Біохімія зерна і хліба

Всі ліпіди, не дивлячись на відмінність їх хімічного складу і структури, розчиняються в так званих жирових розчинниках: ефірі, бензині, петролейном ефірі і ін. Коли проводять визначення жиру в зерні або борошні, його екстрагують диетиловим ефіром. При цьому в ефірний екстракт переходять всі речовини, що відносяться до групи ліпідів, і в екстракті знаходиться так званий сирий жир, тобто суміш жиру з жироподібними речовинами: фосфатидами, стеролами, воском і каротиноїдами.

В зерні пшениці біля 30 % всіх ліпідів складають ліпіди, що пов'язані з білками і вуглеводами і не екстрагуються диетиловим ефіром.

Жири зерна містять головним чином ненасичені жирні кислоти. Завдяки тому що в ненасичених жирних кислотах є подвійні зв'язки, вони дуже легко окислюються, і саме з процесом окислення ненасичених жирних кислот пов'язано згіркнення борошна і крупи при зберіганні.

До складу деяких рослинних жирів входять особливі жирні кислоти, що зустрічаються тільки в насінні певних рослин. Так, наприклад, до складу касторової олії (масла рицини) входить рицинолева кислота СН3(СН2)5СНОНСН2СН=СН(СН2)7СООН. Вона відрізняється тим, що має один подвійний зв'язок і разом з тим містить оксигрупу --ОН.

В маслах з насіння хрестоцвітних рослин -- ріпаку, рижію, гірчиці -- міститься особлива жирна кислота эрукова: СН3(СН2) 7СН=СН(СН2)11СООН. Вона специфічна для рослин з родини хрестоцвітних.

В будь-якому зерні міститься ліпаза, але особливо активна вона в насінні рицини. Ліпаза зерна злаків відрізняється від рицинової кращою розчинністю у воді. Ліпаза пшеничних зародків має оптимум дії при рН 8.

Оскільки в жирі містяться ненасичені жирні кислоти він може легко окислюватися. Процес окислення жиру, окислення ненасичених жирних кислот, може йти саме по собі за рахунок приєднання кисню повітря по місцю подвійних зв'язків. Проте цей процес може значно пришвидшитися під впливом особливого ферменту, що міститься в зерні, борошні і крупі, -- ліпоксигенази. Вона особливо активна в сої і соєвому борошні.

В результаті дії ліпоксигенази ненасичені жирні кислоти утворюють перекиси і гідро перекиси.

Гідроперекиси і перекиси є дуже активними окислювачами. Вони легко окисляють жирні кислоти, причому утворюються неприємні на смак і запах речовини, внаслідок чого жир прогірка. Тому наявність в зерні ліпоксигенази сприяє згіркненню борошна і крупи при зберіганні. Перекиси і гідроперекиси можуть легко окисляти також жовті пігментні речовини борошна -- каротиноїди, внаслідок чого борошно і тісто світлішають.

Ця обставина має велике значення при виготовленні і сушінні макарон. Тому останніми роками посилено вивчається активність ліпоксигенази у різних сортів твердих пшениць, з яких готують борошно, що використовується в макаронній промисловості.

Вміст жиру в зерні різних культур був приведений ще на початку. З її даних видно, що в зерні пшениці, жита та ячменю міститься в середньому 2 % жиру. А в зерні вівса жиру дещо більше. Саме тому вівсяні борошно та крупа дуже легко згіркатимуть при зберіганні. Просо також відрізняється підвищеним вмістом жиру порівняно з пшеницею і житом; тому пшоно теж буде легко прогіркати при зберіганні. Насіння бобів містить порівняно небагато жиру: так, в горосі і сочевиці його 0,7--l,6 %. Проте серед бобових культур соя і арахіс є важливими олійними культурами: в насінні сої міститься в середньому 17,5, а в насінні арахісу -- 48,9 % жиру. А в зерні злаків особливо великий вміст жиру в зародках - від 12 до 30 %. Дуже багато жиру в зародках кукурудзи, які використовуються для отримання цінної харчової і технічної олії. Алейроновий шар пшениці і жита також багатий жиром й тому його навіть іноді називають жировим шаром.

Фосфатидів в цілому зерні пшениці, жита, ячменю і рису від 0,3 до 0,6 %; в пшеничних зародках вміст фосфатидів складає в середньому 1,6 %; в насінні сої - біля 2 %.

Фосфатиди широко застосовуються в харчовій промисловості як емульгатори -- речовин, що сприяють утворенню міцних емульсій. Так, фосфатиди застосовуються з цією метою в маргариновій і шоколадній промисловості. Сировиною для отримання фосфатидів служить насіння сої і соняшнику.

Серед каротиноїдів зерна найважливішим є каротин C40H56. Він міститься в зерні у вигляді трьох ізомерів: б- в- і г-каротинів.

Найважливішим серед них і поширеним є в-каротин.

Майже всі каротиноїди забарвлені в жовтий або жовто-помаранчевий колір. Кремовий колір, характерний для хорошого пшеничного борошна, пояснюється головним чином вмістом в ньому каротиноїдів.

Окрім каротинів в зерні є також ксантофіл С40Н56О2.

Пшеничне борошно має природний жовтуватий або кремовий колір, але, оскільки звичайно покупець прагне одержати борошно максимально біле, то в США і Англії широко застосовують штучне вибілювання борошна; при цьому руйнується (окислюється) каротин. Абсолютно очевидно, що вживання штучного вибілювання борошна за допомогою різних хімічних препаратів є неправильним, оскільки знижує харчову цінність борошна, оскільки в тваринному і людському організмі з каротину утворюється вітамін А.

Вміст стеролів в зерні порівняно невисокий: так, в пшеничному зерні їх 0,03--0,07 %, а в пшеничних зародках -- 0,3-- 0,5 %, в пшеничному борошні -- 0,02--0,05 %, в зерні кукурудзи -- 1 %.

Вміст восків в зерні дуже невелике. Вони містяться головним чином в оболонках зерна, покриваючи його як найтоншою восковою плівкою.

Крім перерахованих вище ліпідів в зерні містяться також різні гліколіпіди, тобто з'єднання вуглеводів і ліпідів. Вони, мабуть, грають істотну роль у формуванні пшеничного тіста і хліба. В пшеничному борошні знайдені моногалактозилдигліцериди і дигалактозилдигліцериди.

Моногалактозилдигліцерид містить 57 % лінолевой і 13,9 % пальмітинової, а дигалактозилдигліцерид -- 41,6 % пальмітинової і 29,3 % линолевої кислот.

В США для поліпшення структури м'якиша пшеничного хліба застосовують синтетичні гліколіпіди, наприклад складні ефіри сахарози і жирних кислот або ж D-глюкозо-3-стеарат.

За допомогою розчинників жиру екстрагуються не тільки справжні жири, фосфатиди, стероли і віск, але в деяких випадках і зелений пігмент рослин -- хлорофіл, який також розчиняється в жирових розчинниках.

В зерні пшениці, ячменю, вівса і інших злаків хлорофілу немає. Він міститься лише в зерні зеленозерного жита і в зеленому горошку.

Вітаміни зерна

Жіророзчинні вітаміни. З жиророзчинх вітамінів розглянемо вітаміни А, D і Е.

В зерні і продуктах його переробки вітаміну А як такого немає. Проте в зерні, борошні і крупі містяться каротиноїди, з яких в організмі людини і тварин утворюється вітамін А. Таким чином, каротиноїди є провітамінами А.

Вітаміну D в зерні і продуктах його переробки також немає, а є ергостерол і інші стероли, з яких при опромінюванні ультрафіолетовим світлом утворюється вітамін D.

З жиророзчинних вітамінів в зерні міститься лише вітамін Е, або токоферол. Токоферол міститься в зерні у вигляді чотирьох ізомерів: б- в- г- і д-токоферолів.

Недолік в кормах вітаміну Е викликає у тварин серйозні порушення обміну речовин і безплідність. Токоферол перешкоджає окисленню і згіркненню жирів і тому належить до антиокислювачів -- речовинам, що запобігають прогірканню жирів.

Вітамін Е міститься в зародках злаків. Препарати вітаміну Е одержують з пшеничних зародків.

Водорозчинні вітаміни. Вітамін B міститься у великій кількості в пшеничних і рисових висівках, в алейроновому шарі і зародку рисового, пшеничного і житнього зерна. При очищенні і поліровці рису, а також при виготовленні пшеничного борошна вищого ґатунку зародок і алейроновий шар зерна видаляються. Тому полірований рис і пшенична мука вищого і першого сортів практично не містять вітамінів, у тому числі і вітаміну В.

Багато вітаміну В в щитку пшеничного зерна, де його міститься біля 60 % від загальної кількості вітаміну В в цілому зерні. Особливо багаті вітаміном B дріжджах. Так, в сухих хлібопекарських дріжджах його міститься 46 г/1 г, а в пивних 200 г/1 г.

Вміст вітаміну В2 в зерні порівняно невеликий.

В пшеничному борошні містиця також нікотинова кислота. В зерні вона міститься головним чином в алейроновому шарі і (менше) у зародку. Особливо багаті цією кислотою дріжджі.

Зерно пшениці і продукти його переробки містять вітаміну В6. В незначних кількостях в зерні міститься також біотин.

До водорозчинних вітамінів відноситься також вітамін С (аскорбінова кислота). Аскорбінова кислота є ефективною хлібопекарським покращувачем. В дуже невеликих кількостях вона помітно покращує хлібопекарські якості пшеничного борошна: хліб виходить більш пишний, з кращою пористістю і структурою м'якіша.

Зольність зерна і борошна

При спалюванні зерна або борошна виходить зола. Зольність борошна має велике значення в оцінці його якості і в контролі технологічного процесу помелу.

Головними мінеральними елементами зерна (що утворюють золу) є калій і фосфор; тому, наприклад, в золі пшеничного зерна біля 60 % складає фосфорний ангідрид Р2О5, а окис калію К2О -- біля 30 %. Далі слідують сірка, магній і хлор. Кремній міститься в дуже великих кількостях в зерні плівчастих культур -- ячменю, вівса і рису, причому, кремній зосереджений в плодових оболонках (лушпинні).

Зола, що виходить при спалюванні зерна і борошна, утворюється не тільки і навіть не стільки з неорганічних речовин, що містяться в зерні, а головним чином з різних органічних сполук, до складу яких входять ті або інші елементи, створюючі при спалюванні золу. Так, наприклад, сірчаний ангідрид SO3 утворюється в результаті згоряння білків зерна з сірки, яка міститься в білку у складі сіркомістких амінокислот.

Фосфорний ангідрид, який складає значну частину золи, утворюється головним чином з складних білків (нуклеопротеїдів), фосфатидів і фітину, до складу яких входить велика кількість фосфорної кислоти.

Як вже наголошувалося вище, зольність окремих частин зерна неоднакова, і ця обставина має велике значення для контролю борошномельного виробництва. Найвища зольність у оболонок й алейронового шару, дещо менше -- у зародків і найнижча -- у ендосперма.

Великі відмінності в зольності окремих частин зерна мають істотне практичне значення для контролю якості борошна. Звичайно, було б найбільш правильно контролювати якість борошна за вмістом в ньому клітковина і геміцелюлоз, тобто речовин, що не засвоюються людиною. Проте відповідні аналізи досить довготривалі. Разом з тим чим більше в борошні висівкових частинок, чим вище вміст в ній клітковини і геміцелюлоз, тим вище її зольність. Визначення її порівняно просте і швидке. Тому визначають не вміст клітковини і геміцелюлоз в борошні, а її зольність, і за зольністю судять про якість борошна, про вміст в ній висівкових частинок.

Стандарти передбачають, що борошно певного сорту повинне мати зольність не вище встановленого стандартом відсотка. Якщо зольність вище, це значить, що борошно не стандартне і млин працює неправильно. Звичайно, зольність є далеко не вичерпним показником якості борошна. Зольність є лише непрямим показником, що вказує на вміст в ньому не засвоюваних людським організмом складових частин зерна.

Визначення зольності проводять або без прискорювача, або з прискорювачем. При визначенні за стандартом без прискорювача наважку борошна безпосередньо спалюють у фарфоровому тиглі. В якості прискорювача при спалюванні застосовують азотну кислоту. В США застосовують спиртовий розчин оцтовокислого магнію Mg(CH3COO)2.

Для прискорення спалювання іноді в муфельну піч, де відбувається озолення борошна, впускають струмінь кисню. Підвищена концентрація кисню в печі сприяє більш швидкому озоленню, тобто прискорює аналіз.

В даний час робляться спроби ввести замість показника зольності показник кольоровості борошна, оскільки за кольором можна судити, багато чи мало в борошні висівкових частинок.

Колір борошна залежить від ряду чинників. Найважливішими з них є ступінь забарвлення ендосперма каротиноїдними пігментами і вміст в борошні забарвлених флавоновими пігментами висівкових частинок. Деякий вплив на колір борошна мають розміри його часток.

Задача об'єктивного визначення кольору борошна зводиться до обліку інтенсивності світла, що відбивається його поверхнею. Коефіцієнт віддзеркалення у частинок ендосперма більше, ніж у висівкових частинок. Тому коефіцієнт віддзеркалення тим більше, чим світліше борошно, тобто чим менше в ній висівок. Визначення кольоровості борошна ведуть за допомогою різного роду кольоромірів.

Колір пшеничного сортового борошна, його білизну можна визначати на кольоромірі типу ЦМ-3 по відбитому від поверхні борошна світловому потоку. Білизна борошна визначається в умовних одиницях шкали приладу.

В основу методу визначення якості муки на кольоромірі типу ЦМ-3 встановлено відмінність у відбивній здатності (білизні) ендосперма і висівкових частинок. Збільшення кількості висівкових частинок в борошні викликає закономірне зменшення цого відбивної здатності. Визначення відбивної здатності на кольоромірі ЦМ-3 є об'єктивним і засноване на вживанні фотоелементів.

Вода в зерні

Вміст води в зерні і борошні (їх вологість) є виключно важливим показником якості зерна і борошна. Достатньо сказати, що прийом зерна на приймальному пункті повинен проводитися в першу чергу за вологістю.

У міру дозрівання зерна вологість його знижується. На перших фазах дозрівання вологість пшеничного зерна складає 70--75 %, але у міру дозрівання збільшується кількість сухої речовини в зерні, а вміст вологи знижується. При восковій стиглості вміст вологи в зерні пшениці рівний 25-30 %, а при повній (точніше збиральній) стиглості складає в середньому 15-20 %.

Зерно містить воду в двох видах - у вигляді вільної вологи і у вигляді зв'язаної. Зв'язаної називають воду, яка досить міцно хімічно і фізично пов'язана зі складовими частинами зерна, в першу чергу з його білковими речовинами. В зерні зв'язаної води 14-15 %. Якщо вологість зерна більше, в ньому з'являється вільна волога і тому різко посилюються всі біохімічні процеси.

Дуже важливим поняттям є поняття рівноважної вологості. Якщо помістити зерно в замкнутий простір, в якому створена певна відносна вологість повітря, припустимо 80 %, то сухе зерно буде в цій атмосфері поглинати водяні пари і зволожуватися; згодом, наступить стан, коли зерно перестане адсорбувати вологу і вологість зерна буде в рівновазі з вологістю навколишнього повітря.

Якщо, навпаки, помістити вологе зерно в сухе повітря, воно підсихатиме до тих пір, поки, нарешті, вологість зерна не прийде в рівновагу з вологістю повітря. Вологість зерна, відповідна стану рівноваги, носить назву рівноважної вологості.

Якщо помістити зерно у воду, починається поглинання вологи, а потім процес набухання зерна. Він має величезне значення не тільки при проростанні зерна, але також при його переробці, тому що зерно на млині перед помелом обробляється водою. Його або миють в мийних машинах, або зволожують і дають йому відлежуватись, щоб вода розподілилася по зерну і в процесі помелу було легше відділити оболонки і зародок від ендосперму.

Вода проникає в зерно в першу чергу і головним чином через зародок; у меншій мірі вода може проникати через борідку і оболонки.

Коли зерно піддається обробці в мийній машині або замочується при кондиціонуванні, вода не встигає пройти в ендосперм, оскільки з труднощами проникає крізь насіннєву оболонку. Зовнішні шари оболонки, зволожуючись, стають більш еластичними, а ендосперм зберігає свою первинну крихкість. Тому оболонка і зародок легко відділяються від ендосперму і йдуть у вигляді висівок і відходів.

Методи визначення вогкості зерна, борошна і крупи поділяються на три групи. Перша група методів заснована на сушінні зерна і продуктів його переробки при певній температурі в сушильній шафі. Найточнішим методом визначення вогкості є сушка при 1050С до постійної маси, тобто до тих пір, поки маса наважки зерна перестане зменшуватися. Але цей метод дуже довготривалий. Для того, щоб прискорити визначення вологості у виробничих умовах, як стандартний застосовують прискорений метод сушки при 1300С протягом 40 хв.

Друга група методів -- фізичні, головним чином електрометричні методи визначення вологості зерна і борошна. Сюди відноситься визначення вологості за допомогою різних електровологомірів. Найшвидше визначення вологості зерна або борошна може бути проведено за допомогою електровологомірів.

Дія електровологомірів заснована або на визначенні електропровідності, або на визначенні діелектричної постійної зерна або борошна.

Є багато різних конструкцій вологомірів. Особливо хорошими з погляду швидкості визначення є радіовологоміри.

Третя група методів -- це хімічні методи визначення вологості. Їх принцип полягає в наступному: береться наважка розмолотого зерна і до неї додається яка-небудь речовина, котра легко реагує з водою, наприклад карбід кальцію. В результаті реакції виділяється певна кількість ацетилену, яку можна виміряти і на цій основі розрахувати, скільки вологи було в даній наважці зерна. Проте хімічні методи в зерновому господарстві не застосовуються.

Кислотність зерна

Кислотність зерна і борошна є важливим показником їх якості. При зберіганні борошна або крупи, при псуванні зерна під час зберігання кислотність, як правило, підвищується. Таким чином, вона може служити показником якості, точніше, показником свіжості зерна або продуктів його переробки.

Для визначення кислотності береться певна наважка розмолотого зерна, борошна або крупи, робиться бовтанка у воді і потім титрується розчином лугу. Можна визначати кислотність за водною витяжкою. Для цього беруть наважку розмолотого зерна, крупи або борошна, розбовтують її в дистильованій воді, дають відстоятися певний час, відфільтровують витяжку і титрують її лугом. Застосовують також визначення кислотності зерна, борошна і крупи за спиртовою або ефірною витяжкою.

Необхідно відзначити, що показники кислотності, що визначається по бовтанці, завжди будуть трохи вище ніж кислотності, що визначається по витяжці.

Кислотність зерна і борошна залежить, по-перше, від білків, які, як відомо, містять карбоксильні групи, що зв'язують луг. По-друге, кислотність борошна і крупи залежить від жирних кислот, які вивільняються в результаті розщеплення жирів під дією ліпази. По-третє, кислотність зерна і борошна залежить від фосфорної кислоти, яка у вигляді різних з'єднань міститься в зерні в значній кількості. По-четверте, кислотність зерна залежить також від оцтової, молочної, яблучної і інших органічних кислот (зокрема циклу Кребса), що зазвичай містяться в зерні і борошні у незначній кількості. Вміст оцтової і молочної кислот значно збільшується, якщо зерно, крупа або борошно зіпсувалося в результаті самозігрівання або прокисання.

Дуже чутливим показником свіжості борошна і крупи є кислотність спиртової або ефірної витяжки, оскільки в спиртову і ефірну витяжку переходять жирні кислоти, що відщеплюються при гідролізі жиру.

Вплив сорту і грунтово кліматичних умов на хімічний склад і біохімічні властивості зерна

Ботанічні відмінності видів і сортів зернових культур чинять великий вплив на хімічний склад і біохімічні властивості зерна. Так, наприклад, відомо, що тверда і м'яка пшениця сильно розрізняються по своїх технологічних якостях. Мука з твердої пшениці є сировиною для виготовлення макарон і є важливим компонентом при складанні сумішей як добавка до борошна, одержуваної з м'якої пшениці. Завдяки такій домішці якість борошна значно поліпшується.

За хімічним складом і за біохімічними властивостями зерно твердої і м'якої пшениці сильно розрізняється. Так, зерно твердої пшениці містить, як правило, більше білка і клейковини; клейковина твердої пшениці має значно кращі механічні властивості, ніж клейковина пшениці м'якої. Борошно з твердої пшениці є, як кажуть хлібопіки, «міцної на жар», тобто дає хліб з блідою кіркою, що зумовлено особливостями крохмально-амілазного комплексу твердої пшениці.

Сортові біохімічні особливості пшениці мають велике технологічне значення. Окремі сорти мають високу врожайності, не вилягають і виявляють інші корисні якості. Проте можуть давати зерно з дуже низькими хлібопекарськими якостями. Хліб з борошна таких сортів виходе дуже поганим, він розпливається, з недостатньо високим підйомом, недостатньо пористим. Це може бути зумовлено особливостями білків клейковини, вони дуже легко атакуються протеолітичними ферментами борошна і дріжджів, що і викликає розпливання тіста.

Амінокислотний склад білків різних сортів зернових культур досить помітно розрізняється. Це видно відносно білків сої і рису. Досліджуючи білки склоподібного і борошнистого рису, японський вчений Т. Тадокоро встановив, що вони помітно відрізняються за амінокислотним складом.

В білках різних сортів кукурудзи також міститься різна кількість амінокислот. Так, наприклад, встановлено, що зерно різних сортів кукурудзи відрізняється за вмістом лізину. Оскільки лізин є незамінною амінокислотою, дуже важливою в харчуванні людини і в годівлі тварин, і оскільки в білках кукурудзяного ендосперма його дуже мало, звичайно, було б корисним істотно підвищити його вміст в білках кукурудзи і таким чином підвищити харчову і кормову цінність зерна кукурудзи. В Україні одержані мутантні форми кукурудзи з підвищеним вмістом лізину в зерні.

Ведуться також роботи з виведення нових сортів пшениці, ячменю і рису, більш багатих на лізин, а отже, з більшою харчовою і кормовою цінністю.

В США проведені також цікаві роботи по виведенню високоолійних сортів кукурудзи. Як відомо, кукурудзяний зародок багатий маслом. Він відбивається на спеціальних заводах і використовується для отримання масла, яке знаходить широке вживання в харчовій промисловості і техніці. Американські біохіміки показали, що різні форми кукурудзи відрізняються за вмістом масла в зерні і по його складу, а саме по співвідношенню в маслі різних ненасичених жирних кислот.

Виходячи з цього, біохіміки спільно з селекціонерами зайнялися роботами по виведенню високоолійної кукурудзи. В результаті цих робіт виведені сорти кукурудзи, які містять в зерні до 15 % масла. Співвідношення різних ненасичених жирних кислот в маслі звичайної і високоолійної кукурудзи різне. Це може служити показником якості, точніше, показником свіжості зерна або продуктів його переробки.

Для визначення кислотності береться певна наважка розмолотого зерна, борошна або крупи, робиться бовтанка у воді і потім титрується розчином лугу. Можна визначати кислотність по водній витяжці. Для цього беруть наважку розмолотого зерна, крупи або борошна, розбовтують її в дистильованій воді, дають постояти певний час, фільтрують витяжку і титрують її лугом. Застосовують також визначення кислотності зерна, борошна і крупи по спиртовій або ефірній витяжці.

Необхідно відзначити, що кислотність, що визначається за бовтанкою, завжди вище кислотності, що визначається за витяжкою.

Кислотність зерна і борошна залежить, по-перше, від білків, які, як відомо, містять карбоксильні групи, що зв'язують луг. По-друге, кислотність борошна і крупи залежить від жирних кислот, які звільняються в результаті розщеплювання жирів під дією ліпази. По-третє, кислотність зерна і борошна залежить від фосфорної кислоти, яка у вигляді різних сполук міститься в зерні в значній кількості. По-четверте, кислотність зерна залежить також від оцтової, молочної, яблучної і інших органічних кислот, що зазвичай містяться в зерні і борошні у незначній кількості. Вміст оцтової і молочної кислот значно збільшується, якщо зерно, крупа або борошно зіпсувалися в результаті самозігрівання або прокисання.

Дуже чутливим показником свіжості борошна і крупи є кислотність спиртової або ефірної витяжки, оскільки в спиртову і ефірну витяжку переходять жирні кислоти, що відщеплюються при гідролізі жиру.

У рівних сортів зернових культур фізичні і хімічні властивості крохмалю також різні. Це особливо добре видно на прикладі мозкового (зеленого) і круглого гороху. Крохмаль мозкового і круглого гороху істотно розрізняється за співвідношенням амілази і амілопектину, цих головних складових частин крохмалю. Виявляється, що крохмаль мозкового і круглого гороху помітно розрізняється також за атакуємістю амілазою, а саме: у мозкових сортів гороху крохмаль атакується амілазою набагато швидше.

Відмінності в розварюванні рису також залежать від різного співвідношення амілази і амілопектину в крохмалі.

Встановлені відмінності у вмісті амілази і її активності у різних сортів ячменю. Це важливо тому, що він вживається для виготовлення солоду в пивоварній і спиртній промисловості.

Таким чином, можна сказати, що від сортових особливостей істотно залежать хімічний склад зерна і його біохімічні властивості. Проте, особливо сильно хімічний склад зерна, а також його біохімічні і технологічні властивості залежать від кліматичних і грунтових умов: від кількості сонячних днів, кількості опадів протягом вегетаційного періоду, складу добрив і так далі.

Факт впливу кліматичних і ґрунтових умов на хімічний склад зерна ще в 1865 р. ясно показав Н. Е. Ляськовський. В своїй роботі «Про хімічний склад пшеничного зерна» він встановив, що вміст білка в зерні збільшується при пересуванні із заходу на схід і з півночі па південь з великою кількістю сонячних днів.

На вміст білка в пшеничному зерні сильно впливає вологість ґрунту, як це ясно показав своїми дослідами академік Прянішников. Чим більше вологи в ґрунті, тим нижче вміст білка і клейковини в зерні пшениці і тим нижче склоподібність зерна. Саме тому на поливних землях дуже низька склоподібність зерна і невисокий вміст в ньому білка.

Проте, по-перше, не всі сорти пшениці однаково реагують на зрошення: деякі з них дуже мало знижують вміст білка в зерні під впливом зрошення. По-друге, виявилося, що за допомогою азотних добрив, що даються одночасно з поливом, можна значно підвищити вміст в зерні білка і клейковини.

Перші дані про вплив азотних добрив на вміст білка в пшеничному зерні були одержані ще в середині минулого століття Ж - Б. Буссенго. Він вперше показав, що азотні добрива, внесені у вигляді селітри, амонійних добрив або у вигляді гною, підвищують не тільки загальний урожай зерна, але і якість зерна, вміст в ньому білка.

Досліди останніх років показали, що кліматичні і ґрунтові умови вирощування пшениці впливають не тільки на вміст білка і клейковини в зерні, але і на якість клейковини. Недолік вологи і висока температура вегетаційного періоду сприяють отриманню міцнішої клейковини. Разом з тим спадкові сортові відмінності за якістю клейковини зберігаються за різних умов зовнішнього середовища.

Під впливом зрошення змінюється також зольність зерна. Вона, як правило, при поливі знижується. Калійні добрива знижують відсоток білка в пшеничному зерні і сприяють підвищенню в ньому крохмалю.

Біохімічні процеси при проростанні та достиганні зерна

Для проростання зерна необхідно три умови: волога, доступ кисню і відомий для кожної культури мінімум тепла.

В результаті проростання різко посилюється дія ферментів зерна, починається процес розчинення відкладених в ендоспермі складних речовин з утворенням простіших. Крохмаль перетворюється на декстрин і мальтозу, білок - в амінокислоти, жир - в гліцерин і жирні кислоти. Таким чином, процес проростання полягає у виключно сильному збільшенні активності ферментів і в розщепленні складних запасних речовин на простіші, легше розчинні, що слугують живленням для зародка, що інтенсивно розвивається.

Суха маса зерна при проростанні дуже сильно зменшується, оскільки в цей період зерно втрачає велику кількість органічних речовин, що містяться в ньому. Ці втрати є наслідком дихання зерна, що відбувається при його проростанні.

Зміна хімічного складу зерна при проростанні можна прослідкувати на прикладі кукурудзи.

Зміна хімічного складу кукурудзяного зерна при проростанні (по Ж-Б. Буссенго), %

Об'єкт дослідження	Азот	Крохмаль, декстрин і гемицелюлози	Цукри	Жир	Зола	Клітко-вина	Невизначені речовини
Зерно	2,5	73,95	0	5,36	1,80	5,98	2,72
Паростки	3,2	17,15	21,04	3,31	3,46	29,64	6,54

З даних таблиці видно, що початково в зерні крохмалю було 74 %, а в пророслому його стало 17 %, тобто відбувся величезний спад крохмалю. Разом з тим в непророслому зерні не було знайдено цукру, а в пророслому його було 21 %. Таким чином, в результаті проростання, в результаті розщеплення крохмалю відбувається значне підвищення вмісту цукру в зерні.

З даних видно також, що на початку проростання в зерні азоту було 2,5, а в пророслому 3,2 %, тобто кількість азоту в зерні нібито збільшилася. Але це збільшення тільки здається. Якби ми визначили, скільки міліграм азоту міститься в одній зернині, то з'ясувалося б, що кількість азоту в непророслому і пророслому зерні практично однакове. Проте при розрахунку його процентного вмісту в сухій речовині спостерігається збільшення; це відбувається тому, що вміст крохмалю різко знизився, оскільки він в значній мірі був витрачений в процеси дихання. Тому кількість сухої речовини в зерні зменшилася, а відносний вміст азоту збільшився.

В процесі проростання активність ферментів (зокрема амілази) різко збільшується. Особливе значення має збільшення активності -амілази. Саме вона є головною причиною різкого погіршення хлібопекарських якостей борошна, що отримують з пророслого зерна. В результаті того, що в зерні при проростанні сильно підвищується активність амілаз, борошно, що отримане з пророслого зерна, дає поганий хліб з несмачним, нееластичним і недостатньо пористим м'якушем.

Іншою причиною погіршення якості муки, отриманої з пророслого зерна, є зміна властивостей клейковини під впливом протеолітичних ферментів. Клейковина втрачає пружність і стає дуже слабкою, липкою, а потім повністю руйнується. На перших етапах проростання розриваються дисульфідні і водневі зв'язки в білку клейковини, а далі починають розщеплюватися пептидні зв'язки і утворюються небілкові продукти протеолізу.

При проростанні різко зростає дихання зерна. Тому абсолютно ясно, що проросле зерно за інших рівних умов зберігатиметься значно гірше, ніж нормальне.

При дозріванні зерна відбуваються процеси, в цілому мов би зворотні тим, які спостерігаються при проростанні. При дозріванні, по-перше, поступово знижується активність ферментів і доходить, нарешті, до якоїсь величини, характерної для повністю доспілого зерна. Оскільки при дозріванні знижується активність ферментів, природно, що і процес дихання, інтенсивність якого залежить від дії ферментів, також слабшатиме і, нарешті, досягне якоїсь величини, характерної для повністю доспілого зерна.

У міру дозрівання відбувається перетворення розчинних низькомолекулярних речовин, що притікають в зерно з листя і стебел, у високомолекулярні нерозчинні речовини.

На ранніх фазах дозрівання майже половина сухої речовини зерна складається з цукрів і розчинних левульозанів. У міру дозрівання кількість високомолекулярних вуглеводів - крохмалю і геміцелюлоз - поступово зростає, а вміст цукрів і левульозанів відповідно зменшується. З цих даних, видно, що утворення нерозчинних полісахаридів відбувається за рахунок тих розчинних цукрів, що притікають в зерно.

При дозріванні зерна кількість амінокислот в ньому поступово зменшується, а вміст білка зростає. Таким чином, при дозріванні зерна синтез білків йде за рахунок амінокислот, що притікають в нього.

Клейковина утворюється в дозріваючому зерні дуже рано, ще до початку фази молочної стиглості, проте якість її в цей період низька, вона кришиться і ледь утворює зв'язну грудку. У міру дозрівання зерна вміст клейковини в ньому росте, а якість поліпшується.

При дозріванні відбувається також накопичення жиру в зерні. Накопичення жиру в насінні олійних культур відбувається за рахунок вуглеводів, що притікають в зерно з листя і стебел. При дозріванні зерна відбувається поступове перетворення крохмалю на жир, тобто мов би «ожиріння» крохмальних зерен.

Питання про накопичення речовин в дозріваючому зерні має велике практичне значення у зв'язку з визначенням правильних строків збирання врожаю і у зв'язку з боротьбою за зниження втрат зерна на жнивах. Як відомо, найважливішим засобом боротьби з втратами є роздільне збирання зернових культур, при якому зерно, що зібране в період воскової стиглості, залишається якийсь час після жнив в снопах і валках. Роздільне збирання значно знижує втрати зерна від осипання і сприяє за умов сприятливої погоди хорошому і швидкому підсиханню зерна у валках, що покращує його товарні і насіннєві якості. Скошування у валки важливо провести після того, як налив зерна практично закінчений, оскільки відтік речовин із стебел і листя в колосся хоча і відбувається у валках і снопах, але все таки в меншій мірі, ніж у не скошених рослин і тому при дуже ранньому роздільному збирання урожай може бути знижений. Практично роздільне збирання слід починати при вологості зерна близько 25-30 %, під кінець фази воскової стиглості.

При дозріванні зерно може піддаватися різним несприятливим чинникам, внаслідок чого погіршуються його борошномельні і хлібопекарські якості.

По-перше, це проростання зерна під час дозрівання і при збиранні врожаю. У окремі роки, коли в період жнив буває дощова погода, спостерігаються масові випадки проростання зерна на кореню або в валках.

Другий важливий вид дефектного зерна - це морозобійне зерно пшениці. Морозобійна пшениця з'являється в результаті дії морозу на не зовсім дозріле зерно. Якщо вологість зерна вище за 45 %, воно особливо легко ушкоджується морозом.

Морозобійне зерно пшениці відрізняється від нормального на вигляд: воно щупліше, має зморшкувату поверхню, колір його змінений. Морозобійне зерно дає борошно з низькими хлібопекарськими якостями, погано зберігається і легко піддається самозігріванню і псуванню. Борошно що, отримане з морозобійного зерна, містить менше клейковини і, що особливо важливо, якість клейковини значно погіршується. Клейковина, що відмита з такого борошна, кришиться, непружня, нееластична. Разом з тим борошно з морозобійного зерна відрізняється підвищеною активністю -амілази.

Пошкоджені морозом зерна містять менше клейковини і мають значно більшу активністю амілаз, особливо -амілази. Разом з тим особливо сильно ушкоджується морозом фракція щуплих зерен. Необхідно підкреслити, що ступінь пошкодження зерна морозом залежить від ступеня зрілості і вологості зерна в період його захоплення морозом. Чим зерно менш зріле і чим вище його вологість, тим сильніше воно ушкоджується морозом і тим гірше його насінні і хлібопекарські якості. Борошно, що отримане з морозобійного зерна, дає хліб з м'якушем, що заминається, солодкуватим, таким, що має неприємний запах і смак солоду.

Під час дозрівання зерно пшениці може бути пошкоджене клопами-черепашками. Зерно, пошкоджене цими комахами, відрізняється від нормального тим, що в місці пошкодження має темну крапку і світлу пляму; іноді темної крапки немає і в місці пошкодження є лише світла пляма із зморшкуватою поверхнею. Клоп-черепашка під час дозрівання зерна проколює його своїм хоботком і в місце уколу вводить свою слину, в якій містяться дуже активні ферменти.

Особливо активні в слині цієї комахи протеази, що розщеплюють білки тому клейковина руйнується, розріджується. Наколоте клопом-черепашкою зерно дозріває, і в ньому зберігається внесений комахою фермент. Коли з такого зерна отримують борошно, то пошкоджена його частина теж розмелюється і потрапляє в загальну масу борошна. Якщо потім з цього борошна готують тісто, фермент починає активно діяти, тобто розщеплювати білки клейковини. В результаті клейковина руйнується і тісто стає дуже «слабким». Отримати нормальний хліб з такого борошна не можна. Максимальна активність протеолітичного ферменту, який клоп-черепашка вносить до зерна, виявляється при рН 8. Таким чином, цей фермент найенергійніше діє при слаболужній реакції і в цьому відношенні схожий з трипсином кишечнику людини.

Ураження зерна клопами-черепашками в більшості випадків локальне. Тому, якщо за допомогою ланцета вискребти із зерна пошкоджену частину і потім частину зерна, що залишилася, розмолоти в борошно, то виявиться, що клейковина з непошкодженої частини зерна нормальна. Якщо додати в борошно з непошкодженої частини зерна борошно, що отримане з видаленої пошкодженої частини, тісто відразу ж почне розпливатися. Це відбудеться тому, що фермент, що міститься в пошкодженій частині зерна, розщеплюватиме білки з нормальної його частини.

В результаті пошкодження зерна клопами-черепашками знижується вміст загального азоту в зерні. Це відбувається тому, що черепашка, наколюючи зерно, частково розчиняє і висмоктує його вміст, насамперед білок. Тому в пошкодженому зерні білка менше, а більше різних продуктів його розщеплення, тобто небілкових азотистих речовин. У пошкодженій частині зерна вміст загального азоту у два рази менший ніж в нормальній. В пошкодженій частині в чотири рази більше міститься азотистих низькомолекулярних речовин (у % від загального азоту). Таким чином, в пошкодженій частині під впливом ферменту, внесеного клопом-черепашкою в зерно, половина всього білка розщеплена, зруйнована, перетворена на низькомолекулярні азотисті з'єднання.

Розпізнати зерно пшениці, пошкоджене клопами-черепашками можна перш за все по наявності на поверхні зерна світлих плям і темних крапок. Проте це всього лише попередній, орієнтовний аналіз. Потрібно мати на увазі, що такі ж плями з'являються в результаті уколу дозріваючого зерна іншими шкідниками, причому на зерні утворюються такі ж плями, але погіршення хлібопекарських якостей не відбувається.

Найбільш правильний метод розпізнавання зерна і борошна, пошкоджених клопами-черепашками, - перевірка розспливаємості клейковини. Відмиту клейковину залишають на відлежування під скляним ковпаком при температурі 30° С на півгодини або на годину. Якщо борошно було отримане із зерна, пошкодженого черепашками, то вже через 15-20 хвилин відлежування спостерігатиметься розпливання клейковини, вона втратить свою пружність і еластичність і перетвориться на сметаноподібну масу. Якщо ж борошно було отримане з нормального зерна або зерна, пошкодженого якимись іншими шкідниками, то розпливання клейковини не відбудеться або воно буде абсолютно нікчемним. Якість клейковини можна визначити не тільки за розпливаємістю, але і за зміною розтяжності клейковини або ж за допомогою пластометра.

Дихання зерна

Зерно, як всякий живий організм, дихає, і це має дуже велике значення при його зберіганні.

У зерні залежно від того, в яких умовах воно знаходиться, можуть здійснюватися два види дихання: аеробне і анаеробне (бродіння). Якщо доступ повітря достатній, то в зерні відбувається процес аеробного дихання. Якщо зерно зберігається без доступу повітря, в ньому відбувається процес анаеробного дихання.

Як відомо, сумарне рівняння аеробного дихання зерна

C6H12О6 + О2 6СО2 + 6Н2О + 674 ккал (2867 кДж)

Таким чином, в результаті аеробного дихання споживаються цукор (глюкоза) і кисень, а утворюються вуглекислий газ і вода. Окрім СО2 і Н2О при диханні виділяється ще тепло: 674 ккал (2867 кДж) на одну грам-молекулу (180 г) витраченої глюкози.

Сумарне рівняння анаеробного дихання (спиртового бродіння)

C6H12О6 2С2Н5ОН + 2С02 + 28 ккал (117 кДж)

При анаеробному диханні також виділяється деяка кількість 28 ккал (117 кДж) на одну грам-молекулу витраченої глюкози.

Інтенсивне дихання зерна викликає значне витрачання його органічних речовин (глюкози). Іншими словами, приводить до зменшення сухої маси зерна.

Крім того, як це видно з рівняння, склад повітря в міжзерновому просторі змінюватиметься - кисень споживатиметься, а СО2 накопичуватимеся. Бувають випадки, коли в повітрі міжзернового простору накопичується до 12-15 % і більш (у нормальному повітрі міститься всього лише 0,03 %) СО2. І, як це видно з рівняння, в результаті посиленого дихання зерна виділяється вода. Таким чином, в результаті посиленого дихання зерна накопичуватимуться водяні пари і, отже, вологість зерна підвищуватиметься і інтенсивність дихання ще збільшується. Надзвичайно важливий наслідок інтенсивного дихання - виділення тепла. Зернова маса, як відомо, має погану теплопровідністю. Тому тепло, що виділяється в результаті інтенсивного дихання зерна, як би акумулюватиметься в зерновій масі, що у свою чергу сприятиме ще більшому посиленню процесу дихання і виникненню такого процесу як самозігрівання.

Якщо зерно знаходиться в герметичних умовах і в зерновій масі відбувається процес анаеробного дихання, зародок зерна гине від етилового спирту, що утворюється при цьому, який отруює зародок, і зерно втрачає схожість. Саме тому насіннєве зерно повинне зберігатися в умовах як можна кращого доступу повітря. Іноді при анаеробному диханні зерна разом із спиртним бродінням частково відбувається також процес молочнокислого бродіння, при якому з глюкози утворюється молочна кислота:

C6H12О6 2СН3-СНОН-СООН

Інтенсивність дихання зерна залежить від ряду чинників, з яких найважливішими є вологість зерна і температура. Чим вище вологість зерна, тим інтенсивніше воно дихає. Важливо відзначити, що посилене дихання зерна починається тільки тоді, коли його вологість досягає певної величини.

Поки вологість не перевищує 14-15 %, інтенсивність дихання дуже незначна. Як тільки вологість перевищує 15 %, починається різкий підйом інтенсивності дихання: воно різко посилюється.

Вологість зерна, вище за яку починається таке різке посилення процесу дихання, називається критичною. Зазвичай критична вологість для зерна злаків і для насіння бобових культур складає 14-15 %.

Для багатого жиром насіння олійних культур критична вологість набагато нижча: вона дорівнює 8-9 %.

Як відомо, жир не зв'язує вологу. Якщо, як би, скинути з рахунку жир і перерахувати кількість вологи, що міститься в олійному насінні, на знежирену речовину, то вийде також величина критичної вологості 15 %. Таким чином, очевидно, що зерно пшениці, жита і інших злаків з вологістю нижче 14-15 % і олійне насіння з вологістю, що не перевищує 8-9 %, дихатимуть дуже слабо і, отже, добре, надійно зберігатися.

Другий чинник, від якого дуже сильно залежить інтенсивність дихання зерна, - температура. При низьких температурах, близьких до нуля градусів, дихання практично не відбувається.

У міру підвищення температури інтенсивність дихання зерна різко зростає і, нарешті, при 50-55 °С досягає максимуму, після чого починається різке зниження цього показника. Це відбувається із-за дуже високої температури, при якій починається денатурація білків і зерно гине.

Якщо температуру зернової маси знижувати, то дихання зерна слабшатиме, і при температурах, близьких до 0 °С, практично припиниться. Тому, якщо охолоджувати, заморожувати зерно, перешкоджаючи таким чином виникненню процесу дихання, це сприятиме кращому збереженню зернової маси. Необхідно, проте, відзначити, що вологе насіннєве зерно не можна охолоджувати дуже сильно (проморожувати), оскільки воно може втратити схожість.

Третій чинник, від якого залежить інтенсивність дихання зерна, - якість самого зерна. В цілому можна сказати, що чим гірше зерно за якістю, тим, за інших рівних умов, воно сильніше, інтенсивніше дихає і тим важче його зберігати. Так нормальне зерно дихає слабкіше, ніж морозобійне. Саме тому морозобійне і інші види пошкодженого зерна зберігати важче, ніж нормальне, доброякісне. Саме тому пошкоджене зерно повинне піддаватися особливо уважному спостереженню при зберіганні. Необхідно відзначити, що інтенсивність дихання зерна залежить також від його фізіологічного стану, зокрема від того, чи пройшло зерно післяжнивне дозрівання. Зерно, що не пройшло післяжнивного дозрівання, дихає значно інтенсивніше, ніж те, у якого період післяжнивного дозрівання закінчений і воно знаходиться в стані спокою. зерно клейковина хлібопекарський борошно

Звідси витікає, що свіжозібране зерно особливе легко може піддатися самозігріванню і псуванню, внаслідок чого за ним необхідно вести ретельне спостереження.

Для характеристики дихання зерна велике значення має дихальний коефіцієнт - відношення об'єму вуглекислого газу, що виділяється при диханні, до об'єму кисню, що поглинається. Дихальний коефіцієнт нормального зерна зазвичай дорівнює одиниці:

ДК = V CO2 = 1V O2

Якщо це відношення більше одиниці, це означає, що зерно виділяє дещо більше СО2, чим поглинає кисню. Сухе зерно з вологістю 12-14 %, як правило, має дихальний коефіцієнт декілька вище за одиницю (1,2-1,3), оскільки зародок зерна, навіть у присутності кисню, частково дихає за типом анаеробного дихання (бродіння).

Якщо дихальний коефіцієнт менше одиниці, це означає, що кисню споживається більше, ніж виділяється СО2. Це спостерігається при диханні олійного насіння, в якому жир, для того, щоб перетворитися на необхідний для дихання цукор (глюкозу), повинен заздалегідь окислюватися. Цей процес перетворення жиру в цукор вимагає деякої додаткової кількості кисню. Саме тому дихальний коефіцієнт олійного насіння, особливо якщо воно проростає, менше одиниці.

Хімія переробки зерна на млині

Переробка зерна на млині починається з очищення зерна в зерноочисному відділенні, де за допомогою сит, магнітних апаратів і аспірації відбирають і видаляють всякого роду домішки. Далі зерно поступає на обійні машини, в яких відбивається частина зародка і оболонок. Нарешті, воно зволожується або миється і після відлежування поступає на помел.

Помели бувають різних типів. Основні типи помелів наступні. По-перше, так званий разовий помел, при якому проводиться одноразовий пропуск зерна через жорна або молоткові дробарки. Разовий помел буває двох видів: разовий без відсіву висівок, або, як його називають, простий помел, і разовий з відсівом висівок.

Другий вид помелу - повторному (подвійному). При повторному (подвійному) помелі борошно виходить в результаті послідовного пропуску зерна і проміжних продуктів помелу крізь розмельні валки і розсівачі - спеціальні агрегати для просіювання.

Повторний помел буває двох видів: 1) простий повторний помел, при якому виходить борошно обійне з виходом 96-97 % від маси зерна, що потрапило на помел, і 2) складний повторний помел, при якому застосовуються вієчні машини для сортування проміжних продуктів помелу, так званих круп і дунстів. При сучасному складному повторному помелі проміжні продукти пропускаються через систему вальцових верстатів, розсівань і вієк. Весь сенс сучасного складного подвійного (повторительного) помелу полягає в тому, щоб якнайкраще відокремити чистий ендосперм від оболонок і зародка.

Крупи (манна крупа) і дунсти за своїм хімічним складом дуже близькі до ендосперма зерна. Так, наприклад, зольність круп близько 0,6 %, вміст клітковини складає від 0,12 до 0,24 %; за вмістом білка і крохмалю крупи також близькі до чистого ендосперма.

Відмінність хімічного складу цілісного пшеничного зерна від продуктів його помелу. Пшеничне борошно вищого ґатунку, що складається з чистого ендосперма, містить мінімальну кількість клітковини і пентозанів - не засвоюваних людиною речовин. Разом з тим борошно вищого ґатунку має найменшу зольність і містить найменшу кількість жиру. Воно найбільш багате на крохмаль, але містить найменшу кількість білка і клейковини. Чим більше в борошні частинок висівок, тим вище її зольність і тим більше в ній клітковини, пентозанів, жиру і білка, але тим менше в ній крохмалю.

Як указувалося раніше, зовнішні шари ендосперма пшеничного зерна набагато багатші на білок, ніж внутрішні. Шляхом застосування спеціальної системи аспірації і завдяки різній здібності до утримання в потоці повітря частинок борошна, що походять з різних шарів ендосперма, можна отримати борошно з підвищеним вмістом білка.

Хлібопекарські якості пшеничного борошна

Хлібопекарські якості борошна залежать від її хімічного складу і біохімічних процесів, що відбуваються під час приготування хліба. Академік А. Н. Бах вказував: «В умовах автоматизованого хлібопечення величезну роль представляє знання біохімічних процесів, що відбуваються при приготуванні тіста і випічці, і зараз з певністю можна сказати, що без цих знань неможливо раціонально управляти виробництвом».

Хлібопекарські якості пшеничного борошна залежать від двох груп чинників. Перша група чинників це ті, що ми називаємо об'єднаною назвою «Газотвірна здатність борошна і тіста». Друга група чинників, від яких залежать хлібопекарські якості пшеничного борошна, - «газоутримуюча здатність тіста».

У пшеничному тісті дріжджі викликають процес спиртового бродіння. Газотвірна здатність борошна і тіста визначається здатністю даного борошна, даного тіста утворювати певну кількість вуглекислого газу, що розпушує тісто і що додає пористість м'якушу хліба.

Газотвірна здатність борошна і тіста залежить перш за все від активності дріжджів, від їх якості. Якщо дріжджі хороші, інтенсивність бродіння, швидкість, з якою в тесті утворюється СО2, залежить від кількості цукру, наявного в борошні і тісті. В зерні пшениці і в пшеничному борошні міститься від 1 до 2,5 % цукру, головним чином сахарози, яка дуже легко розщеплюється, інвертується під впливом сахарази, що виділяється дріжджами. Суміш глюкози і фруктози, що виходить, легко зброджується дріжджами. Таким чином, як це показали Р. Гийеме і А. Островський, на перших етапах бродіння тіста дріжджі зброджують цукри борошна, тобто сахарозу. Проте цієї кількості цукру недостатньо, щоб процес бродіння тіста йшов до кінця. Власний цукор борошна використовується тільки на найперших етапах бродіння тіста, а потім його вже не вистачає. На наступних етапах на перший план виступає мальтоза, що утворюється завдяки дії амілази. У тісті під дією амілази крохмаль розщеплюється з утворенням мальтози. У свою чергу мальтоза під дією ферменту мальтази, що виділяється дріжджами, розщеплюється, утворюючи дві молекули глюкози, яка зброджується дріжджами. Якщо борошно має низьку амілолітичну активність, в тесті не утворюватиметься достатня кількість мальтози і глюкози, бродіння не відбуватиметься достатньо інтенсивно і вийде хліб поганої якості, з недостатньо пористим, недостатньо розпушеним, щільним м'якушем. Борошно з низькою активністю -амілази дає тісто, в якому утворюється мало цукрів, і тому виходить хліб з блідою кіркою. Таке борошно практики називають «міцним на жар».

Саме таким чином відбувається процес бродіння в пшеничному тісті, що готується на пресованих дріжджах. Пшеничне тісто можна також готувати на заквасці або на так званих рідких дріжджах. Закваска і рідкі дріжджі застосовуються для приготування як пшеничного, так і житнього тіста. Житнє готується майже виключно на заквасці або на рідких дріжджах. У тісті, приготованому на заквасці або на рідких дріжджах, разом з процесом спиртового бродіння відбувається також процес молочнокислого бродіння. Таким чином, в тісті, приготованому на заквасці або на рідких дріжджах, разом з етиловим спиртом і вуглекислим газом накопичуються також молочна кислота і деяка кількість оцтової. Отже, кінець кінцем, газотвірна здатність будь-якого тіста залежить від кількості і швидкості утворення в ньому СО2.

...