ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Влияние белков и крахмала муки на свойства теста

Образование теста из пшеничной муки происходит при смеши­вании ее с водой. Соотношение их, присутствие рецептурных ком­понентов влияет на структуру теста и индивидуальные особеннос­ти получаемого готового изделия.

Процесс тестообразования обусловлен химическими свойства­ми муки (химическим составом зерна), ролью отдельных составля­ющих ее веществ, ферментов. Главенствующая роль принадлежит белкам и крахмалу муки.

Белки муки. Наряду с водо - и солераствбримыми белками, об­разующими в тесте коллоидные растворы, в муке содержатся огра­ниченно растворимые (набухающие) белки-проламины (глиадин) и глютелины (глютенин). Эти белки являются полимерами и со­стоят из остатков а-аминокислот. Полимерные молекулы белков, имеющих физиологическую ценность, состоят из 20 аминокислот.

Наличие в молекулах белков полярных и неполярных групп ато­мов придает им свойства поверхностной активности, высокой ре­акционной способности. В тесте белки взаимодействуют с водой, углеводами, жирами. Сложное строение, прочные связи придают белкам значительную упругость и прочность. Содержание непо­лярных атомных групп, обладающих слабыми дисперсионными связями, обеспечивает высокую эластичность белков.

Гидрофильные свойства белка объясняются наличием в моле­кулах многочисленных ионных и полярных атомных групп и спо­собностью при оводнении захватывать механически значительное количество свободной влаги. Поглощение воды белковыми веще­ствами происходит в две стадии.

На первой стадии набухания связываются незначительные ко­личества воды за счет активности гидрофильных групп частиц муки и образуются водные сольватные оболочки. Взаимодействие воды с гидрофильными группами происходит не только на поверхности частиц муки, но и в объеме. Процесс на первой стадии протекает с выделением теплоты (экзотермически). Количество удерживаемой воды незначительно - около 30% и не приводит к большому уве­личению объема частиц.

Основное связывание белками воды происходит на второй ста­дии - свыше 200% за счет так называемого осмотического набуха­ния. Оно заключается в том, что молекулы воды в результате диф­фузии проникают внутрь частиц клейковины. Вторая стадия набу­хания сопровождается значительным увеличением объема частиц муки и проходит без выделения тепла.

Важным свойством гидратированных молекул белков является изменение формы молекул, или денатурация, в условиях прогрева, перемешивания, сбивания, а также химических воздействий окис­лителей, восстановителей и др. Денатурация гидратированных бел­ков может быть как обратимой, так и необратимой. Она зависит от интенсивности физико-химического воздействия на белки.

Механические воздействия на молекулы белка приводят к де­формированию и ориентации в плоскости направления этих воз­действий. Они образуют в объеме структуры волокна и пленки, стабилизируя (эмульсируя) водно-жировые структуры. При сбива­нии в присутствии воздуха молекулы белка ориентируются на по­верхности раздела фаз «жидкость-воздух», образуя пенообразные структуры. При этом они вытягиваются и денатурируются.

При интенсивном прогреве гидратированных молекул белков происходит необратимая денатурация белков. Этот процесс про­исходит при выпечке. Механические свойства гидратированных и денатурированных белков меняются. Из мягких упруго-эластичных гидратированных гелей они превращаются в жесткие,, упругие, прочные гели, почти лишенные пластичности (текучести).

Набухающие в воде пшеничные белки (глиадин и глютенин) могут отмываться из теста водой в частично денатурированном виде, образуя клейковину. Таким образом, набухшие в воде фрак­ции белков слипаются, образуя сильно набухший коллоидный сту­день - клейковину.

При выработке кондитерских изделий требуется мука с различ­ным качеством клейковины.

«Сила муки» характеризует способность муки образовывать те­сто с определенными физическими свойствами, которые проявля­ются в результате замеса и последующей технологической обра­ботки.

«Сильной» принято называть муку, связывающую при замесе теста нормальной консистенции большое количество воды. Тесто из «сильной» муки способно устойчиво сохранять свои физичес­кие свойства в процессе замеса и дальнейшей обработки. Муку с сильной клейковиной рекомендуется использовать при выработке слоеных и заварных изделий (слоеные торты и пирожные, завар­ные пирожные типа Эклер).

«Слабой» называют муку, связывающую при замесе теста нор­мальной консистенции малое количество воды. Тесто из «слабой» муки в процессе замеса и технологической обработки быстро из­меняет свои физические свойства в направлении расслабления кон­систенции. Муку со «слабой» клейковиной рекомендуется исполь­зовать при выработке затяжного печенья, вафельных листов и др.

«Средняя» по силе мука занимает промежуточное положение.

Содержание сырой клейковины в муке определяют отмывани­ем ее из теста, получаемого при определенном соотношении муки и воды. При отмывании удаляется почти весь крахмал и основная часть водорастворимых веществ муки.

Структура мучного теста обусловлена не только количеством белков, но, главным образом, их структурой и механическими свой­ствами, Эти свойства влияют на способность белков муки удержи­вать различное количество воды, т, е. на водопоглотительную спо­собность муки. Одна часть белков муки при набухании в холодной воде может удерживать 2...2,5 части воды, т. е. количество удер­живаемой воды превышает в 2...2,5 раза массу белков.

На водопоглотительную способность муки влияет ее дисперс­ность, т. е. размер частичек. С уменьшением размера частиц увели­чивается удельная поверхность в единице массы муки, поэтому мо­жет быть адсорбционно больше связано воды. Поглощение воды частичками с мелкими размерами происходит значительно быстрее.

На свойства белков муки, их молекулярную массу, структуру клейковины, механические свойства оказывают влияние природ­ные свойства и условия созревания зерна, выход муки, ее дисперс­ность. Структура сырых клейковинных белков влияет не только на свойства теста, но и на выход и свойства изделий. На эти показате­ли существенное влияние оказывают также крахмал и другие со­единения муки, например клетчатка.

На свойства теста оказывают влияние водо - и солерастворимые белки, обладающие большой гидрофильностью. Это проявляется в структурно-механических свойствах теста. Коллоидные раство­ры этих белков обладают высокой эластичностью, поверхностной активностью. С этим связана их способность пластификации, пе - нообразования и стабилизации соединений структуры теста. Струк­туру белков и мучного теста пластифицируют также продукты гид­ролиза белков, растворимые в воде пептиды и аминокислоты.

Оптимальным для набухания белков в кондитерском тесте яв­ляется температурный интервал - 22... 40 °С. При увеличении тем­пературы набухаемость повышается.

С повышением температуры до 50 °С в водной среде хорошо на­бухает крахмал. При 70 °С и выше крахмал начинает клейстеризо - ваться, увеличивается объем крахмальных зерен. Это показывает, что белки и крахмал имеют различный температурный оптимум на­бухания, что объясняется разной молекулярной массой и строением молекул белка и крахмала, несмотря на то, что и белки, и крахмал являются высокомолекулярными соединениями - коллоидами.

Крахмал по количественному содержанию в муке занимает пер­вое место. При содержании в муке около 10... 12% белковых ве­ществ содержание крахмала достигает 60...65% и более при об­щем содержании углеводов около 74%, т. е. содержание крахмала более чем в 6 раз превышает содержание белка.

Крахмал (СйН)0О3) представляет собой полимерное соединение, состоит из остатков моносахара а-глнжозы. Молекулы крахмала образуются в процессе синтеза в клетках тканей зерна в виде слои­стых агрегатов - зерен (гранул), имеющих округлую, линзообраз­ную или иную форму. Размер их в поперечнике составляет от не­скольких единиц до десятков микрометров.

При помоле зерна крахмал переходит в муку.

В зерне крахмала всегда присутствуют вещества липидной при­роды, прочно связанные с ним и образующие комплексы. Липиды представлены в значительной степени фосфолипидами. Зерно крах­мала состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Амилозу образуют цепные молекулы крахмала в форме достаточно изогну­тых спиралей, которые образуют линейную форму. В амилопекти - не они образуют ветвящуюся форму цепных молекул. У пшеницы, ржи содержание амилозы колеблется в пределах 20...25%, амило­пектина - 75... 80%.

Амилоза и амилопектин имеют различные свойства. Их соот­ношение влияет на свойства теста.

Амилоза содержится внутри крахмальных зерен. Наружную оболочку образует амилопектин. Амилопектин характеризуется большей величиной частиц и большей молекулярной массой.

Молекулы амилопектика более устойчивы к набуханию в воде и химическим воздействиям. При взаимодействии крахмала с го­рячей водой амилопектин лишь набухает, амилоза растворяется. При последующем охлаждении крахмального клейстера амилоза вместе с амилопектином образует студни высокой упругости и вяз­кости. В кипящей воде амилопектин образует вязкий клейстер, тог­да как амилоза не обладает способностью давать вязкие растворы.

Клейстеризованные полностью горячей водой охлажденные студни крахмала имеют аморфную структуру и могут содержать до 25% воды. Клейстеризованные крахмальные зерна быстрее, чем неклейстеризованные, гидролизуются аминолитическими фермен­тами. При этом образуются декстрины и сахара.

В студнях крахмала при хранении протекают процессы ретро - градации (рекристаллизации) амилозы, уплотнения, упрочнения структуры амилопектина с освобождением части захваченной воды. Происходит неравномерная усадка студней в объеме, которая со­провождается образованием трещин, крошливостью, уменьшени­ем способности намокать и набухать в холодной воде. Это являет­ся одной из причин ограниченного введения крахмала в рецепту­ры изделий.

При гидратации холодной водой зерна крахмала адсорбируют не более 30... 40% воды, т. е. одна часть крахмала может удержать 0,3 ...0,4 части воды. При нагревании суспензии крахмала молеку­лы воды, проникая в зерна клейстеризующегося крахмала, увели­чивают их в объеме.

Набухание крахмала, подобно набуханию белков, протекает в две стадии. На первой стадии происходит адсорбация молекул воды на поверхности частичек муки за счет активности гидрофильных групп коллоидов. На второй стадии набухание носит осмотичес­кий характер.

Способность крахмальных зерен муки к поглощению влаги за­висит от многих факторов. Одним из них является частичное дис­пергирование крахмальных зерен при помоле зерна на муку. Ко­личество поврежденных крахмальных зерен повышает гидрофиль - ность крахмала и интенсивность его гидролиза амилолитическими ферментами. За счет повреждения крахмальных зерен возрастает в од опогл отите ль ная способность муки.

Молекулы крахмала являются реакционноспособными соеди­нениями и активно взаимодействуют с ионами металлов, кислота­ми, окислителями, поверхностно-активными веществами. Так, хло­рид натрия (пищевая соль) повышает температуру клейстеризации крахмала, влияет на конечную вязкость.

Увеличение жесткости воды также повышает температуру клей­стеризации крахмала. Сорбция крахмалом ионов кальция и маг­ния снижает вязкость клейстера и прочность крахмального студ­ня. Замена этих ионов на ион натрия увеличивает механические характеристики студня.

С увеличением концентрации студней повышается их упругость, вязкость, снижается эластичность, обнаруживается хрупкость. ПАВ уменьшают вязкость и прочность студней, задерживают процесс упрочнения при старении. Малые добавки сахара повышают, боль­шие - снижают растворимость крахмала.

Таким образом, при замесе теста протекают коллоидные процес­сы взаимодействия белковых веществ и крахмала, муки с водой и об­разование структуры из набухших нитей клейковины и зерен увлаж­ненного крахмала.

В кондитерском тесте примерно равное количество влаги свя­зывается белками и крахмалом.

Коллоидные процессы продолжаются при выпечке тестовых за­готовок и приводят к получению выпеченных полуфабрикатов, име­ющих структуру, образованную денатурированными белками и обез­воженным крахмалом в присутствии других пищевых веществ.