Біохімічні та колоїдні процеси у тістовій заготовці під час випікання

   Біохімічні та колоїдні процеси у тістовій заготовці під час випікання
Під час бродіння тіста і вистоювання тістових заготовок глибокої деполімерізації складових борошна не відбувається внаслідок того, що температура бродіння і вистоювання не є оптимальною для дії ферментів. Під час випікання внаслідок прогрівання тістової заготовки змінюється стан біополімерів тіста: крохмалю, білків, пентозанів. Це сприяє їх гідролітичному розкладу, особливо при температурі, оптимальній для дії ферментів.
Bіohіmіchnі that koloїdnі process in tіstovіy zagotovtsі pіd hour vipіkannya
Тривалість прогріву, хв
Рис.1. Зміна гідратаційної здатності білків при нагріванні (температура 100'С)
Процеси у білково-протеїназному комплексі. При нагріванні в інтервалі температур 40-60°С атакуємість білків ферментами наростає. У заготовці збільшується вміст водорозчинних білків. При температурі 50-70 °С відбувається процес теплової денатурації білків, що також сприяє їх ферментативному розкладу.
У процесі денатурації білки виділяють воду, яка була поглинута ними при замішуванні та дозріванні тіста. Структура їх ущільнюється, вони втрачають еластичність, пружність, розтяжність.
Денатуровані клейковинні білки утворюють жорсткий каркас хліба, обумовлюють його форму, яка закріплюється зневодненим поверхневим шаром (скоринкою). Від швидкості коагуляції білків залежить фіксація форми тістової заготовки, утворення скоринки, що забезпечує утримання газоподібних сполук у тістовій заготовці.
При надмірно низькій температурі пекарної камери на початку випікання коагуляція білків затримується. Це може бути причиною зниження об’єму хліба, погіршення форми подового хліба.
Під час випікання коагулює до 50-70 % водорозчинних азотистих сполук, що утворилися при приготуванні тіста в результаті ферментативного гідролізу білків. Вважається, що температурний оптимум протеїназ біля 45 °С, але він може змінюватись залежно від pH, вологості тіста, швидкості та тривалості нагрівання. Є наукові дані, що температурний оптимум протеїнази лежить в інтервалі 60-70 °С, інактивація її спостерігається при 80-95 °С. При підвищенні вологості тіста температурний оптимум дії ферментів знижується. Температура інактивації ферментів залежить від швидкості прогрівання тістової заготовки, тобто від її маси, форми, вологості, температури і ступеня зволоженості пекарної камери. Чим швидше прогрівається тістова заготовка, тим при вищій температурі інактивуються протеїнази.
Процеси у вуглеводно-амілазному комплексі. З підвищенням температури у шарах тістової заготовки зростає інтенсивність набухання зерен крохмалю. При досягненні температури 60-70 °С відбувається його клейстеризація. Відомо, що для повної клейстеризації зерна крохмалю необхідно мати майже 10-кратну кількість води по масі. У тісті її в 2-3 рази менше, тому в умовах тіста при випіканні крохмаль не може клейстеризуватися повністю. При підвищенні температури до 60 °С відбувається набухання і клейстеризація поверхневих шарів крохмальних зерен, які водночас поглинають воду, сконденсовану на поверхні тіста, і воду, вивільнену білками при термічній денатурації.
В результаті набухання зерна крохмалю розтріскуються, вода заходить у щілини, що утворилися, руйнує зерна, амілоза розчиняється у воді, амілопектин утворює в'язкий золь.
Внаслідок недостатньої кількості води клейстеризація відбувається повільно, і лише з підвищенням температури до 93-99 "С кількість зерен з клєйстеризованим поверхневим шаром зростає майже до 100 %, але незначна частина зерен крохмалю (6-8 %) може лишатися майже без змін.
Bіohіmіchnі that koloїdnі process in tіstovіy zagotovtsі pіd hour vipіkannyaBіohіmіchnі that koloїdnі process in tіstovіy zagotovtsі pіd hour vipіkannya
При розгляданні в скануючий мікроскоп зерен крохмалю хліба, видно, що клейстеризувався тільки їх поверхневий шар, відбулась деформація зерен, рис.1. Клейстеризація крохмалю в умовах, коли води обмаль, сприяє утво¬ренню сухої, еластичної м’якушки хліба.
а б
a36Рис.1. Зерна крохмалю тіста (а) та хліба (б) Температура прогрівання. С Рис.2. Амілограма різних зон м'якушки хліба: 1 — периферійний шар; 2 — центральна частина
Набухання крохмалю у різних шарах тістової заготовки відбувається в неод-наковій мірі. Так, методом амілографічних досліджень суспензії м’якушки з різних шарів хліба встановлено, що найбільшу в’язкість має суспензія м’якушки з центральної частини хліба і значно меншу — з його периферійних шарів, рис.2. Це пояснюється менш глибокою клейстеризацією крохмалю центральної частини тістової заготовки, очевидно, внаслідок специфічності її прогрівання.
Клейстеризація крохмалю сприяє активній деполімеризації його молекул під дією амілаз з утворенням декстринів і цукрів. У тістовій заготовці накопичуються водорозчинні речовини. Це впливає на властивості м'якушки. Особливе значення при формуванні м’якушки хліба має наявність у тісті активної (/-амілази, що характерно при переробленні борошна з пророслого зерна і житнього борошна. Під її дією накопичуються низькомолекулярні декстрини, і м'якушка хліба з такого борошна виходить липка, нееластична.
Активність ферментів у кожному шарі тістової заготовки, що випікається, спочатку підвищується до максимальної, після чого падає до нуля внаслідок денатурації білкової молекули ферменту.
У пшеничній тістовій заготовці температурний оптимум р-амілази знаходиться у межах 62-64 °С, а-амілази — 70-74 °С. р-амілаза повністю інактивується приблизно при 82-84 °С, а-амілаза зберігає у певній мірі свою активність навіть при 97-98 °С. Тобто, у певному проміжку температур у кожному шарі тістової заготовки u-амілаза залишається активною, коли р-амілаза вже інактивована. Це призводить до накопичення великої кількості низькомолеку¬лярних декстринів, внаслідок чого погіршуються її структурно-механічні властивості, зменшується вологоємкість м’якушки.
Активність амілаз значно залежить від кислотності середовища, тому в пшеничному тісті, для якого характерна невисока кислотність, амілази відносно довго зберігають свою активність.
При підвищенні кислотності до pH 4,5-4,6 u-амілаза інактивується вже в перші хвилини випікання. Це запобігає інтенсивному гідролізу крохмалю і накопиченню у м’якушці пшеничного хліба надмірної кількості водорозчинних речовин.
Під час випікання тістових заготовок з житнього борошна крохмальні зерна клейстеризуються при температурі 52-55 С, що майже на 10 градусів нижче температури клейстеризації пшеничного крохмалю. Внаслідок того, що кислотність тіста із житнього сортового борошна у 2-3 рази вища за кислотність тіста із пшеничного сортового борошна того ж виходу, інактивація амілаз при прогріванні житнього тіста відбувається при більш низьких температурах. Так, у процесі випікання хліба із житнього обойного борошна (кислотність тіста 10-12 град) р-амілаза інактивується при 60, а-амілаза — при 71 °С.
Не зважаючи на інактивацію амілаз, накопичення у житніх виробах, що випікаються, продуктів гідролітичного розпаду крохмалю продовжується до кінця процесу випікання і в перші години зберігання випеченого хліба. Причиною цього явища є кислотний гідроліз крохмалю, внаслідок якого вміст водорозчинних сполук і декстринів різної молекулярної маси у житньому тісті значно вищий, ніж у пшеничному. Наявність у житньому хлібі значної кількості низькомолекулярних декстринів надас м’якушці липкості внаслідок зниження вмісту адсорбційно зв’язаної крохмалем води. Як показали дослідження В. Бушук, майже 23 % вологи у м'якушці зв’язують пентозани. У процесі випікання високомолекулярні пентозани частково гідролізуються з утворенням водорозчинних пентозанів і пентоз.
Таким чином, водорозчинні речовини у м'якушці хліба представлені в основному продуктами ферментативного гідролізу крохмалю — декстринами, мальтозою, а також незначною кількістю пентозанів і гексозанів. Методом радіоак-тивних ізотопів установлена присутність у м'якушці кількох фракцій олігосахаридів. що складаються із трьох залишків моносахаридів, що дає підставу судити про те, що поряд з гідролітичними процесами під час випікання протікають ре¬акції конденсації та полімеризації моносахаридів.
Основним цукром м'якушки є мальтоза. Її вміст складає 50 % від суми всіх цукрів. Поряд з мальтозою у м'якушці також міститься невелика кількість галакюзи, ксилози і арабінози. Ксилоза і арабіноза є продуктами гідролізу пентоз, галактоза — рафінози. Гексози і пентози, що накопичуються в тістовій заготовці, нарівні з продуктами деполімерізації білків беруть участь у реакції меланоїдино-утворення в процесі випікання, що обумовлює формування кольору скоринки.
Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий