Процессы протекающие при хранении пшеничной муки
Обновлено: 18.09.2024
Хранение муки делят на два этапа. На первом этапе происходит улучшение хлебопекарных достоинств муки. В течение некоторого времени они сохраняются на достигнутом уровне. Затем начинается второй этап, характеризующийся ухудшением качества муки. Первый этап принято называть созреванием. Свежесмолотую муку в хлебопечении не используют, так как из нее получается некачественный хлеб (малого объема, пониженного выхода и т.д.). Поэтому свежесмолотая мука должна пройти отлежку в благоприятных условиях, называемую созреванием, в результате чего улучшаются ее хлебопекарные свойства. Созреванию подвергают в основном пшеничную муку.
Созревание муки связано с окислительными и гидролитическими процессами в липидах и снижением активности ферментов до определенного уровня. После созревания мука становится светлее вследствие окисления каротиноидов, которые придают ей желтоватую окраску. В результате ферментативного окисления фитина высвобождаются фосфорная и другие органические кислоты, т. е. повышается усвояемость минеральных элементов. Но самое главное — улучшаются хлебопекарные свойства за счет укрепления клейковины. Такое действие оказывают перекиси, окисляющие части сульфгидрйльных групп (—S—Н—) с образованием дисульфидных связей (—S—S—) между молекулами белка, образующими клейковину. При взаимодействии белков с продуктами гидролиза и окисления жира получаются липо-протеины, уменьшающие растяжимость клейковины. Таким образом, если мука после помола имела слабую клейковину, то после созревания слабая клейковина приобретает свойства средней, а средняя — сильной, сильная — очень сильной, возможно даже ухудшение качества, например, очень крепкая клейковина, крошащаяся.
Пшеничная сортовая мука созревает при комнатной температуре 1,5—2 мес, а обойная — 3—4 недели. Муку, предназначенную для длительного хранения, необходимо сразу охладить До О °С, тогда созревание будет продолжаться год. Если же муку со слабой клейковиной необходимо сразу использовать, то процесс созревания можно ускорить до 6 ч за счет ее аэрации теплым воздухом.
Созревание ржаной муки длится 2-4 недели при тех же условиях, что и пшеничной, при этом в ней протекают те же процессы.
При созревании хлебопекарные свойства муки достигают оптимума, некоторое время они сохраняются, а затем качество муки начинает ухудшаться.
Хранят муку в сухих, хорошо проветриваемых, не зараженных вредителями хлебных запасов, помещениях, соблюдая санитарные правила. Рекомендуют хранить при температуре не выше 20 °С и относительной влажности воздуха 60%: сортовую пшеничную муку — 6—8 мес, ржаную сортовую муку — 4—6, кукурузную и соевую неде-зодорированную — 3—6, соевую дезодорированную — 12 мес. При низких температурах (около 0 °С и ниже) срок хранения муки продлевается до двух лет и более.
Первый этап — созревание. Созревание муки связано с окислительными и гидролитическими процессами в липидах и снижением активности ферментов, до определенного уровня. После созревания мука становится светлее за счет окисления каротиноидов, придававших ей желтоватую окраску. Чем больше доступ воздуха к муке, тем быстрее она светлеет. В процессе хранения за счет ферментативного окисления фитина высвобождается фосфорная и другие органические кислоты, кислотность муки повышается, но также повышается усвояемость минеральных элементов. Но самое главное — улучшение хлебопекарных свойств муки за счет укрепления клейковины.
При созревании хлебопекарные свойства муки достигают оптимума, некоторое время они сохраняются, а затем начинается снижение ее качества.
К процессам, снижающим качество муки при хранении, относят слеживание, отпотевание, самосогревание, плесневение, прогоркание, прокисание, развитие насекомых и клещей.
Слеживание муки начинается с ее уплотнения. Уплотнение — естественный физический процесс, происходящий в любой муке. Мука под влиянием собственной массы уплотняется, но при этом не утрачивает сыпучести. Слеживание - уплотнение муки влажностью более 14 %.
Отпотевание муки наблюдается при резких колебаниях температуры воздуха в помещениях и может привести к плесневению. Очень быстро плесневеет подмоченная мука.
Самосогревание муки — это повышение температуры муки в результате происходящих в ней процессов дыхания и развития микроорганизмов. Чаще всего самосогревание наблюдается при хранении влажной муки. Повышенная температура и высокая влажность благоприятствуют развитию микроорганизмов — плесеней и бактерий. А микроорганизмы, в свою очередь, разрушая органические вещества муки, выделяют большое количество тепла, за счет которого происходит дальнейшее повышение температуры. Под действием микроорганизмов и высокой температуры происходит ухудшение качества муки: она темнеет, сбивается в комки и приобретает гнилостный или плесневелый запах и горький вкус. Плесневение муки — мука приобретает повышенную кислотность, неприятный затхлый запах, который обычно передается хлебу. Плесневелая мука опасна для здоровья человека. Плесневение муки чаще всего наблюдается при хранении муки повышенной влажности.
Прогоркание — основной процесс, происходящий в муке при длительном хранении в результате гидролитических и окислительных процессов в липидах. Прогоркание происходит под действием кислорода воздуха при участии фермента муки липоксигеназы, но может быть микробной природы.
Прокисание — причиной этого является расщепление жира под действием ферментов муки, если мука имеет стандартную влажность. При повышенной влажности муки повышение кислотности происходит главным образом в результате жизнедеятельности микроорганизмов, преимущественно плесеней.
Развитие насекомых и клещей приводит к снижению качества муки. Они загрязняют ее своими выделениями, шкурками от линек, трупами, опутывают паутиной. Такая мука вредна и непригодна для питания.
Мелкие частицы эндосперма, образующие муку, являются живой тканью, в которой активно протекают биохимические процессы. Поверхность соприкосновения муки с окружающей средой во много раз больше, чем у зерна. Поэтому активность всех биохимических процессов, протекающих в муке, очень высока. С точки зрения потребительской ценности и технологических свойств хранение муки можно разделить на два этапа. В первый период после помола ее хлебопекарные свойства улучшаются, некоторое время сохраняются на достигнутом уровне, затем начинают ухудшаться с постепенно возрастающей скоростью. Период улучшения качества носит название созревания муки.
Созревание пшеничной муки - это совокупность происходящих в ней изменений, приводящих к улучшению хлебопекарных свойств. Известно, что свежесмолотая мука образует липковатое мажущееся и быстро разжижающееся при брожении тесто. Хлеб имеет расплывшуюся форму, недостаточно развитую пористость, небольшой объемный выход, покрытую мелкими трещинками корку. Мякиш хлеба получается темным и плохо разрыхленным. После определенного периода хранения хлебопекарные свойства муки улучшаются. Увеличиваются объемный выход хлеба и его пористость, уменьшается расплываемость подовых изделий, светлеет мякиш, корка получается гладкой и блестящей. Основные направления происходящих при созревании муки процессов заключены в окислительных и гидролитических изменениях липидов и снижении до оптимального уровня активности ферментов.
Улучшение цвета муки (повеление) является одним из органо-лептических признаков созревания муки. Оно происходит в результате окисления каротиноидов с образованием бесцветных соединений (дериватов каротина).
Изменение кислотности водной суспензии муки происходит в результате ферментативного расщепления фитина с образованием свободной фосфорной кислоты и кислых фосфатов. Органические кислоты (молочная, уксусная) образуются микроорганизмами при расщеплении углеводов. В очень небольшой степени идет гидролиз белков и образование продуктов кислого характера, в которых имеются свободные концевые группы В водной суспензии оттитровываются также свободные жирные кислоты. Особенно интенсивно нарастает кислотность водной суспензии в первые 15-20 дней после помола. Затем изменение ее несколько замедляется и стабилизируется.
Кислотное число жира растет в результате гидролиза липидов под действием фермента липазы. При этом образуются в основном ненасыщенные жирные кислоты, преобладающие в составе липидов злаков.
Окисление ненасыщенных жирных кислот в свободном состоянии происходит значительно легче, чем связанных в тригли-цериды.
Окислительное изменение жира под действием липоксигеназы подтверждается некоторым уменьшением йодных чисел, т. е. насыщением двойных связей, и одновременным повышением пере-кисных чисел, что свидетельствует об образовании альдегидов, кетонов, перекисей и гидроперекисей.
Изменение свойств клейковины является следствием окислительных изменений, происходящих в муке. По данным Л. И. Пучковой, окисление изменяет все компоненты белково-протеиназного комплекса, активность протеиназ и атакуемость белка постепенно снижаются.
Укрепляющее клейковину действие оказывает окисление части сульфигидрильных групп () с образованием дисульфидных связей () между молекулами белка, образующими клейковину. Важную роль в повышении силы пшеничной муки при созревании играют свободные жирные кислоты (особенно олеиновая) и образовавшиеся при их окислении перекисные соединения, обладающие большой окислительной активностью. При взаимодействии белков с продуктами гидролиза и окисления жира образуются липопротеиды, уменьшающие растяжимость клейковины, делающие ее более упругой. Наиболее заметное улучшающее действие созревание оказывает на муку со слабой и средней клейковиной. Если же мука после помола имеет крепкую, малорастяжимую клейковину, то созревание ей не требуется, а наоборот, качество получаемого хлеба даже после кратковременного (до 4 мес) хранения муки снижается.
Изменения углеводно-амилазного комплекса пшеничной муки изучены мало. Известно, что нарушение целостности зерна при помоле резко активизирует амилазы, в том числе и а-амилазу. Следствием этого являются липковатость мякиша из свежесмолотой муки и иногда темноокрашенная корка. При созревании постепенно снижается активность амилаз, уплотняются мицеллы крахмала, поэтому снижается его атакуемость. В результате снижается сахаро- и газообразующая способность муки.
Длительность процесса созревания пшеничной муки зависит от степени законченности послеуборочного дозревания зерна, сорта муки, ее силы сразу после помола, влажности, температуры хранения. Поэтому точные сроки этого процесса установить трудно, так как необходимо регламентировать многие факторы. По данным Л. Я. Ауэрмана, пшеничная сортовая мука при температуре (20±5) °С созревает в течение 1,5-2,0 мес, а обойная за 3-4 недели. Муку, предназначенную для длительного хранения, целесообразно сразу после помола охладить до 0 °С. Это задержит ее созревание до года и более.
Если муку необходимо использовать сразу после помола, созревание можно ускорить. Для этой цели проводят аэрирование муки в силосах мукомольных предприятий теплым воздухом (температура 25 °С). Такая обработка резко активизирует окислительные процессы, что позволяет получить хорошо созревшую муку в течение 6 ч. Следует отметить, что для длительного хранения такая мука непригодна.
Созревание ржаной муки изучено значительно меньше. Установлено, что в ней идут те же процессы, что и в пшеничной: в результате окислительных изменений липидов и взаимодействия их с белками снижаются протеолитическая активность и атакуемость белков, активность аамилазы, атакуемость крахмала и повышается температура его клейстеризации. В. Ф. Голенков отмечает существенное повышение вязкости слизей ржаной муки, объясняя это их полимеризацией. Созревание ржаной муки при температуре около 20 °С заканчивается за 2-4 недели. Температура в хранилище на ржаную муку влияет так же, как и на пшеничную.
Ухудшение качества муки при длительном хранении обусловлено теми же процессами, которые вызывают ее созревание.
Мука, достигшая при созревании определенного оптимума хлебопекарных свойств, некоторое время сохраняет их, затем начинается снижение ее качества, как это показано на рис. 11 (идет как бы ее перезревание).
Прогоркание муки является результатом окислительных процессов в липидном комплексе. Существенные изменения происходят и в составе липидов. Свободные липиды не только гидроли-зуются с образованием жирных кислот, но и частично переходят в связанные, а те в свою очередь - в прочносвязанные. Одновременно в муке накапливаются продукты окислительной порчи жира - перекиси, альдегиды, кетоны, оксикислоты и др. Окислительные процессы более интенсивно протекают в сухой муке (с влажностью менее 13,5 %) при хранении ее в теплом помещении (температура 20 + 5 °С). Накопление свободных жирных кислот и продуктов их окисления делает клейковину сначала чрезмерно крепкой, затем она становится крошащейся, а в дальнейшем перестает отмываться вовсе. Хлеб из такой муки получается плотным, плохо разрыхленным, объемный выход его снижен. Белки и крахмал труднее поддаются действию пищеварительных ферментов.
Прокисание муки - рост кислотности. Сортовая мука является свежей, если кислотность ее водной суспензии не превышает 3,5-4,5 °Н (градус Неймана - количество миллилитров 1,0 н раствора щелочи, расходуемой на нейтрализацию кислых соединений в 100 г муки). Свежая обойная мука имеет кислотность до 5 °Н. Повышение кислотности водной суспензии муки при хранении является следствием указанных выше процессов. Однако кислотность водной суспензии не является надежным показателем свежести продуктов. Более показательной характеристикой гидролиза липидов была бы кислотность в спиртовой вытяжке. Однако требуется провести исследования по установлению пределов этого показателя для муки разной степени свежести.
Накопление кислых соединений в сухой муке (фосфорной кислоты и кислых фосфатов, свободных жирных кислот и т. п.) органолептически долгое время остается мало заметным. При хранении муки с влажностью 15 % и выше прокисанию муки способствуют деятельность кислотообразующих бактерий и накопление в результате их деятельности органических кислот (молочной, уксусной и др.). Кислый вкус и запах органических кислот обнаруживаются раньше и ощущаются более резко.
Слеживание муки обычно начинается с ее уплотнения (уменьшения объема). Особенно характерно это для мешков, хранившихся в нижних рядах штабеля. Однако даже сильно уплотненная мука при высыпании ее из мешка рассыпается. Слеживание - потеря сыпучести муки при хранении ее с влажностью более 14 %. Такая мука вываливается из мешков большими комьями, для их разрушения требуется приложить определенные усилия. Слежавшаяся мука после разрыхления может быть использована, если она при этом не прокисла, не прогоркла и не заплесневела.
Продолжительность хранения муки
Снижение пищевой ценности муки происходит не только за счет ухудшения хлебопекарных свойств муки, но и в результате потери части незаменимых аминокислот, витаминов, снижения атакуемости белков и крахмала пищеварительными ферментами.
Предельные сроки хранения муки зависят от тех же факторов, что и ее созревание. Установлено, что сухая сортовая мука, полученная из здорового зерна пшеницы, сохраняется при температуре (20±5) °С до 6 - 8 мес. Особенно быстро, по данным Г. Н. Прониной, прогоркает мука 2-го сорта. Обойная мука хотя и содержит практически весь жир зерна, но в ней находятся и все токоферолы, защищающие его от прогоркания в начальный период хранения муки. Поэтому она сохраняется несколько лучше, чем сортовая. Ржаная мука при аналогичных условиях сохраняется несколько хуже пшеничной - от 4 до 6 мес.
Рис. 11. Динамика изменения качества муки и крупы при хранении (по. Е. Д. Казакову) Мука: I - период улучшения качества - созреваие; II - период стабильного качества; III - период ухудшения качества; IV - период резкого ухудшения качества. Крупа: I - период стабильного качества; II - период ухудшения качества; III - период резкого ухудшения качества Мука кукурузная и соевая не имеют периода созревания, к тому же содержат достаточно много жира. Сроки хранения этих видов муки при указанных режимах - 3-6 мес. Хранение муки при низких температурах (около 0°С и ниже) удлиняет сроки в несколько раз. При этом полностью исключаются заражение ее амбарными вредителями и самосогревание; практически не возникает плесневения и прокисания и резко замедляются прогоркание и изменение хлебопекарных свойств. В таких условиях сухая мука может сохраняться до 2 лет и даже несколько более.
Мука в отличие от зерна лишена оболочек, выполняющих защитные функции и, по существу, ничем не защищена от воздействий окружающей среды. Более того, при помоле часть микроорганизмов переходит с поверхности зерна в муку и тем самым ухудшают ее качество при хранении.
Обладая жизненными функциями, частицы муки тем не менее лишены характерной для целого живого зерна биологической координации протекающих процессов. Имея большую относительную поверхность частиц, мука обладает высокой способностью сорбировать из окружающей среды пары влаги и газы, в том числе кислород. Это, в свою очередь, создает условия для возникновения в муке гидролитических и окислительных процессов, способных оказывать существенное воздействие на белки, липиды и другие вещества.
Вследствие этих особенностей муку трудно хранить, она значительно менее долговечный продукт, чем зерно. Даже при хранении в обычных условиях в течение нескольких месяцев в муке могут происходить процессы, приводящие к ухудшению ее качества, а иногда и к потерям массы.
Все происходящие в муке процессы в зависимости от влияния их на ее потребительские достоинства принято делить на две группы: положительные и отрицательные.
Положительные процессы. Способствуют улучшению качества муки, в первую очередь ее хлебопекарных достоинств. В результате протекания этих процессов можно получить хлеб хорошего качества. Совокупность положительных процессов при хранении пшеничной муки принято называть ее созреванием. Период хранения, в течение которого завершаются положительные процессы, называют отлежкой.
Отрицательные процессы. Приводят к снижению качества муки, к потере массы ее сухих веществ. К характерным отрицательным процессам относятся перезревание, прогоркание, развитие вредителей (насекомых и клещей), плесневение, прокисание, самосогревание, уплотнение и слеживание.
Знание характерных особенностей и физиолого-биохимической сущности процессов, протекающих при хранении муки, позволяет создать условия, способствующие созреванию муки и предупредить (или ослабить) развитие отрицательных процессов.
Читайте также: