Хімічний склад пшеничного і житнього борошна, pane e altri pasticci - хліб і інша випічка

Хімічний склад борошна визначає її харчову цінність і хлібопекарські властивості.

Хімічний склад борошна залежить від складу зерна, з якого вона отримана, і сорти борошна. Більш високі сорти борошна отримують з центральних шарів ендосперму, тому в них міститься більше крохмалю і менше білків, Сахаров, жиру, мінеральних речовин, вітамінів, які зосереджені в його периферійних частинах.

Найбільше як в пшеничного, так і в житньому борошні міститься вуглеводів (крохмаль, моно-і дисахариди, пентозани, целюлоза) і білків, від властивостей яких залежать властивості тіста і якість хліба.

Вуглеводи. У борошні містяться різноманітні вуглеводи: прості цукри, або моносахариди (глюкоза, фруктоза, арабиноза, галактоза); дисахариди (сахароза, мальтоза, рафінозі); крохмаль, целюлоза, геміцелюлози, пентозани.

Крохмаль (С6Н10О5) n - найважливіший вуглевод борошна, міститься у вигляді зерен розміром від 0,002 до 0,15 мм. Розмір і форма крохмальних зерен різні для борошна різних видів і сортів. Складається крохмальної зерно з амілози, що утворює внутренную частина крохмального зерна, і амілопектину, що становить його зовнішню частину.

Кількісні співвідношення амілози і амілопектину в крохмалі різних злаків складають 1: 3 або 1: 3,5. Амилоза відрізняється від амілопектину меншою молекулярною масою і більш простим будовою молекули. Молекула амілози складається з 300 - 8000 глюкозних залишків, що утворюють прямі ланцюга. Молекула амілопектину має розгалужене будова і містить до 6000 глюкозних залишків. У гарячій воді амилопектин набухає, а амилоза розчиняється.

У процесі приготування хліба крохмаль виконує наступні функції:
- є джерелом зброджуваний вуглеводів в тесті, піддаючись гідролізу під дією амілолітичних ферментів (? - і? -амилазой);
- поглинає воду при замісі, беручи участь у формуванні тесту;
- клейстерізуется при випічці, поглинаючи воду і беручи участь у формуванні м'якушки хліба;
- є відповідальним за черствіння хліба при його зберіганні.

Процес набухання крохмальних зерен в гарячій воді називається клейстеризації. При цьому крохмальні зерна збільшуються в обсязі, стають більш пухкими і легко піддаються дії амілолітичних ферментів. Пшеничний крохмаль клейстерізуется при температурі 62 - 65 ° С, житній - 50 - 55 ° С.

Структура зерен крохмалю кристалічна, тонкопорістой. Крохмаль має високу здатність зв'язувати воду. При випічці хліба крохмаль пов'язує до 80% вологи, що знаходиться в тесті. При зберіганні хліба крохмальний клейстер піддається «старіння» (синерезису), що є основною причиною черствіння хліба. Целюлозу, геміцелюлози, пентозани відносять в групі харчових волокон. Харчові волокна містяться в основному в периферійних частинах зерна і тому їх найбільше в борошні високих виходів. Харчові волокна не засвоюються організмом людини, тому вони знижують енергетичну цінність борошна, підвищуючи при цьому харчову цінність борошна і хліба, так як вони прискорюють перестальтику кишечника, нормалізують ліпідний і вуглеводний обмін в організмі, сприяють виведенню важких металів.

Пентозани борошна можуть бути розчинними і нерозчинними в воді. Частина пентозанов борошна здатна легко набухати і розчинятися у воді (пептізіроваться), утворюючи дуже в'язкий слізеобразние розчин. Тому водорозчинні пентозани борошна часто називають слизу. Саме слизу мають найбільший вплив на реологічні властивості пшеничного та житнього тесту. Із загальної кількості пентозанів пшеничного борошна лише 20 - 24% є водорозчинними. У житньому борошні водорозчинних пентозанів більше (близько 40%). Пентозани, нерозчинні у воді, в тесті інтенсивно набухають, пов'язуючи значна кількість води.

Білки - це органічні високомолекулярні сполуки, що складаються з амінокислот. У молекулі білка амінокислоти з'єднані між собою пептидними зв'язками. Різноманітність білків визначається послідовністю розміщення залишків амінокислот у поліпептидному ланцюзі (первинна структура білка). Крім того, існують вторинна структура білка, що характеризує тип укладання поліпептидних ланцюгів (права? -спіраль. -Структура і? -ізгіб), третинна структура білка, що характеризує розташування його поліпептидного ланцюга в просторі, і четвертинна структура, що характеризує білки, до складу яких входить кілька поліпептидних ланцюгів, пов'язаних між собою нековалентними зв'язками.

До складу білків пшеничного і житнього борошна входять білки прості (протеїни), що складаються тільки з амінокислотних залишків, і складні (протеїди). Складні білки можуть включати іони металів, пігменти, утворювати комплекси з ліпідами, нуклеїновими кислотами, а також ковалентно пов'язувати залишок фосфорної або нуклеїнової кислоти, вуглеводів. Їх називають Металопротеїни, хромопротеїди, ліпопротеїди, нуклеопротеїни, фосфопротеіди, глікопротеїди.

Технологічна роль білків борошна в приготуванні хліба велика. Структура білкових молекул і фізико-хімічні властивості білків визначають властивості тесту, впливають на форму і якість хліба. Білки мають ряд властивостей, які особливо важливі для приготування хліба.

Гліадин і глютенін в воді нерозчинні і тому при відмиванні клейковини є основними її компонентами. У зв'язку з цим їх називають клейковини білками. Ці білки знаходяться в ендоспермі зерна і тому їх більше міститься в борошні вищих сортів. Альбумін і глобулін містяться в білку зародка і алейронового шару зерна, тому їх більше міститься в борошні низьких сортів.

У сирої клейковини міститься 65 - 70% вологи і 35 - 30% сухих речовин, в сухий клейковиною 90% білків і 10% крохмалю, жиру, цукру та інших речовин борошна, поглинених білками при набуханні. Кількість сирої клейковини коливається в широких межах (15 - 50% від маси борошна). Чим більше білків міститься в борошні і чим сильніше їх здатність до набухання, тим більше вийде сирої клейковини. Якість клейковини характеризується кольором, еластичністю (здатність клейковини відновлювати свою форму після розтягування), розтяжністю (здатність розтягуватися на певну довжину) і пружністю (здатність чинити опір при деформації).

Кількість клейковини і її властивості визначають хлібопекарське гідність борошна і якість хліба. Бажано, щоб клейковина була еластичною, в міру пружною і мала середню розтяжність.

Значна частина білків борошна у воді не розчиняється, але добре в ній набухає. Білки особливо добре набухають при температурі близько 30 ° С, поглинаючи при цьому води в 2 - 3 рази більше їх власної маси.

Необоротна денатурація (зміна природної структури білка) відбувається під дією деяких реагентів або при нагріванні понад 60 ° С. Денатурований білок втрачає здатність до розчинності і набухання. Початкову стадію денатурації білків іноді спеціально викликають при сушінні і гарячому кондиціонуванні зерна, щоб дещо зміцнити слабку клейковину. Значна денатурація псує хлібопекарські властивості білкових речовин (клейковина стає нееластичною і короткорвущейся). Під час випічки хліба білки денатуруються повністю, згорнувся білок утворює при цьому міцний каркас, що закріплює форму виробу.

Під дією протеолітичних ферментів складна структура білкової молекули спрощується, зменшується її здатність до набухання, збільшується розчинність білків. Білки житнього борошна за складом і властивостями відрізняються від білків пшениці. Близько половини житніх білків розчиняються у воді або в розчинах солей. Білки житнього борошна мають велику харчову цінність, ніж пшеничні (містять багато незамінних амінокислот), проте технологічні властивості їх значно нижче.

Білкові речовини жита клейковину не утворюють. У житньому тесті велика частина білків знаходиться в вигляді вузького розчину, тому житнє тісто позбавлене пружності та еластичності, властивих пшеничному тесту.

До жироподібним речовин відносяться фосфоліпіди, пігменти і деякі вітаміни. Жироподібними ці речовини називаються тому, що вони, як і жири, в воді не розчиняються, але розчинні в органічних розчинниках.

Фосфоліпіди мають схожу з жирами будова, але, крім гліцерину і жирних кислот, містять ще фосфорну кислоту і азотисті речовини. У борошні міститься 0,4 - 0,7% фосфоліпідів. Барвники борошна (пігменти) складаються з хлорофілу і каротиноїдів. Хлорофіл, що міститься в оболонках, - речовина зеленого кольору, каротиноїди мають жовту і помаранчеве забарвлення. При окисленні каротиноїдні пігменти знебарвлюються. Це властивість проявляється при зберіганні борошна, яка світлішає в результаті окислення киснем повітря каротіноідних пігментів.

Ферменти - речовини білкової природи, здатні каталізувати (прискорювати) різні реакції. Ферменти виробляються живими клітинами в незначних кількостях, проте через високу активності викликають зміни в величезній масі речовини. Дія ферментів специфічно. Кожен фермент каталізує тільки певну реакцію для одного речовини, а частіше для групи речовин східного будови.

Всі ферменти чутливі до температури і реакції середовища. Для кожного ферменту існує значення температури і кислотності середовища, при яких він найбільш активний (оптимальні умови). При певних значеннях температури і кислотності фермент руйнується (інактивується). Нагрівання до 70 - 80 ° С руйнує майже всі ферменти, вони згортаються і втрачають каталітичні властивості. На активність багатьох ферментів впливає присутність певних хімічних речовин. Деякі з них активують ферменти (активатори), інші - знижують їх активність (інгібітори).

У зерні знаходяться різноманітні ферменти, зосереджені головним чином в зародку і периферійних (крайових) частинах зерна. Тому в борошні нижчих сортів міститься більше ферментів, ніж в борошні вищих сортів. Ферментна активність різних партій одного і того ж сорту борошна неоднакова. Вона залежить від умов зростання, зберігання, сушіння та кондиціонування зерна. Активність ферментів пророслого зерна підвищена. Прогрівання зерна при висушуванні або кондиціонування знижують ферментну активність. В процесі зберігання зерна та борошна вона також трохи зменшується.

Ферменти активні тільки в розчині, тому при зберіганні сухого зерна і борошна їх дію майже не проявляється. Після замісу напівфабрикатів багато ферментів починають каталізувати реакції розкладання складних речовин борошна. Активність, з якою відбувається розкладання складних нерозчинних речовин борошна на більш прості водорозчинні речовини під дією її власних ферментів, називається автолітіческіх активністю (автолиз - розпад).

Автолітіческіх активність борошна - важливий показник її хлібопекарських властивостей. Як низька, так і висока автолітіческіх активність борошна негативно впливають на якість тесту, хліба. Бажано, щоб автолітіческіх процес розкладання білків і крохмалю тесту відбувався з певною, помірною швидкістю. Для того щоб регулювати автолітичні процеси у виробництві хліба, необхідно знати властивості найважливіших ферментів борошна, що діють на білки, крохмаль і інші компоненти борошна.

Амилолитические ферменти (амілази). Амилолитические ферменти (? - і? -амілази) діють на крохмаль. -Амилаза перетворює крохмаль головним чином в декстрини, утворюючи невелику кількість мальтози. -Амилаза діє на крохмаль або на декстрини, утворюючи значну кількість мальтози. При спільній дії обох амілаз крохмаль гідролізуетсяется майже повністю, так як декстрини осахаривающих порівняно легко. Особливо легко осахарівается клейстерізованний крохмаль, так як пухкі набряклі крохмальні зерна швидко піддаються дії ферментів.

Чутливість? - і? -амилазой до умов середовища різна. -Амилаза більш чутлива до кислотності середовища і менш чутлива до температури в порівнянні з? -амилазой. Температура інактивації цих ферментів в залежності від кислотності середовища відповідно дорівнює 70 - 95 і 60 - 84 ° С. Оптимальна температура оцукрювання пшеничного крохмалю під спільною дією? - і? -амилазой 63-65 ° С. У кислому середовищі амілази инактивируются при більш низькій температурі .

Амілаза міститься в борошні всіх видів і сортів, а? -амилаза - в борошні з не дозрів або пророслого зерна.

У житньому борошні нормальної якості завжди міститься? -амилаза, що значно впливає на її хлібопекарські властивості.

Протеолітичні ферменти (протеїнази). Протеолітічёскіе ферменти діють на білки і продукти їх гідролізу. У зерні і борошні завжди містяться протеїнази, активність яких зазвичай невисока. Вважають, що зернові протеїнази не руйнують повністю білкову молекулу, але змінюють її складну структуру, через що змінюються властивості білків і тесту. Значно активні протеїнази зерна пророслого, що не дозрілого і особливо зерна, ураженого клопом-черепашкою. Підвищена активність протеїназ погіршує якість клейковини, позбавляє її еластичності, пружності і здатності до набухання. Помірне вплив протеїназ на білки необхідно для «дозрівання» тесту. Клейковина стає більш пластичної, що покращує структуру пористості і підвищує обсяг хліба.

Зернові протеїнази найбільш активні в слабокислою середовищі при температурі 45 - 47 ° С. Активність протеїназ значно знижується в присутності окислювачів, наприклад иодата калію (KJO3), який застосовується для поліпшення якості хліба при переробці слабкої муки, а також при додаванні кухонної солі. Активність протеїназ значно збільшується в присутності відновників, наприклад глютатиона, який міститься в дріжджах і здатний поліпшити якість хліба при переробці борошна з надмірно міцною, що кришиться клейковиною.

Ліпаза завжди міститься в борошні, вона каталізує розщеплення жирів на гліцерин і жирні кислоти. Ліпаза має велике значення при зберіганні борошна, так як збільшення кислотності борошна при зберіганні пов'язане головним чином з дією цього ферменту.

Ліпоксигенази окисляє жирні ненасичені кислоти борошна в присутності кисню до пероксидів (перекисів), які сприяють збільшенню сили борошна при її зберіганні.

О-діфенолоксідаза (поліфенолоксидаза) окисляє феноли в хінони, які конденсуючись, перетворюються в меланіни. Колір утворилися меланінів залежить від їх молекулярної маси. Чим більше молекула, тим темніше забарвлення. У міру збільшення молекулярної маси колір змінюється від рожевого до чорного.

Меланіни викликають потемніння тіста і м'якушки хліба при переробці деяких партій борошна.
Via. Джерело!