Взаимосвязь биохимических, физико-химических и хлебопекарных свойств пшеничной муки высшего сорта при длительном хранении в разных температурно-влажностных условиях
Представляет значительный интерес оценка комплексного влияния температурно-влажностных условий хранения на изменение кислотного числа жира (КЧЖ) и качества клейковины, определяющие органолептические и хлебопекарные показатели пшеничной муки.Исследования физических свойств пшеничной клейковины показали, что её укрепление может быть вызвано влиянием повышенной температуры при нарушении режимов сушки зерна, пониженной температуры при созревании (морозобойное зерно), а также влиянием свободных жирных кислот при длительном хранении пшеничной муки. В.А. Кретович (1935 г.) отмечал, что воздействие высокой и низкой температуры на пшеничную клейковину приводит к денатурации глиадина, вызывающей снижение гидратации, а укрепление клейковины морозобойного зерна обусловлено частичной коагуляцией белков (1945 г.). Денатурирующее действие высокой температуры на физические свойства клейковины отмечали Н.П. Козьмина и А.Т. Наумова (1959 г.). По их мнению, укрепление клейковины под действием температуры является необратимым процессом.
В отличие от влияния высокой и низкой температуры на физические свойства клейковины, которая укрепляется за счёт частичной денатурации белков, природа влияния свободных жирных кислот на физические свойства клейковины иная. Изучая вопросы хранения и созревания пшеничной муки, Л.А. Трисвятский пришёл к выводу, что укрепление клейковины при хранении муки происходит под воздействием свободных жирных кислот, которые накапливаются в муке в процессе хранения и могут определяться значением КЧЖ. При этом после обезжиривания длительно хранящейся муки «...исходные свойства клейковины восстанавливаются в значительной степени» [5].
М.С. Резниченко и А.И. Попцова (1936 г.) при изучении влияния всего ряда жирных кислот на клейковину установили, что насыщенные жирные кислоты не влияют на качество клейковины, а ненасыщенные жирные кислоты в количестве, эквивалентном 0,5% олеиновой кислоты по отношению к весу муки, укрепляют её, причём тем сильнее, чем выше ненасыщенность. При обезжиривании муки физические свойства клейковины восстанавливались. Согласно исследованиям Н.П. Козьминой (1935 г.), добавление к слабой клейковине разных количеств олеиновой кислоты (от 0,1 до 0,5%) позволяет получить клейковину разную по качеству - до крепкой и крошащейся. В последующих работах подтверждалось влияние свободных жирных кислот на физические свойства клейковины. В.Г. Байков (1973 г.) установил, что с уменьшением длины углеводородной цепочки жирных кислот и с увеличением степени непредельности укрепляющее влияние их на клейковину усиливается. По данным Г.Н. Терентьевой (1973 г.), олеиновая кислота, укрепляя клейковину, образует с ней комплекс; обе фракции клейковины (глиадин и глютенин) принимают участие в связывании олеиновой кислоты.
Последние исследования, проведённые во ВНИИЗ, показали, что в процессе длительного хранения пшеничной муки при температуре 20 и 30°С клейковина укреплялась с увеличением содержания свободных жирных кислот, определяемых значением КЧЖ [3].
Согласно результатам изучения качества пшеничной клейковины, при её укреплении под влиянием свободных жирных кислот белок не денатурируется, в отличие от температурного воздействия.
В статье приведены результаты исследования влияния свободных жирных кислот, определяемых по значению КЧЖ, на физические свойства клейковины, качество хлеба и его органолептические свойства.
Объектом исследования выбрана пшеничная хлебопекарная мука высшего сорта (далее - пшеничная мука), выработанная на Мелькомбинате № 3 (Москва) и по всем показателям отвечающая требованиям ГОСТ Р 52189-2003. «Мука пшеничная. Общие технические условия». Опытное длительное хранение муки осуществлялось в термостатах и холодильных камерах с регулируемой температурой при следующей температуре: 30, 20, 10, 0 и -10°С. Средневзвешенная равновесная влажность муки в этих условиях хранения составила соответственно 9,7; 11,3; 13,1; 16,2 и 15,5%. Далее по тексту указана только температура хранения.
В процессе хранения определяли температуру и относительную влажность воздуха в термостатах и холодильных камерах, влажность муки – по ГОСТ 9404-88, КЧЖ - по ГОСТ 31700-2012, количество и качество клейковины - по ГОСТ 27839-88. Пробную лабораторную выпечку проводили по ГОСТ 27669-88, комплексную органо-лептическую оценку хлеба - по разработанной ВНИИЗ методике [4].
Результаты исследования показали, что при всех изучавшихся режимах хранения КЧЖ пшеничной муки увеличивалось, причём тем быстрее, чем выше температура хранения (рис. 1).
В соответствии с приведёнными данными значение КЧЖ муки резко возрастает при температуре хранения 20 и 30°С. С увеличением КЧЖ пшеничной муки при всех режимах хранения физические свойства клейковины изменялись - она укреплялась и тем интенсивнее, чем выше температура хранения и ниже равновесная влажность муки.
Анализ данных рис. 2 показал, что при хранении пшеничной муки в условиях повышенной температуры клейковина укреплялась от 51 ед. приб. ИДК до крошащейся к 24 мес хранения для температуры 30°С и к 42 мес хранения для температуры 20°С. При температуре хранения 0,10 и -10°С клейковина укреплялась с меньшей скоростью и за 60 мес хранения её качество снизилось с 51 до 14 (15) ед. приб. ИДК для температуры хранения соответственно 10 и 0°С, и до 30 ед. приб. ИДК при температуре -10°С.
Согласно полученным результатам, клейковина пшеничной муки укреплялась при увеличении КЧЖ - коэффициенты корреляции составили:-0,944 для температуры хранения 30°С; - 0,974 при 20°С; - 0,891 при 10°С; -0,962 при 0°С; - 0,667 при -10°С.
Органолептические показатели хлеба анализировали с помощью комплексной органолептической оценки (КОО) хлеба - по сумме средневзвешенных значений всех исследуемых показателей (цвет, вкус, запах, хлебопекарная оценка) с учётом их весовых коэффициентов. Согласно результатам наших исследований, хлеб с высокими органолептическими показателями имеет значения КОО от 100 до 80 баллов [1].
Анализ данных табл. 1 показал, что высокие органолептические показатели имеет хлеб, выпеченный из муки, хранившейся 18 мес при температуре 30°С; 30 мес при температуре 20°С; 42 мес при температуре 0 и 10°С; 48 мес при температуре -10°С. При этих сроках хранения качество клейковины в пшеничной муке составило: при 30°С - 6 ед. приб. ИДК; при 20°С -9ед. приб. ИДК; при 10°С- Мед. приб. ИДК; при 0°С - 18 ед. приб. ИДК; при -10°С - 30 ед. приб. ИДК. Дальнейшее хранение пшеничной муки привело к снижению органолептических показателей при всех режимах хранения.
Полученные данные позволяют предположить, что свободные жирные кислоты образуют комплекс с клейковинными белками пшеничной муки, который разрушается в процессе брожения теста при участии дрожжей и молочнокислых бактерий. Это способствует восстановлению физических свойств клейковины и обеспечивает высокие органолептические показатели хлеба. Этот вывод подтверждается существенным увеличением продолжительности расстойки и данными объёмного выхода хлеба при пробной лабораторной выпечке, который, согласно исследованиям ВНИИЗ, должен быть не менее 400 см3/100 г муки [2].
Согласно данным табл. 2, объёмный выход хлеба оставался высоким в течение 24 мес при температуре хранения муки 30°С, 42 мес при температуре 20°С. При температурах хранения муки 10, 0 и -10°С объёмный выход выпеченного из неё хлеба оставался высоким даже в течение 60 мес. При этих сроках хранения муки физические свойства клейковины были следующими: при температуре 30 и 20°С - крошащаяся; при температуре 10 и 0°С - соответственно 14 и 15 ед. приб. ИДК; при температуре хранения -10°С - 30 ед. приб. ИДК.
Анализ зависимости средних значений объёмного выхода хлеба от температуры хранения муки (рис. 3) показал, что наибольший объёмный выход хлеба получен из муки, хранившейся при низкой температуре (10, 0, -10°С). С повышением температуры хранения муки объёмный выход хлеба снижался.
При всех условиях хранения пшеничной муки пористость выпеченного из неё хлеба находилась в диапазоне: при температуре ЗСГС - от 72 до 85%; — // — 20°С - от 81 до 86%; — // — 10°С -от 82 до 89%; — // — 0°С - от 81 до 88%; - // — -10°С - от 81 до 87%.
При всех режимах длительного хранения пшеничной муки клейковина укреплялась одновременно с ростом КЧЖ. Интенсивность этих процессов нарастала с увеличением температуры хранения.
Высокие хлебопекарные и органолептические показатели пшеничной муки сохранялись в течение 18 мес при температуре ЗСГС и 30 мес при 20°С. К этим срокам хранения КЧЖ составило 75 и 82 мг КОН на 1 г жира, а качество клейковины - 3 ед. приб. ИДК для обоих значений температуры хранения (см. рис. 2).
При пониженной температуре хранения пшеничной муки (10 и 0°С) выпеченный из неё хлеб имел высокие хлебопекарные и органолептические показатели в течение 42 мес. К этому сроку КЧЖ составило 75 мг КОН на 1 г жира, а качество клейковины - соответственно 14 и 15 ед. приб. ИДК.
При отрицательной температуре (-10°С) высокие органолептические показатели сохранялись в течение 48 мес, а хлебопекарные на протяжении всего периода хранения. К 60 мес хранения КЧЖ не превысило 60 мг КОН на 1 г жира, а качество клейковины составило 30 ед. приб. ИДК.
Вывод. При длительном хранении пшеничной муки в различных температурно-влажностных условиях клейковина укрепляется за счёт образования комплекса свободных жирных кислот и белков клейковины. В процессе тестоведения этот комплекс разрушается и физические свойства клейковины восстанавливаются, благодаря чему выпеченный хлеб приобретает кондиционные органолептические и хлебопекарные показатели.
Литература
1. Мелешкина, Е.П. Комплексная балльная органолептическая оценка зернопродуктов / Е.П. Мелешкина [и др.] // Контроль качества продукции. - 2017. - №4.-С. 1-4.
2. Мелешкина, Е. П. Развитие системы оценки хлебопекарных свойств зерна пшеницы при его производстве и переработке: автореф. дис. ... доктора техн. наук: 05.18.01 / Мелешкина Елена Павловна. - М., 2006.-54 с.
3. Приезжева, Л.Г. Влияние свободных жирных кислот на физические свойства клейковины при длительном хранении пшеничной муки в условиях повышенных температур и низкой влажности муки/ Л. Г. Приезжева [и др.] // Хлебопродукты. - 2015. -№ 11.-С. 56-58.
4. Приезжева, Л. Г. Совершенствование методики балльной оценки зернопродуктов / Л.Г. Приезжева [и др.] //Хлебопродукты. - 2012. -№ 1. С.61-62.
5. Трисвятский, Л.А. Хранение зерна /Л. А. Трисвятский. - М.: Агро-промиздат, 1986. - 343 с.
Л.Г. Приезжева, канд. биол. наук, В.Ф. Сорочинский, доктор техн. наук,
Е.П. Мелешкина, доктор техн. наук, А.И. Коваль, И.А. Вережникова,
С.Н. Коломиец, канд. с.-х. наук,
ВНИИЗ - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
Статья опубликована в журнале:
Хлебопродукты. – 2018. - №7. – С.