Определение сахарообразующей способности муки

Сахарообразующая способность муки косвенно характеризует одно из основных хлебопекарных свойств пшеничной муки — способность теста из муки, воды и дрожжей образовывать определенное количество диоксида углерода. От газообразующей спо­собности зависит интенсивность брожения теста, ход расстойки и качество готового хлеба (пористость мякиша, окраска корки, вкус, аромат и объем изделия).

Газообразующая способность обусловлена интенсивностью спиртового брожения, вызываемого дрожжами. Под действием комплекса ферментов дрожжевой клетки гексозы разлагаются с образованием диоксида углерода и этилового спирта по сле­дующему уравнению:

Скорость спиртового брожения зависит от наличия в муке и тесте сбраживаемых сахаров, если остальные условия одинаковые (качество и количество дрожжей, температура и т. д.). В пшеничной муке содержится от 0,7 до 1,8 % Сахаров, главным образом сахарозы, которая в тесте быстро расщепляется (инвертируется) выделяемым дрожжами ферментом β-фрукто- фуранозидазой (инвертазой). Образующаяся смесь глюкозы и фруктозы легко сбраживается дрожжами. Однако того количе­ства сахара, которое содержится в муке, недостаточно для длительного брожения. Как правило, расход Сахаров на брожение теста составляет 1,5—3 % массы муки. Кроме того, присутствие сахара необходимо для нормального протекания в процессе выпечки реакции меланоидинообразования, в результате которой формируются приятный вкус, запах и окраска корки хлеба. Для нереального протекания процессов, происходящих при выпечке хлеба с участием сахаров, требуется наличие в тесте перед выпечкой 2—3 % сахаров от массы муки.

Таким образом, для получения пшеничного хлеба высокого качества необходимо, чтобы в тесте содержалось около 5—5,5 % сахара.

Собственные сахара муки (перешедшие из зерна) сбраживаются дрожжами в первые часы брожения теста. На следую­щих этапах брожения дрожжи начинают сбраживать мальтозу, образующуюся из крахмала муки под действием амилаз. Способность муки образовывать при определенных условиях мальтозу и называется сахарообразующей способностью муки. Она зависит от активности амилолитических ферментов, их вида и атакуемости крахмала муки.

В муке из нормальной пшеницы находится только один амилолитический фермент — β-амилаза, который, действуя на крахмал, образует мальтозу.

В пшеничной муке из проросшего зерна и в ржаной муке наряду с β-амилазой присутствует α-амилаза, расщепляющая крахмал с образованием главным образом декстринов и небольшого количества мальтозы.

Эти два фермента отличаются не только характером действия на крахмал, но и различаются по своим свойствам. β-амилаза кислотоустойчива, а α-амилаза в кислой среде быстро теряет свою активность; β-амилаза — термолабильна, а α-ами­лаза термостабильна и может действовать во время выпечки хлеба.

Содержащейся в муке β-амилазы достаточно для высокой степени осахаривания крахмала, но действие фермента лимитируется состоянием крахмала. На нативный крахмал β-амилаза действует с трудом. Чем меньше размер зерен крахмала и выше степень их механического разрушения, тем выше атакуемость крахмала β-амилазой. С наибольшей скоростью осахаривается клейстеризованный крахмал. В присутствии α-амилазы скорость осахаривания крахмала α-амилазой резко возрастает, так как образующиеся под действием α-амилазы декстрины расщепляются β-амилазой с высокой скоростью.

При переработке муки с низкой сахарообразующей способностью брожение теста идет медленно, готовые изделия имеют бледную корку, низкий объем и пористость. Такую муку назы­вают «крепкой на жар». Для улучшения качества готовых изделий из такой муки используют улучшители, содержащие активные амилолитические ферменты (солод, ферментные пре­параты из плесневых грибов и бактерий), или повышают атакуемость крахмала путем заваривания части муки, что спо­собствует частичной клейстеризации крахмала. Увеличить сахарообразующую способность муки можно также путем интен­сивного измельчения муки при помоле, что приводит к нарушению структуры крахмальных зерен и повышению его атакуемости.

Изделия из муки с повышенной сахарообразующей способностью («слабой на жар») имеют темноокрашенную корку, сильно заминающийся мякиш, как бы непропеченный. Это обусловлено присутствием в такой муке α-амилазы и накоплением в результате ее действия большого количества декстринов, осо­бенно в период выпечки хлеба, когда в результате клейстеризации крахмала резко повышается его атакуемость, а α-амилаза вследствие высокой термостабильности достаточно активна. Улучшить качество изделий из такой муки возможно путем повышения кислотности теста, что способствует снижению актив­ности α-амилазы. С этой целью в тесто добавляют молочную кислоту, молочную сыворотку или полуфабрикаты, заквашенные молочнокислыми бактериями.

Определение сахарообразующей способности муки по количеству миллиграммов мальтозы, образующейся из 10 г муки за 1 ч настаивания с 50 см³ воды при температуре 27 °С.

Техника определения —10 г муки, взвешенные с по­грешностью не более 0,05 г, количественно переносят в сухую мерную колбу вместимостью 100 см³. Колбу с навеской поме­щают на водяную баню или термостат температурой 27°С на 15 мин для прогревания. Затем в колбу добавляют пипеткой 50 см³ дистиллированной воды температурой 27°С, быстро и тщательно перемешивают до однородного состояния (без комков) и термостатируют при той же температуре в течение 1 ч, взбалтывая смесь каждые 15 мин. В этот период происходит гидролиз крахмала муки под действием собственных амилолитических ферментов.

По истечении 1 ч проводят инактивацию ферментов, добавляя в колбу цилиндром 15 см³ 15 %-ного ZnS0₄ и 15 см³ 1 н. раствора NaOH, непрерывно размешивая смесь. Затем доводят водой до метки, перемешивают в течение 3 мин, отстаивают 3—5 мин и фильтруют через складчатый фильтр в сухую колбу.

В прозрачном фильтрате определяют количество образовавшегося сахара, для чего могут быть использованы различные методы.

Определение йодометрическим полумикрометодом. Это один из рекомендуемых методов, сущность которого та же, что и в методе Шорля.

Техника определения — в коническую колбу вместимостью 50 см³ отмеривают пипеткой 3 см³ полученного филь­трата, 1 см³ 6,9 %-ного раствора CuSO₄, 1 см³ щелочного рас­твора калия—натрия виннокислого (346 г калия—натрия вин­нокислого 100 г NaOH в 1 дм³ раствора). Колбу помещают на электроплитку, доводят в течение 3 мин до кипения, кипятят 2 мин с момента закипания и охлаждают. Затем в колбу добав­ляют 1 см³ 30 %-ного йодида калия и 1 см³ 25%-ного раствора серной кислоты и титруют выделившийся йод 0,1 н. раствором тиосульфата натрия (из микробюретки) до светло-желтого окрашивания. Затем добавляют 3—4 капли 1 %-ного раствора растворимого крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. В тех же условиях проводят контрольный опыт, беря вместо фильтрата 3 см³ дистиллированной воды. Разность результатов титрования, полученных в контрольном опыте и при определении сахара в фильтрате, умноженная на поправку к титру тиосульфата натрия, показывает количество восстановленной сахаром меди, выраженное в см³ 0,1 я. рас­твора тиосульфата натрия (М).

Данный метод дает требуемую точность при разности результатов титрования в контрольном и основном определениях в пределах 0,7—1,2 см³ 0,1 н. раствора тиосульфата натрия. Поэтому при высоком содержании сахара в фильтрате его берут в объеме 1 см³ или 2 см³ добавляя до 3 см³ соответствующее количество дистиллированной воды.

Количество сахара во взятом фильтрате вычисляют путем умножения М на фактор пересчета (Ф) для данного сахара, установленный экспериментально: для глюкозы — 3,3; фруктозы— 3,7; сахарозы — 3,4; мальтозы — 5,4. Пересчет делают на 10 г муки.

Для установления истинной сахаробразующей способности следует из полученной величины вычесть содержание собственных сахаров муки, перешедших в нее при помоле зерна. Такая поправка необходима при анализе муки из проросшего зерна, в остальных случаях определение ее нецелесообразно ввиду незначительности величины такой поправки.

Содержание собственных сахаров определяют следующим образом: 10 г муки нагревают в колбе вместимостью 100 см³ с 20 см³ 96%-ного этилового спирта на водяной бане при 78°С в течение 10 мин, затем доводят температуру до 100 °С, выпари­вают спирт и ведут определение как в основном опыте.

Сахарообразующая способность доброкачественной муки I и II сортов составляет 210—280 ед.