Изменение углеводов при выпечке хлеба
На рис. 100 представлена кривая изменения содержания крахмальных зерен с поврежденной оболочкой в зависимости от температуры внутри выпекаемой заготовки. В данном случае изолированный крахмал обрабатывался раствором краски хина-голуя окрашивает только зерна с нарушенной оболочкой. Точка резкого повышения содержания таких зерен крахмала совпадает с интервалом температур от 57 до 79° С. В этом интервале температур происходят глубокие изменения в структуре крахмальных зерен. Дальнейшие изменения фракции крахмала в процессе выпечки характеризуются кривой на рис. 101, которая показывает динамику образования растворимых в воде продуктов. Быстрое накопление этих продуктов отмечается одновременно с повышением температуры в пределах 43—60° С. Важным в практическом отношении вопросом является вопрос об условиях ферментативного гидролиза крахмала в выпекаемых заготовках. Приведенные данные по накоплению водорастворимых веществ и характеризуют активность амилолитического комплекса ферментов при выпечке, т. е. активность α-амилазы и β-амилазы. Кривая, характеризующая активность α-амилазы по стадиям выпечки заготовки, показана на рис. 102. Резкое падение активности этого фермента наступает при 70°С, максимум же его действия лежит в пределах 50—60° С. Эти опыты, хотя и согласуются с данными ряда авторов, расходятся с приводимыми ранее результатами З. Ф. Фалуниной, которые показывали, что α-амилаза сохраняет свою активность при 78—80° С. Вопрос о термической инактивации α-амилазы рассмотрен в главе о проросшем зерне. Полная инактивация β-амилазы наблюдается при температуре выпекаемого хлеба в пределах 64—66° С.
В результате воздействия α- и β-амилазы на клейстеризующийся крахмал (ржаное или ржано-пшеничное тесто) или только β-амилазы (тесто из нормальной пшеничной муки) повышается содержание водорастворимой фракции в мякише выпеченного хлеба.
Это наблюдается при выпечке во всех случаях, но количественные изменения растворимой фракции очень различны. По-видимому, размеры гидролиза углеводов в каждом конкретном случае будут зависеть от многих факторов: от активности амилолитических ферментов, скорости прогрева внутренних слоев выпекаемого теста, а также от величины активной кислотности.
Основную часть водорастворимых веществ мякиша хлеба составляют продукты распада крахмала — декстрины и восстанавливающие сахара. Кроме того, в водной вытяжке содержатся также пентозаны, а вероятно, и гексозаны, входящие в состав растворимых слизистых веществ. Из растворимой в воде фракции мякиша можно извлечь вещества, осаждаемые спиртом и представляющие собой смесь пентозанов и гексозанов. Количество их колеблется в пределах от 0,4 до 1,8% от массы мякиша (при общем содержании осаждаемой спиртом фракции 3,3—4,3% от массы мякиша); в этом комплексе содержится ксилоза, арабиноза и глюкоза (5:4:3). Методом метилирования было установлено, что эти производные пентоз и гексоз имеют сильно разветвленную цепочку и по своей структуре сходны с пентозанами муки. В недавно проведенных исследованиях были получены данные по количественному соотношению компонентов водорастворимой фракции мякиша свежевыпеченного хлеба. В данном случае в тесте из муки нормального качества в процессе выпечки незначительно повышалось общее содержание водорастворимых веществ, при этом, однако, произошло заметное перераспределение отдельных фракций. Количество растворимого белка сильно снизилось, но повысилось содержание декстринов и гексоз. Абсолютное содержание пентоз несколько снизилось, так же как и соотношение их в общей сумме сахаров (табл. 137). Следует отметить, что при хроматографическом анализе спирторастворимой фракции, извлеченной из лиофилизированного теста перед выпечкой и хлеба, не были обнаружены пентозы; это свидетельствует о том, что фракция водорастворимых, пентоз, определяемая антроновым методом, представляет собой не пентозы, а продукты гидролиза растворимых в воде пентозанов, отщепляющиеся в процессе кипячения в кислой среде антронового реактива. Таким образом, около 40% всех легко гидролизуемых с образованием редуцирующих сахаров веществ теста представляют собой пентозаны. Это вносит существенную поправку в имеющиеся данные о количестве сбраживаемых сахаров, находящихся в тесте.
В тесте из нормальной муки содержание декстриновой фракции при выпечке повышается примерно на 15%. В тесте из муки, смолотой из проросшего зерна, содержание декстриновой фракции повышается более чем в 2 раза. Наряду с этим изучались спирторастворимые углеводы теста перед выпечкой и мякиша хлеба. Как видно из данных табл. 138, в процессе выпечки дрожжевого теста значительно повышается содержание фракции мальтозы (в тесте, не подвергавшемся сбраживанию, повышения содержания этой фракции не наблюдалось). Сахароза в сброженном тесте и в хлебе не обнаружена. Следует отметить, что на хроматограмме вытяжки из лиофилизированного бездрожжевого теста и выпеченного из него хлеба обнаруживается темноокрашенное пятно, соответствующее по своему положению сахарозе свидетелей; количество этого сахара в мякише (в пересчете на сахарозу) больше, чем в тесте перед выпечкой.
Для изучения образующихся сахаров в тесте и при выпечке был применен метод радиоактивных изотопов. В проведенных опытах к обычному тесту, приготовленному по рецептуре лабораторной пробной выпечки, добавляли 5% сахарозы, меченной по С14; после выпечки мякиш и корку хлеба экстрагировали 70%-ным этиловым спиртом и экстракты хроматографировали на бумаге. Значительная часть экстракта содержала радиоактивную глюкозу и фруктозу, причем последняя присутствовала в большом количестве, что вполне соответствует имеющимся в литературе данным о преимущественном потреблении глюкозы дрожжами.
Наряду с этим было обнаружено присутствие очень небольшого количества радиоактивной сахарозы, активность которой составляла около 4% активности всей прибавленной сахарозы в мякише и 0,08% в корке хлеба. Очень незначительное, обнаруживаемое данным методом количество сахарозы сохраняется в процессе выпечки» Это количество сахарозы не обнаруживается методом хроматографии на бумаге, так как этот метод является менее чувствительным. Эти исследования показали также, что в спиртовом экстракте, кроме глюкозы, фруктозы и небольшого количества сахарозы, присутствуют еще несколько фракций, которые представляют собой олигосахариды, состоящие из трех остатков моносахаров. На основе этих данных можно предполагать, что в процессе выпечки хлеба протекают не только гидролитические процессы, но и реакции конденсации и полимеризации с образованием высших сахаров.