No module Published on Offcanvas position

7.3.1. РОЛЬ КОМПОНЕНТОВ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ В ОБРАЗОВАНИИ ТЕСТА

Ведущая роль в образовании пшеничного теста принад­лежит белковым веществам муки — глиадину и глютенину и углеводам — крахмальным зернам, которые в присут­ствии воды способны набухать. Однако эти компоненты муки обладают различной водопоглотительной способно­стью, которая в значительной степени зависит от темпера­туры и химического состава жидкой фазы теста, структу­ры белков и физического состояния крахмальных зерен.

Набухшие нерастворенные в воде белки и увлажнен­ные крахмальные зерна составляют твердую фазу теста. Жидкая фаза теста представляет собой многокомпонент­ный водный раствор, состоящий из растворимых органи­ческих и минеральных веществ муки (белки — альбуми­ны, декстрины, сахара, соли идр.) и водорастворимых рецептурных компонентов.

При соприкосновении частичек муки с водой проис­ходит осмотическое связывание воды свободными проме­жуточными белками, затем белками, окружающими от­дельно лежащие крахмальные зерна, и, наконец, белком крупных частиц муки — неразрушенных клеток эндоспер­ма или их группы.

Процесс гидратации и набухание коллоидов сопровож­даются выделением теплоты. Молекулы воды адсорбиру­ются на поверхности частичек муки. В результате тепло­вого движения гибких цепей белков, благодаря тому, что их макромолекулы и зерна крахмала упакованы неплот­но, между этими составляющими образуются весьма ма­лые зазоры, в которые проникают молекулы воды, т. е. происходит осмотическое связывание воды.

Целые зерна крахмала связывают воду в основном адсорбционно, поэтому их объем увеличивается незначи­тельно (адсорбционно может быть связано до 44% воды). При помоле зерна в муку около 15-20% крахмальных зе­рен разрушается.

Такие зерна поглощают до 200% воды на СВ.

В муке набухают высокомолекулярные соединения белков — проламиновая и глютелиновая фракции. Они связывают при набухании 200-250% воды. Оптимальная температура, обеспечивающая максимальное набухание клейковинных белков, — 30°С. Для крахмальных зерен максимальная набухаемость обеспечивается при темпера­туре 50°С. Такие различия в температурном оптимуме на­бухания белковых веществ и зерен крахмала пшеничной муки обусловлены их различной молекулярной массой и строением молекул.

Белки являются гидрофильными веществами, их мо­лекулы способны связывать значительное количество во­ды. На поверхности белковых глобул расположены раз­личные гидрофильные группы, притягивающие к себе дипольные молекулы воды: амидная группа (-СО-NH, пептидная связь) притягивает одну молекулу воды, кар­боксильная (-СООН) — четыре, аминная (-NH2) — одну, при этом они строго ориентируются на поверхности мо­лекулы.

Атомные группировки белковых молекул резко раз­личаются по характеру взаимодействия с молекулами воды в растворе: они содержат полярные группы, образу­ющие водородные связи с водой; заряженные группы, вызывающие сильное электрострикционное сжатие воды в гидратной оболочке; гидрофобные группы, влияние ко­торых на многие характеристики воды качественно отли­чается от влияния полярных и заряженных групп. Гидратная оболочка белковой глобулы способствует агрега­тивной устойчивости белков в растворе.

Активная кислотность теста из пшеничной муки не превышает 6. В кислой среде молекулы белков представ­ляют собой положительно заряженные частицы дисперс­ной фазы. Ионизирующие группы белковых глобул способ­ствуют образованию множества новых коагуляционных контактов между отдельными участками разветвленных белковых молекул. Только с этого момента из разрознен­ных белковых мицелл начинается формирование трехмер­ного структурного клейковинного каркаса.

 Набухшие белковые мицеллы, на поверхности кото­рых находятся полярные группы, представляют собой лиофильные коллоидные системы. Состояние молекул в мицеллах близко к их состоянию в монослоях на границе раздела фаз с водой. Такие системы термодинамически устойчивы. Ориентация молекул в граничных слоях жид­кости, повышение вязкости, упругости, сопротивление сдвигу значительно препятствуют сближению набухших белковых мицелл. При замесе теста прослойки гидрати­рованной воды между отдельными белковыми молекула­ми клейковинных белков утончаются, возникают коагу­ляционные контакты между ними, термодинамически более благоприятные в данных условиях, приводящие к образованию коагуляционной сетки пространственного клейковинного структурного каркаса.

Основная роль в образовании белкового каркаса при­надлежит гидрофобным взаимодействиям между неполяр­ными группами белковых молекул и окислительно-вос­становительным реакциям. Перемешивание теста в атмо­сфере воздуха вызывает окисление сульфгидрильных групп кислородом с образованием дисульфидных связей, в том числе и поперечных, что упрочняет структуру белков. Оп­ределенная роль в упрочнении структурного белкового кар­каса принадлежит водородным связям. Решающее влия­ние на агрегирование набухших белковых макромолекул оказывают электростатические и структурные силы. Для коагуляции белковые молекулы должны преодолеть оп­ределенный энергетический барьер. В набухшем состоя­нии преодоление этого барьера молекулами глиадина и глютенина возможно путем внешнего механического воз­действия, превышающего сумму сил электростатическо­го и структурного отталкивания.

Перемешивание массы теста приводит к разрушению и утончению гидратных прослоек у поверхности макро­молекул. Этот эффект возрастает с увеличением времени механического воздействия. Чем продолжительнее или интенсивнее замес, тем быстрее достигается тот критиче­ский рубеж дегидратации белковых макромолекул, за ко­торым наступает процесс коагуляции, так как механиче­ское воздействие становится достаточным для преодоле­ния ими электростатического барьера.

В результате замеса, благодаря коагуляции набухших проламиновой и глютелиновой фракций муки, образует­ся непрерывная структура теста, представляющая собой сетку клейковины, в которую включены крахмальные зер­на и другие нерастворимые частицы муки и дополнитель­ного сырья. Продолжительность замеса теста из различ­ных по хлебопекарным свойствам партий муки неодина­кова, что также обусловлено свойствами клейковинных белков.

В пшеничной муке и хлебопекарных прессованных дрожжах содержится комплекс ферментов, проявляющих свою активность уже при замесе теста и влияющих на его реологические свойства. При этом следует отметить, что изменения в тесте, связанные с гидролитическим действи­ем ферментов, зависят от доли вносимой на замес воды. На этой стадии приготовления изделий из пшеничной муки проявляют активность протеолитические и амило­литические ферменты. В результате действия протеаз про­исходит частичная дезагрегация клейковинных белков, в результате действия амилаз — дезагрегация крахмальных зерен. Вследствие этого увеличивается доля веществ, пе­реходящих в жидкую фазу теста. Присутствие в тесте кис­лорода воздуха несколько снижает активность протеоли­тических ферментов в результате окисления их сульфгид- рильных (-SH) групп.

В образовании теста участвуют и липиды муки, доля которых в пшеничной муке достигает 2%. Из этого коли­чества 20-30% липидов соединены с белками (липопро­теиды) и углеводами (гликопротеиды). В процессе замеса теста доля связанных липидов резко возрастает (до 60%). При соединении с фосфорорганическими соединениями образуются фосфолипиды, которые связываются глиади- ном и глютенином.

Водорастворимые пентозаны (слизи) муки при замесе теста почти полностью пептизируются и переходят в ра­створ. Они способны поглощать до 1500% воды от соб­ственной массы. Целлюлоза и гемицеллюлоза из-за капил­лярной структуры также связывают значительную долю воды. Если в тесте воды недостаточно, то поглощение ее целлюлозой будет препятствовать набуханию клейковин­ных белков и затруднять их коагуляцию. Поэтому тесто из пшеничной муки второго сорта и обойной замешивают большей влажностью (46-49%), чем тесто из муки выс­шего и первого сортов (42-44%).

При замесе теста в нем кроме твердой и жидкой фаз присутствует и газообразная фаза из воздуха, вносимого с мукой, водой и другими видами сырья и полуфабрикатов, и окклюзии его пузырьков в массе полуфабриката. Содер­жание газообразной фазы зависит от продолжительности замеса и может составлять 10-20% от общего объема те­ста. Соотношение между твердой и жидкой фазами зави­сит от рецептуры теста, массовой доли влаги, количества и качества клейковины.

Следовательно, тесто после замеса представляет собой систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз. От соотношения их масс в значительной степени за­висят реологические свойства теста — вязкость, адгезия и текучесть.