ГЛАВА VI БИОХИМИЯ ВЫПЕЧКИ ТЕСТА (1959 год)

 

  Главная      Учебники - Разные     Технология и биохимия ржаного хлеба (Сарычев Б.) - 1959 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     5      6      7      8     ..

 

 

 

 

 

ГЛАВА VI БИОХИМИЯ ВЫПЕЧКИ ТЕСТА (1959 год)

Ври выпечке тесто подвергается термической обработке, при этом происходят не только теплофизические процессы, связанные с прогревом куска теста-хлеба, но и другие биохимические и физико-химические изменения 

 

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Теплофизические процессы, (происходящие при выпечке хлеба, довольно хорошо изучены. Математический анализ этих .процессов дан в работах А. В. Линкова [123], Л. Я. Ауэрмана, А. С. Гинзбурга [35—37], Н. И. Краснопевцева [87], Н. В. Беликова [24], А. А. Михелева [144—146]

Процессы, происходящие в (ржаном тесте-хлебе при выпечке, подчиняясь общей закономерности, все же несколько отличаются от процессов, происходящих при выпечке пшеничного хлеба. Эта разница зависит в первую очередь от большой кислотности ржаного теста, от специфических особенностей крахмала, белков и ферментативного комплекса. В настоящее время имеется очень мало работ, посвященных изучению процесса выпечки ржаного хлеба-

Пшеница и рожь имеют разные термические (константы. Термические константы различных сортов -муки приведены в табл. 77 (Г. И. Красонская [88]).

Таблица 77

 

 

 

 

 

 

 

По коэффициентам теплопроводности заметно выделяются отруби.

Выпечка хлеба включает два момента: прогрев центра каравая до определенной температуры и получение интенсивно окрашенной корочки хлеба.

Изучением конечной температуры в центре каравая занимались многие авторы, но результаты их исследований (расходятся, что видно из табл. 78, составленной А. С. Гинзбургом [37].

Считают, что температура в центре мякиша ржаного хлеба должна быть ниже, чем у пшеничного. Автором данной книги [245] указывалось, что для получения хорошо (Пропеченного ржаного хлеба необходимо пропревать его до температуры в центре мякиша 94°, а пшеничный хлеб до 95°

А. А. Михелев [145] выпекал в печи ХВЛ ржаной хлеб развесом 1,5 кг; по термографу температура к концу выпечки в центре мякиша достигала 96—97° и в течение последних минут выпечки не повышалась. 

 

 

 

 

 

Температура пекарной камеры меняется по зонам печи; так, например, в печи Маммут в первой зоне температура равна 260°, во второй — 240, в третьей — 230 и в четвертой — 220°.

В табл. 81 приведены рекомендуемые (продолжительность и температура выпечки ржаных сортов хлеба 

 

 

 

Штефан [320] для хлеба развесом 1,5 кг дает следующие оптимальные соотношения температуры и продолжительности выпечки.

 

 

 

Ржаной хлеб из обойной муки рекомендуется выпекать при более низкой температуре, увеличивая соответственно продолжительность выпечки

 

 

Рис. 9. Графики прогрева при выпечке теста-хлеба различной влажности:
а—в точке, отстоящей на 2 см от верхней поверхности хлеба; б— в центре хлеба.

 

Часто для ржаного хлеба, тесто которого не обладает связан. ной структурой и достаточной эластичностью, требуется в начале выпечки более высокая температура для получения предохранительной корочки (пленочки), в дальнейшем выпечку ржаного хлеба проводят при более низкой температуре.

По работам Л. Я. Ауэрмана и др. [12, 15] увеличение влажности теста-хлеба ускоряет прогрев теста при выпечке (рис. 9).

С другой стороны, тесто и хлеб из .ржаной муки имеют более мелкую, плохо развитую пористость, с толстыми стенками пор, что замедляет прогревание теста.

 

По опытам А. С. Гинзбурга [35] ржаное тесто по сравнению с пшеничным обладает значительно большим относительным коэффициентом термовлагопроводности (6 — относительный коэффициент термовлагопроводности в %/°С). Это видно из табл. 82.

 

 

 

 

А. В. Лыко [123] отмечает, что процесс теплообмена сопровождается влагообменом и их соотношение иногда видоизменяет всю сущность процесса вытечки.

Термодеффузия и термовлагопроводность—комплексные процессы, оба пропорциональны градиенту температуры- Интересно, что коэффициент термодиффузии для растворов, согласно экспериментам Соре, увеличивается от концентрации растворенного вещества (Примерно по закону прямой; при этом Лыков приводит следующий график (рис. 10).

Из этого можно предположить наличие разного коэффициента термодиффузии у ржаного теста, имеющего более концентрированный раствор кислот и других водорастворимых веществ, и пшеничного теста, имеющего меньшую концентрацию указанных веществ.

 

 

 

 

Рис. 10. Зависимость коэффициента термодиффузии от концентрации раствора. 

 

Рис. 11. Температурные кривые при выпечке хлеба в среде без увлажнения и с увлажнением:
1—кривая температуры мякиша (на глубину 6,5 см от поверхности) без увлажнения камеры; 2—кривая температуры мякиша (на глубину 4,8 см от поверхности; с увлажнением; 3—кривая температуры поверхности хлеба с увлажнением; 4—кривая температуры поверхности хлеба без увлажнения.

 

Температура в центре ржаного хлеба через 35 мин. от начала выпечки была ниже соответствующей температуры пшеничного хлеба на 15°. К концу выпечки эта разница составляла 11—112°.

На прогрев формового хлеба влияет увлажнение пекарной камеры. А. А. Михелев [144] приводит график изменения температуры поверхности
формового хлеба и его мякиша с увлажнением и без увлажнения в начальной фазе процесса выпечки (рис. 11).

 

На характер кривой изменения температуры влияет и разрыхленность теста.

Наличие пара в пекарной камере ускоряет прогревание теста-хлеба. При выпечке ржаного хлеба пекарную камеру не увлажняют, но это не означает, что в печи отсутствует пар. Он выделяется в большом количестве из теста-хлеба при выпечке, и этот пар имеет большое значение.

Н. Е. Морев [148] доказал необходимость интенсивного увлажнения пекарной камеры в первые 2— 2,5 мин. после посадки теста в печь, три снижении температуры в зоне увлажнения до 140—120° с подачей от 200 до 275 кг пара на 1 т хлеба в час, что обеспечивает получение относительной влажности среды в первой зоне пекарной камеры 80— 85 %-

 

При выпечке электроконтактным способом тесто-хлеб прогревается более интенсивно, при этом ржаной хлеб прогревается быстрее, чем пшеничный, благодаря большей электропроводности. Кривая силы тока у (ржаного хлеба значительно выше, чем у пшеничного, и более крутая. А. Г. Кульман приводит следующий график (рис. 12).

 

 

 

Упек. Как известно, вес теста-хлеба при выпечке и дальнейшем остывании увеличивается или уменьшается.

 

 

При выпечке ржаного формового хлеба (развесом 2 кг в течение 65 мин. влажность мякиша увеличивалась на 3,6%. 

 

Рис. 14. Поле влажности ржаного хлеба (0, 1, 2, 3 на графиках — увеличение влажности в %).

 

 

 

 

Ржаной формовой хлеб развесом 1,5 кг при температуре пекарной камеры 260° в Конечной фазе выпечки теряет влаги со всей поверхности от 1,6 до 4,8 г в мин., соответственно упек равняется ют 0,102 до 0,298% в мин. Потеря влаги (упек) пропорциональна времени [24] (рис. 15). 

 

 

Упек зависит не только от потери тестом-хлебом влаги, но и от потери паров спирта, углекислого газа, летучих кислот, ароматических веществ, с. в. корки.

В. В. Щербатенко, Л. Я. Ауэрман, Н. И. Гогоберидзе определяли потери влаги и с. в. (летучих) при выпечке хлеба из ржаной обойной муки развесом 1350 г (табл. 83).

 

 

ИЗМЕНЕНИЕ КРАХМАЛА ПРИ ВЫПЕЧКЕ

 

При выпечке крахмал теста набухает и клейстеризуется.

 

 

 

 

Рис. 16. Температурные кривые нагревания крахмала:
а—типичные кривые; б—кривая нагревания суспензии крахмала при погружении дифференциальной термопары в клейстеризованный крахмал; в—кривая нагревания воздушносухого крахмала.

 

Состояние оболочки .крахмального зерна отражается на кинетике процесса, а не на температуре начала клейстеризации.

Деформация крахмальных зерен ржи -при выпечке видна на микрофотографиях Н. И. Гогоберидзе, которая проводила прогревание водно-глицериновой суспензии ржаной муки и теста-хлеба при разной температуре. Из микрофотографий видно, что основные изменения зерен крахмала происходят при температуре 75° и даже при остывании выпеченного хлеба (рис. 18—21)

 

 

Рис. 17. Структура крахмального зерна (а) и крахмального клейстера (б).

Рис. 18. Крахмал ржаного теста.

Рис. 19. Зерна крахмала ржаного теста-хлеба (при темпера туре 75°). 

 

На степень клейстерлизации крахмала влияет его морфологическое и химическое строение. В. И. Назаров считает, что тонкопористая морфологическая структура крахмальных зерен более чувствительна к растворенным веществам в среде.

При термографических исследованиях клейстеризации крахмала на термограммах сначала наблюдается экзотермический эффект (набухание), затем происходит эндотермическая остановка кривой клейстеризации.

 

За эффектом клейстеризации три повышении температуры следует второй эндотермический эффект, связанный с разжижением образовавшегося студня в связи с переходом крахмала в декстрин (остановка декстринизании). Это особенно наглядно видно при нагревании крахмала с кислотами.

 

 

Рис. 20. Зерна крахмала горячего ржаного хлеба (при температуре 95°).

Рис. 21. Зерна крахмала холодного ржаного хлеба.

 

 

Температура начала эндотермического эффекта зависит от концентрации электролита. При добавлении КОН различной концентрации температура снижалась следующим образом: 

 

 

 

А. В. Николаев отмечает, что при действии окислителей, изменяющих структуру крахмала, температура остановки клейстеризации резко повышается. То же самое наблюдается при предварительном окислении крахмала.

Изучение процесса клейстеризации крахмала с применением дилатометра показало, что при клейстеризации и при дальнейшей декстринизации уменьшается объем суспензии, чем и объясняется эндотермический эффект обоих процессов.

 

В последнее время для определения температуры клейстеризации крахмала пользуются амилолрафом, который представляет собой ротационный вискозиметр со штифами; графически на ленте регистрируются сопротивление сдвигающему усилию и изменения вязкости водно-мучной суспензии. Фактически амилограмма отражает влияние на вязкость среды всего углеводно-амилазного комплекса, а не только крахмала-

С В. Горбачев [48] разработал точный метод определения начала клейстеризации крахмала, основанный на том, что нативный крахмал не проходит через ватный тампон, а уже частично клейстеризованный крахмал легко проходит через него и происходит изменение цвета йодного раствора в пробирке (синее окрашивание).

Схема прибора С. В. Горбачева изображена на рис. 22.

 

 

 

 

 

Тис. 22. Прибор С. В. Горбачева:
1—пробирка с суспензией крахмала; 2 — стеклянная трубочка; 5—ватный тампон.

Рис. 23. Прибор Киршнер-Хоппе:

 

Киршнер и Хоппе [290] предложили другой простой прибор, действие которого (рис. 23) основано на том, что воздух, продуваемый через непрерывно подогреваемый раствор крахмала, свободно проходит до тех пор, лака не качнется клейстериза-ция крахмала. После начала клейстеризации воздух не проходит. В это время отмечается температура раствора и вакуум з сантиметрах водяного столба, образующийся в результате сопротивления клейстеризованного крахмала воздуху. На температуру клейстеризации и величину вакуума влияют вид и концентрация раствора крахмала.

В. М. Арциховский [6] для определения начала клейстеризации подсчитывал под микроскопом число неразбухших, полу-разбухших и вполне разбухших зерен крахмала при различной температуре. Появление вполне разбухших зерен соответствовало началу клейстеризации.

Разные авторы приводят различные температуры клейстеризации крахмала

 

 

 

 

 

Характер амилограмм крахмала и муки резко -различается: амилограмма крахмала расположена значительно выше, чем амилограмма муки (400 и 260 единиц). Амилопрамма крахмала резко смещена справо, начало клейстеризации крахмала при 67°, .муки — при 58°, .максимум подъема кривой (начало распада крахмальных зерен при клейстеризации) крахмала при 90°, муки — 69°.

А. Я. Пумпянский [193] испытывал на амилографе пять образцов ржаной и пять образцов пшеничной муки. 

 

 

 

 

Ржаная мука (крахмал) то сравнению с (пшеничной имеет более низкую температуру тачала клейстеризации и максимальной вязкости; максимальная высота подъема кривой амилограммы ржаной муки значительно меньше, чем пшеничной.

Данные об изменении химического состава ржаного теста-хлеба при выпечке приводит Н. И. Гогоберидзе [42] (табл. 85).

 

 

 

В ржаном тесте-хлебе количество водорастворимых углеводов значительно больше, чем в пшеничном. Это объясняется особыми свойствами ржаного теста-хлеба и более продолжительной выпечкой ржаного хлеба.

 

ИЗМЕНЕНИЕ БЕЛКОВ ПРИ ВЫПЕЧКЕ


Белки при выпечке хлеба денатурируются.

По новейшим работам наших исследователей (В. В. Пономарев [172], А. Г. Пасынский [164], К. И. Страчицкий и А. Ф. Кологривова [233], Д. Л. Талмуд [236], В. С. Тонгур [243], А. С. Циперович [252—253], А. С. Циперович и А. Л. Лосева [254]) необходимо различать процессы собственно денатурации белка и последующие вторичные процессы (в частности, коагуляция белка), при которых обычно происходит агрегация.

А. С. Циперович [253] разграничивает при изучении денатурационных процессов: а) модификационные изменения, уменьшающие устойчивость частиц белка при сохранении их нативного состояния; б) собственно денатурационные превращения;

 

 

 

 

 

В отличие от установившегося взгляда, что белок при коагуляции делается более гидрофобным и даже теряет воду, которую поглощает клейстеризующийся крахмал, В. В. Пономарев при определении набухания глиадина объемным и весовым методами пришел к выводу, что набухание глиадина увеличивается с повышением температуры и времени денатурации. Надо только указать, что автор имел дело с глиадином, превращенным в порошкообразное -состояние, т. е. уже денатурированным, и набухание, по-видимому, наблюдалось после вторичной денатурации. Результаты опытов приведены в табл. 86 (объемный метод) и 87 (весовой метод).

 

 

 

 

 

Рис. 25. Изменения набухания муки, клейковины и крахмала с повышением температуры:
1—мука; 2 -клейковина; 3—крахмал. 

 

Вязкость раствора глиадина в 70%-ном спирте, по данным других авторов, увеличивалась с повышением концентрации и температуры денатурации глиадина.

В. В. Пономарев отмечает также, что при тепловой денатурации глиадина падает его растворимость в спирте, уменьшается молекулярный вес, уменьшается количество тепла, выделяющегося при взаимодействии глиадина с водой; наоборот, увеличивается количество тепла, выделяющегося при взаимодействии его со спиртам, увеличивается теплота сгорания глиадина.

В. Л. Кретович и Е. Н. Рязанцева [95J установили, что растворимость глиадина в спирте при нагревании до 130° зерна понижается (Манитоба с 58 до 44,5% — контроль, а Эритро-спермум с 24,5 до 11,59% — контроль). Они же отмечают, что заметно снижается гидратация клейковины и уменьшается растворимость белков.

На основании рентгеноскопических данных установлено постепенное разрушение при денатурации кристаллической решетки глиадина.

К сожалению, не (было проделано подобных опытов с белками ржаной муки, но можно предполагать, что приведенная закономерность изменений белка при денатурации будет сохраняться и в случае белка, выделенного из ржи.

А. Г. Кулыман [111] приводит график изменения набухаемости клейковины и крахмала муки с повышением температуры (рис. 25).

При тепловой денатурации белков увеличивается их атакуемость протеолитическими ферментами.

 

 

СОХРАННОСТЬ ВИТАМИНОВ ПРИ ВЫПЕЧКЕ

Работ, посвященных применению витаминов при выпечке ржаного хлеба, недостаточно. Следует отметить работу Л. Я. Ауэрмана, В. Н. Букина, 3. И. Зайцева, Л. С. Куцевой, В. Ф Пашовкина и В. В Щербатенко [13], которые исследовали сохранность витаминов в ржаном хлебе из нормальной обойной муки и в хлебе, приготовленном из витаминизированного теста. Содержание витаминов B1, В2 и РР в исходной муке и хлебе приведено в табл. 88.

 

 

 

 

 

 

Как видно из таблицы, в хлебе из ржаной обойной муки сохранялось в среднем около, 70% витамина В1, 88% витамина В2 и около 92% витамина PP.

Сохранность витаминов, добавляемых при витаминизации, несколько ниже. В ржаной муке из добавленных витаминов сохранялось только две трети.

 

 

КОЛЛОИДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫПЕЧКЕ

При вытечке происходит ряд коллоидных процессов в куске теста-хлеба (способность теста-хлеба связывать воду, переход водорастворимых веществ в раствор, способность к набуханию, пенообразующая способность водных экстрактов хлеба и др). 

В этой области большую работу проделали сотрудники коллоидной лаборатории ВНИИХПа А. Г. Кульмаи и Р. А. Бранопольакая [27, 107—111, 113].

По трем из вышеуказанных показателей получены следующие данные (табл 89).

 

Пенообразующая способность хлеба по мере пропекания значительно падает (рис 26).

Интересно сравнение пенообразующей способности водных экстрактов хлеба различной степени пропеченности при электро-контактной выпечке и при выпечке в печи (табл. 90).

В связи с денатурацией белков и снижением количества пенообразующих веществ по мepe протекания хлеба пенообразующая способность падает.

 

 

 

Готовность ржаного хлеба можно определять по пенообразующей способности его, так как у ржаного хлеба объем пены мал и она быстро разрушается.

По мере пропекания уменьшается липкость мякиша хлеба (рис. 27)

Изменения коллоидно-химических показателей в готовом ржаном хлебе по сравнению с тестом при разных способах выпечки приведены в табл. 91.
Более слабая связь воды и (муки у ржаного теста по сравнению. с пшеничным наглядно видна из работы Б. А. Николаева,

В. П. Антоновой и Л. С. Беганской [156], проводивших сравнительную сушку ржаного (влажностью 54,5%) и пшеничного

 (влажностью 48%) теста при 100° в течение 40 мин. Муку брали влажностью 10 и 16% (рис. 28).

Деформация сдвига, измеренная приборам Б. А. Николаева, в зависимости от продолжительности выпечки ржаного хлеба разной его высоты установлена Н. И. Гогоберидзе (рис. 29).

 

 

 

 

 

Рис. 28. Кривые сушки: 

 

Рис. 29. Зависимость деформации сдвига от времени (кинетика деформации) при различной высоте хлеба:

 

Как видно из графика, Емакс и Еост у более высокого хлеба больше, чем у низкого.

 

 

ФЕРМЕНТЫ И МИКРООРГАНИЗМЫ ПРИ ВЫПЕЧКЕ 

 

Обычно микроорганизмы брожения при нагревами, и их  водном субстрате до 60° погибают (дрожжи немного раньше, чем молочнокислые бактерии). М, И. Ратнер и 3. Ф, Фалунина  , изучая микрофлору ржаного хлеба, обнаружили на стерильном сусле с добавлением с мотки ржаного хлеба палочки молочнокисленных бактерий и клетки дрожжей. При предварительном кипячении мочки ни тех, ни других микроорганизмов не было обнаружено- Авторы делают вывод, что выпеченном хлебе сохраняется жизнеспособная, хотя и ослабленная, неспоровая микрофлора, в том числе молочнокислые бактерии и дрожжи. Это явление можно объяснить защитным действием коллоидов теста и кратковременностью подъема температуры в центре мякиша.

 

При пропревании до 35° дрожжи и молочнокислые бактерии более интенсивно образуют углекислый газ и кислоту, а для термофильных видов интенсивность жизнедеятельности лежит даже ери более высокой температуре. Это следует учитывать при изучении явлений, происходящих при выпечке (увеличение объема хлеба, нарастание кислотности).

Ферменты при выпечке инактивируются при размой температуре, здесь тоже имеет большое значение среда, в которой находятся ферменты.

Е. Г. Онищенко и И. А. Попадич [161], изучавшие влияние прогревания зерна ржи и пшеницы на активность амилазы, пришли к выводу, что при термической обработке зерна значительно инактивируются амилолитические ферменты. При этом более сильное действие оказывает гидротермическая обработка. Авторы отмечают, что инактивация амилолитических ферментов имеет частично обратимый характер.

С. И. Пронин и Б. М. Дах [181] наблюдали ход термической инактивации зерновых амилаз в ужатом тесте (табл. 92).

В. Л. Кретович и Е. Н. Рязанцева [95] установили, что при прогревании зерна  пшеницы до 60—90° амилаза не угнетается, а даже активизируется; при дальнейшем прогревании до 105° наступает частичная инактивация амилазы. В буферном растворе даже при сильном прогревании активность амилазы почти не снижается.

 

 

Влияние кислотности теста на термостабильность ферментов подтверждается опытами С. И. Пронина и И. С. Петровой , которые подробно изучала термостабилыность α и β-амилаз ржаного теста при разной кислотности и разной температуре. Авторы различают две стадии инактивации β-амилазы: 1) инактивация основного количества фермента (пунктирная черта в таблице) и 2) исчезновение его остаточной активности (сплошная черта в таблице). Пробы отбирали из мякиша, имеющего определенную температуру; об активности амилазы судили по количеству сахара (по Бертрану) после выдерживания водной болтушки мякиша при 60° в течение 1 часа. Другую пробу мякиша немедленно растирали с реактивом Барнштейна, при этом амилаза инактивировалась. Активность амилазы определяли по разнице в содержании сахара в обеих пробах. В табл. 93 приведена термостабильность β-амилазы ржаного теста при различной его кислотности.

Термостабильность α-амиазы ржаного теста дана в табл 94.

 

 

 

 

 

 

 

 

В ржаном тесте β-амилаза при кислотности 10,0—11,4° полностью инактивируется при 59—62°, а при кислотности 4,6— 6,3° полная инактивация амилазы наступает только при 78—79°. Еще в большей Степени от кислотности ори выпечке зависит активность α-амилазы. При кислотности теста 10,6—11,6° фермент инактивируется примерно при 71°, при кислотности 4,0— 4,4° до конца вылечим (96°) инактивация α-амилазы не происходит

Во время (выпечки изменяется активность и других ферментов. Л. Я. Ауэрман [12] предполагает, что протеиназа инактивируется при 80—84°

По работе В. Л. Кретовича и Е. Н. Рязанцевой [95], самым термолабильным ферментом является каталаза (табл. 95).

 

 

 

 

ПРОЦЕССЫ В НАРУЖНОМ СЛОЕ ХЛЕБА

 

Уже в первые минуты выпечки на поверхности куска теста образуется тонкая пленочка из денатурированного белка. Предполагают, что крахмал в данном случае не клейстеризуется из-за отсутствия воды, но при смачивании поверхности водой частичная клейстеризация крахмала все же происходит. Некоторое время образовавшаяся пленка обладает эластичностью и растягивается, что дает возможность тесту в первое время выпечки увеличиваться в объеме без разрыва поверхности. Увлажнением поверхности теста и насыщением пекарной камеры паром удлиняют время, при котором будет сохраняться эластичность пленки. Наконец, наступает момент, когда пленка прогревается, теряет воду, в результате чего становится хрупкой (твердой). Это происходит, когда на поверхности теста температура достигает почти 100° (температура точки росы). В это время прекращается конденсация водяного пара на поверхности теста и начинается усиленное испарение с нее воды. Образуется твердая корка,

 толщина которой постепенно увеличивается за счет обезвоживания внутренних слоев теста, прилегающих к корке. При подсыхании корки поры в ней сжимаются. Капилляры в корке забиваются выносимыми изнутри теста-хлеба крахмальными зернами. К. Н. Чижова [256], сравнивая электроконтактную и печную выпечку, указывает, что корка задерживает в хлебе спирт и другие ароматические вещества.

Цвет корки по мере выпекания изменяется, становится темнее. Разные сорта хлеба имеют различную окраску корки (различные оттенки).

Цвет корки зависит от температуры на поверхности хлеба, которая колеблется в довольно больших пределах. Следует также учитывать, что в отдельных местах поверхности хлеба температура бывает разная. В связи с этим интенсивность окраски корки неодинаковая.

В настоящее время считают, что окраска корки зависит в первую очередь от образования темноокрашенных меланоидинов за счет окислительно-восстановительного процесса—взаимодействия между восстанавливающими сахарами и белками, а

 

также от продуктов распада белков в зависимости от количества свободных а минных групп в них. Водные экстракты из хлебных корок дают УФ-спектр, близкий к спектру меланоидинов. Процессам меланоидинообразования посвящено много исследований (Л. Я. Ауэрман и др. [14]; Г. С. Волгу нов и М. Т. Похно [33]; В. Л. Кретович и Р. Р. Токарева [96]; А. М. Кузин и
О. И. Полякова ; А. Т. Марх [135]; А. Г. Забродский ;

А. Г. Забродский и В. А. Вигковская ; А. Г. Забродский и А. Ф. Положишник ; М. Ф. Машковцев [138]; В. А. Смирнов и К. А. Гейспиц [227]; В. Л. Кретович [91]; Береш и Мацелка [270}; Дешрейдер [275]).

 

 А. Г. Забродский считает, что при взаимодействии аминокислот с сахарами карбонильная группа сахара вступает в реакцию с аминной группой аминокислоты с образованием веществ, названных Майяром меланоидинами.

Пти [299] дает для реакции Майяра следующую схему:

 

 

 

1) на форфурол и аминокислоты в нейтральной и слабокислой водной среде с потерей трех молекул воды;

2) на редуктоны с потерей двух молекул воды;

3) на ацетон, альдегиды, пировиноградную кислоту, диацетил. Большая часть азотистых веществ, полимеризуясь, образует пигменты.

В. Л. Кретович [91] считает, что в результате взаимодействия аминокислоты и восстанавливающего сахара происходит разложение аминокислоты с образованием соответствующего альдегида, аммиака и углекислого газа и сахара — с образованием фурфурола или оксиметилфурфурола. Последние легко вступают в соединение с аминокислотами и белками, образуя темноокра-шенные меланоидины.

Дешрейдер [275], наоборот, считает, что в процессе образования цвета корки хлеба оксиметилфурфурол не участвует. Состав меланоидинов еще точно не установлен. Дешрейдер хроматографическим методом в извлеченном спиртом из корки хлеба красящем веществе нашел пять аминокислот неустановленного характера, кроме того, аланин, тирозин, глутаминовую кислоту, лейцин и фенилаланин.

Береш и Мацелка [270] предполагают на основании хроматографического анализа, что меланоидины и редуктоны содержат вещества, сходные с фульвиновой кислотой (в частности, в меланоидинах, полученных в щелочной среде из глюкозы и гликокола. На реакцию меланоидинообразования влияет температура, среда, влажность, соотношение сахара и аминокислоты, вид сахара и амнокислоты и пр.

 

При низкой температуре (37°) образуются бесцветные вещества. Так, А. М. Кузин и О. И. Полякова [105], проводившие исследования при 18°, считают, что углеводы, имеющие свободный полуацетальный гидроксил, дают с аминокислотами в концентрированной щелочной среде продукты присоединения типа N-глюкозидов. В .нейтральной, кислой средах эти соединения легко гидролизуются с образованием исходных продуктов. При высокой температуре (100—160°) получаются темноокрашенные продукты (меланоидины).

С повышением температуры одно и то же количество аминокислоты связывает возрастающее количество сахара [59].

 

 

 

 

 

 

Рис. 30. Зависимость интенсивности меланоидинообра-зования от pH: 

 

Многие исследователи считают, что меланоидины лучше образуются в щелочной среде. Это подтверждается опытами

В. Л. Кретовича и Р. Р. Токаревой [96] (рис. 30).

А. Г. Забродский и В. А. Витковская [59] считают, что в кислой среде реакция образования меланоидинов практически не зависит от pH, а при pH выше 7 усиливается за счет щелочного разложения сахара.

На корке хлеба при образовании меланоидинов имеется мало воды.

М. Ф. Машкавцев [138] в своих опытах прогревал смесь гликокола и глюкозы с разным количеством воды и пришел к выводу, что увеличение содержания воды в реакционной смеси из аминокислот и редуцирующих сахаров тормозит процесс меланоидинообразования; увеличение же содержания аминокислоты в среде ускоряет эту реакцию.

 

 

На реакцию меланоидинообразования отдельные сахара влияют по-разному. Данные об интенсивности меланоидинообразования при взаимодействии гликокола, аланина и лейцина с разными сахарами приведены в табл. 96 (по Кретовичу и Токаревой). 

 

Из таблицы видно, что на интенсивность окраски влияют больше сахара, чем аминокислоты; особенно темную окраску дает ксилоза.

Процесс меланоидинообразования можно ускорить добавлением нейтрализованной молочной кислоты (рис. 31).

А. Г. Забродский и В. А. Вишовская [59] установили, что при 

температуре более 120° в реакцию с аминокислотами вступают не только простые сахара, но , и сахароза, мальтоза и декстрин (,рис. 32).

 

 

Рис. 31. Влияние молочной кислоты на интенсивность меланоидинообразования:
1- гликокол + молочная кислота; 2— ксилоза + гликокол; 3— ксилоза + гликокол + + нейтрализованная молочная кислота.

Рис. 32. Убыль восстановительной способности при нагревании углеводов с аминокислотой:
1—глюкоза; 2—декстрин + гликокол; «?--сахароза-г + гликокол; глюкоза + гликокол; 5— арабиноза 4- гликокол.

 

 

Еще ранее отмечалось [214, 215], что при добавлении сахарозы в тесто из сортовой пшеничной муки получали хлеб с золотисто-желтой коркой, а при добавлении в тесто мальтозы (осахаренной заварки) корка имела желтовато-малиновый оттенок.

Наиболее легко реакция меланоидинообразования идет с пентозами [96].

Образование меланоидинов задерживает аскорбиновая и сернистая кислоты [135]. По работам В. Л. Кретовича и Р. Р. Токаревой, реакция меланоидинообразования замедляется при добавлении димедона, связывающего альдегиды.

По А. Г. Забродскому и В. А. Витковской, меланоидины дрожжами не сбраживаются, но они влияют на интенсивность брожения (ускоряют размножение, старение и отмирание дрожжевых клеток). Это надо учитывать при добавлении в тесто мочки хлеба.

М. И. Княгиничев и П. М. Плотников приводят следующий состав меланоидинов: углерода 54—60, водорода 4,9—5,17, азота 3,5—5,3 и кислорода 31,3—35,1%. Кроме того, в них обнаружены спиртовые, карбонильные, карбоксильные и фенольные группы.

Кроме меланоидинов, на цвет корки влияет и карамелизация сахара на поверхности корки. Процесс карамелизации происходит в несколько стадий.

1) При нагревании сахарозы выше температуры плавления (выше 160°) она распадается на глюкозу и ангидрид фруктозы—левулозан. 

 

 

 

 

Карамелен — коричневый порошок, негипроскопичный, горького вкуса, температура (плавления его 204—205°, легко растворяется в воде (раствор коричневого цвета).

Сахара карамелизуются и при более низкой температуре, но для этого требуется больше времени; фруктоза карамелизуется легче, чем глюкоза.

Корка ржаного хлеба из обойной муки имеет темную окраску — темновато-коричневую, серовато-коричневую с малиновым, красноватым оттенком. У ржаного хлеба из сеяной муки верхняя и боковые корки часто бывают окрашены в коричневомалиновый цвет (разной интенсивности).

На основании вышеизложенной теории меланоидинообразо-вания и карамелизации можно предполагать, что цвет ржаного хлеба зависит от его большей кислотности, преобладания в составе ржаного теста мальтозы, пентозанов и несколько иного аминокислотного состава белков ржаной муки. Отражается на цвете корки ржаного хлеба более продолжительное время выпечки и более высокая температура выпечки. Следовательно, на цвет корки ржаного хлеба влияют образование меланоидинов, карамелизация и декстринообразование.

При оценке внешнего вида хлеба придают значение глянцу верхней корки. Глянец на поверхности корки получается в результате клейстеризации крахмала. Влага конденсируется на поверхности теста-хлеба из паро-воздушной среды пекарной камеры.

По Н. В. Беликову , влага концентрируется в печи только в период, когда температура поверхности теста не достигла еще температуры точки росы (при параметрах камеры). Глянец образуется при обильном увлажнении и при температуре поверхности хлеба около 80—85°.

 

Одновременно с меланоидинами образуется и муравьиная кислота. Предполагают [280], что в результате реакции между восстанавливающими сахарами и аминокислотами получается оксиметидфурфурол, который в кислой среде (хлеб) разлагается на муравьиную и левулиновую кислоты. Имеются данные, что муравьиная кислота образуется только при выпечке ржаного хлеба и в незначительном количестве при выпечке пшеничного из обойной муки. Муравьиная кислота в ржаном хлебе была найдена В. Л. Кретовичем и Н. Т. Прохоровой. Особенно много муравьиной кислоты содержится в ржаном хлебе — пумпер-никеле.

В работе Шульца и Древса [313] установлено, что количество муравьиной кислоты увеличивается при добавлении в тесто молока, соевой муки, обезжиренного сухого молока и солодовой муки три длительной выпечке.

Муравьиная кислота повышает стойкость хлеба при хранении.

 

ДРУГИЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ВЫПЕЧКОЙ РЖАНОГО ХЛЕБА

 

При выпечке штучного хлеба из сеяной ржаной муки куски теста перед выпечкой обжаривают при температуре пекарной камеры 300—320° и пода печи 320—340° (рижский, минский, витебский хлеб и др.).

Эккардт [281] сообщает, что в настоящее время имеются конвейерные печи с приспособлением для предварительной обжарки ржаного хлеба в течение 4 минут при 450°.

У нас раньше обжарку производили в жаровых печах.

А. С. Гинзбург и другие [40—43] изучали процесс обжарки куска теста в течение 3—5 мин. За это время на поверхности куска теста получается тонкая, бледно-желтого цвета, эластичная пленочка, под пленкой находится слой недопеченного мякиша толщиной 10—15 мм и в центре — тесто. Пленка имеет температуру около 110°, считают, что она в результате клейстеризации крахмала и денатурации белка газонепроницаема.

Общая продолжительность выпечки, включая время обжарки, равна или меньше продолжительности выпечки хлеба без обжарки.

При выпечке ржаного хлеба из обойной муки наблюдается потемнение мякиша. Из светло-серого теста получается мякиш темно-коричневого цвета. При выпечке хлеба из сеяной (пеклеванной) ржаной муки мякиш не темнеет. Предполагают (91], что в оболочках ржаной муки имеется фермент тирозиназа, окисляющий тирозин с образованием темноокрашенных соединений — меланинов.

Температура и время выпечки хлеба взаимно связаны. От продолжительности выпечки зависит внешний вид хлеба, его физико-химические показатели и вкус.

Н. И. Гогоберидзе [42] изучала влияние продолжительности выпечки на качество хлеба. Она считает, что ускоренная выпечка ржаного хлеба ухудшает его качество (вкус, аромат и свойства мякиша). Это особенно резко сказывается при кратковременной выпечке ржаного столового хлеба мелкого развеса.

Физико-химические показатели ржаного хлеба с различным временем выпечки приводятся в табл. 97.

Хлеб при длительной выпечке имеет более глубокий распад углеводов и большую податливость белков действию пепсина: у него повышается процент пористости, мякиш становится более эластичным и нежным, приятного темно-коричневого цвета. Вкус и аромат такого хлеба лучше, чем хлеба с меньшим временем вьппечки. Особенно приятным, сладким вкусом и ароматом обладает хлеб, выпеченный в течение 20 час.

 

 

 ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЗАВАРКИ

 

 В специальные сорта ржаного хлеба (рижский, бородинский, любительский и др.) добавляют заварку. Вопрос этот изучали А. Я. Пумпянский [192, 193, 194], И. Гопфенгаузен и Л. Гомашевская [47], 3. С. Кузьмина [106] и др.

Очень часто в рецептуру хлеба, приготовляемого на заварке, входит красный ржаной или белый ячменный солод. Заварку добавляют при приготовлении закваски или опары и очень редко вносят при замесе теста. Солод всегда заваривают вместе с мукой, идущей на приготовление заварки.

Кориандр, тмин и анис (при добавлении более 0,5% к весу муки) заваривают вместе с солодом и мукой.

Обычно для заваривания берут 1 часть муки и 3 части воды.

Приготовленную заварку быстро охлаждают, добавляя в нее холодную воду, или постепенно, в течение 40—50 мин, все время перемешивая ее,

 

 

 

 

 

При заваривании муки происходит клейстеризация крахмала, денатурация белков и частичная инактивация ферментов, в результате чего , в заварке увеличивается количество водорастворимых веществ. Содержание сахаров остается прежним или увеличивается в зависимости от степени инактивации ферментов. А. Я. Пумпянский установил содержание сахара в заварке 10,3— 33,4%, в хлебе, приготовленном на заварке — 8,48—10,12%. Количество водорастворимых веществ было от 38,1 до 59,8%.

Начальная консистенция теста с неосахаренной заваркой была во всех случаях крепче, чем консистенция теста без заварки (разница на 8—10 единиц по консистометру). Тесто с заваркой, осахаренной в течение 15 мин., по консистенции было слабее, чем контрольное (на 4—7 единиц).

Приготовляют также и соленую заварку. При заваривании муки добавляют от 0,5 до 2,5% поваренной соли (в пределах рецептуры).

И. Гапфенгаузен и Л. Томашевская [47] указывают, что хлеб с соленой заваркой из любой муки (нормальной и пониженного качества) (получается стандартный: корка хлеба становится эластичной, нежной, с хорошим колером.

А. Я. Пумпянский считает, что добавление соли в заварку снижает количество редуцирующих сахаров в ней, повышает температуру клейстеризации на 10°, тормозит амилолиз.

 

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ

1. Теплофизические процессы в ржаном хлебе в основном протекают так же, как и в пшеничном. Ржаной хлеб прогревается медленнее, чем пшеничный, из-за плохой теплопроводности первого, зависящей от характера пористости.

2. Ржаная мука и крахмал имеют более низкую температуру начала клейстеризации. Количество водорастворимых углеводов в ржаном тесте и хлебе значительно больше, чем в пшеничном.

3. До сих пор не изучены процессы денатурации белка, происходящие при выпечке хлеба.

Связь воды и муки в ржаном тесте более слабая, чем в

 пшеничном.

4. Витамины группы В (В1, В2 и РР), содержащиеся в муке, при выпечке хлеба сохраняются соответственно на 70, 88 и 92%. Синтетические витамины, которые добавляют в тесто, сохраняются в хлебе приблизительно на 2/3

 

 

5. У ржаного хлеба объем пены, характеризующий состояние белков при выпечке, небольшой, лена быстро разрушается.

6. При выпечке дрожжи погибают раньше молочнокислых бактерий.

В ржаном тесте при нагревании снижение амилазной актидности начинается раньше, чем в пшеничном, это зависит от большей кислотности ржаного теста. Полная инактивация амилазы также зависит от кислотности теста.

Оптимальная температурная зона действия α-амилазы проросшей ржи 54—63°, а проросшей пшеницы 60—66°.

7. Цвет ржаного хлеба из обойной муки от темно-коричневого до серовато-коричневого с различными оттенками.

Цвет корки зависит от образования меланоидинов, карамелизации и декстринообразования.

Более интенсивная темная окраска ржаного хлеба объясняется его большей кислотностью, преобладанием в ржаном тесте мальтозы, пентозанов. Возможно влияет на цвет ржаного хлеба иной аминокислотный состав белков ржаной муки.

8. В ржаном хлебе образуется муравьиная кислота, которая повышает стойкость его при хранении.

9. Потемнение мякиша ржаного хлеба из обойной муки при выпечке объясняется действием фермента тирозиназы.

10. При более длительной выпечке ржаного хлеба происходит ряд физико-химических изменений, отражающихся на вкусе и аромате хлеба.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     5      6      7      8     ..