Дефекты хлеба, вызванные качеством муки

13.09.2015

К дефектам хлеба, вызванным качеством муки, можно отнести:
1) посторонний хлебу запах,
2) хруст хлеба на зубах, обусловленный наличием песка в муке,
3) горький полынный вкус,
4) бледную окраску поверхности корки вследствие недостаточной сахарообразующей и газообразующей способности муки,
5) липкость и как бы сыропеклость мякиша (если мука смолота из проросшего или морозобойного зерна),
6) расплывчатость подового хлеба, пониженные объем, пористость и эластичность мякиша при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой, на муке свежесмолотой или на муке слабой вследствие неполноценности белкового комплекса пшеницы, из которой эта мука смолота.
Как показали опыты Кретовича, Ралль и Трисвятского, горькополынный вкус и запах могут быть в той или иной степени удалены в процессе подготовки зерна к размолу и во время размола.
На хлебозаводе или пекарне вкус и запах горькополынной муки улучшены быть не могут.
Хруст и ненормальные, посторонние хлебу, запах и вкус могут быть только при недосмотре работников лаборатории, допустивших пуск в производство муки, вызывающей эти дефекты хлеба.
Из дефектов хлеба, обусловливаемых свойствами муки, практически наибольшее значение имеют дефекты, вызываемые повреждением зерна клопом-черепашкой, прорастанием и морозобойности зерна.

Клопы-черепашки относятся к числу хоботных насекомых. Из клопов-черепашек, встречающихся в России, наиболее вредны (см. рис. 122) следующие виды: 1) вредная черепашка, 2) маврский клоп, 3) остроголовая черепашка.
Длина клопов-черепашек колеблется в пределах 8—12 мм. Клопы-черепашки прокалывают растение в разных его местах хоботком, длина которого достигает 6 мм, и через образовавшееся отверстие высасывают соки растений. По мере развития растения клоп-черепашка поражает стебли, листья, ножки колосков, наконец, зерно.

В зависимости от степени зрелости зерна уколы черепашки вызывают в нем различные изменения. Если зерна повреждены в ранних стадиях созревания, они как бы сморщиваются, ссыхаются и остаются щуплыми и незаполненными. На поверхности такого зерна при внимательном его осмотре легко обнаружить одно или несколько пятнышек-точек, окруженных кольцом, окрашенным темнее, чем остальная поверхность зерна. Эти точки являются как бы зажившими ранками, образовавшимися в результате прокола поверхности зерна хоботком клопа-черепашки. Диаметр отверстия этого прокола равен 0,05—0,1 мм.
Зерна, пораженные клопом-черепашкой в период конечной спелости, почти не изменяются по форме и внешнему виду. Заметно лишь небольшое изменение окраски поверхности зерна вокруг точки — следа укола. Однако хлебопекарные свойства зерна резко ухудшаются и в этом последнем случае.
Мука из поврежденного клопом-черепашкой зерна дает тесто, очень быстро разжижающееся и сильно расплывающееся в расстойке. Клейковину из такой муки при сильном поражении зерна вообще невозможно отмыть. При более слабом поражении зерна клейковина отмывается, но ее физические свойства очень скоро ухудшаются в процессе отлежки, клейковина превращается в сметанообразную, мажущуюся липкую и тянущуюся нитями массу.
Чем сильнее поражено зерно клопом-черепашкой, тем скорее ухудшаются физические свойства теста и клейковины.
Это положение может быть иллюстрировано цифрами из нашей работы, приведенными в табл. 90.

Данные этой таблицы характеризуют физические свойства теста и клейковины и отношение высоты к диаметру (h:d) подовых хлебцов из сильной муки (№ 114), из муки и частей зерна, пораженных клопом-черепашкой (№ 255), и из смесей этих двух образцов муки.
Хлеб из муки, приготовленной из зерна, пораженного клопом-черепашкой, получается расплывшийся, пониженного объема и пористости. Верхняя корка такого хлеба временами бывает покрыта мелкими неглубокими трещинами. Показатели физических свойств клейковины и теста и качества хлеба говорят о том, что мука из зерна, пораженного клопом-черепашкой, обладает всеми типичными признаками слабой муки.
Природа и характер изменений хлебопекарного качества муки из зерна, пораженного клопом-черепашкой, были за последние годы объектом внимания многих исследователей. Из числа исследований советских авторов нельзя не упомянуть работ Козьминой и Маркина, Благовещенского и Соседова, Лозы, Кретович и Токаревой, Опарина, Благовещенского, Алякринской, Горбачевской и Скловской, Ауэрман, Бранопольской, Проскурякова и Бундель, Опарина и Онищенко, Проскурякова, Бундель и Зезюлинского, Теумина и Зибеля, Кретовича и его сотрудников и других.
К сожалению, несмотря на большое число исследований, направленных к выявлению характера и природы действия, оказываемого поврежденным зерном на качество хлеба, в этот вопрос еще не внесено полной ясности.
Очевидным и неоспоримым является лишь то, что применение поврежденного клопом-черепашкой зерна приводит к ухудшению белково-протенназного комплекса муки, к ухудшению- качества клейковины и физических свойств теста и в результате — к расплываемости хлеба и другим его дефектам.
Вопрос о том, от какого же из слагаемых белково-протеиназного комплекса — состояния ли и свойств белкового вещества пли количества и активности фермента — зависит ухудшение физических свойств клейковины или теста, пока еше не разрешен.
Авторы ряда работ — Козьмина и Маркин, Благовещенский и Соседов, Кретович и Токарева и другие — считают основной причиной дефектности зерна, пораженного клопом-черепашкой, наличие в нем чрезвычайно активных, дезаггрегирующих клейковину протеолитических ферментов.
Опарин, Проскуряков и Бундель, Опарин и Онищенко и другие авторы исходят из представления, что наиболее характерным для муки из зерна, пораженного клопом-черепашкой, является повышенная атакуемость белковых веществ муки, которая не отличается «ни повышенным содержанием активаторов, ни высокой активностью, переходящих в водную вытяжку, протеаз» (Опарин и Онищенко). Нам представляется, что не только повышенная атакуемость белковых веществ, но и повышенная их протеолитнческая активность повинны в эффекте поражения зерна клопом-черепашкой. Без допущения значительной роли протеолитических ферментов трудно найти убедительное объяснение тому, что добавление всего лишь 2—5% зерна (или муки), поврежденного клопом-черепашкой, к нормальному зерну резко ухудшает белково-протеиназный комплекс всей массы муки из этого зерна.

Протеиназы зерна, пораженного клопом-черепашкой, по данным Кретович и Токаревой, имеют активность в зависимости от pH среды (рис. 123,I) в зоне. pH, обычной для пшеничного теста (pH=4,5—6,0), кислотность среды снижает активность про-теиназ, пораженного клопом-черепашкой зерна.
Влияние температуры на активность протеиназы зерна, пораженного клопом-черепашкой, схематически показано на рис. 123, II. Понижение температуры в пределах практически применяемой при приготовлении теста (25—35°) влечёт за собой заметное снижение активности протеиназ пораженного зерна.
В части химических изменений, связанных с белково-протеиназным комплексом зерна, пораженного клопом-черепашкой, следует отметить некоторое понижение содержания общего азота, резкое повышение доли воднорастворимого азота и значительное повышение доли глиадина и азота глиадина.
B отдельных работах имеются указания на увеличение свободного тирозина. Имеются также указания на увеличение диастатической активности и титруемой кислотности.
Несколькими работами была установлена локальность (ограниченность) повреждения зерна, охватывающего только часть зерна, непосредственно прилегающую к зоне прокола клопом-черепашкой. Чем старше стадия созревания зерна, в которую произошло его повреждение клопом-черепашкой, тем более четко ограничена поврежденная часть зерна. Остальная часть зерна совершенно нормальна как по структуре и внешнему виду, так и по состоянию белково-протеиназного комплекса.
Исходя из этого, можно легко объяснить тот общеизвестный факт, что при размоле зерна, пораженного клопом-черепашкой, на муку разных выходов и сортов, дефективность протеиназно-белкового комплекса муки меньшего выхода (муки первых сортов) выражена значительно слабее, чем у муки большего выхода (мука низших сортов).
Диагностика зерна и муки из зерна, пораженного клопом-черепашкой. При качественной характеристике зерна пшеницы, поврежденной клопом-черепашкой, еще несколько лет назад исходили из процента зерен, поврежденных клопом-черепашкой, имеющих следы прокола. Однако и практический и экспериментально-исследовательский опыт последних лет показал всю необоснованность и неверность такого упрощенного подхода.
Было установлено, что степень повреждения зерна клопом-черепашкой зависит:
1) от стадии созревания, на которой зерно повреждено: чем в более поздней стадии созревания повреждено зерно, тем меньше ухудшается его качество,
2) от типа, сорта и качества пшеницы, повреждаемой клопом-черепашкой/ Одни сорта (например, Саррубра) очень стойки к повреждению клопом-черепашкой, другие (например Гостианум) значительно менее стойки.
Нельзя, наконец, игнорировать и факты, установленные Гривановым, нашедшим, что личинки пшеничного трипса вызывают образование на проколотой поверхности пшеничного зерна такие же светлые пятна с темной точкой в центре, которые характерны для зерна, поврежденного вредной черепашкой. Однако укол зерна пшеницы личинкой трипса абсолютно безвреден для его хлебопекарных свойств. Исходя из этого, процент зерен, имеющих внешние признаки укола зерна клопом-черепашкой, ни в какой мере нельзя считать показателем степени действительного повреждения зерна в отношении его хлебопекарных свойств.
Значительно более обоснованы способы диагностики степени повреждения зерна клопом-черепашкой по биохимическим и физическим показателям, связанным с белково-протеиназным комплексом зерна и муки.
Из методов этой группы можно указать на диагностику:
1) по протеолитической активности солодовых вытяжек из исследуемого зерна или муки,
2) по атакуемости белков зерна и муки,
3) по продуктам протеолиза (главным образом тирозину), определяемым в зерне или муке,
4) по физическим свойствам теста.
5) по физическим свойствам клейковины и
6) по качеству хлеба, получаемого в результате пробной выпечки.
В производственных лабораториях хлебозаводов практическое применение найдут, очевидно, простейшие методы диагностики, основанные на определении физических свойств теста и клейковины, наряду с проведением пробных выпечек.
Режим технологического процесса при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Как указывалось выше, дефектность хлеба из муки, поврежденной клопом-черепашкой, обусловливается протеиназно-белковым комплексом муки. Из этого вытекает, что наилучший хлеб из такой муки можно получить, применяя режим технологического процесса, способствующий инактивированию или хотя бы замедлению протеолиза и укреплению белковых веществ муки.
Какие факторы можно и нужно использовать для этой цели?
Повышение кислотности теста способно резко затормозить протеолиз и улучшить физические свойства клейковины и теста.
Это положение обосновывается результатами работы Кретовича и Токаревой (см. рис. 323, I), проведенной на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой, и может быть подтверждено результатами более ранней работы Козьминой и др., изучавших изменения свойств теста из муки разной силы, происходящие в тесте под влиянием его кислотности.
Чтобы повысить кислотность теста, надо или приготовлять его на жидких дрожжах, или применять часть старой опары или теста в качестве закваски, или добавлять молочную кислоту. Может этому способствовать и применение сброженных заварок. Кислотность пшеничного теста повышается, если его приготовлять на специальных молочнокислых заквасках.
Повышение количества соли в тесте, улучшая физическое состояние клейковины, в известной мере улучшает и качество хлеба из зерна, пораженного клопом-черепашкой.

В табл. 91 мы приводим результаты выпечки хлеба из муки, смолотой из пораженного зерна, без соли и с добавлением 1,5 и 1,8% соли.
Применение сернокислого натрия, как показала работа Института биохимии Академии наук Erhfbys, может также тормозить протеолиз в тесте из муки, смолотой из зерна, пораженного клопом-черепашкой.
В табл. 92 показаны результаты проведенных в нашей лаборатории выпечек из пораженной муки с добавлением 0; 0,1; 0,2 и 0,5 сернокислого натрия.

Результаты этих выпечек свидетельствуют о том, что добавление сернокислого натрия в количестве 0,2—0,5% от веса муки существенно улучшает качество хлеба из пораженного клопом-черепашкой зерна.
Применение окислительно действующих добавок должно, казалось бы, улучшить качество хлеба из такой муки. Однако мнения авторов исследовательских работ в этом вопросе расходятся. Одни авторы (Кретович и Токарева, Резниченко и Козьмина и др.) считают, что дезаггрегирующий протеолитический фермент зерна, пораженного клопом-черепашкой, не инактивируется действием окислителей.
Другие авторы (Благовещенский, Юртенсон и др.) считают, что окислители, в особенности в присутствии молочной кислоты, могут не только инактивировать протеолиз в тесте из зерна, пораженного клопом-черепашкой, но и изменять действие протеиназ в сторону синтеза. Опыты, проведенные под нашим руководством дипломанткой А. Татур в 1939 г., показали, что окислительные добавки, особенно в сочетании с молочной кислотой, могут бесспорно способствовать улучшению теста при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой.
В табл. 93 приведены результаты одной серии выпечек, проведенных в нашей лаборатории А. Татур, подтверждающие значительную эффективность добавок окислительного действия.

Это совпадает и с результатами работы Лозы, а также Опарина и Онищенко, рекомендовавших броматирование дрожжей, особенно существенное при работе с мукой из пораженного зерна.
Длительность брожения и расстойки теста также имеет большое значение при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Чем короче процесс брожения теста, тем меньше длительность протеолиза и тем меньше ухудшаются физические свойства теста. Чем меньше время расстойки, тем менее расплывчатым получится подовой хлеб.
Температурный фактор может также быть эффективным средством по улучшению качества хлеба из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Рекомендуется применять специальную тепловую обработку зерна и муки — пропаривание зерна, гидротермическую обработку зерна и прогрев муки. Наряду с этим эффективным может быть и соответствующий температурный режим приготовления теста.
Возможно здесь использование и пониженных и повышенных температур теста. Пониженная температура теста, как было указано, тормозит действие протеиназ теста. Повышенная температура, рекомендуемая, например, в виде гидротермической обработки муки H.Н. Журавлевым, приводит, очевидно, к частичной термической денатурации белков и к большему накоплению кислотности в тесте.
Применение заварок, связанное с тепловой обработкой части муки, обусловливающее повышенное содержание сахаров в тесте, также может в некоторой мере влиять улучшающе на качество хлеба из такой муки.
Таковы основные факторы, которые могут быть использованы при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой, и которые в тех или иных сочетаниях рекомендуются в работах отдельных авторов. Поэтому при приготовлении теста из муки, смолотой из зерна, пораженного клопом-черепашкой, следует: 1) вести тесто по возможности ускоренным способом — с тем, чтобы тесто (клейковина) в процессе брожения не успело в полной мере подвергнуться разрушающему действию протеиназ; 2) поддерживать в тесте максимальную кислотность, для чего ставить тесто на жидких дрожжах, на специальных культурах молочнокислых бактерий или добавлять часть старого спелого теста; 3) применять заварку или обработку части муки водой с температурой 60—80°; 4) месить тесто несколько более «крепким» по консистенции по сравнению с тестом из обычной муки; 5) несколько сокращать расстойку; 6) производить выпечку хлеба при несколько повышенной температуре пекарной камеры.
Если на предприятии имеется также и сильная мука, то муку из зерна, пораженного клопом-черепашкой, следует употреблять в валке с сильной мукой.
Если на предприятии имеется бромат калия, то при работе на муке из зерна, пораженного клопом-черепашкой, целесообразно применять его в количестве 0,001—0,004% от веса муки, добавляя при этом молочную кислоту (в количестве 0,2%) или повышая кислотность теста указанными выше способами.

Пшеничный хлеб, выпеченный из муки, смолотой из пшеницы с заметным количеством проросшего зерна, отличается следующими характерными признаками: 1) корка этого хлеба имеет характерную красноватую окраску, напоминая этим хлеб с большим процентом сахара или же хлеб из теста, приготовленного с применением заварки; 2) мякиш хлеба сыроват наощупь, заминается и липнет; если зерно было сильно проросшим, мякиш иногда почти тянется в виде нитей.
Причиной этих явлений, как уже было указано выше, является фермент α-амилаза, накапливающийся в зерне в процессе его прорастания и образующий из крахмала декстрины, которые и придают мякишу хлеба из проросшего зерна характерную для него липкость.
Выше мы уже отмечали, что во всяком зерне имеется более чем достаточное количество фермента β-амилазы, способного очень быстро переводить декстрины в солодовый сахар. Отмечали мы также, что α-амилаза имеет более высокий температурный и более низкий кислотный оптимумы. Из этого следует, что α-амилаза более стойка к повышению температуры, чем β-амилаза, оставаясь в то же время менее стойкой к кислотности. При повышении кислотности температурный оптимум α-амилазы заметно снижается.
Все сказанное выше позволяет объяснить накопление декстринов в хлебе из проросшего зерна тем, что в процессе выпечки наступает момент, когда хлеб прогреется до температуры, при которой β-амилаза резко замедляет, а затем и прекращает свою деятельность, в то время как α-амилаза, находясь в зоне температурного оптимума, продолжает образовывать из крахмала декстрины, которые уже нечем переводить в солодовый сахар.
Путь борьбы с этим явлением—повышение кислотности теста, вредное для α-амилазы и благоприятное для β-амилазы. Повышением кислотности достигается как вообще понижение активности α-амилазы, так и уменьшение промежутка температур во времени, в пределах которого после выхода из строя β-амилазы α-амилаза продолжает продуцировать декстрины.
Поэтому самым верным способом предотвращения или, во всяком случае, уменьшения дефектности хлеба, изготовляемого из проросшего зерна, является повышение кислотности теста. При работе, например, на жидких дрожжах, дающих обычно несколько более кислый хлеб, пророслость зерна сказывается на качестве хлеба меньше, чем при работе на прессованных дрожжах. Иногда при работе на муке из проросшего зерна в тесто добавляют старое тесто, старую опару или даже небольшое количество пищевой молочной кислоты (0,1—0,2% от веса муки).
Хлебопекарное качество проросшего зерна ржи может быть улучшено также и термической обработкой его. Улучшает несколько качество хлеба в этом случае также и выпечка его более мелкими штуками.

В некоторых северных и северо-восточных районах России в результате повреждения пшеницы морозом еще на корню получается иногда щуплое, слегка морщинистое зерно. Хлеб из такого зерна отличается специфическим солоделым вкусом и плотным, темным по цвету, заминающимся, слегка липковатым мякишем.
Изменения в составе и свойствах морозобойного зерна изучались советскими исследователями — Лозой и Мищенко, Козьминой и Романовой, Чистовым и Кретовичем и Токаревой. Этими работами установлено, что мука из морозобойного зерна характерна повышенной кислотностью, повышенной сахарообразующей и особенно декстринообразующей способностью, повышенной протеолитической активностью, несколько большим содержанием общего азота и увеличенным количеством воднорастворимого азота, пониженным содержанием клейковины при пониженной связности и растяжимости ее.
При работе на муке из морозобойного зерна следует применять примерно тот же технологический режим, что и при работе на муке из проросшего зерна. Основным мероприятием должно быть повышение кислотности теста, снижающее декстринирующий эффект α-амилазы. Для достижения этого тесто следует готовить или на жидких дрожжах, добавляя часть спелого теста прошлого приготовления, или на специальных молочнокислых заквасках.
При работе на «несозревшей» муке и муке с недостаточной газообразующей способностью необходимо при составлении валки смешивать такие партии муки, в которых недостатки одних сортов перекрывались бы достоинствами других. Кроме того, при работе на несозревшей муке можно применять окислительные улучшители, форсирующие процесс созревания муки.
При выпечке хлеба из муки с недостаточной газообразующей способностью следует прибавлять к тесту заварку или сахар, или соответствующие солодовые препараты, или, наконец, даже некоторый процент муки из проросшего зерна.