Мука как сырье используется для широкого ассортимента хлебобулочных, кондитерских, кулинарных и других мучных изделий. Понятно, что для разных изделий нужна мука с разным набором показателей качества. Для хлебопекарного использования подходит стандартная мука, полученная по классической технологии из зерна средней по силе пшеницы. Для производства круассанов, замороженных изделий необходимо использовать сильную муку, а для кондитерских изделий, напротив, слабую муку.
Сила муки — это интегральная характеристика муки, которая оценивает:
- способность поглощать воду — водопоглощающую способность;
- способность удерживать воду при замешивании — водоудерживающую способность;
- способность обеспечить одновременно упругость и растяжимость теста;
- способность сохранять объем теста при длительном расстаивании — газоудерживающую способность;
- способность образовывать высокую пористость, плотность и упругость готовых изделий;
- способность обеспечить высокий объем готовых изделий.
Показатели, оценивающие качество муки, по необходимости их определения можно отнести к нормированным (стандартизированным), заданным спецификациями или рекомендованным.
К нормированным показателям качества в системе оценки пшеничной муки относятся: влажность, зольность, содержание клейковины, индекс деформации клейковины (ИДК), крупность муки, а с введением в действие ГСТУ 46.004-99 — белизна и число падения. Такими же показателями (кроме содержания клейковины и показателя ИДК) оценивают ржаную муку согласно ДСТУ 8791:2018. Все остальные характеристики, приведенные в табл. 1, могут определяться по запросу клиента для более полного понимания качества муки. Кстати, такая же практика распространена в Европе. Там мука производится по типам согласно зольности, а по запросу хлебозаводов, кондитерских предприятий и других потребителей муки в ней дополнительно определяются другие показатели качества в зависимости от направления использования муки.
Показатели качества муки классифицируются по следующим группам:
- физико-технологические показатели;
- химико-технологические показатели, характеризующие состояние белково-протеазного, крахмало-амилазного, пентозано-гемицеллюлазного и липидо-липазного комплексов;
- показатели, характеризующие реологические свойства теста;
- потребительские (в первую очередь хлебопекарные) показатели;
- показатели безопасности.
К этим показателям в реалиях Украины можно добавить еще стоимость муки, потому что зачастую именно по этому показателю осуществляется выбор поставщика муки. Также важной характеристикой муки для крупных хлебопекарных предприятий с автоматизированными технологическими линиями также является стабильность ее качественных показателей.
Характеристика показателей качества муки
Влажность. Это показатель, который одновременно характеризует условия хранения муки, содержание в ней сухих веществ и влияет на ее стоимость. Определяется гравиметрическими методами в сушильных шкафах или с помощью весов-влагомеров. Также с высокой точностью может определяться на инфракрасных анализаторах. По нормам ограничивается значением не более 15 %. Обычно мукомолы производят муку с влажностью 14,5–14,8 %, так как при подготовке зерно увлажняется до влажности 16–16,5 % для улучшения его структурно-механических свойств.
Содержание белка. Это важный показатель, характеризующий компонентный состав муки и белково-протеазный комплекс. В украинской муке хлебопекарного использования в среднем от 11 до 12 % белка, но этот показатель не нормирован. Определяется химическим методом (по Кьельдалю) или с помощью инфракрасных анализаторов.
Содержание крахмала и сахаров. Крахмал — это смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Находится в зерне в виде крупных (А-тип), средних и мелких крахмальных (В-тип) зерен. Является химической составляющей муки с наибольшим содержанием: в пшеничной муке — до 72–78 % крахмала, в ржаной — до 65–70 %. Во время ферментации крахмал декстринизируется с образованием сахаров, содержание их в сортовой пшеничной муке составляет 1,8–2,3 %. Данные показатели обусловливают энергетическую ценность муки (хлеба). Несмотря на низкую способность крахмала поглощать воду, из-за его высокого содержания более половины воды в тесте поглощается именно крахмалом. Определяется химическими методами или с помощью инфракрасных анализаторов. К нормированным показателям не относится.
Содержание водорастворимых (ВР) и водонерастворимых (НР) пентозанов. Пентозаны относятся к некрахмалистым полисахаридам. Бывают водорастворимыми и водонерастворимыми. В сортовой пшеничной муке 2–3,5 % пентозанов, в ржаной — до 4,5–6,5 %. 1 г пентозанов поглощает до 6–10 г воды. Особо важную роль играют в ржаном тесте. Определяются химическими способами. Содержимое данных веществ не нормируется.
Содержание клетчатки. Клетчатка (целлюлоза) относится к тяжело- или негидролизованным полисахаридам. Является важным фактором питания. В сортовой муке ее не более 0,3–0,8 %, в то время как в цельнозерновой муке 2–2,5 %. Может входить в спецификации муки по международным контрактам. Определяется химическими способами.
Зольность. Показатель качества зерна и муки, который используется уже более 100 лет для косвенной оценки содержания тонкоизмельченных периферических частиц (оболочек), так как их зольность в 15–30 раз больше зольности эндосперма. Нормируется в зависимости от сорта муки, не более: 0,55 % — в высшем сорте, 0,75 % — в первом сорте, 1,25 % — во втором сорте. В цельнозерновой муке равна зольности зерна — 1,55–1,75 % для украинской пшеницы. За границей зольность обусловливает тип муки. Определяется путем озоления в печи муфельной или с помощью инфракрасного анализатора.
Белизна и цвет. Так же, как зольность, характеризует наличие периферических частиц в муке. В результате более экспрессного определения на внутреннем рынке показатель белизны практически полностью заменил показатель зольности. Стандартами нормируется, не меньше: для высшего сорта — 54 ед., первого сорта — 36 ед., второго сорта — 12 ед. Однако на практике спросом пользуется мука с белизной высшего сорта — не менее 57–58 ед., первого сорта — не менее 44–46 ед. Определяется на фотометрах белизномерах. В зарубежной практике для определения цвета используют колориметр (спектрофотометр) Минолта, определяющий вид цвета в цветовой шкале L, a, b.
Крупность. Определяется путем просеивания муки на определенном наборе сит. Номера сходового и проходового сита устанавливаются стандартом в зависимости от сорта муки.
Гранулометрический состав. Определяется путем просеивания муки на более расширенном наборе сит, например с размерами отверстий 200, 160, 132, 112, 100 мкм. Позволяет точнее оценить крупность и равномерность распределения размеров частиц. Не нормируется. В научных исследованиях помимо ситового метода применяется оценка гранулометрического состава, размера, формы частиц с помощью гранулометров.
Содержание клейковины. Основной показатель хлебопекарного качества для пшеничной муки в отечественной системе оценивания. Есть ручные и механические способы отмывания клейковины. Согласно ручному методу нормируется, не меньше: в высшем сорте — 24 %, первом сорте — 25 %, втором сорте — 21 %. Определяется вместе с показателем ИДК.
Индекс деформации клейковины (ИДК), Глютен индекс (ГИ), Индекс сухой клейковины (ИСК). Это показатели, характеризующие качество клейковины.
Известно, что белки зерна и муки делятся на водо-, солерастворимые (преимущественно это ферментные белки), а также спирто- и щелочерастворимые (клейковинные белки). Соотношение между спирто- и щелочерастворимыми белками, то есть глиадинами и глютенинами, обусловливает их качественные свойства: вязкость, растяжимость, упругость, эластичность. Обычно с увеличением содержания белка в зерне возрастает соотношение глиадинов к глютенинам, т.е. растет их гидратационная способность и способность к растяжимости при сохранении нормальной упругости и эластичности.
Показатель ИДК связан с упругостью клейковины и косвенно характеризует протеолитическую активность ферментов муки, особенно произведенной из зерна, поврежденного клопом-черепашкой. Определяется на специальных приборах — измерителях деформации клейковины. Для муки хлебопекарного назначения ИДК должен составлять примерно 65–75 ед., для сильной муки при высоком содержании клейковины может достигать 75–85 ед., для слабой муки при низком содержании клейковины — 80–90 ед.
Глютен-индекс определяется на центрифуге, характеризует вязкость клейковины, используется вместе с механическим отмыванием клейковины по международным стандартам. Является чувствительным к качеству зерна, при оценке муки указывает однозначно на проблемную муку, но классифицировать муку по качеству с использованием этого показателя — трудно.
Индекс сухой клейковины — характеризует гидратационную способность клейковины. Может определяться в соответствии с требованиями спецификаций по международным контрактам путем высушивания отмытой клейковины по процедуре определенного стандарта ISO.
Тест седиментации (Зелени). Этот способ позволяет оценить белково-протеазный комплекс. Используется селекционерами и производителями муки в некоторых европейских странах для оценки качества зерна и муки. Является альтернативой отмыванию клейковины. Преимущество метода — небольшая масса навески и экспрессность (до 15–20 мин.) определения. Есть разные вариации в зависимости от используемого растворителя, кратности этапов, применения этапа ферментации. Наиболее известный метод седиментации — тест Зелени. В Турции используется модифицированный метод с отстаиванием навески размолотого зерна или муки в воде в течение 120 мин. Не нормирован в Украине. Может определяться в соответствии с требованиями спецификаций по международным контрактам.
Глютопик-тест. Экспресс-метод оценки белково-протеазного комплекса путем непрерывного перемешивания водно-мучной суспензии при постоянной температуре и скорости вращения мешалки. Позволяет оценить вязкоупругие свойства, время образования теста, размягчение теста, содержание белка, седиментационное число, содержание клейковины, качество клейковины.
Число падения (ЧП) и грибковое число падения (ГЧП). Это показатель, косвенно характеризующий амилолитическую активность муки путем ее определения на специальных приборах ЧП. Как слишком низкое значение ЧП (высокая активность ферментов) — менее 200–220 сек., так и высокое значение ЧП (низкая активность) — выше 350–370 сек. в муке хлебопекарного назначения приводят к ухудшению хлебопекарных показателей муки. Для ржаной муки ЧП — единственный хлебопекарный показатель. Оптимальное значение в зависимости от вида хлеба, его рецептуры и технологии от 150–200 до 220–240 сек. По отечественным стандартам нормируется только по нижнему значению, свидетельствующему о проросшем зерне и чрезмерно высокой амилолитической активности.
Содержание поврежденного крахмала. Этот показатель связан с твердозерностью зерна. Поврежденный крахмал появляется в результате механического действия вальцов. Более высокие значения допускаются для более стекловидного, более твердозерного зерна, с большим содержанием белка, у которого более мелкие крахмальные зерна тесно связаны белковыми слоями. Существует несколько методов определения: микроскопический, ферментативный и амперометрический на SD-анализаторе, распространенном в мукомольном производстве за рубежом.
Амилограф и Виско-амилограф тест. Метод оценки свойств крахмало-амилазного комплекса путем непрерывного перемешивания водно-мучной суспензии при изменении температуры и постоянной скорости вращения мешалки. Позволяет оценить время начала клейстеризации, наибольшую вязкость клейстеризации, температуру клейстеризации. Особенно важно для пшеничной кондитерской и ржаной муки.
SRC-тест (водоудерживающая способность). Метод SRC заключается в измерении способности различных составляющих полимеров муки вступать в контакт с некоторыми растворителями: деионизированной водой, 5 % раствором молочной кислоты (для измерения глютенинов), 5 % раствором карбоната натрия (для измерения повреждения крахмала) и 50 % раствором сахарозы (для измерения пентозанов). С помощью метода можно оценить влияние каждой составляющей на общую водопоглощающую способность, а по показателю GPI — водоудерживающую способность и предугадать проблему липкости теста на автоматической линии.
Альвеограф тест. Это определение физических параметров теста после 20 мин. его ферментации путем выдувания шарика теста на специальном приборе — альвеографе. Для приготовления теста на тестомешалке прибора используется навеска муки массой 250 г, количество воды добавляется в соответствии с влажностью муки (рассчитано на ВПЗb15=50 %). В результате определяются такие показатели, как сила муки W, упругость P, растяжимость L, коэффициент их отношения P/L, индекс растяжимости G и индекс эластичности Ie.
Альвеоконсистограф (альвеолаб) тест. Помимо параметров альвеографа позволяет определить водопоглощающую способность, а также проводить тест с адаптивной влажностью теста, лучше характеризующего тесто, особенно для сильной муки. Возможность настройки режимов замеса и ферментации позволяет разрабатывать свои протоколы оценки качества муки для конкретной технологической линии и рецептуры теста.
Экстенсограф тест. Альтернативный метод определения физических свойств теста при его ферментации путем сопротивления растяжению. Тесто для экстенсографа замешивают на фаринографе в тестомесилке на 300 г, количество солевого раствора добавляют согласно ВПС муки. По экстенсограмме определяют: энергию, сопротивление растяжению (упругость), растяжимость, соотношение упругости к растяжимости. Опыты производят после 45, 90, 135 мин. ферментации теста.
Фаринограф или валориграф тест. Это определение физических параметров теста при его постоянном замешивании в мешалке при постоянной температуре (30 оС). Позволяет определять такие показатели, как: ВПС (WAC), длительность образования теста (DDT), эластичность, стабильность (устойчивость) теста, разряжение теста, волюметрическое число/число фаринографа (FQN).
Миксолаб тест. Это определение физических параметров теста при его постоянном замешивании в мешалке при изменении температуры в течение 45 мин. согласно стандартному протоколу. Позволяет получить такие характеристики, как водопоглотительная способность муки (ВПС), индекс стабильности теста при замесе, индекс качества клейковины, индекс вязкости теста, индекс активности амилазы, индекс ретроградации крахмала, а также консистенция теста на различных этапах, характеризующих различные составляющие муки.
Реоферментометр тест. Позволяет построить кривую газообразования и оценить газообразующую и газоудерживающую способность муки.
ВПС и ВУС. Это соответственно водопоглотительная и водоудерживающая способность. Разница между ними состоит в том, что первый показатель определяется по приборам, измеряющим количество воды, необходимой для получения теста консистенции, эквивалентной 500 ед. фаринографа. А второй показатель — это способность сохранять воду в процессе тестоведения без образования проблемы липкости вследствие потери воды биополимерами муки. Если в муке большое количество периферических веществ или высокое содержание поврежденного крахмала, мало белка или генетически обусловлена слабая сила муки, то при замешивании или последующей обработке на линии вода высвобождается и образуется липкое тесто.
Чем больше показатель ВПС и выше ВУС, тем больше выход продукции, больше сроки хранения (более длительное черствение хлеба) — тем лучше экономические показатели хлебопекарного предприятия.
Таблица 1. Характеристика показателей качества муки и их влияние на водопоглотительную и влагоудерживающую способность муки
Выводы
Разные технологии и рецептуры, разное целевое использование — производители нуждаются в муке с разным набором показателей качества и соотношением этих показателей. Методов оценки существует большое количество — в таблице приведены только основные и распространенные сегодня в международной практике. Чем больше показателей качества будет определено, тем точнее и эффективнее будет переработана мука. Однако в условиях реального производства, учитывая высокую стоимость лабораторных приборов, ограниченное время работы лаборантов и недостаточную квалификацию персонала, необходимо определиться, какие методы и приборы дадут максимальную отдачу за короткое время, какой диапазон значений того или иного показателя является оптимальным.
Только у того предприятия, которое не стоит на месте и применяет новые научные методы в условиях жесткой конкуренции, есть будущее. Тесная и постоянная связь науки и производства — залог успеха. Обращайтесь за консультациями.
