Газообразующая способность муки

12.09.2015

Как указано выше, под газообразующей способностью муки понимают способность муки выделять при брожении теста (замешенного из исследуемой муки, воды и определенного количества дрожжей) углекислый газ.
Можно, например, условиться считать показателем газообразующей способности муки количество углекислого газа (в миллилитрах), выделившегося за 5 час. брожения теста, приготовлен кого из 100 г муки, 10 г дрожжей и 60 мл воды при 30°.

Факторы, обусловливающие газообразующую способность муки

В процессе спиртового брожения, вызываемого в тесте дрожжами, под действием зимазного комплекса дрожжей происходит разложение молекулы гексозы на две молекулы углекислого газа и спирта по следующей формуле:
C6H12O6 = 2С2Н6ОН - 2СО2.

Эта формула, определенная еще в 1815 г., не отражая достаточно сложного пути превращения гектозы в спирт и углекислый газ, дает, однако, правильную картину количественного соотношения и природы исходного и конечных продуктов процесса спиртового брожения. Зимаза дрожжей, или, точнее говоря, зимазный комплекс ферментов дрожжей, имеет температурный оптимум, лежащий в пределах 28—30°. Исходя из этого, определение газообразующей способности ведут обычно при 30°.
Дрожжевая клетка, обладая зимазным комплексом, содержит в достаточной мере активную мальтазу, расщепляющую молекулу мальтозы на две молекулы d-глюкозы, а также сахаразу, расщепляющую молекулу сахарозы на молекулу d-глюкозы и молекулу d-фруктозы,
Поэтому при достаточном количестве дрожжей в тесте интенсивность процесса его брожения, а следовательно и газообразования, определяется количеством в тесте сбраживаемых сахаров (глюкозы, фруктозы, мальтозы и сахарозы).
Количество сбраживаемых сахаров в тесте зависит: 1) от количества в муке ее «собственных» сахаров, перешедших в муку из зерна и содержащихся в муке еще до замеса теста, и 2) от сахарообразующей способности муки, т. е. способности ее образовывать в тесте мальтозу в результате действия амилаз на крахмал муки.
Собственные сахара муки

Рядом исследований было установлено, что в зерне пшеницы и в пшеничной муке содержится очень незначительное количество непосредственно восстанавливающих сахаров (глюкозы, фруктозы и мальтозы), колеблющееся в пределах от 0,1 до 0,37%.
Количество сахарозы в зерне и муке значительно больше и колеблется в пределах от 0,89 до 3,67 %.
Следует, однако, отметить, что в пшеничной муке количество сахарозы ниже, чем в зерне (по данным Островского и лаборатории Биохимического института Академии наук на московском хлебозаводе им. И.В. Сталина — менее 2,1%). Это объясняется разным содержанием сахарозы в различных частях зерна пшеницы. Так, например, по данным Кретовича из общего количества сахарозы, содержащейся в образце исследованного зерна, в его зародыше находилось 34,4%, в периферических слоях зерна — 36.8%, а в центральной части зерна — всего лишь 29,8% сахарозы.
Поэтому совершенно естественно, что чем ниже выход муки, тем меньше в ней периферических частичек и частичек зародыша и тем меньше количество содержащейся в ней сахарозы.
Таким образом можно считать, что в пшеничной муке в зависимости от ее свойств и выхода общее количество сбраживаемых сахаров будет колебаться в пределах 1—2,5%, причем доля редуцирующих сахаров в этих цифрах очень невелика (в среднем около 0,25 %).
Сахарообразующая способность муки

Сахарообразующая способность муки — способность образовывать в тесте то или иное количество мальтозы — обусловливается действием амилолитических ферментов муки на ее крахмал и зависит от количества и соотношения в муке α-амилазы и β-амилазы, а также от размеров, характера и состояния частичек крахмала муки.
Альфа-амилаза зерна и муки, иначе называемая декстриногенамилазой, превращает крахмал в основном в декстрины и в меньшей мере — в мальтозу.
Температурный оптимум декстринирующего действия α-амилазы лежит в пределах 60—70°; инактивирование α-амилазы происходит лишь при нагревании ее до 85°; чем выше кислотность среды, тем ниже смещаются эти температуры.
Альфа-амилаза резко замедляет свое действие по мере увеличения кислотности среды.
Оптимум pH для α-амилазы лежит в пределах 5,65—5,85.
В муке из нормального, непроросшего зерна пшеницы α-амилаза или совсем не содержится или содержится практически в ничтожном количестве. По мере прорастания зерна количество ее резко возрастает.
Бета-амилаза зерна и муки, иначе называемая сахарогенамилазой, действуя на крахмал, образует в основном мальтозу и в значительно меньшей мере декстрины.
Температурный оптимум β-амилазы значительно ниже и лежит в пределах 49—54°. Инактивируется β-амилаза при 70°. Оптимум pH для β-амилазы лежит, по Клинкенбергу, в пределах 4,55—5,15.
Количество β-амилазы как в проросшем, так и в непроросшем зерне пшеницы велико и достаточно для того, чтобы результат действия β-амилазы в муке определялся не ее количеством, а размерами и состоянием крахмальных частичек. Несколькими исследованиями, в частности работами Глазунова, установлена прямая зависимость эффекта действия β-амилазы от рода и состояния крахмального субстрата.
Так, например, при действии β-амилазы в сравнимых условиях на разные субстраты были получены следующие количества мальтозы (табл. 8).
Газообразующая способность муки

Интенсивность действия β-амилазы (табл. 8) на декстрины более чем в триста раз превышает интенсивность действия ее на зерна пшеничного крахмала.
Действие β-амилазы на фракции пшеничного крахмала, различные по величине зерен, иллюстрируются данными табл. 9.
Сахарообразующая способность муки из нормального, непроросшего зерна, в котором имеется избыточное количество β-амилазы, в основном определяется крупнотой и состоянием частичек муки и крахмала. Чем мельче размолота мука, чем мельче крахмальные зерна муки, чем больше поврежденных и раздробленных при размоле зерен крахмала, тем больше сахарообразующая способность муки.
Роль механически поврежденных зерен крахмала в сахарообразущей способности его позднее изучалась отдельными исследователями, установившими, что размер частичек муки (или промежуточных продуктов размола) в ряде случаев является фактором, менее влияющим на сахарообразующую способность муки, нежели количество поврежденных и характер повреждения крахмальных зерен. Исключительный интерес представляет специфический характер повреждения зерен крахмала при размоле зерна на мельнице и прямая зависимость между количеством этих специфическим образом поврежденных крахмальных зерен и сахарообразующей способностью муки.
При размоле зерна проросшего или с примесью проросшего сахарообразующая способность муки резко возрастает вследствие значительного содержания в проросшем зерне α-амилазы, которая продуцирует в значительных количествах декстрины, очень легко переводимые β-амилазой в мальтозу.
В нашей лаборатории в 1937 г. были проведены опыты по выявлению влияния добавок препаратов α- и β-амилазы на газообразующую способность некоторых образцов муки, В табл. 10 приводятся цифры, характеризующие газообразование теста из 100 г муки первого сорта (с диастатической активностью по Рамзей равной 104), 60 мл воды и 3 г дрожжей, при 30° за 8 час. без добавления препаратов и с добавлением 0,1 г препарата α- и β-амилазы.
Газообразующая способность муки

Как видно из табл. 10, после добавления препарата α-амилазы интенсивность газообразования за 8 час. почти удвоилась, в то время как добавление такого же количества препарата β-амилазы практически почти не давало эффекта. Эти цифры, а также график, приведенный на рис. 2, наглядно подтверждают избыток в муке β-амилазы и большой эффект добавления α-амилазы на сахарообразующую и газообразующую способность муки.
Газообразующая способность муки

При оценке роли α-амилазы в технологическом процессе нельзя, однако, забывать, что декстрины, образуемые ею, придают тесту липкость. α-амилаза действует на крахмал по месту его гидрофильных точек, вследствие чего мякиш хлеба из муки со значительным содержанием α-амилазы обладает плохой водоудерживающей способностью и «сыроватостью наощупь».
Сахарообразующая способность муки зависит в известной мере от состояния белковых веществ мук», от их физических свойств и присутствия или отсутствия продуктов их гидролиза. Синевский, Опарин и Курсанов и др. констатировали усиление активности амилаз зерна и солода в результате специфического действия некоторых продуктов гидролитического распада белковых веществ под действием папаина,
В 1937 г. при изучении действия папаина на физические свойства теста мы наблюдали резкое увеличение газообразования при добавлении папаина в тесто.
Объяснить этот факт можно тем, что в результате протеолиза в тесте как бы высвобождаются из белкового «окружения» амилазы и углеводный субстрат для их действия.
Сахарообразующую способность муки принято характеризовать по диастатической активности ее, определяемой по методу Рамзей. Показателем диастатической активности считают количество миллиграммов мальтозы, образовавшейся в водно-мучной болтушке из 10 г муки и 50 мл воды за час ее настаивания при 27°.
Естественно, что при этой методике определяется не диастатическая (амилолитическая) активность муки, не количество и активность ее амилолитических ферментов, а сахарообразующая способность муки, зависящая не только от количества амилазы, но и от размеров и состояния частичек муки и крахмала.