Файл: Зверева Л.Ф. Технология и технохимический контроль хлебопекарного производства учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 313
Скачиваний: 9
тем больше упругость и меньше растяжимость клейковины и, следовательно, тем выше сила муки.
Коллоидно-химические свойства белков имеют важное тех нологическое значение в производстве хлеба. Белки представля ют собой лиофильные. коллоиды, способные к сильному набуха нию. Большой гидрофильностью отличаются белки пшеничной и ржаной муки, они поглощают при набухании до 300% воды от своей массы. Способность к набуханию зависит от природных свойств белка и от внешних условий (температуры, наличия в среде солей и липоидов, pH среды и других факторов). Частицы белка обладают значительной адсорбционной способностью, на поверхности молекулы белка могут адсорбироваться различные газообразные, жидкие и твердые вещества. Так, белки пшенич ной клейковины адсорбируют до 10% различных веществ от сво ей массы.
Под влиянием кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, ультрафиолетовых лучей и нагревания свойства белка необра тимо изменяются (белки денатурируются). Денатурированный белок теряет способность к растворению и к гидратации, изме няется гидролизуемость белка и форма белковой глобулы. Большая часть белков муки денатурируется при нагревании до 60—70° С. Частичная денатурация белков муки может происхо дить при сушке и кондиционировании зерна, полностью денатурируются белки во время выпечки теста, образуя прочный каркас хлеба. Гидролиз белка происходит при нагревании рас творов его с кислотами или щелочами, а также при действии протеолитических ферментов. Протеолитические процессы, про исходящие в тесте, существенно влияют на качество хлеба.
Белки делят на две группы: протеины (или простые белки, состоящие только из аминокислот) и протеиды (или сложные белки). Молекула сложного белка состоит из белковой части, соединенной с каким-либо небелковым веществом (нуклеиновые кислоты, углеводы, липоиды и другие компоненты).
По условной классификации протеины в зависимости от их растворимости делят на несколько групп. Растворимые белки вследствие большого размера их молекул образуют только кол
лоидные растворы. В зерне (муке) преобладают простые |
бел |
ки — протеины. Протеиды (в основном нуклеопротеиды) |
со |
держатся в зародыше зерна, поэтому они находятся главный об разом в муке низших сортов.
В муке обнаружены следующие фракции протеинов: альбу мины — белки, растворимые в чистой воде, глобулины — белки, растворимые в слабых растворах нейтральных солей, проламины — белки, растворимые в 60—80%-ном растворе спирта, глютелины — белки, растворимые в слабых растворах щелочей
( 0,2 % ) .
Альбумины и глобулины находятся в алейроновом слое зер на, а проламины и глютелины в эндосперме; следовательно,
белки сортовой муки представлены главным образом глютелинами и проламинами. Соотношение отдельных фракций белка в зерне зависит от условий произрастания и стадии созревания
зерновой культуры.
Содержание белковых веществ в различных образцах муки одного и того же сорта подвержено значительным колебаниям, кроме того, содержание белковых веществ зависит и от сорта муки. В муке низших сортов содержится больше белковых ве ществ, чем в муке высших, однако пищевая и технологическая ценность белков высших сортов муки более значительна.
Белки пшеничной муки. Содержание белковых веществ в зерне пшеницы может колебаться в пределах 7—26% в зависи мости от сорта зерна, а главное — от условий его произрастания.
Белки пшеницы на 80% состоят из проламинов |
и |
глютелинов. |
||
Содержание альбуминов и глобулинов составляет |
13—20% от |
|||
общей |
массы белков. |
Проламин пшеницы называется глиади- |
||
ном, |
а глютелин |
пшеницы — глютенином. |
Соотношение |
|
глиадина и глютенииа |
в пшеничном зерне |
примерно одина |
ково. Проламиновая и глютелинов^я фракции белков при заме се и отлежке теста образуют клейковину — упругоэластичный гель, получаемый промыванием теста в воде. Глиадиновая и глютениновая фракции клейковины неодинаковы по молекуляр ной массе и физическим свойствам. Глютенин отличается от глиадина большей молекулярной массой, большей упру гостью и плотностью. Глиадиновая фракция белков вязкая и текучая.
В течение многих лет глиадин и глютенин считались индиви дуальными белками, однако последние исследования показали, что такое представление о белках клейковины весьма условно. Применяя различные растворители, можно разделить белковую часть клейковины и на другие фракции.
Первичная структура белков муки определяется сортом зер на, вторичная и третичная структура белковых веществ форми руется под влиянием внешних условий (условия произрастания зерна, режим его высушивания и другие).
Белки ржаной муки. Общее содержание белков в ржаной муке несколько ниже, чем в пшеничной (в среднем 10—14%). В ржаной муке водо- и солерастворимых белков почти в два раза больше, чем в пшеничной, содержание спирторастворимых бел ков (глиадинов) в 3 раза ниже. Технологические свойства бел ков ржаной муки иные, чем белковых веществ пшеницы. Отли чительная особенность белков ржаной муки — способность бы стро набухать в воде, причем, значительная часть их набухает неограниченно (пептизируется), переходя в коллоидный ра створ. По аминокислотному составу и характеру отдельных фракций ржаные белки сходны с белками пшеничной муки.
Значительный удельный вес в ржаных белках имеет глиади новая и глютениновая фракции, которые, однако, в обычных ус
26
ловиях клейковину не образуют. Многочисленные опыты пока зали, что если эти фракции изолированы от других компонентов ржаной муки (слизи и др.), то из них удается получить клейко вину, напоминающую по свойствам клейковину пшеницы.
липиды
Липидами называются жиры и жироподобные вещества (липо иды). Все липиды нерастворимы в воде, они растворяются в ор ганических растворителях. Липиды муки на 3/4 состоят из нейт
ральных жиров, остальные липиды (липоиды) — это |
фосфати |
|
ды, стерины, стериды, |
свободные жирные кислоты, |
некоторые |
пигменты и др. |
липидов в целом зерне пшеницы около |
|
Общее содержание |
2,7%, а в пшеничной муке 1,6—2,0%. В муке липиды находятся как в свободном состоянии, так и в виде комплексов с белка ми (липопротеиды) и углеводами (гликолипиды). Считают, что доля связанных липидов составляет около Уз от их массы. По следние исследования показали, что связанные с белками клей ковины липиды значительно влияют на ее физические свойства.
Жиры. Жиры являются сложными эфирами глицерина и вы сокомолекулярных жирных кислот. В пшеничной и ржаной муке различных сортов содержится 1—2% жира. Жир, находящийся в муке, имеет жидкую консистенцию. Он состоит в основном из глицеридов ненасыщенных жирных кислот: олеиновой, линолевой
(преимущественно) |
и линоленовой. Эти кислоты имеют высокую |
пищевую ценность, |
им приписывают витаминные свойства. Гид |
ролиз жира во время хранения муки и дальнейшие превращения свободных жиров кислот существенно влияют на кислотность и вкус муки и на свойства клейковины.
Липоиды. К липоидам муки относятся ф о с ф а т и д ы — сложные эфиры глицерина и жирных кислот, содержащие фосфорную кислоту, соединенную с каким-либо азотистым ос нованием. Схема строения молекулы фосфатида:
1-----------------жирная кислота
Глицерин-------------жирная кислота
------------------фосфорная кисло та
азотистое основа ние
Вмуке содержится от 0,4 до 0,7% фосфатидов, относящихся
кгруппе лецитинов, в которых азотистым основанием является холин. Лецитины и другие фосфатиды характеризуются высокой пищевой ценностью и имеют большое биологическое значение. Они легко образуют соединения с белками (липопротеидные
27
комплексы), играющие важную роль в жизни |
каждой клетки. |
Лецитины — гидрофильные коллоиды, хорошо |
набухающие в |
воде.
Являясь поверхностно-активными веществами, лецитины слу жат хорошими пищевыми эмульгаторами и признанными улучшителями хлеба.
К растворимым в жирах п и г м е н т а м относятся каротино иды и хлорофилл. Цвет каротиноидных пигментов муки желтый или оранжевый, а хлорофилла — зеленый. Каротиноиды обла дают провитаминными свойствами, так как способны в живот ном организме превращаться в витамин А.
Наиболее известные каротиноиды представляют собой нена сыщенные углеводороды. При окислении или восстановлении каротиноидные пигменты переходят в бесцветные вещества. На этом свойстве пигментов основана отбелка пшеничной сортовой муки, применяющаяся в некоторых зарубежных странах. Во многих странах отбелка муки запрещена, так как она снижает ее витаминную ценность. Жирорастворимым витамином муки является витамин Е, остальные витамины этой группы в муке практически отсутствуют.
ФЕРМЕНТЫ
Ферменты — белковые вещества с каталитическими свойствами. Большинство реакций в живых организмах происходит с участи ем ферментов. Ферменты образуются в любой живой клетке. Бел ковая природа ферментов объясняет их лабильность к условиям среды и многие другие общие свойства. Ферменты весьма чувст вительны к температуре (термолабильны), нагревание до 80°С и более необратимо разрушает ферменты. Температурный опти мум для действия большинства ферментов 35—50° С. Ферменты проявляют максимальную активность при оптимальном значении pH среды, которое для разных ферментов колеблется в широком диапазоне. На активность большинства ферментов влияет со держание определенных химических веществ. Некоторые веще ства активируют ферменты (активаторы), другие инактивируют их (ингибиторы ферментов). Большинство ферментов раствори мо в воде.
Действие ферментов специфично. Чаще всего наблюдается групповая специфичность, которая заключается в том, что каж дый фермент катализирует только одну реакцию для группы ве ществ определенной химической структуры.
В зависимости от условий реакции ферменты ускоряют пря мое или обратное течение ее. Во время созревания зерна фер
менты |
ускоряют синтез |
сложных веществ, а |
при хранении |
|
зерна |
(муки) и при брожении |
теста ферменты |
катализируют |
|
распад |
сложных веществ на простые. Ферменты — чрезвычайно |
|||
активные катализаторы. |
Так, |
1 часть фермента |
амилазы спо |
28
собна разложить 1 000 000 частей крахмала с образованием мальтозы. По мнению большинства исследователей, механизм ферментативного процесса сводится к образованию временного комплекса фермента с веществом, на которое он действует
(рис. 6).
Классификация ферментов, установленная комиссией по ферментам Международного биохимического союза в 1961 г., основывается на катализируемых ими реакциях. По этому приз наку ферменты делят на шесть классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы.
1 2 3 4 S S
Рис. 6. Схема образования и распада комплекса фермент — субстрат:
j — фермент; 2 — субстрат; 3 — комплекс фермент—субстрат; 4—активированный комплекс; б — фермент; 6 — продукты реакции.
В зерне содержится разнообразный комплекс ферментов. В муке находятся все ферменты зерна, но в иных количествах. Низшие сорта муки отличаются большим содержанием и актив ностью ферментов, чем высшие, так как ферменты сосредоточе ны в зародыше и периферийных частях зерна.
Ферментная активность отдельных партий муки одного и того же сорта зависит от многих факторов: от условий произра стания, хранения и сушки зерна, от режима кондиционирования зерна, продолжительности хранения зерна или муки и др. По вышенная ферментная активность наблюдается у муки, полу ченной из зерна недозревшего, мороэобойного, проросшего или пораженного клопом-черепашкой, а пониженная — у муки, по лученной из зерна, чрезмерно перегретого при сушке. При хра нении зерна (муки) активность ферментов несколько снижа ется.
Хлебопекарные свойства муки и качество хлеба значительно зависят от активности ферментов, содержащихся в муке. Фер ментативные процессы в полуфабрикатах при их брожении или выпечке должны протекать с определенной скоростью в зависи мости от микробиологических процессов, качества муки и режи ма приготовления теста. При повышенной или пониженной по сравнению с обычным значением ферментной активности муки осложняется ведение технологического процесса, а иногда по являются дефекты хлеба.
В технологическом процессе производства хлеба наиболее важны ферменты, гидролизующие основные вещества муки,—• белки и крахмал. Интенсивность, с которой сложные вещества
29