Сущность процесса созревания муки

Из изложенного выше видно, что при хранении пшеничной муки после помола в ней происходят следующие изменения:

1) влажность стремится достигнуть значения равновесной влажности, соответствующей параметрам воздуха;

2) цвет становится светлее вследствие окисления пигментов муки;

3) кислотность нарастает в результате накопления свободных
преимущественно ненасыщенных жирных кислот;

4) протеолитическая активность, атакуемость белковых ве­
ществ и количество активаторов протеолиза понижаются, вследствие
этого улучшаются реологические свойства клейковины и теста, увели­
чивается водопоглотительпая способность муки и она становится силь­
нее;

5) сахаро- и газообразующая способность либо остается прак­
тически неизменной, либо несколько снижается.

Изменения влажности, цвета и кислотности муки сами по себе не могут быть причиной улучшения качества хлеба. Некоторое снижение сахаро- и газообразующей способности муки, обычно наблюдаемое в результате созревания муки, также не может улучшить качество хлеба.

Сущность процесса созревания обусловлена процессами, изменя­ющими реологические свойства клейковины и теста, т. е. белково-про-теипазный комплекс муки, делающими муку более сильной.

Какова же сущность процессов, изменяющих белково-протеиназный комплекс муки в результате ее созревания?

Экспериментальные данные, полученные различными исследова­телями, позволяют считать, что белково-протеипазпьш комплекс муки

в процессе созревания изменяется в результате окислительного воздей-

ствия.

Еще в 1924 г. Кентом Джонсом было показано, что мука, хранивша­яся в отсутствие кислорода (в вакуум-эксикаторе над раствором пиро­галлола), не изменяет своего цвета и хлебопекарных свойств.

Общеизвестно, что изменение свойств свежесмолотой муки, анало­гичное тому, которое происходит при ее естественном созревании в те­чение одиого-двух месяцев, может быть достигнуто и искусственным окислительным воздействием па муку или тесто.

Отбелка такой муки рядом окислителей (окислами азота, хлором, треххлористым азотом и др.) вызывает практически мгновенное ио-светление муки и изменение белково-нротеипазного комплекса, анало­гичное юму, которое происходит при естественном созревании муки. Такой же эффект вызывается добавлением к тесту при его замесе ты­сячных долей процента (от массы муки) таких добавок окислительного действия, как бромат калия (КВгО₃) или йодат калия (КJО₃). Анало­гичный эффект может быть достигнут и нри замесе теста в атмосфере кислорода.

Окисление может изменять все компоненты белково-протеиназного комплекса муки.

Установлено, что при длительном хранении пшеничной муки с обычной влажностью (14,5%) в ней существенно снижается количест­во —SН-групп как общее, так и доступных окислению их части (лабиль­ные —SН-групны). Количество — SН-групп снижалось очень резко в те­чение первого года хранения муки (общее количество с 0,9 до 0,71 и ко­личество лабильных групп — с 0,68 до 0,43 мк * экв. на 1 г муки) и очень медленно и незначительно в течение 5 последующих лет ее хранения. Снижение количества — SН-групп в муке при ее созревании может про­исходить в результате окисления их во всех компонентах белково-про-теиназпого комплекса.

Окисление —SН-груии в белковом веществе муки с образованием поперечных —S —S—связей приводит к уплотнению и упорядочению структуры белка и уменьшению его податливости протеолизу.

Происходит окисление — SН-групп и в активаторе протеолиза — глютатиоие муки. Установлено, что в пшеничной муке 60%-ного выхо­да количество восстановленного глютатиона всего за 14 дней храпения после помола снижалось с 0,9 до 0,06 мг па 100 г.

Наконец, по аналогии с панаином может происходить окисление сульфгидрильных групп и в молекуле протеиназы, переводящее этот фермент или часть его в неактивное состояние.

Такое влияние окислительного воздействия на компоненты белко-во-протеиназпого комплекса муки хорошо согласуется с эксперимен­тальными данными значительного ряда исследований и вполне обосно-

ванно и логично может характеризовать сущность процесса созревания пшеничной муки.

Как уже указывалось выше, окислительные процессы муки при хранении вызывают ее посветление, сопутствующее изменению ее си­лы. Однако не все исследователи, занимавшиеся изучением процессов, происходящих при созревании муки, разделяют эту точку зрения.

Так, Н. П. Козьмина в исследованиях, проведенных ею и ее сотруд­никами, экспериментально установила зависимость между накоплени­ем в муке при хранении после помола свободных ненасыщенных жир­ных кислот и изменением физических свойств клейковины.

Было установлено, что чем больше кислотное число жира муки, чем больше в ней свободных ненасыщенных жирных кислот, тем сильнее клейковина, тем силь­нее мука. Если из созревшей муки экстрагировать жировую фракцию, то клейкови­на приобретает свойства клейковины свежесмолотой муки. В то же время добавле­ние к свежесмолотой муке свободных ненасыщенных жирных кислот, например олеиновой кислоты, увеличивало силу клейковины и муки.

Исходя из этих данных, Козьмина, рассматривая вопрос об изменении клейко­вины и хлебопекарных качеств муки при хранении, считала причиной этих измене­ний специфическое влияние свободных ненасыщенных жирных кислот на коллоид­ные свойства клейковины, уменьшающее се способность к набуханию и укрепляю­щее ее студень. Роль окислительного воздействия на белково-протеиназный комплекс муки при этом даже не упоминалась.

Исследования последних лет и современные представления о при­роде окислительно-восстановительных систем в биологических объек­тах позволяют с достаточной достоверностью считать окислительные процессы основной причиной, обусловливающей изменение свойств клейковины и силы муки в процессе ее созревания. При этом роль сво­бодных ненасыщенных жирных кислот ни в какой мере не умаляется.

Как уже отмечалось, ненасыщенные жирные кислоты в присутст­вии фермента липоксигеназы легко окисляются, образуя соединения типа пероксидов. Эти соединения обладают большой окислительной активностью и, несомненно, способны окислять не только пигменты, влияющие на цветовой оттенок муки, по и соответствующие химиче­ские группы других составных веществ муки. Вполне логично допус­кать окисление этими пероксидами и сульфгидрильных групп как в белковых веществах муки, так и в активаторах протеолиза и протеиназе муки, имеющих белковую природу.

Еще в 1936 г. было экспериментально показано, что ненасыщенные жирные кислоты, окисленные до пероксидных соединений, во много раз эффективнее изменяют свойства клейковины по сравнению с неокисленными ненасыщенными жирными кислотами.

Установлено также, что окисляющее действие образовавшихся при созревании муки гидропероксидов на — SН-группы может происходить посредством предварительного окисления содержащейся в муке тиоктовой

(а-липоевой) кислоты, моноокисная форма которой затем окис­ляет —SН-групны белков и глютатиона.

Роль пероксидных соединений свободных жирных ненасыщенных кислот как активных окислителей показана и в исследованиях Е. И. Ве­дерниковой, изучавшей изменения жировой фракции зародыша зерна в связи с его влиянием на свойства клейковины, теста и качество хлеба.

Известную роль играют и другие окислительно-восстановительные системы, имеющиеся в зерне и муке.

Возможно, что и некоторые другие процессы, происходящие при созревании и храпении муки, также в известной мере влияют на изме­нение ее белково-протеиназного комплекса.

Можно, в частности, указать, что восстанавливающие сахара в про­цессе хранения муки вступают в реакционное взаимодействие с ее бел­ковыми веществами, образуя с ними комплексные соединения. При этом отмечается, что восстанавливающие углеводы могут образовывать в структуре белкового вещества поперечные связи. Дополнительные поперечные связи могут вызывать уплотнение структуры белкового ве­щества.

При созревании пшеничной муки может происходить и полимери­зация водорастворимых пентозанов, приводящая к повышению вязко­сти их водных растворов, что установлено экспериментально для ржа­ной муки.

И все же основной причиной изменения хлебопекарных свойств пшеничной муки в процессе ее созревания следует считать окислитель­ные процессы, интенсивность которых неразрывно связана с содержа­нием в муке и окислением свободных ненасыщенных жирных кислот.