Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2011 в 17:59, доклад
По своему строению зерновки пшеницы и ржи состоят из трех основных частей: зародыша, эндосперма и оболочек, каждая из которых имеет сложную микроструктуру. Зародыш соединен с эндоспермом посредством щитка. Находящиеся в щитке ферменты способствуют при определенных условиях прекращению органических веществ эндосперма в растворимые и переходу их из эндосперма в зародыш. Эту биологическую особенность зародыша используют в технологии подготовки зерна к помолу для изменения его свойств. Однако зародыш при сортовых помолах стремятся удалить, так как попадание его в муку снижает се стойкость при хранении.
| Технологические свойства |
Эндосперм, представляющий собой внутреннюю часть зерна, состоит из двух основных частей: алейронового слоя и мучнистого ядра. При выработке высококачественной сортовой муки алейроновый слой удаляют вместе с оболочками, так как в его составе находится значительное количество клетчатки, пентозанов и гемицеллюлоз, образующих прочные клеточные структуры, трудно» поддающиеся измельчению. Мучнистое ядро — центральная и наиболее ценная в пищевом отношении часть зерна. Клетки мучнистого ядра заполнены крупными и мелкими гранулами крахмала, между которыми находятся прослойки белка. Соотношение крупных и мелких гранул крахмала, плотность их упаковки и толщина белковых прослоек характеризуют консистенцию мучнистого ядра, которую подразделяют на мучнистую, полустекловидную и стекловидную. Оболочки разделяют на плодовые и семенные. Плодовые оболочки находятся на поверхности зерновки и сравнительно легко могут быть отделены в процессе шелушения зерна. Семенные оболочки прочно связаны с эндоспермом зерна и поэтому их отделение затруднительно. Их выделяют в процессе измельчения зерна. При изучении строения зерна пшеницы и ржи важным с точки зрения его технологических свойств считают количественное соотношение составных частей зерновки. В зерне пшеницы содержится 77...84 % мучнистого ядра, 1,8...3,2—зародыша со щитком, 5,6...9,4 — плодовых и семенных оболочек, 6,8...9,2 % алейронового слоя. Количественные соотношения различных составных частей ржи колеблются в широких пределах: мучнистое ядро—73...79 %, зародыш со щитком—3,5...3,7, плодовые и семенные оболочки—6,9...13,0, алейроновый слой— 11…12 %. Зерно с высоким содержанием мучнистого ядра дает возможность получить из него больший выход муки лучшего качества.
Зерно пшеницы и ржи включает белки, углеводы, жиры, минеральные вещества, а также пигменты, витамины, ферменты и др. Сравнивая химический состав пшеницы и ржи, следует отметить, что зерно ржи содержит меньше белков, чем зерно пшеницы, и больше пентозанов и Сахаров, находящихся в основном в периферических частях зерна. Различные анатомические части зерна существенно отличаются по своему химическому составу. Мучнистое ядро эндосперма состоит и основном из крахмала и белка. В нем содержится 13...15 % белков, состоящих из фракций глиадина и мютепина, способных образовывать клейковину. Содержание минеральных веществ (золы), жиров, клетчатки, пентозанов, витаминов незначительно. Указанные вещества распределены по массе мучнистого ядра неравномерно. Так, наибольшее количество белка сосредоточено в периферийных частях мучнистого ядра, а наименьшее— в центральной части. Аналогично распределим витамины и ферменты. Поэтому качество промежуточных продуктов и муки, полученных из различных 'тетей мучнистого ядра эндосперма, будет различным. Алейроновый слой по своему химическому составу' представляет также ценную в пищевом отношении часть зерна. Он состоит на 30...50 % из белков, в которых преобладают водорастворимые фракции альбумина и глобулина, не способные образовывать клейковину. В алейроновом слое сосредоточено значительное количество минеральных веществ, жира, пентозанов, клетчатки, Сахаров и витаминов группы В. В технологических процессах простых помолов, при которых получают относительно крупные частицы муки, алейроновый слой направляют в муку. При сложных высокосортных помолах, основная его часть идет в отруби. Оболочки по своему химическому составу относят к наименее ценной части зерна. Они состоят в основном из пентозанов и клетчатки, которые составляют 70...80 % массы оболочек. В них содержится небольшое количество белков, жиров и других веществ. Плодовые и семенные оболочки несколько различаются по химическому составу. Так, в семенных оболочках примерно в три раза больше белков, чем в плодовых. Однако плодовые оболочки содержат большее количество клетчатки и пентозанов. Поэтому в технологических процессах простых помолов стремятся удалить наиболее полно плодовую оболочку, а семенную оставить в зерне. При сложных многосортных помолах удаляют как плодовую, так и семенную оболочки, которые могут ухудшить качество вырабатываемой муки. Зародыш состоит на 70...80 % из белков, сахаров и жиров. В нем сосредоточено основное количество витаминов группы В и витамина Е. Так, в зародыше обнаружено в среднем (мг на 1 кг) витамина Е158, B1 - 62, В2 - 14, В6 - 25, РР - 75. Зародыш обладает высокой активностью ферментов. Приведенные данные о химическом составе зародыша пшеницы подтверждают его высокую пищевую ценность. Однако проблема использования зародыша в пищевых целях до настоящего времени не разрешена из-за его невысокой стойкости при хранении. Будучи направленным в муку, зародыш вызывает ее прогоркание, повышается ее кислотность из-за окисления жиров, входящих в состав зародыша. По этой причине в технологических процессах производства муки зародыш в основном удаляют из зерна и направляют в отруби. Наряду с этим существуют технологические процессы, позволяющие выделить зародыш из зерна пшеницы в чистом виде. К особенностям
химического состава Крахмал ржи легко клейстеризуется по сравнению с пшеничным крахмалом. В состав оболочек и алейронового слоя входит значительное количество клетчатки, минеральных веществ, пентозанов, но меньше крахмала и других углеводов. Относительно высокое содержание белка в периферийных частях зерна ржи объясняется его большим содержанием в алейроновом слое. Зародыш зерна ржи отличается от пшеничного более высоким содержанием клетчатки.
Неоднородным химический состав и строение различных анатомических частей зерна пшеницы и ржи обусловливают и различие их физических и биохимических свойств, таких как прочность, твердость, пластичность, реологические свойства, водопоглотительная способность, способность к образованию промежуточных продуктов при измельчении зерна и другие. Эти особенности необходимо учитывать при составлении помольных партий зерна, подготовке его к помолу и в процессе переработки в муку. Однако использовать при этом показатели строения зерна и его отдельных анатомических частей, а также их химический состав, для оценки технологических свойств зерна затруднительно. Приходится применять лишь некоторые (косвенные) показатели для технологической характеристики качества отдельных партий зерна пшеницы и ржи. Мука — важнейший пищевой продукт переработки зерна, получаемый в результате размола зерен злаков и бобовых растений. Мука вырабатывается из различных видов зерновых и зернобобовых культур, таких как: пшеница, рожь, овес, соя, кукуруза, ячмень, рис и так далее. Основная масса муки вырабатывается из пшеницы, которая является неотъемлемой составляющей при приготовлении хлеба, хлебобулочных изделий, кондитерских, макаронных изделий и многих других изделий. Мука делится на множество видов и сортов, которые различаются по химическому составу, способу размола и пищевой ценности. Различают такие виды муки:
Самый распространенный вид муки — это мука пшеничная, а также смесь ржаной и пшенично муки. В России на долю пшеничной приходится 90 %, ржаной — 10 % от общей вы¬работки муки в стране. Обычно муку характеризуют выходом, т. е. количеством муки, полученным из 100 массовых долей зерна. Согласно стандартам, выход муки может быть 72, 85 и 97,5 %. Также муку характеризуют по сортам: крупчатка, Высший сорт , I сорт, II сорт, обойная, обдирная. |
Пищевая ценность
и хлебопекарные свойства муки определяется
количественным и качественным составом
входящих в нее питательных составляющих: белков, жиров, крахмала и других углеводов, ферментов, минеральных
(зольных) веществ. Состав питательных
веществ муки зависит от зерна, из которого
она изготовлена, вида помола и сорта муки.
Мука производится сортовая и обойная.
Сортовая вырабатывается из внутренней
части зерна (эндосперма), обойная – размолом
всего зерна вместе с оболочками и зародышем.
При тонком помоле сортовой муки происходит
сильный ее нагрев, что приводит к разрушению
витаминов и изменению структуры белков.
Питательные свойства муки тонкого помола
ниже, чем у обойной. Мука различных сельскохозяйственных
культур используется отдельно или в смесях.
Для приготовления хлебобулочных, кондитерских
и макаронных изделий чаще всего используются
пшеничная и ржаная мука, а также их смеси.
Белковый состав муки представлен в основном
простыми протеинами, из которых можно
выделить следующие белковые фракции:
проламины, глютелины, глобулины и альбумины.
Белки играют важную технологическую
роль в приготовлении хлебных изделий.
Они влияют на свойства теста, форму и
качество хлебо-булочных изделий. Считается,
что белки ржаной муки имеют более полноценный
состав незаменимых аминокислот. В частности,
в них больше лизина.
Липиды в муке представлены жирами и жироподобными
веществами – липоидами. Жиры муки имеют
жидкую консистенцию. Они состоят из глицеридов
ненасыщенных жирных кислот, имеющих высокую
пищевую ценность: линолевой (преимущественно),
олеиновой и линоленовой. Жироподобные
вещества (липоиды) – нерастворимые в
воде сложные эфиры глицерина и жирных
кислот.
Основу углеводного комплекса муки составляют
полисахариды (крахмал, клетчатка, гемицеллюлоза).
Простые углеводы (глюкоза, фруктоза) присутствуют
в незначительном количестве. Клетчатка
(целлюлоза) снижает пищевую ценность
муки, так как не усваивается организмом.
Однако, польза от нее заключается в том,
что она связывает холестерин и усиливает
перистальтику кишечного тракта. Больше
клетчатки содержит мука грубого помола.
Содержание минеральных
веществ
в муке невелико, особенно в высокосортной.
В основном это соединения фосфора, калия,
магния и кальция. Остальные минеральные
элементы (медь, марганец, цинк и др.) присутствуют
в ничтожных количествах.
Мука содержит также растворимые в жирах
каротиноидные пигменты, обладающие провитаминными
свойствами. В организме они способны
превращаться в витамин
А. При отбеливании
муки происходит окисление или восстановление
каротиноидных пигментов, в результате
которого они становятся бесцветными.
Витаминная ценность отбеленной муки
при этом снижается.
Ниже приведена таблица химического состава
и энергетической ценности муки некоторых
зерновых культур.
Содержание
питательных веществ и
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Химический состав муки определяет ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Химический состав муки зависит от состава зерна, из которого она получена, и сорта муки. Более высокие сорта муки получают из центральных слоев эндосперма, поэтому в них содержится больше крахмала и меньше белков, Сахаров, жира, минеральных веществ, витаминов, которые сосредоточены в его периферийных частях. Больше всего как в пшеничной, так и в ржаной муке содержится углеводов (крахмал, моно- и дисахариды, пентозаны, целлюлоза) и белков, от свойств которых зависят свойства теста и качество хлеба. Углеводы.
В муке содержатся разнообразные углеводы: простые сахара, или моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза, галактоза); дисахариды (сахароза, мальтоза, раффиноза); крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пентозаны. Крахмал (С6Н10О5)n - важнейший углевод муки, содержится в виде зерен размером от 0,002 до 0,15 мм. Размер и форма крахмальных зерен различны для муки различных видов и сортов. Состоит крахмальное зерно из амилозы, образующей внутренную часть крахмального зерна, и амилопектина, составляющего его наружную часть. Количественные соотношения амилозы и амилопектина в крахмале различных злаков составляют 1:3 или 1:3,5. Амилоза отличается от амилопектина меньшей молекулярной массой и более простым строением молекулы.
Молекула амилозы состоит из 300 - 8000 глюкозных остатков, образующих прямые цепи. Молекула амилопектина имеет разветвленное строение и содержит до 6000 глюкозных остатков. В горячей воде амилопектин набухает, а амилоза растворяется. В процессе приготовления хлеба крахмал выполняет следующие функции: — является источником сбраживаемых углеводов в тесте, подвергаясь гидролизу под действием амилолитических ферментов (α- и β-амилаз); — поглощает воду при замесе, участвуя в формировании теста; — клейстеризуется при выпечке, поглощая воду и участвуя в формировании мякиша хлеба; — является ответственным за черствение хлеба при его хранении. Процесс набухания крахмальных зерен в горячей воде называется клейстеризацией. При этом крахмальные зерна увеличиваются в объеме, становятся более рыхлыми и легко поддаются действию амилолитических ферментов. Пшеничный крахмал клейстеризуется при температуре 62 – 65 °С, ржаной – 50 – 55 °С.
Состояние крахмала муки влияет на свойства теста и качество хлеба. Крупность и целость крахмальных зерен влияют на консистенцию теста, его водопоглотительную способность и содержание в нем Сахаров. Мелкие и поврежденные зерна крахмала способны больше связать влаги в тесте, легко поддаются действию ферментов в процессе приготовления теста, чем крупные и плотные зерна. Структура зерен крахмала кристаллическая, тонкопористая. Крахмал обладает высокой способностью связывать воду. При выпечке хлеба крахмал связывает до 80% влаги, находящейся в тесте. При хранении хлеба крахмальный клейстер подвергается «старению» (синерезису), что является основной причиной черствения хлеба. Целлюлозу, гемицеллюлозы, пентозаны относят в группе пищевых волокон.
Пищевые волокна содержатся в основном в периферийных частях зерна и поэтому их больше всего в муке высоких выходов. Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, поэтому они снижают энергетическую ценность муки, повышая при этом пищевую ценность муки и хлеба, так как они ускоряют перестальтику кишечника, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, способствуют выведению тяжелых металлов. Пентозаны муки могут быть растворимыми и нерастворимыми в воде. Часть пентозанов муки способна легко набухать и растворяться в воде (пептизироваться), образуя очень вязкий слизеобразный раствор. Поэтому водорастворимые пентозаны муки часто называют слизями. Именно слизи оказывают наибольшее влияние на реологические свойства пшеничного и ржаного теста. Из общего количества пентозанов пшеничной муки лишь 20 - 24% являются водорастворимыми.
В ржаной муке водорастворимых пентозанов больше (около 40%). Пентозаны, нерастворимые в воде, в тесте интенсивно набухают, связывая значительное количество воды. Белки - это органические высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Разнообразие белков определяется последовательностью размещения остатков аминокислот в полипептидной цепи (первичная структура белка).
Кроме того, существуют
вторичная структура белка, характеризующая
тип укладки полипептидных
Технологическая роль белков муки в приготовлении хлеба велика. Структура белковых молекул и физико-химические свойства белков определяют свойства теста, влияют на форму и качество хлеба. Белки обладают рядом свойств, которые особенно важны для приготовления хлеба. Содержание белковых веществ в пшеничной и ржаной муке колеблется от 9 до 26% в зависимости от сорта зерна и условий его выращивания. Для белков характерны многие физико-химические свойства, из которых более всего важны растворимость, способность к набуханию, к денатурации и гидролизу. По растворимости белки разделяют на альбумины - растворимые в воде, проламины - растворимые в спирте, глютелины - растворимые в слабых щелочах и глобулины - растворимые в солевых растворах.