Улучшители окислительного действия

12.06.2015

К улучшителям окислительного действия относятся: L-аскорбиновая кислота (Е300), сульфат аммония (Е517), азодикарбонамид (Е927а), пероксид кальция (Е930), глюкозооксидаза (E1102), окисленный крахмал (E1404) и др.
Ставшее на современном этапе необходимым использование окислителей может быть воспринято как недостаток для более щадящей и быстрой переработки зерна в муку. Ho 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 клейковины. Окисление двух соседних сероводородных (сульфгидрильных) групп ведет к образованию дисульфидного мостика между различными отрезками длинных молекул клейковинных белков или между различными их молекулами, 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 (Е300) — это наиболее важная добавка по сравнению с другими. Ее получают сложным биохимическим путем из глюкозы (виноградного сахара, декстрозы) и для облегчения дозирования используют в виде мелкодисперсного или кристаллического порошка различной концентрации. L-аскорбиновая кислота отличается высокой чистотой. Реже используют аскорбиновую кислоту, полученную чисто биологическим путем,
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.
Наличие в аскорбиновой кислоте группы —C—OH=C—OH обусловливает подвижность в обоих гидроксилах воде рода, легко отщепляемого при воздействии окислительных факторов. В результате окисления эта группа переходит в дикетогруппу —С=O—С=O—, характерную для дегидроаскорбиновой кислоты.
Окисление аскорбиновой кислоты происходит под действием кислорода воздуха и фермента муки аскорбинатоксидазы.
Дегидроаскорбиновая кислота действует как окислитель и оказывает положительное влияние не только на пшеничную муку высшего и первого сортов при дозировке 0,001—0,003 %, но и на пшеничную муку второго сорта в дозировке 0,003—0,005 % к массе муки. На мельнице в муку вносят добавку с дозировкой 0,0005—0,003 % на 100 кг муки. Очень мягкая клейковина или мука для определенного применения (преимущественно для глубоко замороженных тестовых заготовок и изделий) требует более высокой дозировки дегидроаскорбиновой кислоты — от 0,006 до 0,01 %.
При оптимальной дозировке улучшителя, массовая доля которого зависит от сорта и хлебопекарных свойств муки, сила муки повышается на 30—40 %, 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 не оказывает ингибирующего действия на протеолиз белковых веществ муки, полученной из зерна, поврежденного клопом-черепашкой. Эффект достигается при введении 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 введении 0,02 % аскорбиновой кислоты и 0,08 % персульфата аммония 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 вводят вместе с дрожжевой суспензией или раствором соли. Продолжительность расстойки тестовой заготовки увеличивается. Дозировка аскорбиновой кислоты в тесто составляет 0,005—0,01 % (5—10 г/100 кг муки). При применении аскорбиновой кислоты в качестве улучшителя витаминизации хлебобулочных изделий не происходит, так как она почти полностью разрушается.
Персульфат аммония (Е517). Персульфат аммония [(NH4)2S2O8] действует как окислитель, способный улучшать реологические свойства теста, и интенсифицирует жизнедеятельность бродильной микрофлоры, ускоряя в нем процесс газообразования.
Персульфат аммония вносят в дозировке 0,08 % к массе муки и тесте, при этом увеличивается объем хлеба, улучшается степень разрыхленности мякиша и формоустойчивость подовых изделий. При введении этой добавки в комплексе с аскорбиновой кислотой наблюдается резко выраженный синергизм по отношению к полуфабрикату. Механизм этого действия заключается, вероятно, в том, что персульфат аммония быстро окисляет аскорбиновую кислоту в дегидроаскорбиновую.
Азодикарбонамид (Е927а). Азодикарбовамид — улучшитель, 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:

Улучшители окислительного действия

Он является активным окислителем, образующим при восстановлении гидразодикарбонамид:
Улучшители окислительного действия

Азодикарбонамид — порошкообразное вещество в смеси с крахмалом. В количестве 0,0002—0,0045 % к массе муки в тесте он укрепляет структуру полуфабриката и повышает 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. Дозировка азодикарбонамида аналогична дозировке аскорбиновой кислоты. Азодикарбонамид, как и аскорбиновая кислота, практически не влияет на цвет муки. Он положительно влияет на созревание муки, структурно-механические свойства теста, интенсифицирует процессы брожения и улучшает показатели качества хлеба (объем, пористость, формоудерживающая способность подовых изделий).
Доказательством присутствия азодикарбонамида является высвобождение газа. Обычно его используют в виде 23%-ной смеси с сульфатом кальция (Е516), который также является удучшителем муки и хлеба.
Пероксид кальция (Е930). Рекомендован для улучшения хлебопекарных свойств муки со слабой клейковиной. Дозировка этого препарата зависит как от сорта муки, так и от ее качества. Наибольшее увеличение объема хлеба из пшеничной муки высшего сорта достигается при введении 0,0025—0,0005 % CaO2 к массе муки в тесте; для муки второго сорта — 0,02—0,03; первого сорта — 0,005—0,02 %. При производстве подовых сортов хлебобулочных изделий этот улучшитель рекомендуется добавлять в тесто, а не в опару.
При введении пероксида кальция (CaO2) значительно (на 0,5—1,5 %) повышается водопоглотительная способность муки, 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 таким образом 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 (Е1102). 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, с одной стороны, глюкозу в глюконовую кислоту, а с другой стороны, превращает воду в пероксид водорода. Этот окислитель воздействует на сульфгидрильные группы клейковины, в результате чего образуются дисульфидные связи, укрепляющие ее. Ограничивающим фактором при этом является наличие свободного кислорода. Наряду с другими химическими реакциями, протекающими с помощью кислорода, он необходим дрожжам в начале процесса собственного брожения, так как поначалу они дышит и только потом бродят. Как следствие этого только на поверхности теста возникают хорошие условия для глюкозооксидазы, потому что именно здесь постоянно присутствует достаточное количество кислорода. При обработке теста подобные благоприятные условия можно создать только искусственным путем с помощью, например, повышения давления или добавляя кислород (Е948). Дозировка глюкозооксидазных ферментных препаратов лежит в пределах 0,01—0,05 г/100 кг муки (что примерно соответствует 1500—7500 единицам активности фермента), но она очень сильно зависит от процесса производства и конкретного продукта.
Пероксид бензоила (Е928). Пероксид бензоила обладает эффективным окисляющим и отбеливающим действием. Он имеет следующую структурную формулу:
Улучшители окислительного действия

В Европе в настоящее время его используют в основном к муке, идущей на экспорт. Помимо отбеливающего эффекта он оказывает укрепляющее действие на структуру клейковины, чего нельзя сказать о других улучтителях. Дозировка чистого пероксида бензоила лежит в пределах 0,005 —0,01 % к массе муки. Обычно пероксид бензоила используют в виде раствора примерно 30%-ной концентрации с соответствующим пересчетом его дозировки. Эффект пероксида бензоила проявляется в обработанной муке через 24—72 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.
Ферментативно-активная соевая мука. В Европе в настоящее время для отбеливания мякиша повсеместно используют только ферментативно-активную муку из сои или конских бобов. Дозировка этих продуктов ограничена из-за значительной активности фермента уреазы, который способствует образованию продуктов гидролиза с горьким привкусом. Поэтому дозировка соевой муки не превышает 2,5%, а муки из конских бобов — не более 2%. Фермент липоксигеназа, содержащийся в соевой муке, оказывает окисляющее воздействие на протеин клейковины. Во время окисления липидов липоксигеназой возникают пероксиды, связывающие сульфгидрильные группы. Это укрепляющее клейковину воздействие соевой муки, однако, малоэффективно, гораздо важнее ее осветляющий эффект,
Кроме вышеупомянутых добавок в разных странах Европы применяют также другие улучшители окислительного действия. Так, в Европе известный сильный окислитель — бромат калия (KBrO3) — допущен к использованию только в муку, предназначенную для экспорта,
В России применение бромата калия в качестве улучшителя запрещено органами здравоохранения. Он вреден для здоровья и опасен в использовании.
Иодат калия (KJO3), как и бромат калия, не включен в список пищевых добавок, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов.
Окисленный крахмал (EI404). В отличие от нативных растительных крахмалов — пищевых продуктов — модифицированные крахмалы относятся к пищевым добавкам,
Состав и свойства окисленных крахмалов определяются выбором окислителей, в качестве которых могут использоваться H2O2, KMnO4, HClO3, KJO4 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:
Улучшители окислительного действия

Крахмал окисленный для хлебопекарной промышленности — эффективный улучшитель, который получают путем окисления кукурузного крахмала и используют при выработке хлебобулочных изделий из пшеничной муки, сушек, баранок и бубликов.
Применение модифицированных крахмалов разных марок (А, Б, В) 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.
Модифицированный крахмал целесообразно использовать при переработке муки с повышенной автолитической активностью. Сушки и баранки получаются более румяными и хрупкими, улучшается намокаемость.
Окисленный крахмал марки «А» в виде водной суспензии или заварки вводят только в опару, марки «В» — в опару или тесто. Суспензию готовят в деже тестомесильной машины или в другой емкости, с мешалкой в соотношении крахмала и воды или крахмала и дрожжевого молока 1:10.
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.