Характеристика муки как объекта хранения.

В процессе хранения в муке под действием ферментов, кислорода воздуха, влаги и других факторов происходят следующие изменения.

Жиры муки под действием фермента липазы частично гидролизуются, разлагаясь на глицерин и свободные жирные кислоты, большинство из которых являются непредельными. Часть свободных жирных кислот под влиянием кислорода воздуха и фермента липоксигеназы окисляется, образуя гидроперекиси, которые являются сильными окислителями. При длительном хранении в неблагоприятных условиях перекиси могут разлагаться с образованием различных альдегидов и кетонов, придающих муке неприятный вкус и запах (прогоркание муки).

Кислотность муки несколько увеличивается по сравнению с кислотностью зерна за счет образования свободных жирных кислот и кислых, фосфорнокислых солей, образующихся при гидролизе фосфороорганических соединений, и других кисло-реагирующих веществ.

В муке высоких выходов повышение кислотности более заметно, чем в муке низких выходов, однако в целом кислотность за 15—25 суток хранения возрастает незначительно (на доли градуса).

Во время хранения окислительное действие кислорода воздуха и перекисей, образовавшихся при разложении непредельных жирных кислот, снижает активность протеолитических ферментов муки.

Клейковина пшеничной муки становится более сильной. Повышается упругость клейковины, уменьшается ее растяжимость. Особенно заметны эти изменения при хранении слабой муки, которая приобретает по силе свойства средней муки. Такие изменения в свойствах клейковины объясняются снижением активности протеолитических ферментов, окислительными процессами и специфическим влиянием ненасыщенных жирных кислот на клейковину.

Водопоглотительная способность муки повышается вследствие возрастания гидрофильности белковых веществ.

Влажность муки, особенно хранящейся в силосах, изолирующих ее от атмосферного воздуха, практически не меняется. У муки, хранящейся в тканевых мешках, в зависимости от влажности воздуха несколько меняется влажность верхнего слоя.

Цвет сортовой муки при длительном хранении становится несколько светлее, так как каротиноидные пигменты при хранении обесцвечиваются.

Созревание — это процесс улучшения хлебопекарных свойств свежесмолотой муки при ее хранении. Свежесмолотая мука из зерна нового урожая (если она перерабатывается без необходимой отлежки) имеет пониженные хлебопекарные свойства. Это объясняется тем, что зерно к моменту уборки еще не достигает, как правило, полной физиологической зрелости.

Несозревшая мука характеризуется низкой водопоглотительной способностью, повышенной активностью ферментов, относительно слабой клейковиной. Хлеб из несозревшей муки имеет плотный, липкий мякиш, недостаточный объем и пористость. Подовые изделия расплывчатые. При отлежке в нормальных условиях свежесмолотая мука приобретает нормальные хлебопекарные свойства.

Сущность созревания пшеничной муки заключается в повышении ее силы в результате окислительного влияния кислорода воздуха и перекисей на белковые вещества и ферменты.

Ржаная мука (особенно сортовая) также созревает при хранении. Снижается активность ее ферментов, уменьшается растворимость белков, крахмал становится более устойчив к ферментативному гидролизу. Однако эффект созревания муки существенно сказывается на качестве пшеничного хлеба.

Продолжительность созревания муки зависит от исходного качества зерна и его отлежки перед помолом, от температуры муки, ее аэрации, присутствия окислителей и сорта муки.

Слабая мука по силе нуждается в более длительном созревании, чем средняя. Чем продолжительнее отлежка зерна (с момента его уборки до помола), тем быстрее протекает созревание муки. Это объясняется тем, что процессы созревания протекают и в хранящемся зерне, но более медленно, чем в муке. Чем выше температура муки, тем интенсивнее она созревает. Хранение муки (зерна) при отрицательной температуре (или близкой к нулю) практически останавливает созревание. Аэрация муки улучшает ее контакт с кислородом воздуха и форсирует созревание, основанное на окислительных процессах. Известно, что аэрозольная транспортировка муки, при которой мука согревается и насыщается сжатым воздухом (1 кг воздуха на 40—70 кг муки), несколько улучшает ее хлебопекарные свойства.

Доказано, что для несозревшей муки улучшители окислительного действия (бромат калия), добавленные в муку при помоле или в тесто, повышают качество изделий. С повышением выхода муки созревание несколько ускоряется. В обычных условиях хранения пшеничная сортовая мука созревает за 45—60, а обойная — за 20—30 дней.

Отлежка муки после помола на мельнице, в складе хлебозавода, как правило, не обеспечивает полного созревания муки, поэтому несозревшую муку в производстве смешивают с мукой, полученной из зерна предыдущего урожая, или добавляют в тесто бромат калия.

 

Виды, типы и сорта муки.

Мука – это продукт переработки зерна, путем помола. В зависимости от помола, вида зерна, различают различные типы, виды и сорта муки.

Вид муки.

Вид муки определяется той культурой, из которой мука вырабатывается, это «этнос» муки, если можно так выразиться. Существует огромное количество видов муки: пшеничная, ржаная, овсяная, соевая, гороховая, кукурузная, гречневая, ячменная, рисовая; существуют и смеси из зерна разных культур, например ржано-пшеничная. Есть и еще один вид муки – толокно.

Тип муки.

Тип муки определяет её назначение. Не вся мука основным назначением определяет хлебопечение, пример – мука из твердых сортов пшеницы для производства макаронных изделий, или рисовая мука, в восточной кухне часто используемая для панировки. Она не осыпается при жарении и, например, рыба запанированная в рисовой муке, не пригорает. Овсяная мука применяется при выпечке печений и производстве детских смесей. Из кукурузной муки в Молдавии готовят мамалыгу – очень густую кашу, которую едят с маслом или молоком или запекают, как итальянцы свою поленту. Гречневая мука широко применяется в выпечке блинов и детских смесях. Соевая мука при низком содержании белка содержит огромный запас углеводов, что резко повышает энергетическую ценность любого блюда и позволяет недобросовестным производителям обманывать стандарты качества.

Сорт муки.

Сорт муки определяет качество и напрямую зависит от выхода муки, то есть количества муки, получаемого из некоего количества зерна. Выход готовой муки из зерна выражается в процентах и чем ниже процент, тем выше сорт муки.

В хлебопечении и производстве хлебобулочных изделий в основном применяется пшеничная и ржаная мука. Мука из зерновых и крупяных культур вырабатывается, как самостоятельный продукт, так и как компонент композитных смесей, с целью обогатить состав изделий макро- и микроэлементами, аминокислотами, витаминами и пр.

Остановимся подробнее на сортах пшеничной и ржаной муки.

 

Пшеничная мука.

Существует пять основных сортов пшеничной муки, согласно ГОСТ 26574 «Мука пшеничная хлебопекарная»: крупчатка, высшего, первого, второго сортов и обойная или четырех сортов по ТУ 8 РФ 11-95—91 «Мука пшеничная» высшего, первого, второго сортов и обойная.

Крупчатка – сорт пшеничной муки, вырабатываемый из пшеницы мягких сортов, с добавлением пшеницы твердых сортов. Крупчатка носит свое название потому, что имеет большое сечение крупинок;

Высший сорт – сорт пшеничной муки из мягких сортов пшеницы, вырабатываемый одним или двумя сортовыми помолами. Мука высшего сорта состоит из тонко измельчённых частичек эндосперма, преимущественно его внутренних пластов. Она почти не содержит отрубей и имеет белый цвет со слабым кремовым оттенком. Размер частичек в основном 30-40 мкм;

I сорт – сорт пшеничной муки из мягких сортов пшеницы, вырабатываемый одним или двумя сортовыми помолами. Мука первого сорта состоит из тонко измельченных частичек всего эндосперма и 2-3 % (от массы муки) измельченных оболочек и алейронового слоя. Частички муки менее однородные по размеру, чем в муке высшего сорта. Их размер в основном составляет 40-60 мкм. Цвет муки белый с желтоватым оттенком по сравнению с мукой высшего сорта. Она содержит меньше крахмала и больше белков, поэтому из этой муки отмывается больше клейковины, чем из муки высшего сорта;

2 сорт – сорт пшеничной муки из мягких сортов пшеницы, вырабатываемый двумя или тремя сортовыми помолами, с добавлением небольшого количества отрубей. Цвет такой муки с желтоватым или сероватым оттенком;

Обойная мука (цельнозерновая) – вырабатывается из всех видов пшеницы мягких сортов. Обойную муку получают при обойном односортовом помоле, измельчая всё зерно, поэтому она содержит как эндосперм, так и периферийные части зерна. При его производстве оболочки не отсеивают. Мука более крупная, частички неоднородные по размеру. Крупность их от 30 до 600 мкм и более. Цвет муки - белый с желтоватым или сероватым оттенком и хорошо заметными измельчёнными оболочками. По химическому составу она близка к химическому составу зерна. Отрубей в обойной муке минимум в два раза больше, чем в муке 2-го сорта. Такая мука содержит лишь незначительное количество клейковины (о ней позже), но, при этом, содержит в себе все полезные вещества зерна и является просто-таки кладезью витаминов, макро- и микроэлементов, незаменимых аминокислот, витаминов и минералов.

 

Ржаная мука.

Согласно ГОСТ 7045 существует три сорта ржаной хлебопекарной муки: сеяная, обдирная и обойная.

Сеяная мука формируется в основном с эндосперма зерна ржи. Массовая доля оболочек в нём составляет 2-3 %. Цвет муки - белый с легким сероватым оттенком, Размер частичек - до 200 мкм. Выход её при односортовом помоле - 63 %.

Обдирная мука состоит из эндосперма и 12-15 % периферийных частей. Она более крупная, чем сеяная, немного темнее. Выход её при односортовом помоле 87 %.

Обойную муку изготавливают при обойном односортовом помоле. Измельчают все части зерна. Мука крупная, серого цвета, с массовой долей оболочек 20-25 %. Выход её 95 %.

 

В таблице представлены основные показатели качества того или иного сорта муки двух основных видов – пшеничной и ржаной:

 

Состав муки.

Хлебопекарные свойства и пищевая ценность того или иного сорта муки, напрямую зависят от химического состава. Например, пшеничная мука высшего сорта вырабатывается из центральных слоёв эндосперма зерна, поэтому в ней содержится максимум крахмала, но минимум белков, жиров, сахаров, минеральных веществ и витаминов.

 

В таблице приведены средние показатели состава муки пшеничной и ржаной, в зависимости от сорта:

 

Углеводы.

Первое место, как в ржаной, так и в пшеничной муке по количеству держат углеводы (крахмал, сахара, пентозаны, целлюлоза) и белки, от свойств которых напрямую зависит качество будущего теста. Именно белками определяется сила пшеничной муки в других странах: чем белка (протеинов) больше в муке – тем она (мука) сильнее.

В муке содержатся разнообразные углеводы, важнейшим из которых является крахмал. Крахмал в муке содержится в виде зёрен, различных форм и размеров, в зависимости от сорта и вида муки. Внутренняя часть крахмального зерна состоит из полисахарида амилозы, состоящего из линейных или слаборазветвлённых цепочек молекул глюкозы, соединённых связями между 1-м и 4-м углеродными атомами. Внешняя часть зерна крахмала состоит из амилопектина – полисахарида с более тесными связями глюкозы.

Крахмал определяет многие качества будущего теста. За счёт углеводов крахмала осуществляется брожение теста, под действием ферментов. Именно углеводы крахмала являются пищей для дрожжей, продуктом жизнедеятельности которых является углекислый газ, разрыхляющий тесто и дающий всеми любимые дырки в багете. Кроме того, крахмал поглощает до 80% воды в тесте, оказывая основное влияние на формирование теста. В процессе выпечки именно крахмал несет ответственность за поднятие буханки, так как при нагревании крахмальные зёрна, поглощающие горячую воду, набухают, увеличиваются в объеме, становясь более рыхлыми, тем самым более подверженными действиям амололитических ферментов.

Белки.

Белки — это органические высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями. В состав белков пшеничной и ржаной муки входят белки простые (протеины), состоящие только из аминокислотных остатков, и сложные (протеиды).

Технологическая роль белков муки в приготовлении хлеба велика. Структура белковых молекул и физико-химические свойства белков определяют свойства теста, влияют на форму и качество хлеба. Белки обладают рядом свойств, которые особенно важны для приготовления хлеба. Содержание белковых веществ в пшеничной и ржаной муке колеблется от 9 до 26% в зависимости от сорта зерна и условий его выращивания. Для белков характерны многие физико-химические свойства, из которых более всего важны растворимость, способность к набуханию, к денатурации и гидролизу.

Чем больше белков содержится в муке и чем сильнее их способность к набуханию, тем больше получится сырой клейковины, а именно наличием клейковины в России определяется сила муки. Значительная часть белков муки в воде не растворяется, но хорошо в ней набухает.

Белки ржаной муки по составу и свойствам отличаются от белков пшеницы. Около половины ржаных белков растворимы в воде или в растворах солей. Белки ржаной муки имеют большую пищевую ценность, чем пшеничные (содержат много незаменимых аминокислот), однако технологические свойства их значительно ниже. Белковые вещества ржи клейковину не образуют. В ржаном тесте большая часть белков находится в виде вязкого раствора, поэтому ржаное тесто лишено упругости и эластичности, свойственных пшеничному тесту.

Целлюлозу, гемицеллюлозы, пентозаны относят в группе пищевых волокон. Пищевые волокна содержатся в основном в периферийных частях зерна и поэтому их больше всего в муке высоких выходов. Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, поэтому они снижают энергетическую ценность муки, повышая при этом пищевую ценность муки и хлеба, так как они ускоряют перестальтику кишечника, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, способствуют выведению тяжелых металлов.

Жиры.

Жиры являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот. В состав жиров муки входят главным образом жидкие ненасыщенные кислоты (олеиновая, линолевая илиноленовая). Содержание жира в разных сортах пшеничной и ржаной муки 0,8—2,0% на сухое вещество. Чем ниже сорт муки, тем выше содержание жира в ней. Любой жир в тесте тормозит процесс ферментации.

Ферменты — вещества белковой природы, способные катализировать (ускорять) различные реакции.

В зерне находятся разнообразные ферменты, сосредоточенные главным образом в зародыше и периферийных (краевых) частях зерна. Поэтому в муке низших сортов содержится больше ферментов, чем в муке высших сортов.

Ферменты активны только в растворе, поэтому при хранении сухого зерна и муки их действие почти не проявляется. После замеса полуфабрикатов многие ферменты начинают катализировать реакции разложения сложных веществ муки. Активность, с которой происходит разложение сложных нерастворимых веществ муки на более простые водорастворимые вещества под действием ее собственных ферментов, называется автолитической активностью (автолиз — саморазложение).

С течением времени деятельность ферментов не прекращается, тем самым объясняя смысл столь мной любимой длительной ферментации теста. При длительной ферментации, за счет действия ферментов реологические свойства теста улучшаются, что влечет за собой выпечку более качественного и вкусного хлеба.

Автолитическая активность муки — важный показатель ее хлебопекарных свойств. Как низкая, так и высокая автолитическая активность муки отрицательно влияют на качество теста, хлеба. Желательно, чтобы автолитический процесс разложения белков и крахмала теста происходил с определенной, умеренной скоростью. Для того чтобы регулировать автолитические процессы в производстве хлеба, необходимо знать свойства важнейших ферментов муки, действующих на белки, крахмал и другие компоненты муки. Но для этого понадобится целая химическая лаборатория, а где её взять.

 

Физические свойства муки

Меньшая сорбционная емкость муки не исключает развития в ней различных физиологических процессов. Общее содержание влаги в муке может быть вполне достаточным для их возникновения и развития. Большое значение при этом имеет неравномерность распределения влаги в отдельных частицах муки и в ее массе в целом.

Применяемые на практике методы определения влажности муки характеризуют лишь суммарное количество гигроскопической влаги, находящейся в данной навеске, но не распределение этой влаги в отдельных частицах муки. Будучи неоднородными, они отличаются между собой химическим составом, размерами, формой и структурой. Все это ведет к тому, что сорбционные свойства отдельных частиц муки и даже отдельных их участков различны.

Если частицы муки увлажнены или находятся в гигроскопическом равновесии с окружающей средой, наибольшая влажность наблюдается на их поверхности. В процессе десорбции влага одновременно перемещается из внутренних слоев частицы к наружным.

Неравномерное распределение влаги в каждой частице муки даже с невысокой средней влажностью (14...15,5 %) создает условия для развития микробов на поверхности частиц.

При хранении в производственных условиях в связи с изменением температуры и относительной влажности воздуха изменяется и влажность отдельных слоев муки, что может привести к образованию активных микробиологических очагов.

Таким образом, влажность хранящейся муки и распределение в ней влаги зависят от состояния окружающей атмосферы, исходных свойств муки и условий ее хранения.

Мука способна также сорбировать пары других веществ и газы, в связи с чем она может приобретать несвойственные ей запахи. При хранении, фумигации и перевозках муки это необходимо учитывать.

Наблюдения за динамикой влажности крупы при производственном хранении и в лабораторных условиях показали, что гигроскопичность крупы находится на уровне зерновой массы или несколько меньшее ее. Крупа, полученная из зерен, имеющих цветковые пленки и плодовые оболочки пористой структуры, как правило, обладает меньшей гигроскопичностью, чем зерна этой культуры (рис, перловая, манная крупа). Пшено имеет обычно большую равновесную влажность, чем просо, из которого оно получено. При длительном хранении крупы влажность достигает равновесной.

Теплофизические свойства. Подобно зерновой массе, мука, отруби и крупа обладают низкой теплопроводностью и температуропроводностью. Передача тепла в массе муки путем конвекции воздуха наблюдается в меньшей степени, чем в зерновой массе. Это связано со специфической структурой ее скважистости. В связи с плохой теплопроводностью муки целесообразно охлаждать ее перед закладкой на хранение как в силосы при бестарном хранении, так и в штабеля при хранении в мешках.

Перемещение влаги в муке при наличии перепада температур создает предпосылки для образования конденсационной влаги в определенных участках и возникновения активных микробиологических очагов.

В числе теплофизических свойств муки большое значение имеет ее теплоемкость. Ее учитывают при замесе теста для получения в нем сразу же температуры, необходимой для брожения.

 

Химический состав муки

Химический состав муки зависит от состава зерна, из которого она изготовлена, и от ее сорта. Чем выше сорт муки, тем больше в ней содержится крахмала. Содержание остальных углеводов, а также жира, золы, белков и других веществ с понижением сортности муки увеличивается.

Особенности количественного и качественного состава муки определяют ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства.