Хлібопекарські властивості житнього борошна

Порівняно з пшеничним житній хліб має менший об’єм, темніше забарвлення, менше

відношення висоти до діаметру (формостійкість). При визначенні його споживацьких якостей найважливіше значення мають структурно-механічні властивості м’якушки – ступінь її липкості, заминаємість, вологість чи сухість на дотик. Ці відмінності в якості житнього хліба обумовлені особливостями хімічного складу і хлібопекарських властивостей житнього борошна. Особливості складових житнього борошна. Житнє борошно при вологості 14 %, залежно від сорту, містить, %: 7,0-11,0 – білкових речовин, 70-77 – вуглеводів, 1,1-1,6 – жирів, 0,6-1,3 – мінеральних речовин. Вуглеводи цього виду борошна представлені крохмалем, цукрами, розчинними (слизями) і нерозчинними пентозанами і клітковиною. Розмір зерен житнього крохмалю коливається від 14 до 50 мкм. На відміну від зерен пшеничного крохмалю, вони захищені набухаючими речовинами (слизями тощо), внаслідок чого мало пошкоджуються під час помелу борошна. Крохмаль жита клейстеризується при температурі 52-55, тоді як пшеничний – при 60-67 °С, і утворює більш в’язкий клейстер, що повільніше старіє.

Вміст власних цукрів у житньому борошні становить 4,5-7 % на СР. Це в основному сахароза (4-6 % від маси борошна) решта – 0,2-0,4 % – редукуючі цукри: глюкоза, фруктоза, мальтоза.

Поряд з крохмалем і цукрами у житньому борошні містяться так звані гумі речовини, що складаються на 90 % із пентозанів, а також левулезани. Пентозанів у житньому борошні 4,2-8,6 %, із них водорозчинних – 30-40 %. Левулезани – водорозчинні сполуки є поліфруктозидами. Їх елементарною частиною є залишок фруктози (левулези). Розчинні пентозани і левулезани – гідрофільні сполуки, об’єм яких при гідратації збільшується в декілька разів, що позитивно впливає на консистенцію житнього тіста.

У складі житнього борошна 0,6-2,1 % клітковини. На відміну від клітковини пшениці, вона, в силу особливостей своєї будови, адсорбує значно менше води і практично не впливає на консистенцію тіста.

Білки житнього борошна на 50-56 % складаються з водо- і солерозчинних. Білкові речовини житнього борошна швидко набухають, зв’язують значну кількість води. Значна частина їх здатна до необмеженого набухання і пептизації, внаслідок чого утворюється в’язкий колоїдний розчин. Порівняно з пшеничним борошном у житньому міститься більше ненасичених жирних кислот: лінолевої, олеїнової, ліноленової, а також фосфоліпідів і каротиноїдів. Частина ліпідів зв’язана з білками (ліпопротеїди), частина з вуглеводами (гліколіпіди). На відміну від пшеничного борошна, у житньому в активному стані поряд з β-амілазою міститься α-амілаза. Це є підґрунтям для глибшого розщеплення крохмалю і накопичення в тісті низькомолекулярних декстринів і мальтози. Оптимум дії α-амілази – рН 5,6…6,3, температура 60-70° С; α-амілаза інактивується при температурі 85-97° С залежно від рН тіста. Оптимальні умови дії β-амілази – рН 4,5-4,8, температура 49-54° С. β-амілаза інактивується при 70-85° С залежно від рН. β-амілаза більш кислотолабільна, а α-амілаза більш термолабільна. Протеїнази житнього борошна активні при рН 4-5. Внаслідок дії на білки протеїназ у тісті накопичуються продукти їх гідролізу, збільшується вміст водорозчинних речовин, тісто розріджується. Протеїнази житнього борошна здатні активуватися відновниками, що містять сульфгідрильні групи, та інактивуватись окисниками. У житньому борошні в активному стані знаходиться фермент із класу оксидоредуктаз – поліфенолоксидаза, що каталізує окислення амінокислоти тирозину киснем повітря з утворенням меланінів. Останні затемнюють м’якушку хліба. Присутні також ліпоксигеназа, целюлітичні та інші ферменти.

Хлібопекарські властивості житнього борошна. Як відомо, білки пшеничного борошна утворюють клейковину, яка обумовлює його пружність і еластичність, утворює сітчастий каркас, який забезпечує газо- і формоутримувальну здатність тіста, а. значить, і об’єм хліба. Білки житнього борошна, на відміну від білків пшеничного, не утворюють клейковинного каркасу. Довгий час вважалося, що вони не здатні утворювати клейковину. Справа в тому, що у звичайних умовах клейковина жита не відмивається. Її можна відмити у слабких розчинах солей або органічних кислот. Вихід сирої клейковини становить 5-10%. На цей час вважається, що білки утворюють з пентозанами водорозчинні комплекси, які заважають формуванню клейковини. Поряд з цим, водорозчинні білки взаємодіють з вуглеводами, утворюючи глікопротеїди, що також негативно впливає на процес утворення клейковини. Завдяки підвищеній гідратаційній здатності білки житнього борошна інтенсивно набухають, більша частина їх набухає необмежено, пептизується і переходить у в’язкий колоїдний розчин. Значну роль у пептизації житніх білків відіграють ферменти протеїнази, оптимум дії яких відповідає значенням рН 4,0-5,5, тобто у межах кислотності житнього тіста. Внаслідок їх дії поглиблюється процес гідратації білків і перехід продуктів їх гідролізу у водний розчин.

Отже, роль білково-протеїназного комплексу в формуванні структурно-механічних властивостей тіста зводиться до утворення в ньому в’язкого колоїдного розчину, що надає тісту пластичності.

Вуглеводно-амілазний комплекс житнього борошна також має свої особливості. У житньому борошні великий вміст власних цукрів (4,5-7,0. Полісахариди крохмалю амілоза та амілопектин легше піддаються гідролітичному розщепленню амілолітичними ферментами. Під дією α-амілази у тісті накопичуються низькомолекулярні декстрини, які швидко розщеплюються β- амілазою до мальтози. Поряд з цим мальтоза накопичується також внаслідок гідролітичного розкладу крохмалю під дією β-амілази на високомолекулярні декстрини і мальтозу. Тому газоутворювальна здатність житнього борошна більш ніж достатня. Сумарний вміст цукрів повністю забезпечує цукрами процеси дозрівання тіста, вистоювання тістових заготовок, а також меланоїдиноутворення.

Поряд з цим висока активність у процесі випікання сприяє утворенню вологої на дотик, дещо липкої м’якушки хліба.

Уже в перший період випікання крохмаль житнього борошна клейстеризується (55-57° С). Ця температура близька до оптимальної, при якій β-амілаза активно гідролізує крохмаль до мальтози і високомолекулярних декстринів. У процесі подальшого прогрівання тіста при температурі 65 °С наступає оптимум активності α-амілази, яка крохмаль і накопичені високомолекулярні декстрини гідролізує до низькомолекулярних декстринів і мальтози. Ці обставини можуть призвести до того, що в процесі випікання під дією ферментів значна частина крохмалю буде гідролізована і внаслідок високої гідрофільності низькомолекулярних декстринів, що утворилися, м’якушка хліба стане липкою. Тому при оцінці хлібопекарських властивостей житнього борошна першочергове значення надають вуглеводно-амілазному комплексу, як такому, що формує основний показник якості житнього хліба – фізичні властивості його м’якушки.

З метою зниження активності α-амілази технологією приготування житнього хліба передбачається вища кислотність тіста. Вуглеводи житнього борошна, а саме – набухлі зерна крохмалю і гідратовані пентозани відіграють значну роль у формуванні в’язких властивостей житнього тіста, що впливають на його консистенцію, газо- і формоутримувальну здатність.

Характер хлібопекарських властивостей житнього борошна в значній мірі залежить від крупності борошна. Вважається, що зі збільшенням виходу і зменшенням розміру частинок борошна підвищується активність його ферментів і, в першу чергу, амілолітичних, а також атакуємість біополімерів ферментами.

Таким чином, внаслідок глибокої гідратації та пептизації білків, гідратації пентозанів, дезагрегації й набухання крохмальних зерен формуються специфічні фізичні властивості житнього тіста, а саме – висока в’язкість і пластичність при відсутності еластичності й пружності. Ці властивості визначають підвищену вологість, газо- і формоутримуючу здатності житнього тіста, забезпечують його об’єм і формостійкість. Житнє борошно має велику схильність до потемніння у процесі приготування хліба. Причиною цього є значний вміст у цих сортах борошна амінокислоти тирозину і ферменту тирозинази, що призводить до утворення меланінів. Визначення хлібопекарських властивостей житнього борошна. Оскільки в силу особливостей вуглеводно-амілазного і білково-протеїназного комплексів житнього борошна в ньому у ході технологічного процесу накопичується значна кількість водорозчинних речовин, що значно впливають на якість хліба, хлібопекарські властивості житнього борошна оцінюють за величиною автолітичної активності. Автолітичну активність визначають за водно-борошняною суспензією або за експрес випічкою колобка. Автолітична активність борошна за автолітичною пробою (% на СР) має бути не більше: обойного – 55, обдирного, сіяного, житньо-пшеничного – 50. При визначенні автолітичної активності за експрес випічкою вміст водорозчинних речовин у м’якушці колобка має бути не більше 23-28 %.

Нормативною документацією на житнє борошно передбачається визначення амілолітичної активності за “числом падіння”. За ГОСТ 7045-90 “Мука ржаная” число падіння має бути не менше: для борошна сіяного – 160, обдирного – 150, обойного – 105 с.

У дослідницькій практиці автолітичну активність житнього борошна визначають за допомогою приладу амілографа. Амілограф – це ротаційний віскозиметр. Під час визначення на стрічці самописця графічно фіксуються у вигляді кривої зміни в’язкості водно-борошняної суспензії при її прогріванні до температури повної клейстеризації крохмалю. За одержаною амілограмою визначають максимальну в’язкість суспензії по висоті кривої (η max) – це основний показник, що характеризує активність амілаз, а також температуру початку клейстеризації суспензії. Пробні випічки для визначення хлібопекарських властивостей житнього борошна у хлібопекарських лабораторіях не проводяться через труднощі приготування і підтримування стабільної якості заквасок, на яких виготовляють житній хліб. У дослідницькій роботі практикується проведення пробних випічок за спеціальними методиками.