2 Технологическая часть

2.1 Характеристика сырья

2.1.1 Общий состав сырья

Основным сырьем для производства ржаного хлеба является ржаная мука, вода, дрожжи, соль. Ржаную хлебопекарную муку в соответствии с ГОСТ 7045-90 подразделяют на сорта:

- сеяная мука - наиболее высокий по качеству сорт ржаной муки. Она состоит из тонкоизмельченного эндосперма зерна ржи с небольшой примесью частиц алейронового слоя и оболочек (всего около 4% от массы муки). Размер частиц от 20 до 200 мкм. Цвет муки белый с синеватым оттенком. Мука богата крахмалом (71-73%), сахарами (4,7-5,0%), содержит значительное количество водорастворимых веществ и сравнительно мало белка (8-10%) и клетчатки (0,3-0,4%). Зольность муки - 0,65-0,75%;

-обдирная мука отличается от обойной, меньшим содержанием оболочек и алейронового слоя зерна (12-15% от массы муки), а также более высокой степенью измельчения. Размер частиц от 30 до 400 мкм. Цвет муки белый с серым или коричневатым оттенком. Обдирная мука, как и обойная богата водорастворимыми веществами, но содержит меньше белка (10-12%), больше крахмала (66-68%). Содержание клетчатки в этой муке - 0,9-1,1%, а зольность муки - 1,2-1,4%;

-обойная мука представляет собой зерно ржи, размолотое после очистки его от примесей и обработки на обоечных машинах. Муку получают при односортном 95%-ном помоле проходом через проволочные сита 067. Обойная мука состоит из тех же тканей, что и зерно ржи (с несколько меньшим количеством плодовых оболочек и зародыша) и содержит наряду с измельченным эндоспермом 20-25% измельченных оболочек и алейронового слоя. Размер частиц от 30 до 600 мкм. Цвет муки белый с явно выраженным серым, желтоватым или зеленоватым оттенком в зависимости от цвета зерна ржи. Мука богата водорастворимыми веществами, сахаром содержит 12-14% белка, 60-64% крахмала, клетчатки - 2-2,5%, зольность - 1,8-1,9%.

Ржаная мука содержит аминокислоты, минеральные соли, витамины группы В, Е, РР, микроэлементы и макроэлементы, железо и клетчатку.

2.1.2 Технологические характеристики ржаной муки

К технологическим характеристикам ржаной муки относятся ее химический состав, теплофизические, хлебопекарный свойства и структурно-механические свойства теста из ржаной муки.

2.1.2.1 Химический состав ржаной муки

Химический состав муки определяет ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Средний химический состав ржаной муки представлен в таблице 2.1.

Химический состав муки зависит от состава зерна, из которого она изготовлена, и от ее сорта. Чем выше сорт муки, тем больше в ней содержится крахмала. Содержание остальных углеводов, а также жира, золы, белков и других веществ с понижением сортности муки увеличивается.

Таблица 2.1 - Химический состав ржаной муки, %

Сорт	Вода	Белки	Жиры	Моно- и ди- сахариды	Крахмал	Пищевые волокна	Зола	Минеральные вещества	Витамины, мг%
Сеяная	14,0	9,0	1,1	3,9	73,5	3,5	0,6	0,25	2,68
Обдирная	14,0	10,5	1,7	5,1	67,0	5,8	1,2	0,37	5,80
Обойная	14,0	13,5	1,9	3,4	62,0	7,7	1,6	0,55	10,96

Из таблицы 1 видно, что больше всего в ржаной муке содержится углеводов (крахмал, моно- и дисахариды, пищевые волокна) и белков, от свойств которых зависят свойства теста и качество хлеба.

Белки и аминокислотный состав белков ржаной муки.

В состав белков ржаной муки входят белки простые (протеины), состоящие только из аминокислотных остатков, и сложные (протеиды).

Ржаная мука содержит много водорастворимых белков (около 36 % от общей массы белковых веществ) и солерастворимых (около 20%). Проламиновая и глютелиновая фракции ржаной муки значительно ниже по массе, в обычных условиях клейковину не образуют. Общее содержание белковых веществ в ржаной муке несколько ниже, чем в пшеничной (10—14%). В особых условиях из ржаной муки можно выделить белковую массу, напоминающую по эластичности и растяжимости клейковину.

Гидрофильные свойства ржаных белков специфичны. Они быстро набухают при смешивании муки с водой, причем значительная часть их набухает неограниченно (пептизируется), переходя в коллоидный раствор. Пищевая ценность белков ржаной муки выше, чем у белков пшеницы, так как в них содержится больше незаменимых в питании аминокислот, особенно лизина.

ницы. Около половины ржаных белков растворимы в воде или в растворах солей. Белки ржаной муки имеют большую пищевую ценность, чем пшеничные (содержат много незаменимых аминокислот), однако технологические свойства их значительно ниже.

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.

Аминокислотный состав белков ржаной муки представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Содержание аминокислот в ржаной муке, мг на 100 г продукта

Показатели	Сорт ржаной муки
	Сеяная	Обдирная	Обойная
Белок, %	6,9	8,9	10,7
Незаменимые аминокислоты
В том числе:
Валин	410	510	520
Изолейцин	260	380	400
Лейцин	480	580	690
Лизин	280	300	360
Метионин	100	120	150
Треонин	220	330	340
Триптофан	100	110	130
Фенилаланин	410	500	600
Заменимые аминокислоты
В том числе:
Аланин	350	420	480
Аргинин	380	420	470
Аспарагин	500	690	750
Гистидин	160	190	200
Глицин	310	450	500
Глутаминовая кислота	1770	1970	2470
Пролин	480	560	850
Серин	380	420	470
Тирозин	220	260	290
Цистин	110	150	210
Общее количество аминокислот	6920	8360	9880
Лимитирующая аминокислота, скор.%	Лиз. - 61	Лиз. - 61	Лиз. - 74

Ферменты ржаной муки. В зерне находятся разнообразные ферменты, сосредоточенные главным образом в зародыше и периферийных (краевых) частях зерна. Поэтому в муке низших сортов содержится больше ферментов, чем в муке высших сортов. Ферментная активность разных партий одного и того же сорта муки неодинакова. Она зависит от условий произрастания, хранения, сушки и кондиционирования зерна. Активность ферментов проросшего зерна повышенная. Прогревание зерна при высушивании или кондиционирование снижают ферментную активность. В процессе хранения зерна и муки она также несколько уменьшается.

Ферменты активны только в растворе, поэтому при хранении сухого зерна и муки их действие почти не проявляется. После замеса полуфабрикатов многие ферменты начинают катализировать реакции разложения сложных веществ муки. Активность, с которой происходит разложение сложных нерастворимых веществ муки на более простые водорастворимые вещества под действием ее собственных ферментов, называется автолитической активностью.

Автолитическая активность муки - важный показатель ее хлебопекарных свойств. Как низкая, так и высокая автолитическая активность муки отрицательно влияют на качество теста хлеба. Желательно, чтобы автолитический процесс разложения белков и крахмала теста происходил с определенной, умеренной скоростью. Для того, чтобы регулировать автолитические процессы в производстве хлеба необходимо знать свойства важнейших ферментов муки, действующих на белки, крахмал и другие компоненты муки.

Фракционный и жирокислотный состав липидов ржаной муки.

В ржаной муке различных сортов содержится 1—2 % жира. Жир, находящийся в муке, имеет жидкую консистенцию. В состав жиров муки входят главным образом жидкие ненасыщенные кислоты (олеиновая, линолевая и линоленовая). . Эти кислоты имеют высокую пищевую ценность, им приписывают витаминные свойства. Гидролиз жира во время хранения муки и дальнейшие превращения свободных жирных кислот существенно влияют на кислотность, вкус муки и на свойства клейковины. Чем ниже сорт муки, тем выше содержание жира в ней.

К жироподобным веществам относятся фосфолипиды, пигменты и некоторые витамины. В муке содержится 0,4 - 0,7% фосфолипидов.

Фракционный и жирокислотный состав липидов ржаной муки представлен в таблице 2.3.

Таблица 2. 3 - Содержание липидов в ржаной муке, г на 100 г продукта

Показатели	Сорт ржаной муки
	Сеяная		Обдирная		Обойная
Сумма липидов	1,39		1,69		1,94
Сумма жирных кислот	0,98		1,20		1,,42
Показатели	Сорт ржаной муки
	Сеяная		Обдирная		Одойная
Насыщенные	0,16		0,19		0,26
В том числе:
Миристиновая	Следы		Следы		Следы
Пальмитиновая	0,15		0,16		0,22
Стеариновая	Следы		0,01		0,03
Арахиновая	Следы		0,01		0,01
Мононенасыщенные	0,16		0,16		0,22
В том числе:
Пальмитолеиновая	0,01		0,01		0,01
Олеиновая	0,15		0,14		0,20
Гадолеиновая	Следы		Следы		0,01
Полиненасыщенные	0,66		0,85		0,94
В том числе:
Линолевая	0,59		0,74		0,89
Линоленовая	0,07		0,11		0,05

Углеводный состав ржаной муки. В муке содержатся разнообразные углеводы:

• моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза, галактоза);

• дисахариды (сахароза, мальтоза, раффиноза);

• полисахариды (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пентозаны).

Крахмал – 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 внутреннюю 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 (а- 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. Ржаной крахмал клейстеризуется при температуре 50…65 °С.

При этом крахмальные зерна увеличиваются в объеме, становятся более рыхлыми и легко поддаются действию амилолитических ферментов.

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 перельстатику кишечника, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, способствуют выведению тяжелых металлов.

Пентозаны муки могут быть растворимыми и нерастворимы в воде.Часть пентозанов муки способна легко набухать и растворяться 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 тестаРжаная мука содержит 3,6—4 % слизей.

Витамины ржаной муки. Содержание витаминов в ржаной муке представлено в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Содержание витаминов в ржаной муке, на 100 г продукта

Показатели	Сорт ржаной муки
	Сеяная	Обдирная	Обойная
Β-каротин, мг	Следы	0,005	0,01
Вит.Е, мг	2,04	3,66	4,20
Вит. В6, мг	0,10	0,25	0,35
Биотин, мг	2,00	3,00	-
Ниацин, мг	0,99	1,02	1,16
Рибофлавин, мг	0,04	0,13	0,15
Тиамин, мг	0,17	0,35	0,42
Фолацин, мкг	35,0	50,0	55,0

Макро- и микроэлементы ржаной муки.

Мука состоит в основном из органических веществ и небольшого количества минеральных (зольных). Минеральные вещества зерна сосредоточены главным образом в алейроновом слое, оболочках и зародыше. Особенно много минеральных веществ в алейроновом слое. Содержание минеральных веществ в эндосперме невелико (0,3—0,5%) и повышается от центра к периферии, поэтому зольность служит показателем сорта муки.

Большая часть минеральных веществ муки состоит из соединений фосфора (50%), а также калия (30%), магния и кальция (15 %).

В ничтожных количествах содержатся различные микроэлементы (медь, марганец, цинк и др.). Содержание железа в золе разных сортов муки 0,18—0,26%. Значительная доля фосфора (50—70 %) представлена в виде фитина — (Са — Mg — соль инозитфосфорной кислоты). Чем выше сорт муки, тем меньше в ней находится минеральных веществ.

Содержание минеральных веществ в ржаной муке представлено в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Содержание минеральных веществ в ржаной муке, на 100 г продукта

Показатели	Сорт ржаной муки
	Обойная	Обдирная	Сеяная
Зола,г	1,6	1,2	0,6
Макроэлементы, мг:
Калий	294	149	100
Кальций	43	34	19
Железо	4,1	3,5	2,9
Магний	75	60	26
Натрий	19	17	12
Сера	78	78	52
Фосфор	256	189	129
Микроэлементы, мкг:
Алюминий	1400	270	130
Бор	-	-	-
Ванадий	-	-	-
Фтор	50	38	-
Йод	-	3,9	-
Кобальт	-	-	-
Марганец	2590	1340	800

Продолжение таблицы 2.5

Медь	350	230	110
Молибден	10,3	6,4	3,5
Никель	-	-	-
Олово	-	-	-
Селен	-	-	-
Серебро	-	-	-
Стронций	-	-	-
Титан	-	-	-
Хром	4,3	-	-
Цинк	1950	1230	1140
Цирконий	-	-	-