Содержание и активность ферментов в потоках муки

11.05.2015

Все химические реакции в клетке протекают с непременным участием ферментов, выполняющих роль биологических катализаторов и регуляторов сложных превращений органических соединений.
Ферменты муки отличаются от любых иных катализаторов, известных в химии. Их активность зависит от влажности и температуры среды. Наиболее важные ферменты, позволяющие оценивать качество зерна и муки,— амилолитические и протеолитические. Каждый из них воздействует избирательно только на определенные вещества или группы веществ. Так, амилолитические ферменты (альфа- и бета-амилазы) расщепляют крахмал, при этом фермент альфа-амилаза, или декстриногенамилаза, обладает в основном декстринирующей, а бета-амилаза, или сахарогенамилаза, — осахаривающей функцией.
Как известно, альфа-амилаза термостабильнее, чем бета-амилаза, но скорее теряет свою активность при повышении кислотности среды. Под действием бета-амилазы из крахмала образуется в основном сахар мальтоза и немного декстринов, а альфа-амилаза образует главным образом декстрины и мало мальтозы. Однако ни альфа-, ни бета-амилаза не могут каждая в отдельности полностью гидролизовать крахмал. Только их совместное участие оказывает па него (крахмал) разжижающее, декстринирующее и осахаривающее действие.
Альфа-амилаза накапливается преимущественно в проросшем, захваченном морозом и в несозревшем зерне пшеницы. Высокая активность этого фермента в зерне служит причиной накопления в мякише хлеба при выпечке большого количества декстринов, в результате чего хлеб выпекается с сырым и липким мякишем.
Активность этих ферментов в зерне и муке, а также атакуемость крахмала, характеризуемая показателем сахарообразующей способности (Soc), проявляется лишь в тесте. Величина сахарообразующей способности зерна пшеницы колеблется в интервале 140—208 (мг мальтозы на 10 г сухого вещества продукта).
По данным Н.И. Соседова, амилазы неодинаково активны в анатомических частях зерна пшеницы. Наибольшая сахарообразующая способность проявляется в зародыше (983), меньшая — в алейроновом слое и оболочках (493) и наименьшая в эндосперме (286).

Содержание и активность ферментов в потоках муки

В зависимости от того, какие структурные части зерна попадают в потоки муки, определяется их сахарообразующая способность. В наших опытах мука, извлеченная в крупообразующей операции, имела значение Soc=115—120, на шлифовочных системах Soc=120—140; в первой операции размольного процесса Sос= 175—230; во второй операции Sос=190—245, в муке со сходовых систем Sос=180—200. В вымольных системах в связи с преобладанием в муке частиц зародыша, алейронового слоя и оболочек, величина сахарообразующей способности возросла до 260—300 мг мальтозы на 10 г сухого вещества муки.
Излишнее перетирание продукта в процессе измельчения и усиленное давление в рабочей зоне валков способствует более высокому нагреванию его, что крайне отрицательно влияет на менее термостойкую бета-амилазу в муке, извлеченной на вымольных системах. Это в большей мере проявляется при механическом, чем при пневматическом транспортировании продуктов. Величина Soc зависит также от видов деформаций, обусловливающих степень повреждения крахмальных зерен, и длительности теплового воздействия на продукт, вызванного протяженностью технологического процесса.
Протеолитическую активность (Пa) определяли по приросту содержания водорастворимого азота в водомучных болтушках за 4 ч настаивания при 40°С и выражали в 7о к общему содержанию азота. Величина Gа зерна пшеницы находилась в пределах 3,15—4,27; она подчиняется в распределении той же закономерности, что и Soc. Максимальное значение Gа имеет зародыш и алейроновый слой, а минимальное — эндосперм. Это обусловливает распределение Па в муке в зависимости от химического и структурного состава исходного продукта.
Установлено, что частицы зародыша, характеризуемые высоким содержанием глютатиона, попадая в муку, активируют протеолитические ферменты, которые усиливают воздействие на клейковинные белки и тем самым вызывают их ослабление.
Рассмотрение природы действия ферментов объясняет следующее интересное для технолога явление: чем меньше протяженность технологического процесса, во время которого градиент тепла действует на обрабатываемый продукт, тем более высокую температуру при измельчении продукта может выдержать фермент.
Привлекая показатель ферментативной активности для оценки зерна и продуктов его переработки, мы получаем возможность выбирать на мукомольных заводах машины с такими принципами рабочих процессов, которые обеспечивали бы рациональное и эффективное построение технологии сопряженных простых процессов сортового помола зерна пшеницы.