Пшеничная мука

24.10.2014

Мука представляет собой порошкообразный продукт, величина частиц которой, а также их микро- и субмикроструктур а варьируют в значительной степени в зависимости от качества исходного зерна, хода технологического процесса и ассортимента вырабатываемой продукции, Для лучшего понимания дальнейшего поведения отдельных компонентов муки при приготовлении хлеба необходимо знать особенности ее структуры.
В процессе размола зерна происходит разрушение клеток эндосперма, в которых крахмальные зерна различных размеров включены в белковую подложку. В зависимости от исходной структуры эндосперма — его мучнистости или стекловидности, а также от ряда других технологических факторов степень разрушения эндосперма и освобождения белковой подложки будет весьма различна.
Типичная мука из мучнистой пшеницы с низким содержанием белка имеет, например, следующие количественные соотношения различных морфологических компонентов (рис. 1). Незначительную часть всей муки (около 4%) составляют частицы размером менее 14 мкм, представляющие собой мелкие зерна крахмала, частицы белковой подложки и кусочки клеток эндосперма, неразделенные на крахмал и белок. Около 36% массы муки состоит из частиц размером от 17 до 28 мкм, представленных средними и крупными зернами крахмала, а также более крупными фрагментами клеток. Наконец, около 43% муки состоит из частиц размерами более 35 мкм; в эту фракцию входят крупные зерна крахмала, освободившиеся от белковой подложки, наиболее крупные фрагменты отдельных клеток эндосперма и неразрушенные скопления клеток, размеры которых доходят до 250 мкм и более.

Фракционный состав муки, получаемой при просеивании через сита, представлен в табл. 4, из которой видно, что компоненты муки размером менее 50 мкм лежат фактически ниже границ просеивания, т. е. они проходят через любые номера мучных сит. Следовательно, не менее чем 50% всей муки имеет размеры, непозволяющие выделять их просеиванием на ситах. Отсюда ясно, что нормативы крупности, установленные для пшеничной муки разных сортов и предусматривающие верхние и нижние пределы сходов и проходов, не отражают истинного соотношения частиц различных размеров и их качество. Между тем иметь ясное представление именно об этих характеристиках муки чрезвычайно важно для технолога в целях регулирования процесса замеса теста, В серии оригинальных исследований было показано, что в неразрушенных клетках эндосперма пшеницы белковая фракция составляет сплошную подложку, в которую включены крахмальные зерна.

При измельчении зерна в муку часть белка (промежуточный белок) превращается в мельчайшие пластинки размером от 5 до 17 мкм и толщиной от 0,2 до 0,3 мкм. Освобождаются при размоле частично и крахмальные зерна, на поверхности которых, однако, остается некоторое количество белка. Этот белок (называемый «прикрепленным») не удаляется ни энергичным механическим воздействием, ни обработкой муки жидкостями различной плотности, при помощи которых можно легко выделить частицы промежуточного белка. Только при воздействии протеолитических ферментов или специфических растворителей (этиленхлоргидрин, например) удается освободить крахмальные зерна от слоя промежуточного белка. На основании этого можно сделать вывод, что различные по своим размерам частицы муки (в указанных выше пределах крупности) будут различаться и по химическому составу.
Действительно, как видно из рис. 1, наименьшие частицы, к которым относятся фрагменты промежуточного белка, характеризуются высоким содержанием белковых веществ, вдвое превышающим содержание белка в исходном, т. е. нерассортированном по размерам продукте. Значительно богаче белком и вторая фракция, в которую входят частицы размерами 13—17 мкм. Фракции, размеры частиц которых лежат в пределах 17—35 мкм, отличаются минимальным содержанием белка — от 5 до 7%.
Наличие белка в виде отдельных частиц промежуточного белка, несомненно, играет существенную роль в поглощении воды при замесе теста. Для полного анализа всех факторов, от которых зависит скорость образования теста и величина водопоглотительной способности, необходимо знать структуру муки более подробно. Как уже было отмечено, установленные нормативы крупности для различных сортов муки еще не дают представления об этих важных соотношениях. Поэтому в ряде стран начинают использовать более совершенные методы исследования фактических размеров частиц муки и весового количества частиц того или иного размера. Для этой цели применяются специальные приборы, основанные на принципе учета скорости оседания частиц муки, взвешенных в неполярных веществах (в керосине, петролейном эфире).
При помощи седиментационных методов можно получить более полную характеристику гранулометрического состава муки, чем обычным просеиванием на системе сит.

Так, в табл. 5 дано соотношение частиц различных размеров английской хлебопекарной муки, из которой видно, что около 60% всей муки составляют частицы размером до 25 мкм. Естественно, что ситовой анализ не мог бы обнаружить эту специфическую особенность данной муки, так как эти частицы, как и частицы вдвое больших размеров, проходят через самые мелкие мучные сита, т. е. их размеры находятся ниже границ просеивания.
Существенным является то обстоятельство, что уже первые исследования, проведенные с отечественной пшеничной мукой, установили значительные колебания количества наиболее мелких частиц в зависимости от ряда факторов. Одним из этих факторов, несомненно, является структура эндосперма. Мука односортного помола из высокостекловидной пшеницы имеет около 55% частиц размерами менее 15 мкм, тогда как мука того же выхода из низкостекловидной пшеницы содержит уже 70% таких частиц. Следует отметить, что средний размер частиц у обоих образцов был близок и составлял в данном случае 16 мкм.
Для того чтобы дать полное представление о гранулометрическом составе пшеничной муки, необходимо проводить систематическое определение размеров частиц седиментометрическим методом с учетом сорта и условий выработки данного продукта, только тогда можно будет сделать определенные выводы о роли размеров частиц в процессе поглощения воды при замесе и уточнить требования к крупности помола применительно к сорту муки.
В зарубежной практике определение размеров частиц муки проводят по методу Кент-Джонса и Спеллинга, применяя для этой цели прибор, учитывающий скорость оседания частиц при помощи фотоэлемента, соединенного с чувствительным гальванометром (рис. 2).

He меньший интерес, чем соотношение частиц различной крупности, представляет показатель, характеризующий суммарную поверхность муки, отнесенную к единице массы последней. Этот показатель определяется различными методами, подробно описанными в специальной литературе.
Имеющиеся немногочисленные данные намечают определенную закономерную связь величины удельной поверхности пшеничной муки с ее сортом. Так, например, 1 г муки имеет удельную поверхность (в см2) для высшего сорта — 3082, для I сорта — 2881, а для II сорта — 2511. Таким образом, при обычных условиях выработки наименьшие размеры и, следовательно, наибольшую удельную поверхность имеет мука высшего сорта. Конечно, можно ожидать, что эта величина будет изменяться в зависимости от разнообразных факторов, прежде всего, от консистенции эндосперма; определенное влияние должна иметь и технологическая схема выработки муки, нагрузка на измельчающие машины, характер рабочей поверхности этих машин и т. д.
Так как суммарная величина поверхности материала имеет немаловажное значение для скорости различных физико-химических и биохимических процессов, например для скорости протекания ферментативных процессов, то потенциальное значение этого показателя свойств муки должно быть очень велико. Предстоит проделать еще очень большую экспериментальную работу, чтобы, с одной стороны, получить больше материалов, показывающих соотношение частиц различного размера в муке и величину ее удельной (и суммарной) поверхности, и взаимосвязь этих величин с технологическими свойствами муки — с другой стороны.
Значительно больше данных получено за последнее время по вопросу о механическом повреждении крахмальных зерен как факторе, обусловливающем величину водопоглотительной и осахаривающей способности муки. Опубликованные материалы свидетельствуют, что в результате воздействия рабочих органов измельчающих машин при обычном помоле часть зерен крахмала повреждается, в основном происходит нарушение целостности наружных слоев зерна. При этом они становятся проницаемыми для ряда красителей, на чем и основана большая часть методов количественного определения их содержания в муке.
В результате повреждения зерна крахмала легче подвергаются воздействию β-амилазы, что имеет существенное значение для процесса накопления сбраживаемых сахаров в тесте. Несомненно, что степень повреждения крахмала должна коррелировать с интенсивностью измельчения зерна, а следовательно, и с содержанием в муке мелких частиц.