫ

В углеводный комплекс муки входят высшие по­ лисахариды (крахмал, декстрины, клетчатка, гемицеллюлозы, слизи), сахароподобные полиса­ хариды (дисахариды,три­ сахариды) и небольшое количество простых саха­ ров (глюкоза, фруктоза).

Процесс образования углеводов из неорганических веществ в зеленых частях растений (фотосинтез углеводов) суммарно вы­ ражается уравнением:

В муке высших сортов содержится крахмала до 80%. Крахмал в растениях и в муке находится в виде зерен размером от 0,002 до 0,15 мм. Размер, форма, способность к набуханию и клейстеризации крахмальных зерен характерны для муки различных видов. Так, крахмальные зерна кукурузы многоугольные, в се­ редине зерен имеется звездчатая трещина, крахмальные зерна пшеницы округлые, на поверхности их щелей нет. Крупность и целость крахмальных зерен влияет на консистенцию теста, его влагоемкость и содержание в нем сахара. Мелкие и поврежден­ ные зерна крахмала быстрее осахариваются в процессе приго­ товления хлеба, чем крупные и плотные зерна.

В крахмальных зернах кроме собственно крахмала содер­ жится незначительное количество фосфорной, кремниевой и жирных кислот, а также других веществ.

Структура зерен крахмала кристаллическая, тонкопористая. Крахмал характеризуется значительной адсорбционной способ­ ностью, вследствие чего он может связывать большое количест­

20

во воды даже при обычных температурных условиях, например в тесте.

Крахмальное зерно неоднородно, оно состоит из двух поли­ сахаридов: амилозы, образующей внутреннюю часть крахмаль- -ного зерна, и амилопектина, составляющего его наружную часть. Количественные соотношения амилозы и амилопектина в крахмале различных злаков составляют 1 : 3 или 1 : 3,5.

Амилоза отличается от амилопектина меньшей молекуляр­ ной массой и более простым строением молекулы. Молекула амилозы состоит из 300—800 глюкозных остатков, образующих

а

Рис. 5. Схема строения амилозы (а) и амилопектина (б).

прямые цепи. Амилоза окрашивается йодом в синий цвет, в го­ рячей воде растворима, коллоидные растворы ее сравнительно быстро восстанавливаются. В молекуле амилопектина содер­ жится до 6000 глюкозных остатков, строение молекулы амило­ пектина разветвленное (рис. 5). йод окрашивает амилопектин в красно-фиолетовый цвет.

Крахмал в целом окрашивается йодом в синий цвет, так как окрашивание амилозы перекрывает окрашивание амилопекти­ на. При нагревании с водой амилопектин набухает, образуя клейстер. Подвергаясь клейстеризации, крахмальные зерна зна­ чительно увеличиваются в объеме, становятся рыхлыми и более податливыми для действия ферментов. Температура, при кото­ рой вязкость крахмального студня наибольшая, называется температурой клейстеризации крахмала. Температура клейсте­ ризации зависит от природы крахмала и от ряда внешних фак­ торов: pH среды, наличия в среде электролитов и др.

Температура клейстеризации, вязкость и скорость старения крахмального клейстера у крахмала различных видов неодина­

21

кова. Ржаной крахмал клейстеризуется при 50—55° С, пшенич­ ный при 62—65° С, кукурузный при 69—70° С. Такие особеннос­ ти крахмала имеют большое значение для качества хлеба.

На структуру крахмального зерна оказывает существенное влияние нагревание и до более низких температур, чем темпера­

его брожения, структура хлебного мякиша, вкус, аромат, пори­ стость хлеба, скорость черствения изделий. Крахмальные зерна при замесе теста связывают до 40% всего количества влаги. Особенно велика водопоглотительная способность механически поврежденных и мелких зерен крахмала, так как они имеют большую удельную поверхность. В процессе брожения и расстойки теста часть крахмала под действием ß-амилазы осахари­ вается, превращаясь в мальтозу. Образование мальтозы необхо­ димо для нормального брожения теста и качества хлеба, так как собственные сахара муки составляют всего —Vs часть уг­ леводов, сбраживаемых в производстве хлеба. При выпечке хле­ ба крахмал частично клейстеризуется (для полной клейстериза­ ции крахмальных зерен в тесте не хватает влаги). Плотный сту­ день клейстеризованного крахмала связывает до 80% влаги, находящейся в тесте, что обеспечивает образование сухого эла­ стичного мякиша хлеба. Во время хранения хлеба крахмальный клейстер подвергается старению (синерезису), что является ос­ новной причиной черствения хлебных изделий.

Декстрины (СбНюОз)*. Это первичные продукты гидролиза крахмала, коллоидные вещества, образующие с водой клейкие растворы. Молекулярная масса и свойства декстринов зависят от степени гидролиза крахмала. Принято различать следующие группы декстринов:

а м и л о д е к с т р и н ы — соединения, близкие по структуре

ккрахмалу, окрашиваются йодом в фиолетовый цвет;

эр и т р о д е к с т р и н ы — соединения с меньшей молекуляр­ ной массой, окрашиваются йодом в красный цвет.

Наиболее простые декстрины ( а х р о д е к с т р и н ы и м а л ь - т о д е к с т р и н ы ) йодом не окрашиваются. В пшеничной муке, полученной из проросшего зерна, содержится около 3—5% декстринов. Декстрины плохо связывают воду, поэтому при по­ вышенном содержании их в тесте мякиш хлеба становится лип­ ким и неэластичным.

Клетчатка и гемицеллюлозы. Клетчатка (целлюлоза) имеет общую эмпирическую формулу с крахмалом (СбН10О5)х, но зна­

чительно отличается от него строением молекулы и физико­ химическими свойствами.

22

Молекула клетчатки образована нитевидной цепочкой глюкозных остатков. Молекулы соединены в пучки за счет дополни­ тельных валентностей и образуют мицеллы. Молекулы клетчат­ ки состоят из 1500 и более глюкозных остатков. Клетчатка не­ растворима в холодной и горячей воде. Она гидролизуется кисло­ тами с большим трудом, чем крахмал. В растениях клетчатка играет роль опорного вещества, из нее состоят оболочки расти­ тельных клеток. Одеревеневшая клетчатка, находящаяся в обо­ лочках зерна, практически не усваивается организмом человека и поэтому снижает пищевую ценность муки. В муке высших сор­

клетчатку в растениях. Они состоят из пентозанов (C5H804)a; и гексозанов (СбНюОб)*. Гемицеллюлозы в воде нерастворимы, но растворяются в щелочах. Они гидролизуются легче клетчат­ ки. При гидролизе гемицеллюлоз образуются ксилоза, арабино­ за, глюкоза, фруктоза и другие сахара. В муке в зависимости от ее сорта содержится 2—8% гемицеллюлоз.

Гемицеллюлозы, как и клетчатка, являются балластными ве­ ществами муки. Организм человека гемицеллюлозы не усваи­ вает.

Углеводные слизи. Пшеничная и ржаная мука содержит (в

так как эти вещества дают очень вязкие, слизеобразные раство­ ры. В пшеничной муке содержится 0,8—2,0% слизей, а в ржаной почти в два раза больше. Слизи ржаной муки отличаются более высокой степенью полимеризации и дают более вязкие раство­ ры, чем слизи пшеничной муки. Для слизей характерна высокая гидрофильность. При пептизации слизей в воде их объем возра­ стает в 8 раз. 4%-ный раствор слизей имеет плотную конси­ стенцию.

В последние годы усиленно изучаются свойства слизей пше­ ничной и ржаной муки. Доказано, что слизи повышают водопог­ лотительную способность муки и укрепляют консистенцию те­ ста. Слизи образуют комплексы с крахмалом и белковыми ве­ ществами муки. Такие комплексы оказывают влияние на техноло­ гические свойства белков, например, мешают образованию клейковины в ржаном тесте. При действии окислителей вязкие водные растворы слизей превращаются в прочные студни, что укрепляет консистенцию теста.

Сахара. Общее содержание сахаров зависит от сорта муки и от качества зерна. В зерне несозревшем, морозобойном или проросшем сахаров содержится значительно больше, чем в зер­ не нормального качества.

Общее содержание сахаров в пшеничной муке составляет

0,8—1,8%, а в ржаной — 4—6,5%.

23

Сахара муки состоят из моносахаридов (глюкоза, фруктоза), дисахаридов (мальтоза, сахароза) и трисахаридов (раффиноза, мелибиоза). В муке содержится также и глюкофруктозан (левозин), при гидролизе он распадается на одну молекулу глюко­ зы и девять молекул фруктозы. Собственные сахара муки сбра­ живаются в первые 1,5—2 ч брожения полуфабрикатов, на весь цикл брожения теста их не хватает.

БЕЛКИ

Общее понятие о белках. Азотистые вещества муки состоят в основном (на 90%) из белков. К небелковым азотистым вещест­ вам относятся аминокислоты, пептоны, амиды и некоторые глюкозиды. В муке низших сортов небелковых азотистых веществ содержится больше, чем в муке высших сортов.

Белками называют высокомолекулярные полимеры амино­ кислот. Бесчисленное множество природных белков образовано

структуру. Первичной структурой белковой молекулы являются полипептидные цепи, состоящие из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями (RCO—NHRi).

Полипептидные нити образуют в пространстве спиралевид­ ные цепочки, витки которых соединяются при помощи водород­ ных связей. Такие цепочки рассматриваются как вторичная структура молекулы белка. Наиболее распространенной вто­ ричной структурой молекулы белка является спиральная. Спира­ ли полипептидных цепей свернуты в компактную глобулу, кото­ рая представляет собой третичную белковую структуру. Третич­ ная структура молекулы белка образуется вследствие возникно­ вения дисульфидных (—S—S—), водородных (—ОН—О—), эфирных (—СО—О—) и солевых связей между боковыми це­

белков придается дисульфидным связям, возникающим между полипептидными цепями со свободными сульфгидрильными группами (—SH ). Такие связи образуются между полипептидны­ ми цепями при действии окислителей по следующей схеме:

RSH RS

+ 0-> I + Н 20.

RiSH RXS

От соотношения дисульфидных и сульфгидрильных группи­ ровок зависит во многом характер вторичной и третичной струк­ туры молекулы белка, а также физические и технологические свойства белков муки. Чем больше возникает дисульфидных связей в белковой молекуле, тем плотнее будет ее структура,

24