Источники и технология получения высокобелковой муки, ее физико-биохимические свойства

11.05.2015

К. Гесс выдвинул теорию микро- и субмикроструктуры эндосперма пшеницы, позволившую обосновать наличие в его клетках промежуточного и прикрепленного белка. В последующих исследованиях Е. Берлинера, Р. Рютера, Д. Хинтона, С. Джонсона, Спейта, Н. Козьминой и др. были расширены представления о микроскопическом строении муки и ее фракциях, о физико-химических особенностях их. Благодаря этому удалось установить возможность выработки высокобелковой муки.
В муке типа высшего сорта (Zм = 0,35—0,40%), выработанной из низкостекловидного эндосперма, находятся частицы, лишенные клеточной структуры, а в муке из стекловидного эндосперма клетки сохраняются как единое целое, даже при интенсивном разрушении эндосперма в вальцовом станке. В ней содержится 40—60% частиц крахмала и белка. Это количество резко уменьшается (10—30%) в муке из твердой пшеницы. Частицы крахмала с прикрепленным белком составляют соответственно 60—40 и 90—70%. Однако в современных, вальцовых станках при Uб = 6 м/с и даже 10 м/с (что соответствует величинам кинетической энергии, затрачиваемой на удар при воздействии валка, E = m6,48 кГм и E = m18 кГм) не удается отделить белок от крахмала, а измельченную массу, обладающую весьма повышенными молекулярными силами сцепления и неподвижностью, невозможно сепарировать в рассевах на шелковых и синтетических ситах. В связи с этим в технологии производства высокобелковой муки в США, Франции, Англии, ФРГ и других странах стали применять машины ударного действия с ротором, вращающимся со скоростью Vp = 150—180 м/с; для последующего разделения измельченной массы используют пневмоклассификаторы. Муку типа нашего высшего сорта, получаемую на мукомольных заводах, работающих по обычным технологическим процессам, принципы построения которых не отличаются от общепринятых, в результате высокодисперсного тонкого измельчения и пневмоклассификации разделяют на три фракции: с высоким, средним и низким содержанием белка. Соответственно размеры частиц равны 1—50 мкм, 15—50 мкм и выше 50 мкм, а плотность колеблется в пределах 1,32—1,35 г/см3; 1,48—1,50 и 1,40—1,45 г/см3.
По геометрическим размерам частиц значительная часть зерен крахмала и промежуточного белка находится ниже границы просеивания. Способом фракционирования муки получают смесь с содержанием 85—90% белка, при этом мучнистые пшеницы дают в среднем выход промежуточного белка в 3 раза больше, чем стекловидные, что объясняется более прочной связью между белковыми частицами и крахмальными зернами у эндосперма стекловидной и менее — у мучнистой пшеницы.
На зарубежных мукомольных заводах отбирают 5—7% муки с высоким содержанием белка (20—28%) для хлебобулочных изделий и с минимальным (5—10%) — для кондитерских и других отраслей пищевой промышленности.
С.Г. Байбулатова, Н.П. Козьмина и др. из дополнительно измельченной муки при переработке мягкой пшеницы получали промежуточного белка 4,4—6,4%, а из твердой пшеницы — 1,1—3,7%. В исходной же муке высоких сортов белка было лишь 0,4%. В опытах А.Б. Вакара и Е.С. Толчинской удавалось из такой же муки, измельченной в шаровой мельнице, извлекать 3,6—8,1% промежуточного белка, в то время как в исходной муке его содержание колебалось в пределах 0,47—1,02%. По данным К. Гесса, обычная мука содержит 1,0—1,5% свободного белка.
Изучение ультратонких срезов эндосперма зерна пшеницы с высокими и пониженными хлебопекарными свойствами в электронном микроскопе подтвердило мнение А. Б. Вакара, что «плотность упаковки» белка в зерне неодинакового качества различна.
В ходе исследований на мельнице «Новая победа» была доказана возможность получения способом пневматической сепарации определенного количества муки, обогащенной белком, без применения дорогостоящего и высокоэнергоемкого оборудования, используемого для этой цели па зарубежных мукомольных заводах.

Источники и технология получения высокобелковой муки, ее физико-биохимические свойства

Установлено, что высокодиспергированная мука, уносимая в пылеотделители вторичной очистки (около 1,2%), резко отличается от формируемых сортов муки. Содержание белка в ней составляет 20—30 %, а сырой клейковины — 50—60%. Физические свойства ее иллюстрирует глютограмма на рисунке 40. Клейковина очень упругая, рвущаяся, но обладает высокой гидратацией. Мука чрезмерно слипаема и ее невозможно просеивать на ситах, поэтому целесообразно отдельным потоком направлять в качестве улучшителя муки второго сорта, характеризующейся большей сыпучестью и меньшим содержанием клейковины.
Источники и технология получения высокобелковой муки, ее физико-биохимические свойства

Наряду с этим было выявлено, что в обычной муке первого и особенно высшего сорта находятся частицы размером до 40 мкм, содержащие 20—25% белка и более. Эти частицы отличаются от частиц, осаждаемых в циклонах-разгрузителях, большей шероховатостью и сыпучестью. При организации дополнительного подсоса воздуха в нижнюю часть циклона-разгрузителя (рис. 41) выделяется из основного потока контролируемой муки высшего сорта до 1,5% и первого сорта до 1,25% высокобелковой муки (от общего выхода муки). Следовательно, выход такой муки можно устойчиво доводить до 2% от общего выхода обычной муки, причем качество последней не ухудшается. Указанная величина отбора высокобелковой муки главным образом зависит от содержания белка в зерне и исходной муке. Способ отбора высокобелковой муки прямой пневмосепарацией прост и значительно экономичнее зарубежных. В муке содержится сырой клейковины 50—60%, белка 21—25%. Она прекрасна как смесительный компонент в количестве до 10% к обычной пшеничной муке второго сорта: увеличивается газообразующая способность (1800—3200 мл), объемный выход хлеба (с 370 до 420 см3) и снижается его расплываемость (H/D = 0,41), мякиш становится светлее.
Высокобелковая мука ценна и для приготовления бараночных и булочных изделий с повышенными пищевыми достоинствами. В хлебе содержится почти в 2 раза больше белка, в 2,5—3 раза триптофана и лизина и в 3—3,5 раза метионина, чем в хлебе из пшеничной муки.
Организация на всех мукомольных заводах, оборудованных пневматическим транспортом, отбора высокобелковой пшеничной муки отвечает насущной задаче всемерного расширения и увеличения количества питательных веществ путем выработки их искусственно на фабриках и заводах, чтобы создать постоянное изобилие пищи.