Характеристика растительного сырья как объекта переработки

1. Характеристика растительного сырья как объекта переработки.

1.1 Химический состав муки.

Мука является основным видом сырья при производстве мучных кондитерских изделий. В кондитерской промышленности главным образом используют пшеничную муку высшего, первого и второго сортов. Крупчатку и обойную муку практически не используют.( Драгилев А.И., Сезанаев Я.М. Производство мучных кондитерских изделий: Учебное пособие. – М.: ДеЛи, 2000. – 448 с.)

Более высокие сорта муки получают из центральной части эндосперма, поэтому в их состав входит большее количество крахмала по сравнению с низкими сортами муки и меньшее количество белковых веществ, сахаров, жиров, витаминов, ферментов и минеральных веществ, которые сосредоточены в основном в периферийных частях эндосперма. В таблице 1 приведен средний химический состав хлебопекарной муки высшего, I и II сортов( Медведев Г.М. Технология макаронного производства. – И: Колос, 1998. – 272 с.)

Таблица 1

Средний химический состав хлебопекарной муки

высшего, I и II сортов (в 100 г муки )

Продолжение таблицы 1

Как видно из таблицы 1, основную часть сухого вещества муки составляют крахмал и белковые вещества.

Крахмал составляет около 4/5 сухого вещества муки. Поскольку в зерне пшеницы процентное содержание крахмала увеличивается от периферии к центру, более высокие сорта пшеничной муки содержат несколько большую долю крахмала по сравнению с более низкими сортами. Крахмал – высокомолекулярный полимер, состоящий из полисахаридов двух типов: амилозы и амилопектина.

В пшеничной муке крахмал находится в виде зерен овальной или сферической формы, размеры которых колеблются от 3 до 50 мкм. Зерна имеют кристаллическую структуру.

При комнатных условиях зерна крахмала удерживают 9…10 % влаги. При смачивании холодной водой зерна крахмала частично набухают, сохраняя свою форму и не растворяясь. При нагревании водной суспензии пшеничного крахмала происходит увеличение объема крахмальных зерен, т.е. набухание вследствие поглощения большого количества воды. При 20…30 ⁰С происходит увеличение крахмальных зерен до 50 % исходного объема; с увеличением температуры до 60 ⁰С происходит дальнейшее увеличение объема зерен с сохранением их индивидуальности, но с потерей кристаллической структуры; при температуре 62,5 ⁰С, начинается процесс клейстеризации пшеничного крахмала, сопровождающийся поглощением значительного количества воды, разрывом полисахаридных цепочек и превращением крахмальных зерен в единую гелеобразную, студнеобразную массу – клейстер; при дальнейшем нагревании клейстера крахмал поглощает пятикратное количество воды и более.

 Таким образом, клейстеризация крахмала – это процесс его гидротермической деструкции, т.е. необратимого разрушения природной структуры в процессе нагревания при избытке воды. Однако неувлажненный крахмал (влажность до 10 %) даже при нагревании до 90 ⁰С практически не меняет своей структуры. Иными словами, глубина термической деструкции крахмальных зерен увеличивается с повышением температуры, но снижается при уменьшении влажности.

Белки представляют собой высокомолекулярные вещества, первичная структура которых образована полипептидными цепочками, построенными из различных аминокислот и соединенными между собой пептидными связями. Состав аминокислот муки и изготовленных из нее изделий определяет их белковую ценность. При этом особую ценность представляют незаменимые аминокислоты. Среди незаменимых аминокислот особую важность представляет лизин. К сожалению, недостаток именно этой аминокислоты ощущается в белках пшеницы, а, следовательно, в муке.

В пшеничной муке первого сорта содержится гораздо больше аминокислот, в том числе и незаменимых, чем в муке высшего сорта. Так в 100 г белков муки первого сорта содержится 34 г незаменимых аминокислот и 73,6 г заменимых, когда в муке высшего сорта их содержание составляет 28,9 и 66,5 г соответственно. Скор (степень соответствия аминокислотного состава продукта составу идеального белка) пшеничной муки по лизину составляет 44 % для высшего сорта и 50 % для первого сорта.

В порошкообразной муке из мучнистой пшеницы белки находятся главным образом в промежуточной форме в виде частичек и комочков размерами 2…3 мкм, отдельных или слабо прикрепленных к зернам крахмала.

По способности растворяться в различных растворителях белки пшеницы делят на четыре группы: белки, растворимые в чистой воде и солевых растворах, - альбумин; белки, растворимые только в солевых растворах, - глобулин, белки, растворимые в водных растворах спиртов, - глиадин; белки, растворимые в щелочи, - глютенин. Среднее содержание белковых фракций в хлебопекарной муке высшего сорта следующее, %: альбумин 16,2; глобулин 9,4; глиадин 34,2; глютенин 37,6; остаток 5,5.

При этом особую технологическую роль имеют водонерастворимые фракции белка – глиадин и глютенин. Именно эти фракции формируют при замесе теста клейковину.

Основная масса жиров (липидов), содержащихся в зерне пшеницы, сосредоточена в зародыше, т.е. в той части, которую вместе с оболочками стремятся отделить от зерна при его размоле в муку. Вследствие этого содержание жиров в пшеничной муке не превышает 2 % и тем меньше, чем выше сорт муки.

Каротиноиды – это вещества, окрашенные в желтый или оранжевый цвет. В хлебопекарной муке мягкой пшеницы они содержатся в очень небольших количествах. К основным каротиноидам пшеничной муки относятся ксантофилл, эфиры ксантофилла и каротин. Из всех же каротиноидов муки пшеницы биологически активен только каротин как провитамин А, т.е. он синтезируется в этот витамин в организме человека. Учитывая ничтожное количество каротина в муке, можно сказать, что каротиноидные пигменты играют главным образом эстетическую роль, придавая изделиям янтарно-желтый цвет.

Витамины сосредоточены в пшеничном главным образом в зародыше и периферийных частях эндосперма, примыкающих к оболочке. Вследствие этого в муке практически отсутствуют жирорастворимые витамины и очень мало водорастворимых (см. таблицу 1).

К минеральным веществам муки относят те вещества, которые после полного сжигания муки остаются в виде золы. Поскольку в зерне пшеницы наиболее высокая зольность у оболочек и алейронового слоя, которые стремятся удалить в процессе помола, и самая низкая – в центральных частях эндосперма, величина зольности в первую очередь определяет сорт муки: чем меньше содержание золы в муке, тем выше ее сорт.

Что касается ферментов, то, несмотря на небольшую долю их в муке, они играют важную роль в биохимических процессах, происходящих при хранении муки и в процессе производства мучных изделий. Фермент липоксигеназа в присутствии кислорода воздуха и влаги катализирует окисление некоторых ненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот с образованием гидроперекисей. Образующиеся таким образом гидроперекиси имеют весьма высокую окислительную способность и могут окислять далее новые порции ненасыщенных жирных кислот и каротиноиды. В результате этого мука может обесцвечиваться при хранении во влажной среде, даже если она защищена от света.

Оттенок мучных изделий связан с присутствием в муке фермента полифенолоксидазы, катализирующего в присутствии кислорода воздуха и влаги окислительное разложение аминокислоты тирозина с образованием темноокрашенных соединений – меланинов. .( Медведев Г.М. Технология макаронного производства. – И: Колос, 1998. – 272 с.)