автолитическая активность ржаной муки
Автолитическая активность ржаной муки
Автолитическую активность ржаной и пшеничной муки определяют следующими методами: по автолитической пробе; изменением вязкости водно-мучной суспензии различными способами.
Автолитическая активность муки выражается процентным содержанием водорастворимых веществ в пересчете на сухое вещество муки. Содержание водорастворимых веществ измеряется после прогревания водно-мучной суспензии в определенных условиях, благоприятных для действия гидролитических ферментов. Водорастворимые вещества, образовавшиеся при этом, состоят из декстринов, а также продуктов гидролиза белка и других сложных веществ муки.
Большое распространение во многих странах для оценки автолитической активности и хлебопекарных свойств муки получил метод Хагберга, при котором определяется число падения (показатель вязкости).
Чем выше автолитическая активность муки, тем ниже вязкость суспензии и соответственно ниже значение числа падения (в секундах). Для ржаной обойной муки число падения должно быть не менее 105 с, для обдирной — 155 с.
Хлебопекарные свойства ржаной муки зависят также от состояния белково-протеиназного комплекса. Структура белковых веществ и их гидрофильность влияют на вязкость ржаного теста, однако эта зависимость изучена недостаточно. Значительно повышают вязкость теста углеводные слизи, содержание которых в ржаной муке значительно. Однако влияние белковых веществ и пентозанов на хлебопекарные свойства муки точно не установлено.
Показатели качества ржаной муки
Органолептическая оценка качества ржаной муки проводится по тем же признакам, что и пшеничной.
Запах и вкус свежей ржаной муки, по данным Д. Л. Азина, определяют изомасляный и изовалериановый альдегиды, содержащиеся в преобладающем количестве, а также присутствующие бензальдегид, фурфурол, акролеин и другие ароматические соединения. Кроме того, в муке присутствуют органические кислоты (лимонная, яблочная, молочная), некоторые свободные аминокислоты, сахара. Поэтому свежая ржаная мука имеет приятный, свойственный ржи запах и сладковатый вкус. Не допускаются посторонние привкусы и запахи.
Характерной особенностью ржаной муки является ее способность в процессе приготовления хлеба к потемнению. Это обусловлено наличием в периферических частях зерновки ржи активной полифенолоксидазы (тирозиназы) и тирозина. Именно поэтому мякиш ржаного хлеба всегда темный. Получаемая преимущественно из эндосперма сеяная мука дает хлеб с более светлым мякишем.
Влажность всех сортов ржаной муки должна быть не более 15 %. Следует отметить, что ржаная мука характеризуется повышенной (по сравнению с пшеничной мукой) гигроскопичностью.
Крупность помола для ржаной муки имеет такое же значение, как и для пшеничной. В табл. 10 указаны номера контрольных сит и размеры остатков и проходов через них для ржаной муки.
Преобладающий размер частиц, мкм
Оценка хлебопекарных свойств ржаной муки
Углеводно-амилазный комплекс ржаной муки. Характеризуется более высоким содержанием растворимых углеводов, в том числе сахаров и полифруктозидов (левулезанов), дающих пригидролизе фруктозу. Их количество в ржаной муке достигает 1,5-2,0 %, а в пшеничной лишь 0,3 %. На этом различии основан один из методов определения примеси ржаной муки и пшеничной (реакция Селиванова).
Ржаная мука содержит от 1,5 до 3 % водорастворимых пентозанов (слизей), что примерно в 2 раза больше, чем в пшеничной. При этом молекулярная масса ржаных слизей в 2-5 раз больше, чем пшеничных. Поэтому вязкость их во много раз больше, чем пшеничных, при той же концентрации. Они обеспечивают поддержание вязкости ржаного теста почти без изменений на протяжении всего периода брожения теста. Слизи в тесте образуют с белками комплексы. В ржаной муке присутствуют ферменты, гидролизующие слизи. Их активность существенно возрастает при прорастании зерна. Крахмал ржаной муки клейстеризуется при температуре 52-55 °С (пшеничный при 60-67 °С). Атакуемость ржаного крахмала амилазами выше, чем пшеничного. Ржаная мука из хорошо созревшего здорового зерна всегда имеет в активном состоянии не только <$-, но и а-амилазу. Таким образом, в хлебопекарных свойствах ржаной муки ведущая роль принадлежит углевбдно-амилазному комплексу, поэтому при оценке ржаной муки прежде всего исследуют его состояние.
Рис. 9. Схема амилограммы ржаной муки (по Л. Я. Ауэрману, 1984)
Участок кривой б показывает часть кривой с момента начала клейстеризации крахмала до достижения максимальной для испытуемой муки вязкости суспензии, клейстеризация крахмала начинается с интенсивного набухания и постепенного разрушения структуры крахмальных гранул, что вызывает резкое возрастание вязкости суспензии, дальнейшее нагревание крахмального клейстера приводит к полному разрушению набухших гранул крахмала и замедлению увеличения вязкости суспензии; величина максимально достигнутой вязкости суспензии зависит от активности амилолитических ферментов, и в первую очередь, термостойкой ос-амилазы; чем выше автолитическая активность муки, тем раньше и интенсивнее начнется разжижение клейстера и тем ниже будет максимум вязкости исследуемой муки. У муки хорошего качества высота подъема кривой бывает не менее 400 единиц прибора, а при повышенной активности ферментов она ниже.
Участок кривой в характеризует момент достижения суспензией максимума вязкости и начала ее снижения в результате ферментативного гидролиза крахмала; обычно нагревание прекращают, когда начинается спад кривой.
Выпечка колобка из ржаной муки и воды. Этот показатель характеризует состояние углеводно-амилазного комплекса. Из 50 г испытуемой муки и 41 мл воды комнатной температуры замешивают тесто, закатывают его в шарик и выпекают в лабораторной печи при температуре 230 °С в течение 20 мин. После охлаждения проводят органолептическую оценку полученного хлебца, отмечая его объем, внешний вид, окраску поверхности, цвет и состояние мякиша.
Ржаная мука с нормальной автолитической активностью (23- 28 % водорастворимых веществ в мякише колобка) дает хлебец правильной шарообразной формы с сероватой корочкой, без крупных подрывов и трещин, с достаточно сухим на ощупь мякишем. При повышенной активности ферментов (более 28 % водорастворимых веществ) хлебец имеет расплывшуюся форму с румяной верхней коркой. У нижней корки образуются подрывы иногда с выплывами липкого, темноокрашенного мякиша. Мука, имеющая низкую автолитическую активность (менее 23 % водорастворимых веществ), дает колобок шарообразной формы, малого объема, с бледноокрашенной коркой, без подрывов и трещин, с плотным жестким мякишем.
Белково-протеиназный комплекс ржаной муки и его роль в формировании качества ржаного хлеба изучены значительно меньше. Известно, что отличительной особенностью белков ржаной муки является их способность к быстрому и интенсивному набуханию. Значительная часть белка при этом пептизируется, образуя очень вязкий коллоидный раствор. Как недостаточная, так и излишняя пептизация белков неблагоприятно сказываются на качестве ржаного хлеба. Пептизированные белки взаимодействуют со слизями, образуя комплексы, существенно увеличивающие вязкость ржаного теста. Ржаные белки не образуют в тесте структурный клейковинный каркас, как пшеничные. Протеолитические ферменты ржаной муки из здорового зерна имеют невысокую активность, но, воздействуя на белки, способствуют их пептизации, освобождают связанные амилазы, усиливающие гидролиз крахмала. В настоящее время при оценке хлебопекарных свойств ржаной муки специальных исследований белково-протеиназного комплекса не проводят, о нем судят косвенно по автолитической активности. По зольности сортовая мука тритикале близка к соответствующим сортам ржаной муки. Обойная мука тритикале содержит значительно меньше минеральных веществ, чем аналогичные сорта из пшеницы и ржи.
Число падения – один из основных показателей муки
Основным сырьем хлебобулочных изделий являются мука, соль, дрожжи и вода. Дополнительное сырье – это жировые продукты, сахар, яйца, молочные, вкусовые и ароматические ингредиенты.
Мука – важнейший продукт переработки зерна. Хлебопекарную муку получают из пшеницы и ржи и других злаковых. Вид муки определяется той зерновой культурой, из которой она получена. Муку получают также из смеси зерна различных культур.
Хлебопекарную муку получают в основном из мягких сортов пшеницы. Она характеризуется средним выходом, эластичной клейковиной, хорошей водопоглотительной и газообразующей способностью.
Сорт муки – показатель качества муки, который определяется ее выходом, т.е. массой муки, полученной из 100 кг зерна. Чем больше выход муки (%), тем ниже ее сорт.
Химический состав пшеничной хлебопекарной муки
В муке, как и в зерне, основными компонентами являются белки и углеводы. Они в основном определяют свойства теста и качество изделий. Химический состав муки обусловливает ее пищевую ценность, свойства теста и качество изделий, и зависит от состава исходного зерна и сорта муки.
Показатели качества муки
Одним из основных критериев оценки хлебопекарных достоинств муки является автолитическая активность, которая свидетельствует об интенсивности биотехнологических процессов при приготовлении теста и выпечке тестовых заготовок.
Под автолитической активностью понимают способность муки к образованию водорастворимых веществ в результате действия ферментов при прогревании водомучной смеси или по числу падения. Водорастворимые вещества, образовавшиеся под действием ферментов при прогревании водно-мучной суспензии, состоят из продуктов гидролиза крахмала, белков и других сложных веществ муки.
Метод определения автолитической активности муки по числу падения основан на измерении вязкости водно-мучной суспензии при прогревании ее на кипящей бане в течение 60 с. Для нормальной ржаной обойной муки число падения должно быть не менее 105 с, ржаной обдирной – не менее 140 с, для пшеничной муки оптимальное значение частоты падения-250 с.
Автолитическую активность муки определяют с помощью амилографа (Brabender), ПЧП.
На фото представлены пшеничные хлеба, изготовленные из муки с низкой частотой падения – 62с, т.е. т.е. чрезмерно высокой автолитической активностью. Вследствие активной работы ферментов тесто получается очень липким, а мякиш имеет темный цвет с неравномерной пористостью. Зачастую муку, имеющую низкую частоту падения получают из морозобойного или пророщенного зерна. Такую муку срабатывают подсортировывая к муке нормального качества. Также рекомендуется вырабатывать хлеб на заквасках, т.к. низкая кислотность способствует инактивации чрезмерно активных ферментов.
Тесто, замешанное из муки с высоким числом падения (400с) хуже подвергается брожению, т.к. дрожжам не хватает субстрата вследствие амилолиза крахмала. Отсюда хлеб имеет недостаточно разрыхленный мякиш и низкий удельный объем.
Для коррекции муки с высоким числом падения, т.е. низким значением автолитической активности, рекомендуется использовать хлебопекарные улучшители с ферментами амилолитического действия (амилазами).
Автолитическая активность ржаной муки
Метод определения автолитической активности
Flour. Method for determination of autolytic activity
Дата введения 1989-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством хлебопродуктов СССР
К.А.Чурусов, канд. техн. наук (руководитель темы); А.М.Каменецкая, канд. техн. наук; Л.Г.Приезжева, канд. биол. наук; Р.Д.Поландова, канд. техн. наук; А.И.Быстрова; В.К.Сошина; И.В.Коненкова, канд. техн. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 01.12.87 N 4340
3. ВЗАМЕН ГОСТ 9404-60 в части п.65
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер раздела, пункта
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)
6. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1989 г. (ИУС 1-90)
Настоящий стандарт распространяется на муку и устанавливает метод определения автолитической активности.
Сущность метода заключается в определении количества водорастворимых веществ, образующихся при прогревании водно-мучной болтушки, с помощью рефрактометра.
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2. АППАРАТУРА И РЕАКТИВЫ
Весы лабораторные общего назначения с допускаемой погрешностью взвешивания ±0,05 г.
Рефрактометр марки РПЛ-2 или аналогичного типа с погрешностью измерения не более 0,04% сухих веществ по сахарозе.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Пипетка исполнения 3, 1-го класса точности, вместимостью 10 см по ГОСТ 29227.
Стаканчики фарфоровые вместимостью 50 см по ГОСТ 9147.
Воронки стеклянные диаметрами 56, 75 и 200 мм по ГОСТ 25336.
Бумага фильтровальная лабораторная марки ФНС по ГОСТ 12026.
Примечание. Допускается использовать мерную посуду и другие средства измерений, имеющие аналогичные метрологические характеристики.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
3.1. Навеску муки массой (1,00±0,05) г переносят в фарфоровый стаканчик, предварительно взвешенный вместе со стеклянной палочкой.
Затем пипеткой добавляют (10,00±0,02) см дистиллированной воды и содержимое тщательно перемешивают стеклянной палочкой, остающейся в стаканчике в течение всего определения.
Заполненные стаканчики погружают в равномерно кипящую водяную баню так, чтобы уровень жидкости в стаканчиках был на 0,75-1,0 см ниже уровня воды в бане.
Если количество анализируемых проб меньше, чем количество гнезд в бане, то в свободные гнезда опускают стаканчики, заполненные дистиллированной водой по (10,00±0,02) см в каждый.
Прогревание проводят в течение 15 мин, помешивая палочкой первые 1-2 мин для равномерной классификации. Помешивание ведут одновременно в двух стаканчиках.
По окончании клейстеризации стаканчики накрывают большой стеклянной воронкой или каждый стаканчик отдельной воронкой для предотвращения излишнего испарения. По истечении прогревания стаканчики одновременно (вместе с крышкой) вынимают из бани и к их содержимому немедленно при постоянном помешивании приливают по (20±0,02) см дистиллированной воды, затем энергично перемешивают и охлаждают до комнатной температуры. Затем общую массу охлажденного автолизата доводят на весах до (30±0,05) г, для чего обычно требуется прилить около 0,2-0,5 г воды. После этого содержимое стаканчиков вновь тщательно перемешивают палочкой (до появления пены) и фильтруют через складчатый фильтр.
Ввиду того, что при этом разведении получаются вязкие, трудно фильтрующиеся автолизаты, рекомендуется на фильтр сливать слой жидкости, а осадок оставлять в стаканчике.
Фильтрование каждой пробы следует начинать непосредственно перед определением сухих веществ на рефрактометре.
При фильтровании две первые капли отбрасывают, а последующие 2-3 капли наносят на призму рефрактометра.
Определение на рефрактометре проводят согласно инструкции, приложенной к нему.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2. Для пересчета на сухое вещество определяют влажность муки по ГОСТ 9404.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Количество водорастворимых веществ в муке ( ) в пересчете на сухое вещество в процентах вычисляют по формуле
,
4.2. Вычисления проводят с точностью до первого десятичного знака. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 3%.
4.3. Округление результатов испытаний проводят следующим образом: если первая из отбрасываемых цифр меньше пяти, то последнюю сохраняемую цифру не меняют; если же первая из отбрасываемых цифр больше или равна пяти, то последнюю сохраняемую цифру увеличивают на единицу.
Определение автолитической активности муки
Для определения хлебопекарных свойств ржаной муки и распознавания муки, полученной из зерна с пониженными хлебопекарными свойствами, определяют автолитическую активность муки.
Автолитическая активность («авто» — само, «лизис» — растворение)— это способность муки образовывать при прогреве водно-мучной суспензии определенное количество водорастворимых веществ. Выражают автолитическую активность количеством водорастворимых веществ в % на сухие вещества. Эта величина характеризует доброкачественность муки.
Переход сухих веществ в водорастворимое состояние связан с действием ферментов муки на высокомолекулярные соединения, в результате чего образуются легко растворимые в воде вещества. Скорость этих процессов зависит как от активности ферментов, так и от податливости (атакуемости) высокомолекулярных соединений (в первую очередь крахмала и белка). Основную массу водорастворимых веществ составляют сахара, декстрины, аминокислоты, водорастворимые белки, глицерин, кислые фосфаты и др., образовавшиеся в результате действия ферментов. Часть водорастворимых веществ (собственные) переходит в муку из зерна.
Чем выше активность ферментов муки, тем выше автолитическая активность. Поэтому для выявления дефектной муки с высокой активностью ферментов используют определение автолитической активности.
Чем ниже сорт муки, тем больше в ней содержится ферментов и тем выше ее автолитическая активность.
В пшеничной муке высшего, I и II сортов нормального качества должно содержаться не более 20—30 % водорастворимых веществ (в пересчете на сухие вещества).
Более высокая автолитическая активность пшеничной муки свидетельствует о повышенной активности ферментов, в особенности α-амилазы. Чаще всего такую муку получают из проросшего или морозобойного зерна. Присутствующая в таком зерне и муке, полученной из него, α-амилаза способна в ходе технологического процесса гидролизовать крахмал до декстринов с высокой скоростью, что приводит к получению хлеба с липким заминающимся мякишем вследствие пониженной способности декстринов связывать воду. Распознавание такой муки — важная задача технологического контроля.
Ржаная мука имеет существенные отличия от пшеничной по химическому и биохимическому составу. В ржаной муке выше активность амилолитических ферментов. Даже в муке из нормального зерна ржи всегда присутствует не только β-амилаза, но и α-амилаза. Крахмал ржи легче расщепляется амилазами и имеет более низкую температуру клейстеризации. В ржаной муке содержится значительно больше собственных водорастворимых веществ (сахаров, белков и др.). Все это обусловливает более высокую автолитическую активность ржаной муки и важность этого показателя для оценки хлебопекарных свойств ржаной муки. Для правильного установления технологического режима приготовления ржаных сортов хлеба в зависимости от автолитической активности муки приняты следующие ориентировочные нормы содержания водорастворимых веществ, в % на сухие вещества, не более:
ржаная обдирная, сеяная, 50
При переработке ржаной муки с автолитической активностью свыше 55 % для предотвращения появления дефектов в хлебе, обусловленных присутствием активной α-амилазы, рекомендуется применять способы тестоведения, обеспечивающие более высокую кислотность теста с укороченным брожением и расстойкой.
Определение автолитической активности муки проводится путем постепенного прогрева водно-мучной суспензии с последующим измерением количества образовавшихся водорастворимых веществ на рефрактометре.
Этот метод прост в исполнении, не требует сложной аппаратуры, но условен, так как режимы прогрева оказывает большое влияние на результат определения. В процессе прогрева активность ферментов постепенно возрастает, достигает максимума при определенной температуре (оптимальной для данного фермента), потом снижается, а затем происходит инактивация ферментов. Чтобы во всех пробах интенсивность и скорость прогрева были одинаковыми, ГОСТ строго регламентирует размеры и материал посуды, в которой проводится определение, размеры водяной бани, глубину погружения проб в гнезда бани, длительность прогрева, а другие условия.
Техника определения — взвешивают стаканчик вместе со стеклянной палочкой, остающейся в нем в течение всего определения. Затем в стаканчик отвешивают 1 г анализируемой муки. Все взвешивания осуществляют с погрешностью не более 0,01 г.
Приливают пипеткой 10 си 3 дистиллированной воды и тщательно перемешивают палочкой. После этого все анализируемые пробы одновременно погружают в кипящую водяную баню. При числе проб меньше шести в свободные гнезда погружают стаканчики с 10 см 3 воды. Прогревают в течение 15 мин, причем в первые 1—2 мин содержимое стаканчиков перемешивают палочкой для равномерной клейстеризации крахмала. Помешивание ведут одновременно в двух стаканчиках. Затем стаканчики накрывают едкой большой стеклянной воронкой или каждый стаканчик отдельной воронкой для уменьшения испарения воды. После 15 мин прогревания одновременно все стаканчики (вместе с крышкой вынимаются из бани и к содержимому каждого стаканчика немедленно приливают по 20 см 3 дистиллированной воды, энергично перемешивают и охлаждают до комнатной температуры. Затем массу содержимого стаканчиков доводят на весах до 30 г (с погрешностью не более 0,01 г), добавляя дистиллированную воду из пипетки, тщательно перемешивают палочкой до появления пены и фильтруют через складчатый фильтр диаметром около 8 см из среднефильтрующей бумаги. Из-за высокой вязкости автолизата рекомендуется сливать только слой жидкости, а осадок не переносить на фильтр. Первые две капли фильтрата отбрасывают, а последующие 2—3 капли наносят на призму прецизионного рефрактометра марки РПЛ-2. Измеряют согласно инструкции, прилагаемой к прибору.
Вычисления проводят с точностью до первого десятичного знака. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 3 %.