Хлебопекарные свойства ржаной муки

09.11.2014

Качество как ржаного, так и пшеничного хлеба определяется его органолептическими (вкус, аромат, цвет и состояние корки, удельный объем, влажность, форма, разрыхленность, пористость, расплываемость подового хлеба) и физико-химическими (пористость, влажность, удельный объем) показателями. Ho значение отдельных показателей в оценке качества ржаного и пшеничного хлеба различно, например, при оценке качества ржаною хлеба наибольшее значение имеют структурно-механические свойства мякиша — степень его липкости, заминаемость, влажность или сухость на ощупь.
Наиболее лажные для пшеничного хлеба показатели (объем формового хлеба и структура его пористости) для изделий из ржаной муки разных партий подвержены значительно меньшим колебаниям и поэтому при оценке качества ржаной муки не являются основными. Основные хлебопекарные свойства ржаной муки приведены на рис. 3.8.

Цвет муки важен при оценке качества хлеба из сеяной и обдирной муки.
Ржаной хлеб, особенно из обойной и обдирной муки, по сравнению с пшеничным имеет меньший объем и пористость, более темпоокрашенные мякиш и корку и более липкий мякиш. Эти отличия обусловлены некоторыми особенностями углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов ржаной муки.
Углеводно-амилазный комплекс. Ржаная мука по сравнению с пшеничной содержит больше собственных сахаров и водорастворимых коллоидных полисахаридов — полифруктозидов, при гидролизе которых образуется фруктоза.
Температура клейстеризации ржаного крахмала на 5—12 °С ниже, чем пшеничного, он начинает клейстеризоваться при 52— 55 °С. Его атакуемость амилолитическими ферментами выше за счет того, что в ржаной муке кроме β-амилазы присутствует весьма активная α-амилаза, так как погодные условия культивирования и уборки ржи всегда способствуют прорастанию се зерен. При прорастании зерна ржи значительно активируются ее ферменты — протеиназы и особенно α-амилаза. Наличие α-амилазы с высокой активностью в основном является причиной ухудшения хлебопекарных свойств ржаной муки: тесто быстро и сильно разжижается при созревании; хлеб имеет интенсивно окрашенную корку, липкий, заминающийся мякиш. Подовый хлеб имеет расплывчатый мякиш, возможны его выплывы. Это свидетельствует об увеличении автолитической активности муки. Кроме того, более низкая температура клейстеризации крахмала повышает его атакуемость в ржаном тесте, особенно в первый период выпечки, когда β-амилаза еще не инактивирован», а α-амилаза находится в оптимальной зоне действия. После инактивации β-амилазы а-амилаза приобретает каталитические свойства. Несмотря на повышенную кислотность теста, в нем накапливается значительная часть непрогидролизованных декстринов, Этим объясняются липкость мякиша ржаного хлеба, снижение его пористости и ухудшение вкуса. Значительный эффект по снижению активности действия α-амилазы достигается при применении заквасок повышенной кислотности, например концентрированных молочнокислых.
В крахмале ржаной муки найдены некоторые высокомолекулярные жирные кислоты — пальмитиновая, стеариновая и другие, содержание которых достигает 0,6 %. Эти кислоты вместе с крахмалом образуют комплексы.
Caxapo- и газообразующая способность ржаной муки всегда достаточна, поэтому хлебопекарные свойства муки от нее практически не зависят.
Действие амилаз на крахмал ржаной муки может привести к тому, что значительная его часть в процессе брожения и выпечки будет гидролизована. В результате крах мал тестовой заготовки не сможет связать всю влагу, а наличие свободной влаги сделает мякиш хлеба влажным на ощупь.
К утлеводно-амилазному комплексу ржаной муки относятся водорастворимые пентозапы — слизи, способные образовывать прочные студии. При одинаковом общем содержании пентозанов водорастворимых пентозанов в ржаной муке в 2 раза больше, чем в пшеничной. Слизи влияют на консистенцию ржаного теста, уменьшая его разжижение при брожении за счет повышения вязкости.
Слизи ржаной муки отличаются от слизей пшеничной также по степени их полимеризации и молекулярной массе. В ржаной муке степень полимеризации слизей в 4,5 раза выше, а их молекулярная масса больше в 2 раза. В слизях ржи доля разветвленной арабиноксилановой фракции значительно выше, чем неразветвленной глюкозановой фракции. Слизи ржаного зерна почти на 90 % представлены пентозанами, состоящими из ксилозы, арабинозы и незначительного количества галактозы. Следствием этого является более высокая вязкость их водных растворов, чем растворов слизей пшеницы той же концентрации. Высокомолекулярные компоненты слизей дезагрегируются специфическими ферментами, активность которых существенно возрастает при прорастании зерен ржи. Наличие в ржаных водорастворимых пентозанах разветвленной арабиноксилановой фракции, высокая степень их полимеризации способствуют образованию комплексов слизей с белковыми веществами и крахмалом ржаного теста.
Все это позволяет полагать, что технологическая роль слизей обусловлена их содержанием, степенью полимеризации и ферментативной деструкцией под действием полисахараз. Слизи существенно влияют на структурно-механические свойства ржаного теста, на его газоудерживающую способность, на степень ферментативного гидролиза крахмала и белковых веществ, на амилолиз крахмала в первый период выпечки теста, на объем хлеба, характер пористости мякиша и его структурно-механические свойства, скорость черствения.
О хлебопекарных достоинствах ржаной муки судят по ее автолитической активности (определенное действие ферментов ржаной муки на ее соответствующие компоненты), так как от их активности и атакуемости ими субстратов зависит интенсивность биотехнологических процессов при приготовлении теста и выпечке хлеба.
Белково-протеиназный комплекс. Белковые вещества ржаной муки имеют некоторое сходство с белковыми веществами пшеничной муки.
Из ржаного теста, так же как и из пшеничного, можно выделить проламиновую и глютелиновую фракции. Аминокислотный состав ржаной муки близок к пшеничной. В ржаной муке отмечено более высокое содержание лизина и треонина (дефицитных в пшеничной муке).
Первой отличительной особенностью белковых веществ ржи является способность к очень быстрому и интенсивному набуханию, при этом значительная их часть набухает неограниченно и пептизируется, переходя в вязкий коллоидный раствор.
Наличие пептизированной части белковых веществ образует вязкую жидкую фазу, в которой диспергированы зерна крахмала, частицы ограниченно набухшего белка, отруби, слизи и другие водорастворимые компоненты ржаной муки. Следовательно, структурно-механические свойства ржаного теста зависят от степени пептизации белковых веществ и образования коллоидного раствора. От способности белков пептизироваться и степени их пептизации зависит качество готового хлеба: чрезмерная или недостаточная пептизация белков приводит к получению хлеба нестандартного качества.
Второй отличительной особенностью белковых веществ является отсутствие упруго-пластичного пространственного, губчатого, структурного каркаса теста, несмотря на наличие глиадина и глютенина. Отмыть клейковину из ржаной муки с помощью обычных методов невозможно из-за образования комплексов белков ржи со слизями, поэтому прибегают к специальным методам, например, при использовании для предварительного фракционирования белков муки смеси бензола с хлороформом с получением «промежуточного» белка ржи, из которого далее с помощью воды или 2%-го раствора хлорида натрия замешивают тесто и только после этого отмывают клейковину.
Слизи ржаной муки, неограниченно набухшие в воде при замесе теста, обволакивают конгломераты белка и препятствуют образованию клейковины. В связи с этим ржаное тесто характеризуется высокой вязкостью и резко пониженной величиной упругой деформации. Отмечены отличия и в свойствах клейковинных белков пшеницы и ржи. Спирторастворимые белки (глиадины) пшеницы и ржи различаются по своим физическим свойствам — растворимости, удельному вращению растворов и по химической структуре, а именно по расположению аминокислотных остатков в полипептидных цепях, образующих молекулу белка.
На хлебопекарные свойства ржаной муки определенное влияние оказывают и белковые вещества. Высокое содержание последних отрицательно сказывается па показателях качества готового продукта: пониженный объем, недостаточно развитая и толстостенная пористость.
Белковые вещества ржаной муки легко гидролизуются протеиназой, которая активируется восстановителями, содержащими SH-группы, и инактивируется веществами окислительного действия. Протеиназа ржаной муки максимально активна в зоне действия pH 4,0—5,0. Ферментативная дезагрегация белков ржаного теста увеличивает степень их пептизации и переход в состояние коллоидного раствора. Под действием протеиназы из белкового субстрата высвобождаются амилазы, адсорбционно связанные с ними, поэтому атакуемость крахмала увеличивается, что отрицательно сказывается на реологических свойствах теста и качестве хлеба.
Хлебопекарные свойства ржаной муки оценивают по автолитической активности, т. е. способности муки к образованию водорастворимых веществ в результате действия ферментов при прогревании водно-мучной смеси или числу падения.
Водорастворимые вещества, образовавшиеся под действием ферментов при прогревании водно-мучной суспензии, состоят из декстринов различной молекулярной массы (амилодекстрин, эритродекстрин, ахродекстрин и мальтодекстрин), продуктов гидролиза белка и других сложных веществ муки.
Автолитическая активность ржаной обойной муки считается нормальной, если образуется до 55 % водорастворимых веществ (для ржаной обдирной муки — 50 %). Высокая автолитическая активность муки свидетельствует о ее низких хлебопекарных свойствах. Автолитические процессы протекают под действием различных ферментов, основными из которых являются α- и β-амилазы, протеазы и полисахаразы (рис. 3.9).

Метод определения автолитической активности ржаной муки по числу падения основан на изменении 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 155 с.
Хлебопекарные свойства ржаной муки определяют с помощью амилографа — ротационного вискозиметра, графически фиксирующего на ленту самопишущего прибора изменения вязкости водно-мучной суспензии (рис. 3.10). Кривая на участке а характеризует изменение вязкости суспензии в период ее прогрева с 25 °С до начала процесса клейстеризации крахмала ржаной муки (52—55 °С). Повышение температуры интенсифицирует действие гидролаз муки и, следовательно, повышает дезагрегацию нерастворимых компонентов муки. В результате вязкость суспензии снижается, но сопровождающие гидролиз процессы набухания и пептизации белковых веществ, слизей, декстринов увеличивают ее вязкость. В этих конкурентных процессах преобладают факторы, снижающие вязкость водно-мучной суспензии. Кривая на участке 6 (см. рис. 3.10) характеризует процесс с момента начала клейстеризации крахмала муки до достижения максимума вязкости суспензии, вызванного процессом его клейстеризации — интенсивным набуханием крахмальных зерен и постепенным разрушением их структуры. Эти изменения превращают водно-мучную суспензию в густую и вязкую массу. Кривая в (см. рис. 3.10) характеризует снижение вязкости суспензии в результате действия ферментов.
Об автолитической активности судят по значению ηmax: оно выше, тем лучше хлебопекарные свойства ржаной муки.

Цвет муки и способность ее к потемнению. Хлеб из ржаной муки имеет темный мякиш, особенно при использовании ржаной обойной муки. Это вызвано тем, что она содержит периферические частицы зерна ржи, в которых локализуются фермент о-дифенолоксидаза и аминокислота тирозин.
Хлеб из сеяной ржаной муки имеет сравнительно светлый мякиш, поэтому этот показатель нормируется. Цвет сеяной ржаной муки определяют так же, как и пшеничной.
Крупность частиц. Размеры частиц ржаной муки, так же как и пшеничной, — важный показатель ее хлебопекарного достоинства, Особое внимание уделяют крупности частиц ржаной обойной муки. Обычный или укрупненный помол зерна ржи приводит к снижению выхода, ухудшению пористости, уменьшению объема и ухудшению усвояемости хлеба. Более мелкий помол обойной муки повышает усвояемость белков, минеральных веществ, витаминов, следовательно, он оправдан.
Крупность частиц определяют по той же методике, что и для пшеничной муки. Согласно ГОСТ 7045—90 для ржаной сеяной муки остаток на сите (%, не более) составляет 27/2; проход через сито — 38/90, не менее; для обдирной — 045/2 и 38/60, не менее, для обойной — 067/2 и 38/30, не менее, соответственно.