Біохімія зерна і хліба

Велике значення при зберіганні і переробці зерна має процес денатурації білків під впливом тепла. Так, втрата схожості і погіршення хлібопекарських якостей, що відбувається в результаті перегріву зерна при його неправильній сушці в зерносушарці, є наслідком денатурації білків.

Слабка денатурація спостерігається також при гарячому кондиціонуванні зерна. Процес глибокої денатурації білків відбувається під час випічки хліба.

Ступінь денатурації залежить від температури нагрівання. Чим вище температура, тим швидше і сильніше денатурується білок. Про ступінь денатурації білка можна судити по зниженню його розчинності в слабкій оцтовій кислоті.

При одній і тій же температурі ступінь денатурації білків залежить від тривалості дії тепла і від вологості білка. Чим менше вологи містить білок, тим він стійкіше до дії підвищених температур, і навпаки – при більшій вологості білок легше денатурується.

Білки пшеничного зерна

За даними Т. Осборна, в пшеничному зерні міститься, %:

проламіну.............. 4, 0;

глютеніну.............. 4, 4;

глобуліну.............. 0, 62;

альбуміну і інших водорозчинних речовин білкової природи 2, 4.

Таким чином, в дослідженій Т. Осборном пшениці містилося 11, 42% білка. З даних видно, що в зерні пшениці найбільше проламіну і глютеліну. Саме ці білки – проламін і глютелін – створюють головну масу пшеничної клейковини. Проламін пшениці носить назву гліадин. Краще всього він розчиняється у водних розчинах етилового спирту середньої концентрації, досягаючи максимуму розчинності при концентрації близько 60%.

Гліадин. Вище вже указувалося, що ізоелектрична крапка гліадину знаходиться біля рН 7, 0, тобто біля нейтральної реакції.

Особливість амінокислотного складу гліадину полягає в тому, що він містить мало важливих незамінних амінокислот.

Разом з тим в гліадині дуже багато глютамінової кислоти (46% від маси білка) і проліну, вміст якого складає 17%.

Глютелін пшениці носить назву глютенін (від французького слова gluten, що значить клейковина). Глютенін відрізняється за своїм амінокислотним складом від гліадину, але він також містить багато глютамінової кислоти (приблизно 38%).

Альбумін. Водорозчинний білок, що міститься в пшеничному зерні, – альбумін – був названий свого часу Т. Б. Осборном лейкозином. Він міститься головним чином у зародку. Цей білок надзвичайно легко денатурується і втрачає свою розчинність. Якщо одержати водний екстракт з пшеничного зерна або зародків і додати до нього навіть небагато спирту або ацетону, то лейкозин випадає в осад і його вже потім не можна перевести знову у водний розчин. Лейкозин дуже легко денатурується під впливом нагрівання. Якщо відбувається псування насіннєвого зерна під час неправильної сушки, коли зерно перегрівається під дією високих температур і втрачає схожість, то це зумовлюється в першу чергу тим, що лейкозин, той, що міститься, головним чином у зародку, згортається, коагулює, і зерно втрачає свою схожість.

Лейкозин є комплексом різних білків, i що особливо важливо, до складу цього комплексу входять ферменти.

Клейковина

Клейковина була відкрита в 1745 р. італійським вченим Беккарі. Вона є пружною, гумоподібною масою, яка виходить з пшеничного тіста після відмивання водою крохмалю і висівок.

Після відкриття Беккарі вважали, що клейковину можна відмити лише з пшеничного борошна. Але вона міститься також в насінні інших злаків, як дикорослих, так і культурних. З культурних злаків клейковину містять деякі сорти ячменю, а з диких злаків – насіння пирію. В насінні деяких видів пирію понад 65% сирої клейковини.

Клейковина міститься в зерні в сухому стані, але при замісі тіста частинки її набухають, злипаються один з одним і після відмивання крохмалю утворюють цілісну масу, так звану сиру клейковину. Сира клейковина містить 2/3 води і 1/3 сухої речовини, що складається в основному з білка.

Від кількості і в'язко-еластичних властивостей клейковини залежить здатність пшеничного борошна давати при випічці пишний хліб з пружним, еластичним і пористим м’якушем. Залежно від сорту пшениці і умов її вирощування вміст клейковини в зерні може сильно коливатися. Наші сильні сорти пшениці з високою хлібопекарською якістю містять за сприятливих умов зростання біля 40% сирої або 13% сухої клейковини.

На вихід клейковини при відмиванні можуть впливати наступні чинники. По-перше, домішки борошна різних інших культур. Наприклад, якщо до пшеничної підмішують вівсяне або кукурудзяне борошно, вихід клейковини знижується. На нього досить сильно впливає тривалість відлежки тіста, замішеного перед відмиванням клейковини. Проте відлежка тіста, приготованого з борошна високої якості, практично не робить вплив на вихід клейковини. Коли борошно або зерно дефектні, тривалість відлежки має значний вплив, але різний, залежно від того, як було пошкоджено зерно, з якого одержали борошно. А саме: якщо, наприклад, борошно одержане із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою, тобто в ньому є ферменти, що руйнують білки, то чим довше лежатиме тісто, тим сильніше фермент руйнуватиме білки, і тим самим буде менше клейковини. Якщо ж узята мука з морозобійного зерна або зерна, що піддалося неправильній сушці, відлежка тіста збільшуватиме вихід клейковини. Це відбувається тому, що білки при пошкодженні їх морозом або дуже високою температурою частково денатуруються і не так легко вбирають воду, не так легко гідратуються, як білки нормального зерна. Для того,