Лабораторная работа № 8.Определение кислотности зерна.

Анализ качества полученного хлеба

Учебные вопросы:

1. Основные группы протеолитических ферментов

2. Значение ферментов на формирование качества растительной продукции

Кислотность зерна и муки является важным показателем их качества. При хранении кислотность, как правило, повышается. Таким образом, она может служить показателем качества, точнее, показателем свежести зерна или продуктов его переработки.

Кислотность зерна и муки зависит от белков, которые содержат карбоксильные группы, связывающие щелочь; от наличия жирных кислот, которые освобождаются в результате расщепления жиров под действием липазы; от фосфорной кислоты, которая в виде различных соединений содержится в зерне в значительном количестве; от уксусной, молочной, яблочной и других органических кислот, обычно содержащихся в зерне и муке в весьма незначительном количестве. Содержание уксусной и молочной кислот сильно увеличивается, если зерно, крупа или мука испортились в результате самосогревания или прокисания.

Существует несколько методов по определению общей кислотности зерна и продуктов его переработки:

а) титрование болтушки

б) титрование водной вытяжки

в) титрование водно-спиртовой вытяжки и другие.

Определение общей кислотности по болтушке (по ГОСТ 10844-74)

При определении кислотности по болтушке щёлочью оттитровываются все кислореагирующие вещества муки, как растворимые в воде, так и нерастворимые. Сюда относятся свободные жирные кислоты, кислые фосфаты, образующиеся в муке в результате расщепления таких фосфороорганических соединений как фитин, фосфатиды, кислореагирующие группировки белков и продуктов его расщепления; свободные органические кислоты, содержащиеся в зерне. Кроме того, какое-то количество щелочи дополнительно будет связываться с крахмалом.

Испытуемый материал: зерно или продукты его переработки

Реактивы: раствор щелочи (NaOH) = 0,1 моль/дм раствор фенолфталеина

                                             Ход работы

1. 5 г размолотого зерна или муки помещают в коническую колбу на 100-150 см³, в которую наливают 50 см³ дистиллированной воды.

2. Содержимое колбы тщательно размешивают, взбалтывают, чтобы болтушка была совершенно однородной

3. Добавляют 5 капель раствора фенолфталеина и титруют децинормальным раствором щелочи до появления бледно-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Титрование ведется медленно, при постоянном помешивании.

Результат выражается в градусах кислотности по формуле:

  а • k •1000

X = P • (100 - W)

где k - коэффициент поправки для щелочи; а - количество 0,1 моль/дм раствора щелочи, пошедшее на титрование, см; Р - навеска, г; W - влажность муки, %.

Кислотность определяют в трех параллельных навесках. Среднее арифметическое показателей трех определений принимают за фактическую кислотность зерна (муки). Расхождение между показателями параллельных определений кислотности не должно превышать 0,2°.

Навески для определения кислотности взвешивают с точностью до 0,01 г на технохимических весах.

Определение кислотности по водной вытяжке

При определении кислотности по водной вытяжке щелочью титруются только те вещества, которые растворимы в воде. В основном это будут кислые фосфаты, водорастворимые белки (альбумины), а также свободные органические кислоты и аминокислоты, но не жирные кислоты.

Ход работы

1. Навеску муки или размолотого зерна 10 г помещают в коническую колбу

на 300 см, приливают точно 100 см дистиллированной воды.

2. Тщательно размешав содержимое, колбу оставляют для возможно полного экстрагирования водорастворимых веществ на 1 час при комнатной температуре, периодически взбалтывая.

3. Затем фильтруют жидкость в сухую колбу, с возвратом первых (мутных) порций фильтрата на фильтр.

4. Берут 25 см фильтрата пипеткой и переносят в коническую колбочку на 100-150 см, прибавляют 3 капли фенолфталеина и титруют децинормальным раствором щелочи до бледно-розовой окраски.

5. Кислотность по водной вытяжке вычисляется по формуле:

a • k • C • 1000

X = P • b • (100 - W)

где k - коэффициент поправки к титру щелочи; а - объем 0,1 моль/дм раствора щелочи, пошедшего на титрование, см; С - количество воды, взятое на обработку муки, см; Р - навеска, г; W - влажность муки, %; b - количество фильтрата, взятое на титрование, см³.

Определение кислотности по водно-спиртовой вытяжке

По этому методу титруются щелочью все органические кислоты, в том числе жирные, спирторастворимые белки (проламины), аминокислоты, пептиды.

Ход работы

1. Навеску муки для размолотого зерна 2,5 г высыпают в колбу, приливают 25 см раствора спирта ю (C₂H₅OH) = 67 %.

2. Содержимое колбы энергично взбалтывают в течение 5 минут и фильтруют.

3. Пипеткой отбирают 25 см фильтрата, приливают к ним 3 капли фенолфталеина и титруют децинормальным раствором щелочи до розовой окраски.

4. Кислотность выражается по формуле:

a • к • C • 1000

Х = P • b • (100 - W)

где Х - кислотность в градусах на сухой вес вещества; а - количество 0,1 моль/дм раствора щелочи, пошедшего на титрование, см; k - коэффициент поправки к титру щелочи; b - количество фильтрата, взятого для титрования, см³; С - количество спирта, взятого на обработку продукта, см; Р - навеска , г; W - влажность продукта, %.

Хлебопекарные качества муки. Биохимические процессы,

протекающие при замесе теста и выпечке хлеба

Из зерна пшеницы получают муку пшеничную, хлебопекарную и мака­ронную. Свойства муки, обуславливающие качество хлеба, представляют собой хлебопекарные качества муки.

Хлебопекарные качества муки в основном определяются совокупностью следующих ее свойств: сахарообразующей, газообразующей, газоудерживающей и водопоглотительной способностями, цветом муки, крупностью частиц помола. Газообразующая способность, в свою очередь, зависит от количества в муке ее «собственных» сахаров, перешедших в муку из зерна и содержащихся в ней еще до замеса теста; от сахарообразующей способности муки, то есть способности образовывать в тесте мальтозу в результате действия амилаз на крахмал муки, от качества (активности) дрожжей.

В пшеничной муке содержится от 1 до 2,5 % сахара, главным образом, сахарозы, которая очень легко расщепляется под влиянием выделяемой дрожжами сахаразы (α-фруктофуранозидазы). Получающаяся смесь глюкозы и фруктозы легко сбраживается дрожжами.

Однако, этого количества сахара недостаточно, чтобы процесс брожения теста шел до конца. Собственный сахар муки используется только на самых первых этапах брожения теста, а потом его уже не хватает. На следующих этапах на первый план выступает мальтоза, образующаяся благодаря действию β-амилазы. В тесте под влиянием амилазы крахмал расщепляется с образованием мальтозы. В свою очередь, мальтоза расщепляется, образуя две молекулы глюкозы, которая сбраживается дрожжами. Если мука имеет низкую амилолитическую способность (активность), в тесте не будет образовываться достаточное количество мальтозы и глюкозы, брожение не будет протекать интенсивно и хлеб получится плохого качества, с недостаточно пористым, недостаточно разрыхленным, плотным мякишем. Мука с низкой активностью α-амилазы дает тесто, в котором образуется мало декстринов, поэтому хлеб получается с бледной коркой. Такую муку практики называют «крепкой на жар».

Газоудерживающая способность муки зависит, прежде всего, от свойств содержащихся в тесте белков, от количества и качества клейковины. В пшеничном тесте она образует тот растяжимый эластичный каркас, в котором накапливаются пузырьки углекислого газа, поднимающие тесто. Этот белковый каркас во время брожения теста постепенно расширяется.

При образовании пшеничного теста происходит, прежде всего, осмотическое связывание воды вначале свободным промежуточным белком, затем белком, окружающим отдельно лежащие крахмальные зерна и, наконец, белком, содержащемся в более крупных частицах муки, представляющих собой неразрушенные клетки эндосперма. При поглощении воды белок сильно увеличивается в объеме и постепенно образуется непрерывная структура теста, представляющая собой сетку клейковины, в которую включены крахмальные зерна и другие растворимые частицы муки.

В это же время происходит набухание крахмальных зерен, причем, чем больше содержится поврежденных крахмальных зерен, тем больше его водопоглотительная способность. Добавление соли во время замеса теста несколько снижает гидратационную способность клейковины. Вода и бродильные микроорганизмы вызывают в муке комплекс сложных биохимических превращений. Эти превращения, завершающиеся в процессе выпечки, оказывают глубокое воздействие, как на физические свойства теста, так и на вкус и аромат готового продукта.

Процесс брожения представляет собой сложный комплекс биохимических превращений, конечными продуктами которых являются углекислый газ и этиловый спирт. Во время брожения наблюдается сильное повышение активной кислотности среды за счет увеличения суммарного содержания органических кислот, большую часть которых составляют молочная и уксусная кислоты. Кроме того, образуются летучие органические кислоты, а также некоторые альдегиды и кетоны, участвующие в формировании вкуса и аромата хлеба.

Заключительным этапом приготовления хлеба является его выпечка. Под воздействием высокой температуры происходит изменение коллоидного состояния основных полимерных компонентов муки, осуществляются биохимические процессы взаимодействия различных веществ и процессы чисто физического характера. Технологическое назначение выпечки заключается в закреплении пористой структуры хлеба, достигнутой в процессе сбраживания, и в формировании вкуса и аромата хлеба, а также цвета корки.

Наиболее интенсивно биохимические процессы протекают в интервале температур 43–60°С. Происходят глубокие изменения в структуре крахмальных зерен:          в результате совместного действия α- и β-амилаз на клейстеризующийся крахмал или только β-амилазы (тесто из нормальной пшеничной муки) повышается содержание водорастворимой фракции в мякише выпеченного хлеба, увеличивается также содержание растворимого в воде белка вследствие повышения атакуемости протеолитическими ферментами.

При дальнейшем повышении температуры происходит свертывание белковых веществ клейковины и клейстеризация крахмала, превращающегося в прочный студень, закрепляется пористая структура теста и формируется мякиш хлеба. В процессе выпечки заметно снижается титруемая кислотность продукта. На поверхности выпекаемых тестовых заготовок протекают биохимические процессы, существенно влияющие на качество продукта. Установлено, что под воздействием высокой температуры на поверхности хлеба происходит взаимодействие восстанавливающих сахаров с аминокислотами, в результате чего образуются различные карбонильные соединения и темноокрашенные продукты – меланоидины. Меланоидины и придают готовому продукту соответствующую окраску. Изменение цвета поверхности хлеба от светло-желтого до темно-коричневого происходит в интервале температур 130 –170°С, при температуре выше 170–175°С корка хлеба начинает обугливаться.

Качество хлеба оценивается по следующим показателям:

– внешний вид и цвет корки – корка должна быть румяная, поджаристая, не пригорелая, но и не бледная;

– кислотность – хлеб должен удовлетворять определенным нормам стандарта по кислотности;

– качество мякиша, структура пористости. Существует определенная шкала пористости, по которой определяют качество хлеба. Она должна быть доста

точно равномерной. Важным показателем качества хлеба является эластичность мякиша, его заминаемость. Если мякиш заминается или он недостаточно эластичен – хлеб плохой;

– влажность мякиша. Это очень важный показатель. Влажность мякиша должна соответствовать определенным нормам стандарта.

– объем хлеба – чем объем хлеба больше, тем он пористее, тем лучше пропитывается пищеварительными соками и, следовательно, лучше усваивается организмом. Для подового хлеба, то есть для хлеба, который выпекается не в форме, а на поду, большое значение имеет отношение высоты хлеба к его диаметру (Н/Д). Если мука плохая и хлеб получается низкий, то отношение высоты к диаметру будет очень низким;

– вкус и аромат хлеба – аромат хлеба зависит от очень сложного комплекса различных веществ, образующихся в процессе брожения теста и в процессе выпечки хлеба. Этот комплекс включает в себя различные альдегиды, органические кислоты и сложные эфиры. Особенно важную роль играют альдегиды, в первую очередь, фурфурол и оксиметилфурфурол.