Хлібопекарські властивості борошна (стр. 8 из 12)

Гідроліз відбувається по ефірному зв'язку з приєднанням води.

У жирних кислотах кількість подвійних зв'язків зменшується і накопичуються гідроксильні групи.

Вода, що бере участь у цій реакції, дисоціює на водень і гідроксил. Водень приєднується до кислотного залишку, а гідроксил — до спиртового радикалу.

Розпад тригліцеридів протікає послідовно, з утворенням проміжних продуктів реакції моно- і дигліцеридів.

Глибина ферментативного гідролізу характеризується вмістом вільних жирних кислот, тобто величиною кислотного числа жиру.

Кислотне число визначається за кількістю мг КОН, необхідного для нейтралізації цих кислот в 1 г жиру.

При підвищеній вологості ліпаза активна навіть при температурі, нижчій за 0 °С, вона інактивується при 80 °С.

Гідролітичного розпаду зазнають також фосфоліпіди з утворенням гліцеридів, жирних кислот, фосфорної кислоти і азотистої основи. Накопичені жирні кислоти під дією ліпоксигенази окислюються з утворенням пероксидів і гідропероксидів. Продуктами їх розкладу є такі речовини, як вода, С0₃, CO, мурашина і оцтова кислоти, альдегіди, кетони тощо, які надають борошну неприємного смаку і запаху, відбувається згіркнення борошна.

Швидкість окислення у значній мірі залежить від наявності кисню. Механізм реакції окислення пояснює перекисна теорія Баха — Енглера і теорія ланцюгових реакцій Н.Н.Семенова. Згідно перешеної теорії, проміжними продуктами окислення є пероксиди різних типів: насичені — при окисленні насичених жирних кислот; ненасичені або циклічні — при окисленні ненасичених жирних кислот.

Кисень при контакті з ненасиченими жирними кислотами приєднується за місцем подвійного зв'язку з утворенням циклічного пероксиду. Так, при окисленні олеїнової кислоти утворюється циклічний пероксид цієї кислоти:

Після розщеплення тригліцеридів ліпазою і накопиченням вільних жирних кислот активізується дія ліпоксигенази. Цей фермент особливо енергійно окислює саме вільні, а не зв'язані в тригліцеридах жирні кислоти, з утворенням гідро-пероксидів:

При зберіганні борошна реакції окислення жирів інтенсифікуються у часі. Це добре пояснюється теорією ланцюгових реакцій Н.Н.Семенова. За цією теорією, окислення пов'язане з розвитком ланцюгової реакції через вільні радикали, що мають вільні валентності та підвищену реакційну здатність.

При утворенні пероксидів і гідропероксидів з'являються початкові вільні радикали. Вони можуть утворюватися внаслідок розриву найслабшого із ковалентних зв'язків. Ці радикали переходять у стійкий валентно-насичений стан, утворюючи при цьому нові продукти окислення та інші вільні радикали. Останні, маючи вільну валентність, як і попередні, утворюють нові сполуки і нові вільні радикали, тобто постійно збуджується ланцюгова реакція:

Чим більше накопичується пероксидів і гідропероксидів, тим більше збуджується нових ланцюгів окислення, тим активніше йде процес окислення, накопичуються продукти окислення: карбонільні (альдегіди, гліцероальдегіди) і карбоксилвміщуючі сполуки (мурашина, оцтова та інші кислоти), що погіршують смак і аромат. Згіркнення жирів під дією ферментів ліпази і ліпоксигенази відбувається приблизно за такою схемою, рис. 3.13. Швидкість реакції прискорюється під дією світла, температури, кисню, іонізуючого опромінювання. Реакція уповільнюється у присутності інгібіторів окислення (антиокислювачів). Природними антиокислювачами є токофероли, каротиноїди, фосфатиди та інші речовини.

При тривалому зберіганні в несприятливих умовах накопичується значна кількість продуктів розкладу жирів, борошно гіркне.

У пшеничному борошні міститься 1,4-2,3% ліпідів. З цієї кількості 65% становлять вільні ліпіди. Саме у вільних ліпідах з перших днів зберігання відбуваються гідролітичні та окислювальні процеси. Зв'язані ліпіди починають змінюватись тільки після 40 діб зберігання.

Сортове борошно містить менше жиру, ніж обойне, але гіркне швидше. Причиною цього є наявність у обойному борошні токоферолів, що мають властивості антиоксидантів.

При дозріванні борошна саме ненасичені жирні кислоти у першу чергу окислюються і утворюють сполуки — пероксиди, гідропероксиди жирних кислот, що мають велику окислювальну активність. Ці сполуки окислюють пігменти борошна, внаслідок чого воно світлішає, а також компоненти білково-протеїназного комплексу. Під дією перекисних сполук і кисню повітря зазнають змін третинна і четвертинна структури білкових молекул.

В молекулах білку сульфгідрильні групи — SH окислюються з утворенням додаткових дисульфідних зв'язків. Структура білкової молекули ущільнюється, знижується податливість білків до дії протеїназ.

Накопичення у борошні активних продуктів гідролізу і окислення ліпідів зумовлює утворення ліпопротеїдів — продуктів взаємодії білків з цими сполуками. Збільшення вмісту ліпопротеїдів сприяє покращанню еластичності білків клейковини.

Ущільнення молекули білків унаслідок окислювальних процесів, зменшення активності ферментів і активаторів протеолізу, утворення додаткової кількості ліпопротеїдів обумовлюють зменшення у борошні вмісту сирої клейковини (вміст сухої клейковини залишається без змін), покращання її пружності та еластичності, зменшення розтяжності. Особливо покращується якість клейковини слабкого за силою борошна. Через 1,5-2 місяці зберігання воно набуває властивостей середнього за силою, рис. 14.

При дуже інтенсивному гідролізі жирів, значному накопиченню пероксидів клейковина борошна значно укріплюється і може стати крихкою. Це спостерігається в борошні, що надмірно довго зберігалося і почало псуватись.

Окислювально-відновні процеси, що обумовлюють дозрівання борошна, тобто покращання його хлібопекарських властивостей, і в першу чергу сили борошна, активно відбуваються протягом перших 7-30 діб після помелу, потім протікають дуже мляво. Настає період відносно стабільних хлібопекарських властивостей борошна.

При підвищенні відносної вологості та температури наявність кисню прискорює дозрівання борошна внаслідок сприятливіших умов для окислювально-відновних процесів. За даними Н.П.Козьміної, найшвидше дозріває борошно при відносній вологості 80%, значно повільніше — при більш низькій вологості, а при <р = 40% — дуже слабко. В умовах більш високої вологості активніше протікає і процес гідролізу жирів (рис. 3.15). На швидкість дозрівання значно впливає наявність кисню. У безкисневій зоні укріплення клейковини відбувається дуже повільно.

Тому аерація борошна сприяє прискоренню його дозрівання, особливо підігрітим повітрям.

Заданими Є.Д.Казакова, аерація борошна повітрям при 25 "С протягом 6 год при питомих витратах повітря 2-3 м³/т борошна є оптимальними умовами для прискорення його дозрівання. Окислювально-відновні процеси у борошні активізуються при прогріванні його інфрачервоним опроміненням, обробці газоподібними сполуками окислювальної дії (двоокис хлору, окисли азоту, озон).

Вуглеводно-амілазний комплекс при дозріванні та подальшому зберіганні борошна не зазнає суттєвих змін, які б помітно позначились на якості хліба. Спостерігається, що внаслідок окислювальних процесів, які відбуваються в цей час у борошні, дещо ущільнюється міцела крохмалю, підвищується температура клейстеризації, знижується податливість його до дії ферментів. Це призводить до незначного зменшення цукро- і газоутворювальної здатності борошна. Вміст у борошні власних цукрів не змінюється.

На силу борошна впливає вміст у ньому пентозанів. У період дозрівання у борошні спостерігається полімеризація водорозчинних пентозанів. Це обумовлює підвищення в'язкості їх розчинів, а, значить, і покращання фізичних властивостей тіста, тобто сили борошна.

Процеси, що відбуваються у борошні під час зберігання, супроводжуються підвищенням кислотності борошна.

У результаті біохімічних процесів при зберіганні накопичуються кислі продукти. Це вільні жирні кислоти - продукти ферментативного гідролізу жирів; кислі фосфати — продукти взаємодії вільних жирних кислот і лужних фосфатів; продукти життєдіяльності мікроорганізмів. Велику роль у підвищенні кислотності борошна відіграє фермент фітаза, який відщеплює фосфорну кислоту від фітину (інозитфосфорної кислоти). Оптимальними умовами для дії фітази є рН 5,5. Але основна роль у підвищенні кислотності належить жирним кислотам.

За величиною кислотності судять про свіжість борошна. При оцінці цього показника визначають загальну кислотність борошняної суспензії.

Кислотність борошна залежить від його виду і сорту. Вищу кислотність мають житні сорти і сорти борошна високих виходів.

Наростання титрованної кислотності найбільш інтенсивно відбувається у перші 15-20 діб після помелу і становить долі градусу кислотності.

У процесі дозрівання і нормального зберігання колір борошна дещо світлішає. Причиною цього є окислення пігментів борошна: каротиноїдів, ксантофілів, хлорофілів. Ці речовини є ненасиченими сполуками і під дією пероксидів окислюються та знебарвлюються. Цей процес протікає дуже повільно, він активується при аерації борошна внаслідок насичення його киснем повітря. Але при певних умовах, а саме: при зберіганні борошна, що має підвищену вологість, за умови вмісту в ньому значної кількості амінокислоти тирозину може спостерігатись потемніння борошна. Цей процес частіше спостерігається при зберігання борошна із пророслого, морозобойного, недозрілого або ушкодженого клопом-черепашкою зерна.