Біохімія зерна і хліба

Для хлібопечення дуже важлива не тільки кількість клейковини в борошні, але і її якість. Під якістю клейковини розуміють сукупність її фізичних властивостей: пружність, еластичність, розтяжність, зв'язність.

Розрізняють клейковину «нормальної якості», «слабку», «міцну», «крихку» і ін.

Якість клейковини визначають різними методами. Перший з них – визначення розтяжності за Козьміною-Кранцем. Цей метод заснований на визначенні швидкості розтягування шматочка клейковини під тяжінням п’ятиграмової гирі.

Визначення якості клейковини проводять також за допомогою пластометра Ауермана-Воскрєсєнского. Цей прилад для визначення пластичних властивостей клейковинного гелю. В основу приладу встановлений принцип вантажного віскозиметра. Про механічні властивості клейковини судять за тривалістю протікання наважки клейковини масою 2 г через отвір перетином в 4, 9 мм під тиском вантажу в 3 кг. Останнім часом для визначення в'язко-еластичних властивостей клейковини застосовують пенетрометри різних марок, а також новий вітчизняний прилад ПЕК-3. За допомогою пенетрометрів вимірюють глибину проникнення в клейковину спеціального тіла занурення, а за допомогою ПЕК-ЗА – стисливість кульки клейковини під впливом певного вантажу за певний час. Чим вище пружність, еластичність і в'язкість клейковини, тим менше проникає в неї тіло занурення пенетрометра і тим слабкіше стискається вона при випробуванні на ПЕК-3.

Визначають також розпливчастість клейковини. З неї роблять кульку, яку кладуть під скляний ковпак і залишають при певній температурі на деякий час. Якщо було узяте борошно із зерна, пошкодженого клопами-черепашками, тобто борошно, що містить активні ферменти, що розщеплюють білки, кулька розпливається. Якщо борошно було нормальне, хороше, то після години відлежування форма кульки практично майже не зміниться. Якщо ж мука була з морозобійного зерна, то в цьому випадку, навпаки, кулька клейковини стане навіть більш компактною.

В Німеччині для оцінки якості пшениці і пшеничного борошна широко застосовується ще один метод; визначення так званого числа набухання клейковини. Цей метод полягає в наступному: певну наважку сирої клейковини, подрібнюють на шматочки, поміщають в конічну колбу з розподілами на шийці, в яку налитий слабкий розчин молочної кислоти. Колбу закривають пробкою і перегортають вверх дном, кусочки клейковини збираються на пробці, займаючи при цьому певний об'єм. Під впливом молочної кислоти клейковина починає набрякати, і до кінця досліду кульки займають інший об'єм. Визначивши відношення кінцевого об'єму клейковини до первинного знаходять таким чином «число набухання». Якість пшеничного борошна також перевіряється по цьому показнику, який, на думку німецьких фахівців, тісно пов'язаний з хлібопекарськими якостями зерна і борошна.

На якість клейковини впливає ряд чинників: по-перше, вміст солей у воді, за допомогою якої відмивають клейковину, або ж вміст солей в тісті. Солі, як правило укріплюють клейковину, роблять її менш розтяжною.

Дуже велике значення має вміст в борошні ненасичених жирних кислот: олеїнової, лінолевої і ліноленової. Як було показане Н. П. Козьміною, ці кислоти і солі виявляють дуже сильну зміцнюючу дію на клейковину. Присутність мізерної кількості цих кислот робить клейковину дуже пружною, малорозтяжною. Це має велике значення при зберіганні пшеничного борошна, в процесі його так званого дозрівання

Якість клейковини сильно залежить від підвищених температур при сушці і гарячому кондиціонуванні зерна, при якому, як відомо, зерно перед помелом зволожується, а потім прогрівається в спеціальних машинах – кондиціонерах. Підвищені температури укріплюють клейковину, вона стає менш розтяжною і більш пружною. Проте, якщо температура нагріву зерна була дуже висока, білки клейковини згортаються, денатуруються і тоді відмити її вже не можна. Зерно, що піддалося дії дуже високих температур, звичайно, втрачає свої первинні хлібопекарські якості.

Важливим чинником, від якого залежить якість клейковини, а отже, і хлібопекарські якості пшеничного борошна, є речовини, що містять сульфгідрильну групу -SH. Додані в мізерній кількості до борошна або тіста, вони викликають різке погіршення якості клейковини і тіста: викликають їх розпливання і розрідження. Серед цих речовин потрібно особливо відзначити цистеїн і глютатіон (трипептид).

Глютатіон має особливий інтерес, оскільки він міститься в досить помітній кількості у зародку пшеничного зерна (0, 45% від сухої речовини), а також в дріжджах, особливо старих. Глютатіон спричиняє на клейковину особливо сильну розріджуючу дію: клейковина і тісто абсолютно розпливаються і слабшають.

Негативний вплив на клейковину має тільки відновлена форма глютатіона.

Розріджуючу дію цистеїна і глютатіона на тісто і клейковину звичайно пояснювали тим, що ці речовини активують протеолітичні ферменти муки, які починають енергійно розщеплювати білки клейковини, призводячи, таким чином, до розпливання тіста і клейковини. Проте досліди, проведені В. Л. Кретовичем при 0°С, тобто, коли протеолітичні ферменти практично не діють, показали, що цистеїн або глютатіон за цих умов все рівно призводять до негайного розпливання клейковини. Таким чином, сульфгідрильні з'єднання впливають безпосередньо на білки клейковини, викликаючи глибоку зміну їх фізичних властивостей.

Якість клейковини залежить також від дії протеолітичних ферментів. Під їх впливом клейковина втрачає свої первинні фізичні властивості, розріджується і іноді її навіть відмити неможливо. Саме це явище спостерігається, коли борошно зроблено із зерна, ураженого клопами-черепашками. З такого борошна не можна відмити клейковину, тому що клопи-черепашки, наколюючи дозріваюче зерно, впускають в нього слину, що містить дуже активний протеолітичний фермент. Внесений в зерно протеолітичний фермент зберігається в ньому, і якщо приготувати тісто з борошна, одержаного з