К улучшителям окислительного действия относятся: L-аскорбиновая кислота (Е 300),хлорид аммония (Е 510), сульфаты аммония (Е 517), персульфат аммония (Е 923), азодикарбонамид (Е 927а), пероксид бензоила (Е 928), пе­роксид кальция (Е 930), глюкозооксидаза (Е 1102), окис­ленный крахмал (Е 1404).

Ставшее на современном этапе необходимым исполь­зование окислителей может быть воспринято как недоста­ток для более щадящей и быстрой переработки зерна в муку. Но устранение естественного «созревания муки» только под воздействием атмосферных факторов делает ускорение процесса с применением окислителей неизбеж­ным. Процесс окисления действует в первую очередь на серосодержащие аминокислоты, входящие в состав клей­ковинных белков. Окисление двух соседних сероводород­ных (сульфгидрильных) групп аминокислот ведет к обра­зованию дисульфидного мостика между молекулами бел­ков, вследствие чего происходит укрепление протеина. Улучшители окислительного действия рекомендуется при­менять в первую очередь для муки с излишне растяжи­мой клейковиной, муки из зерна, поврежденного клопом- черепашкой, и муки из проросшего зерна. Применение окислителей повышает газоудерживающую способность теста, в результате чего возрастает объем хлеба, улучша­ются эластичность и структура пористости мякиша.

L-аскорбиновая кислота (Е 300) — это наиболее важ­ная добавка по сравнению с другими, применяемая в тех­нологии хлебобулочных изделий. Ее получают биохимиче­ским путем из глюкозы (виноградного сахара, декстрозы) в виде мелкодисперсного или кристаллического порош­ка. Реже используют аскорбиновую кислоту, полученную чисто биологическим путем.

Согласно существующим представлениям, L-аскорби­новая кислота выполняет роль промежуточного катали­затора окислительно-восстановительных процессов. Под­вергаясь обратимым превращениям, она принимает актив­ное участие в процессах переноса водорода от окисляемого субстрата к кислороду. При окислении аскорбиновая кис­лота теряет два атома водорода, превращаясь в дегидро­аскорбиновую.

Механизм превращения аскорбиновой кислоты в де­гидроаскорбиновую рассмотрен в главе 3.

Окисление аскорбиновой кислоты происходит под дей­ствием кислорода воздуха и фермента муки аскорбинатоксидазы.

Дегидроаскорбиновая кислота действует как окисли­тель и оказывает положительное влияние на компоненты пшеничной муки высшего и первого сортов при дозиров­ке 0,001-0,003%, второго сорта — 0,003-0,005% к массе муки. На мельнице в муку вносят добавку, содержащую улучшитель, обеспечивая дозировку дегидроаскорбиновой кислоты 0,0005-0,0030% к массе муки. Очень мягкая клейковина или мука для определенного применения (пре­имущественно для глубоко замороженных тестовых заго­товок и изделий) требует более высокой дозировки этого окислителя — от 0,006 до 0,010%. При его оптимальной дозировке, массовая доля которой зависит от сорта и хле­бопекарных свойств муки, сила муки повышается на 30­40%, а растяжимость уменьшается. Объем хлеба из сла­бой муки при безопарном приготовлении теста повышает­ся на 20-40%, а при опарном — на 10-20%.

Как эффективный улучшитель для слабой и нормаль­ной муки, аскорбиновая кислота при вышеуказанных дозировках не оказывает ингибирующего действия на протеолиз белковых веществ муки, полученной из зерна, поврежденного клопом-черепашкой. Эффект достигается при дозировании ее в количестве 0,5-1,0% к массе муки, что экономически нецелесообразно из-за высокой стоимо­сти улучшителя.

Приостановить активный протеолиз белковых веществ такой муки возможно при комплексном применении 0,02% аскорбиновой кислоты и 0,08% персульфата аммония (Е 923) к массе муки в тесте. Одна аскорбиновая кислота в такой дозировке не влияет на упругость и растяжимость теста.

На производство аскорбиновая кислота поступает в виде раствора из расчета суточной потребности предприятия в соотношении аскорбиновая кислота : вода, равном 1: 10. Аскорбиновую кислоту вносят вместе с дрожжевой суспен­зией или раствором соли. Продолжительность расстойки тестовых заготовок увеличивается. Дозировка аскорби­новой кислоты в тесто составляет 0,005-0,010% (5-10 г на 100 кг муки). При применении аскорбиновой кислоты в качестве улучшителя витаминизации хлебобулочных изделий не происходит, так как она почти полностью раз­рушается.

Азодикарбонамид (Е 927а). Азодикарбонамид — улуч- шитель, полученный химическим путем, обладает не толь­ко окисляющим, но и разрыхляющим эффектом, так как при нагревании свыше 120°С он разлагается с выделени­ем объемных газов.

Этот улучшитель имеет следующую формулу:

Он является активным окислителем, образующим при восстановлении гидразодикарбонамид:

Азодикарбонамид — кристаллическое твердое веще­ство. Для обработки муки его применяют непосредствен­но или после смешивания с каким-либо наполнителем, например крахмалом. Товарная форма улучшителя пред­ставляет смесь из азодикарбонамида и крахмала в соотно­шении 10: 90. В количестве 0,0002-0,0045% к массе муки в тесте он укрепляет структуру полуфабриката и повыша­ет его водопоглотительную способность. Чем ниже сорт пшеничной муки, тем выше доза окислителя. Большим недостатком этого препарата является то, что даже неболь­шая передозировка приводит к образованию сильных раз­рывов в хлебе, хотя свойства теста остаются при этом хо­рошими. Азодикарбонамид, как и аскорбиновая кислота, практически не влияет на цвет муки. Однако хлеб, выпе­ченный из обработанной этим средством муки, отличает­ся повышенной белизной из-за более мелкой пористости. Азодикарбонамид положительно влияет на процессы со­зревания муки, структурно-механические свойства теста, интенсифицирует процессы брожения и улучшает пока­затели качества хлеба (объем, пористость, формоудер­живающую способность подовых изделий). Обычно его используют в виде 23%-ной смеси с сульфатом кальция (Е 516), который также является улучшителем муки и хлеба. Азодикарбонамид легко вступает в реакцию с со­единениями, содержащими SH-группы, например, цистеи­ном, который примерно через 20 мин превращается коли­чественно в водном растворе в цистин. Азодикарбонамид не вступает в реакцию с мукой в сухом состоянии, но бы­стро реагирует с нею при замесе теста. К моменту выпеч­ки тестовых заготовок весь азодикарбонамид восстанав­ливается в гидразодикарбонамид (бимочевину), который в ходе технологического цикла приготовления хлеба не претерпевает никаких изменений и поэтому остается в из­делиях.

Пероксид кальция (Е 930). Рекомендован для улучше­ния хлебопекарных свойств муки со слабой клейковиной. Дозировка этого препарата зависит как от сорта муки, так и от ее хлебопекарных свойств. Наибольшее увеличение объема хлеба из пшеничной муки высшего сорта достига­ется при расходе CaO₂ 0,0025-0,0005% к массе муки в те­сте; для муки второго сорта — 0,02-0,03%; первого сорта — 0,005-0,02%. При производстве подовых хлебобулочных изделий этот улучшитель рекомендуется добавлять не в опару, а в тесто. При внесении пероксида кальция повы­шается водопоглотительная способность муки на 0,5-1,5%, увеличивается выход теста и хлеба, улучшается формо­устойчивость и повышается объем изделий.

Пероксид кальция — порошок, содержащий не менее 85% CaO₂. Существенным преимуществом этого препара­та является то, что его можно добавлять в муку, и обога­щенный продукт может храниться в течение длительного времени. Пероксид кальция заметно понижает кислот­ность теста, так как при его распаде образуется оксид, а затем гидроксид кальция, нейтрализующий кислотосодер­жащие вещества.

Глюкозооксидаза (Е 1102). Это ферментный препарат, продуцируемый плесневым грибом рода Aspergillus. Дру­гим источником получения глюкозооксидазы служит мед, но он редко используется для этих целей (в мед фермент поступает из ротовых желез пчел). Под действием кисло­рода воздуха глюкозооксидаза окисляет в тесте глюкозу в глюконовую кислоту и превращает воду в пероксид водо­рода. Этот окислитель воздействует на сульфгидрильные группы клейковинных белков, в результате чего образу­ются дисульфидные связи, укрепляющие их. Ограничи­вающим фактором при этом является наличие свободного кислорода. Хорошие условия для глюкозооксидазы воз­никают на поверхности теста, так как именно здесь посто­янно присутствует достаточное количество кислорода. При обработке теста подобные благоприятные условия можно создать искусственным путем с помощью, например, по­вышения давления или добавляя кислород (Е 948). Дози­ровка глюкозооксидазных ферментных препаратов лежит в пределах 0,01-0,05 г на 100 кг муки (что примерно соот­ветствует 1500-7500 единицам активности фермента).

Пероксид бензоила (Е 928). Пероксид бензоила обла­дает эффективным окисляющим и отбеливающим дей­ствием. Он имеет следующую структурную формулу:

В Европе в настоящее время его вносят в основном в муку, идущую на экспорт. Помимо отбеливающего эффек­та он оказывает укрепляющее действие на структуру клей­ковины. Дозировка пероксида бензоила лежит в пределах 0,005-0,010% к массе муки. Обычно его используют в виде добавки примерно 30%-ной концентрации. Эффект перок­сида бензоила проявляется в обработанной муке через 24­72 ч хранения. Пероксид бензоила добавляют непосред­ственно в муку на последней стадии ее выработки. После этого полученную смесь пропускают через смеситель, пе­ремешивая на малой скорости для обеспечения более го­могенного распределения улучшителя в муке. Улучшен­ная мука обязательно должна созреть в течение 2-3 сут.

Дозировка улучшителя зависит от цвета муки: чем тем­нее мука, тем она выше.

Окисленный крахмал (Е 1404). В отличие от нативных растительных крахмалов — пищевых продуктов — окис­ленные крахмалы относят к пищевым добавкам. Состав и свойства окисленных крахмалов определяются выбором окислителей, в качестве которых применяют Н₂О₂, KMnO₄, HClO₃ и др. В результате окисления образуются крахма­лы с более короткими молекулярными цепями.

В зависимости от условий окислению могут подвер­гаться как первичные, так и вторичные группы глюкопиранозных структурных единиц:

Крахмал окисленный для хлебопекарной промышлен­ности — эффективный улучшитель, который получают путем окисления картофельного или кукурузного крах­мала и используют при выработке хлебобулочных изде­лий из пшеничной муки, сушек, баранок, бубликов.

Применение окисленных крахмалов со степенью окис­ления 5-50% повышает гидрофильные свойства муки и усиливает процесс изменения белков клейковины в те­сте, что обеспечивает улучшение структурно-механиче­ских свойств теста и качество хлеба: объем хлеба возраста­ет на 10-14%, улучшается структура пористости, мякиш становится более эластичным, осветленным, увеличива­ется период потребительской свежести изделий.

Окисленный крахмал целесообразно использовать при переработке муки с повышенной автолитической актив­ностью. Сушки и баранки получаются более румяными и хрупкими, улучшается их намокаемость.

Окисленный крахмал марки «А» в виде водной сус­пензии или заварки дозируют в опару, марки «В» — в опа­ру или тесто. Суспензию готовят в деже тестомесильной машины или в другой емкости, имеющей мешалку, в со­отношении крахмала и воды или крахмала и дрожжевого молока1:10.

При непрерывных методах приготовления теста крах­мал используют в заваренном виде. Заварку готовят в заварочной машине при соотношении крахмала и воды 1: 15-1:20.

Добавление окисленного крахмала ускоряет процесс созревания опары и теста, однако продолжительность расстойки тестовых заготовок при этом несколько увеличи­вается.

Ферментативно-активная соевая мука. В Европе в на­стоящее время для отбеливания мякиша повсеместно ис­пользуют только ферментативно-активную муку из сои. Однако дозировка ее ограничена из-за значительной ак­тивности фермента уреазы. На ее долю в соевых бобах при­ходится около 6% от общего содержания белков. Уреаза способствует образованию таких продуктов гидролиза, как аммиак и диоксид углерода. Аммиак оказывает на организм человека общее отравляющее действие, поэтому дози­ровка соевой муки не превышает 2,5%. Фермент липокси- геназа, содержащийся в соевой муке, оказывает окисляю­щее воздействие на белки клейковины. Во время окисления продуктов гидролиза липидов липоксигеназой возника­ют пероксиды, связывающие сульфгидрильные группы. Однако укрепляющее клейковину воздействие соевой му­ки малоэффективно, гораздо важнее ее осветляющий эф­фект.

Соевый изолят. В современных условиях применение хлебопекарных улучшителей для повышения качества слабой по силе пшеничной муки — неотъемлемая состав­ная часть производства хлебобулочных изделий стабиль­ного качества. Среди таких добавок предпочтение отдают натуральным ингредиентам, сочетающим в себе как свой­ства хлебопекарных улучшителей, так и свойства обогати­телей. Данными свойствами обладает соевая мука с липоксигеназной активностью. Вместе с тем, проблемой пере­работки сои является наличие в ее семенах нежелательных веществ. Применение соевых изолятов, как наиболее вы­сокоочищенной формы соевых белков, позволит избежать попадания их в хлебобулочные изделия.

Разработан способ улучшения хлебопекарных свойств пшеничной муки слабой по силе с применением соевого изолята Densoya, позволяющий не только корректировать хлебопекарные свойства муки, но и повысить пищевую и биологическую ценность хлеба¹. Данный продукт пред­ставляет собой светлый мелкодисперсный порошок с ней­тральным вкусом и запахом, обладающий повышенной водосвязывающей способностью (максимальное соотноше­ние белков и воды в суспензии со 100%-ным связыванием воды составляет 1 : 6).

Химический состав соевого изолята Densoya (%): вла­га — 5; белки — 87; углеводы — 3; липиды — 0,9; зола — 4; пищевые волокна — 0,1. Содержание олигосахаридов составляет 2%, что не превышает уровня, утвержденного регламентом СанПиН 2.3.2-1078.

Белки соевого изолята содержат все незаменимые ами­нокислоты и обладают высокой усвояемостью (91-95%), так как на 85-90% состоят из водорастворимых фракций. Их биологическая ценность на 24,6% выше, чем у белков пшеничной муки высшего сорта и практически соответ­ствует белкам животного происхождения.

Как видно из данных таблиц 15.1 и 15.2, эффект ук­репления клейковины удовлетворительно слабой (II груп­па качества) и неудовлетворительно слабой (III группа ка­чества) зависит от количества соевого изолята Densoya, при этом содержание сырой клейковины несколько умень­шается, но повышаются ее упругие свойства, о чем свиде­тельствует снижение показателя ИДК. Это происходит вследствие уменьшения гидратации клейковины за счет конкурирующего связывания влаги белками соевого изо­лята. Клейковина приобретает свойства, соответствующие I группе качества, при дозировке соевого изолята 5-10% (к массе пшеничной муки с клейковиной II группы каче­ства) и 12-20% (к массе пшеничной муки с клейковиной III группы качества).

Для пшеничной муки высшего сорта с клейковиной II группы качества оптимальная дозировка соевого изо- лята составляет 5-6% при влажности теста 46,5%; для пшеничной муки высшего сорта с клейковиной III группы качества — 10,5-13,0% при влажности теста 47,0%.

При внесении в указанных дозировках соевого изоля- та Densoya, имеющего высокую титруемую кислотность (12 град), процесс созревания теста интенсифицируется за счет повышения его начальной кислотности и создания оптимальных условий для жизнедеятельности дрожжей и набухания коллоидов муки.

Тесто, содержащее изолят, после замеса обладает бо­лее высокой эффективной вязкостью и низкой адгезион­ной прочностью за счет высокой водосвязывающей спо­собности соевого изолята. Изделия отличаются улучшен­ной формоустойчивостью и удельным объемом.

Соевый концентрат — продукт, полученный из обез­жиренных хлопьев муки путем удаления части небелко­вых веществ, за счет чего содержание белков в хлопьях возрастает. Концентрат обладает хорошей влагосвязыва­ющей и эмульгирующей способностью, легко поглощает жир и удерживает его при повторной тепловой обработке, у него отсутствуют неприятный вкус и запах. Он представ­ляет собой светлый порошок, в состав которого входят, %: влага — 8,0, белки — 70,0, липиды — 1,0, зола — 5,0, пищевые волокна — 16,0. Белки соевого концентрата представлены следующими незаменимыми аминокисло­тами, мг/100 г: триптофан — 70, треонин — 281, изолей­цин — 225, лейцин — 348, лизин — 271, фенилаланин — 169, валин — 238, метионин + цистин — 124.

Разработан способ улучшения хлебопекарных свойств пшеничной муки со слабой клейковиной с помощью сое­вого концентрата Аркон S¹. Его рекомендуется вносить совместно с ферментным препаратом Амилоризин П10х в дозировке соответственно 8,00 и 0,08% к массе муки в те­сте. Достигаемый эффект от применения такой комбина­ции наглядно продемонстрирован на рисунке 15.3.

Кроме вышеупомянутых добавок в разных странах применяют также другие улучшители окислительного действия.

В Европе сильный окислитель бромат калия (KBrO₃) допущен к использованию только в муку, предназначен­ную для экспорта.

В США установлено, что сбалансированное сочетание цистеина, бромата и сыворотки способствует быстрому образованию теста при периодическом замесе с последую­щим ускоренным брожением.

Применение бромата калия повышает газоудержива­ющую способность теста, в результате чего возрастает объем хлеба, улучшаются эластичность и структура пори­стости мякиша. При внесении этого улучшителя снижа­ется расплываемость подовых изделий, что позволяет при недостаточной влажности хлеба довести ее до установлен­ной стандартом и тем самым обеспечить выход хлеба.

В России применение бромата калия (Е 924) в качестве улучшителя в настоящее время запрещено органами здра­воохранения. Его использование приводит к частичному разрушению витамина B₁, никотинамида (витамина РР) и аминокислоты метионина и, возможно, к образованию новых соединений с нежелательными свойствами. Кроме того, он опасен в использовании, так как обладает высо­кой взрывоопасностью и воспламеняемостью.

Йодат калия (KIO₃, Е 917). Разработан улучшитель окислительного действия, представляющий собой смесь KBrO₃ и KJO₃ при соотношении компонентов 10:1 и аскор­биновой кислоты в дозировке на 100 г муки соответствен­но: 210^-6 мг; 0,2 и 20 мг.

В США йодат калия рекомендуется вносить в муку в количестве до 0,0075% в качестве улучшителя хлебобу­лочной продукции.

По сравнению с броматом калия йодат калия оказыва­ет окислительное действие наиболее быстро. Его добавля­ют с целью окисления сульфгидрильных групп протеинов муки, что приводит к улучшению реологических свойств теста: хлеб становится более пышным и медленнее чер­ствеет. Окисляя сульфгидрильные группы, йодат превра­щается в йодид уже во время процесса перемешивания те­ста и поступает в организм в форме йодида.

Отсутствие очевидных побочных эффектов йодата ка­лия при потреблении хлеба в США не может служить пря­мым доказательством его безопасности. По всей видимо­сти, быстрое превращение йодата в йодид в тесте и других продуктах питания снижает нежелательные эффекты йода­та на организм.

Йодат калия широко применялся в технологии хлеба, однако в настоящее время он не включен в список пище­вых добавок, разрешенных к применению при производ­стве пищевых продуктов в Российской Федерации.