Свойства компонентов муки

Химический состав муки отличается от химического состава зерна более низким содержанием клетчатки, минеральных веществ, жира и белка при большем содержании углеводов.

Муку высшего сорта получают из центральной части эндосперма, поэтому в ее 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.

Крахмал. Составляет около 4/5 сухого вещества муки. Более высокие сорта пшеничной муки содержат несколько большую долю крахмала по сравнению с более низкими сортами.

В пшеничной муке крахмал находится в виде зерен размером от 3 до 50 мкм. 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 до 30 °С происходит увеличение крахмальных зерен до 50 % исходного объема; с увеличением температуры до 60 °С происходит дальнейшее увеличение объема зерен с сохранением их индивидуальности, но с потерей кристалличности структуры; при температуре 62,5 °С начинается процесс клейстеризации пшеничного крахмала, сопровождающийся поглощением пятикратного количества воды, разрывом полисахаридных цепочек и превращением крахмальных зерен в единую гелеобразную, студнеобразную массу – клейстер. Клейстеризация крахмала – это процесс его гидротермической деструкции, т.е. необратимого разрушения природной нативной структуры в процессе нагревания при избытке воды.

В условиях недостатка влаги неувлажненный крахмал влажностью 10 % при нагревании до 90 °С практически не меняет своей структуры, увлажненные до 30-32 % зерна крахмала при нагревании до 70 °С сохраняют свою форму, и лишь около 20 % зерен теряют нативную кристаллическую структуру. Глубина термической деструкции крахмальных зерен увеличивается с повышением температуры, но снижается при уменьшении влажности.

Белки. В крупитчатой муке из твердой и высокостекловидной мягкой пшеницы белки находятся в прикрепленной форме в виде пленок толщиной 1-2 мкм, обволакивающих и склеивающих зерна крахмала в отдельные крупинки. В порошкообразной муке из мягкой мучнистой пшеницы белки находятся в промежуточной форме в виде отдельных частичек и комочков размерами 2-3 мкм.

Особую технологическую роль в макаронном производстве имеют водонерастворимые фракции белка – глиадин и глютенин, они формируют при замесе теста клейковину.

Жиры. Основная масса жиров (липидов), содержащихся в зерне пшеницы, сосредоточена в зародыше, который вместе с оболочками стремятся отделить от зерна при его размоле в муку. Содержание жиров в пшеничной муке не превышает 2 % и тем меньше, чем выше сорт муки.

В макаронном производстве жиры в муке выполняют важную функцию: в них растворены каротиноидные пигменты (каротиноиды).

Каротиноиды. К этой группе относятся вещества, окрашенные в желтый или оранжевый цвет. Относительно большое количество каротиноидов (до 0,5 мг/кг) находится в продуктах помола твердой пшеницы, меньше – в мягкой стекловидной, и почти нет их в хлебопекарной муке из мягкой пшеницы.

К основным каротиноидам пшеничной муки относятся ксантофилл, эфиры ксантофилла и каротин. Каротиноидные пигменты придают изделиям приятный янтарно-желтый цвет.

Молекулы каротиноидных пигментов содержат непрочные двойные связи, что является одной из причин легкой их окисляемости и потери каротиноидами цвета. Обесцвечивание пигментов интенсивно происходит под действием света, а также в результате ферментативного процесса с участием фермента липоксигеназы в присутствии кислорода воздуха и влаги.

Минеральные вещества (зола). К минеральным веществам муки относят те вещества, которые после полного сжигания муки остаются в виде золы. 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.

Витамины и ферменты. Сосредоточены в пшеничном зерне в зародыше и периферийных частях эндосперма, примыкающих к оболочке. В муке практически отсутствуют жирорастворимые витамины и очень мало водорастворимых.

Ферменты играют важную роль в биохимических процессах, происходящих при хранении муки и в процессе производства макаронных изделий.

Фермент липоксигеназа в присутствии кислорода воздуха и влаги катализирует окисление некоторых ненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот с образованием гидроперекисей. Гидроперекиси имеют высокую окислительную способность и могут окислять далее каротиноиды. В результате этого мука может обесцвечиваться при хранении во влажной среде. В процессе изготовления макаронных изделий каротиноиды не разрушаются, поскольку уже с первых минут замеса теста липиды муки, в которых находятся каротиноиды, образуют с белками связанные и прочносвязанные комплексы, которые предохраняют каротиноиды от ферментативного разрушения и от разрушения под действием света. Макаронные изделия из твердой пшеницы не теряют желтый оттенок при хранении на свету в прозрачной упаковке.

В процессе производства макаронных изделий наблюдается процесс их потемнения. В результате этого макаронные изделия из твердой пшеницы приобретают коричневый оттенок, а изделия из мягкой пшеницы – серый. Оттенок связан с присутствием в муке фермента полифенолоксидазы, катализирующего в присутствии кислорода воздуха и влаги окислительное разложение аминокислоты тирозина с образованием темноокрашенных соединений – меланинов.