Борошно як сировина використовується для широкого асортименту хлібобулочних, кондитерських, кулінарних та інших видів борошняних виробів. Зрозуміло, що для різних виробів потрібно борошно з різним набором показників якості. Для хлібопекарського використання підходить стандартне борошно, отримане за класичною технологією з зерна середньої за силою пшениці. Для виробництва круасанів, заморожених виробів необхідно використовувати сильне борошно, а для кондитерських виробів, навпаки, слабке борошно.
Сила борошна — це інтегральна характеристика борошна, яка оцінює:
- здатність поглинати воду — водопоглинальну здатність;
- здатність утримувати воду при замішуванні — водоутримуючу здатність;
- спроможність забезпечити одночасно пружність та розтяжність тіста;
- здатність зберігати об’єм тіста при тривалому розстоюванні — газоутримуючу здатність;
- спроможність утворювати високу пористість, щільність та пружність готових виробів;
- спроможність забезпечити високий об’єм готових виробів.
Показники, що оцінюють якість борошна, за обов’язковістю їх визначення можна віднести до нормованих (стандартизованих), заданих специфікаціями або рекомендованих.
До нормованих показників якості у вітчизняній системі оцінки пшеничного борошна відносяться: вологість, зольність, вміст клейковини, індекс деформації клейковини (ІДК), крупність борошна, а з введенням у дію ГСТУ 46.004-99 — білість та число падіння. Такими ж показниками (крім вмісту клейковини та показника ІДК) оцінюють житнє борошно згідно з ДСТУ 8791:2018. Усі інші показники, наведені у табл. 1, можуть визначатись на запит клієнта для більш повного розуміння якості борошна. До речі така ж практика поширена у Європі. Там борошно виробляється за типами відповідно до зольності, а на запит хлібозаводів, кондитерських підприємств та інших споживачів борошна в ньому додатково визначаються інші показники якості залежно від напрямку використання борошна.
Показники якості борошна класифікуються за такими групами:
- фізико-технологічні показники;
- хіміко-технологічні показники, які характеризують стан білково-протеазного, крохмало-амілазного, пентозано-геміцелюлазного та ліпідо-ліпазного комплексів;
- показники, що характеризують реологічні властивості тіста;
- споживчі (в першу чергу хлібопекарські) показники;
- показники безпечності.
До цих показників в реаліях України можливо додати ще вартість борошна, тому що часто саме за цим показником здійснюється вибір постачальника борошна. А також дуже важливою характеристикою борошна для великих хлібопекарських підприємств з автоматизованими технологічними лініями є стабільність його якісних показників.
Характеристика показників якості борошна
Вологість. Це показник, який водночас характеризує умови зберігання борошна, вміст у ньому сухих речовин та впливає на його вартість. Визначається гравіметричними методами у сушильних шафах або за допомогою вагів-вологомірів. Також з високою точністю може визначатися на інфрачервоних аналізаторах. За нормами обмежується значенням не більше 15 %. Зазвичай борошномели виробляють борошно з вологістю 14,5–14,8 %, так як при підготовці зерно зволожується до вологості 16–16,5 % для покращення його структурно-механічних властивостей.
Вміст білка. Це важливий показник, який характеризує компонентний склад борошна та білково-протеазний комплекс. В українському борошні хлібопекарського використання в середньому від 11 до 12 % білка, але цей показник не є нормованим. Визначається хімічним методом (за К’єльдалем) або за допомогою інфрачервоних аналізаторів.
Вміст крохмалю та цукрів. Крохмаль — це суміш полісахаридів амілози та амілопектину, мономером яких є альфа-глюкоза. Знаходиться у зерні у вигляді крупних (А-тип), середніх та дрібних крохмальних (В-тип) зерен. Є хімічною складовою борошна з найбільшим вмістом: у пшеничному борошні — до 72–78 % крохмалю, у житньому — до 65–70 %. Під час ферментації крохмаль декстринізується з утворенням урешті цукрів, вміст їх у сортовому пшеничному борошні складає 1,8–2,3 %. Дані показники обумовлюють енергетичну цінність борошна (хліба). Незважаючи на низьку спроможність крохмалю поглинати воду, внаслідок його високого вмісту більше половини води у тісті поглинається саме крохмалем. Визначається хімічними методами або за допомогою інфрачервоних аналізаторів. До нормованих показників не відноситься.
Вміст водорозчинних (ВР) та водонерозчинних (НР) пентозанів. Пентозани відносяться до некрохмалистих полісахаридів. Бувають водорозчинними та водонерозчинними. У сортовому пшеничному борошні 2–3,5 % пентозанів, у житньому — до 4,5–6,5 %. 1 г пентозанів поглинає до 6–10 г води. Особливо важливу роль відіграють у житньому тісті. Визначаються хімічними методами. Вміст даних речовин не нормується.
Вміст клітковини. Клітковина (целюлоза) відноситься до важко- або негідролізованих полісахаридів. Є важливим фактором харчування. У сортовому борошні її не більше 0,3–0,8 %, в той час як у цільнозмеленому борошні 2–2,5 %. Може входити до специфікацій борошна за міжнародними контрактами. Визначається хімічними методами.
Зольність. Показник якості зерна та борошна, який використовується вже більше 100 років для непрямого оцінювання вмісту тонкоподрібнених периферичних частинок (оболонок), так як їх зольність у 15–30 разів більше зольності ендосперму. Нормується в залежності від сорту борошна, не більше: 0,55 % — у вищому сорті, 0,75 % — у першому сорті, 1,25 % — у другому сорті. У цільнозмеленому борошні дорівнює зольності зерна — 1,55–1,75 % для української пшениці. За кордоном зольність обумовлює тип борошна. Визначається шляхом озоління у муфельній печі або за допомогою інфрачервоного аналізатора.
Білість та колір. Також, як зольність, характеризує наявність периферичних частинок у борошні. Внаслідок більш експресного визначення на внутрішньому ринку показник білості практично повністю замінив показник зольності. Стандартами нормується, не менше: для вищого сорту — 54 од., першого сорту — 36 од., другого сорту — 12 од. Проте на практиці попитом користується борошно з білістю вищого сорту — не менше 57–58 од., першого сорту — не менше 44–46 од. Визначається на фотометрах — вимірювачах білості. У зарубіжній практиці для визначення кольору використовують колориметр (спектрофотометр) Мінолта, який визначає колір у колірній шкалі L, a, b.
Крупність. Визначається шляхом просіювання борошна на певному наборі сит. Номера сходового та проходового сита встановлюються стандартом в залежності від його сорту.
Гранулометричний склад. Визначається шляхом просіювання борошна на більш розширеному наборі сит, наприклад, із розмірами отворів 200, 160, 132, 112, 100 мкм. Дозволяє більш точно оцінити крупність та рівномірність розподілу розмірів частинок. Не нормується. У наукових дослідженнях крім ситового методу застосовується оцінювання гранулометричного складу, розміру, форми часток за допомогою гранулометрів.
Вміст клейковини. Основний показник хлібопекарської якості для пшеничного борошна у вітчизняній системі оцінювання. Існують ручні та механічні методи відмивання клейковини. Згідно з ручним методом нормується, не менше: у вищому сорті — 24 %, першому сорті — 25 %, другому сорті — 21 %. Визначається разом з показником ІДК.
Індекс деформації клейковини (ІДК), Глютен індекс (ГІ), Індекс сухої клейковини (ІСК). Це показники, які характеризують якість клейковини.
Відомо, що білки зерна та борошна поділяються на водо-, солерозчинні (переважно це ферментні білки), та спирто- та лугорозчинні (клейковинні білки). Співвідношення між спирто- та лугорозчинними білками, тобто гліадинами та глютенінами, обумовлюють їх якісні властивості: в’язкість, розтяжність, пружність, еластичність. Зазвичай зі збільшенням вмісту білка у зерні зростає співвідношення гліадинів до глютенінів, тобто зростає їх гідратаційна здатність та спроможність до розтяжності при зберіганні нормальної пружності та еластичності.
Показник ІДК пов’язаний з пружністю клейковини та опосередковано характеризує протеолітичну активність ферментів борошна, особливо виробленого з зерна, пошкодженого клопом-черепашкою. Визначається на спеціальних приладах — вимірювачах деформації клейковини. Для борошна хлібопекарського призначення ІДК повинен складати приблизно 65–75 од., для сильного борошна при високому вмісті клейковини може досягати 75–85 од., для слабкого борошна при низькому вмісті клейковини — 80–90 од.
Глютен-індекс визначається на центрифузі, характеризує в’язкість клейковини, використовується разом із механічним відмиванням клейковини за міжнародними стандартами. Є чутливим до якості зерна, при оцінюванні борошна вказує однозначно на проблемне борошно, але класифікувати борошно за якістю по цьому показнику — важко.
Індекс сухої клейковини — характеризує гідратаційну здатність клейковини. Може визначатися згідно з вимогами специфікацій за міжнародними контрактами шляхом висушування відмитої клейковини за процедурою певного стандарту ISO.
Тест седиментації (Зелені). Цей метод дозволяє оцінити білково-протеазний комплекс. Використовується селекціонерами та виробниками борошна у деяких європейських країнах для оцінки якості зерна та борошна. Є альтернативою відмиванню клейковини. Перевага методу — невелика маса наважки та експресність (до 15–20 хв) визначення. Є різні варіації в залежності від розчинника, що використовується, кратності етапів, застосування етапу ферментації. Найбільш відомий метод седиментації — тест Зелені. У Туреччині використовується модифікований метод з відстоюванням наважки розмеленого зерна або борошна у воді протягом 120 хв. Не є нормованим в Україні. Може визначатися згідно з вимогами специфікацій за міжнародними контрактами.
Глютопік-тест. Експрес-метод оцінювання білково-протеазного комплексу шляхом безперервного перемішування водно-борошняної суспензії при постійній температурі та швидкості обертання мішалки. Дозволяє оцінити в’язкопружні властивості, час утворення тіста, розм’якшення тіста, вміст білка, седиментаційне число, вміст клейковини, якість клейковини.
Число падіння (ЧП) та грибкове число падіння (ГЧП). Це показник, який опосередковано характеризує амілолітичну активність борошна шляхом її визначення на спеціальних приладах ЧП. Як занадто низьке значення ЧП (висока активність ферментів) — менше 200–220 с, так і високе значення ЧП (низька активність) — вище 350–370 с у борошні хлібопекарського призначення призводять до погіршення хлібопекарських показників борошна. Для житнього борошна ЧП — єдиний хлібопекарський показник. Оптимальне значення в залежності від виду хліба, його рецептури та технології — від 150–200 до 220–240 с. За вітчизняними стандартами нормується тільки за нижнім значенням, яке свідчить про пророслість зерна та надмірно високу амілолітичну активність.
Вміст пошкодженого крохмалю. Цей показник пов’язаний з твердозерністю зерна. Пошкоджений крохмаль утворюється в результаті механічної дії вальців. Більш високі значення допускаються для більш склоподібного, більш твердозерного зерна, з більшим вмістом білка, в якого дрібніші крохмальні зерна міцно пов’язані білковими прошарками. Існує декілька методів визначення: мікроскопічний, ферментативний та амперометричний на SD-аналізаторі, поширеному в борошномельному виробництві за кордоном.
Амілограф та Віско-амілограф тест. Метод оцінки властивостей крохмало-амілазного комплексу шляхом безперервного перемішування водно-борошняної суспензії при зміні температури та постійній швидкості обертання мішалки. Дозволяє оцінити час початку клейстеризації, максимальну в’язкість клейстеризації, температуру клейстеризації. Особливо важливо для пшеничного кондитерського та житнього борошна.
SRC-тест (водоутримуюча здатність). Метод SRC полягає у вимірюванні здатності різних складових полімерів борошна вступати в контакт з деякими розчинниками: деіонізованою водою, 5 % розчином молочної кислоти (для вимірювання глютенінів), 5 % розчином карбонату натрію (для вимірювання пошкодження крохмалю) та 50 % розчином сахарози (для вимірювання пентозанів). За допомогою методу можна оцінити вплив кожної складової на загальну водопоглинальну здатність, а за показником GPI — водоутримуючу здатність та передбачити виникнення проблеми липкості тіста на автоматичній лінії.
Альвеограф тест. Це визначення фізичних параметрів тіста після 20 хв його ферментації шляхом видування кульки тіста на спеціальному приладі — альвеографі. Для приготування тіста на тістомішалці приладу використовується наважка борошна масою 250 г, кількість води додається відповідно до вологості борошна (розраховано на ВПЗb15=50 %). У результаті визначаються такі показники, як: сила борошна W, пружність P, розтяжність L, коефіцієнт їх відношення P/L, індекс розтяжності G та індекс еластичності Ie.
Альвеоконсистограф (альвеолаб) тест. Крім параметрів альвеографа дозволяє визначити водопоглинальну здатність, а також проводити тест з адаптивною вологістю тіста, що краще характеризує тісто, особливо для сильного борошна. Можливість налаштування режимів замішування та ферментації дозволяє розробляти власні протоколи оцінки якості борошна для конкретної технологічної лінії та рецептури тіста.
Екстенсограф тест. Альтернативний метод визначення фізичних властивостей тіста при його ферментації шляхом опору розтягуванню. Тісто для екстенсографа замішують на фаринографі в тістомісилці на 300 г, кількість сольового розчину додають згідно ВПЗ борошна. За екстенсограмою визначають: енергію, опір розтягуванню (пружність), розтяжність, співвідношення опору розтягування до розтяжності. Досліди проводять після 45, 90, 135 хв. ферментації тіста.
Фаринограф або валориграф тест. Це визначення фізичних параметрів тіста при його постійному замішуванні у мішалці при постійній температурі (30 оС). Дозволяє визначати такі показники, як: ВПЗ (WAC), тривалість утворення тіста (DDT), еластичність, стабільність (стійкість) тіста, розрідження тіста, волюметричне число/число фаринографа (FQN).
Міксолаб тест. Це визначення фізичних параметрів тіста при його постійному замішуванні у мішалці при зміненні температури протягом 45 хв згідно зі стандартним протоколом. Дозволяє отримати такі характеристики, як: водопоглинальна здатність борошна (ВПЗ), індекс стабільності тіста при замісі, індекс якості клейковини, індекс в’язкості тіста, індекс активності амілази, індекс ретроградації крохмалю, а також консистенція тіста на різних етапах, що характеризують різні складові борошна.
Реоферментометр тест. Дозволяє побудувати криву газоутворення та оцінити газоутворюючу та газоутримуючу здатність борошна.
ВПЗ та ВУЗ. Це відповідно водопоглинальна та водоутримуюча здатність. Різниця між ними полягає в тому, що перший показник визначається за приладами, які вимірюють кількість води, необхідної для отримання тіста консистенції, еквівалентної 500 од. фаринографа. А другий показник, це спроможність зберігати воду у процесі тістоведення без утворення проблеми липкості внаслідок втрати води біополімерами борошна. Якщо у борошні велика кількість периферичних речовин або високий вміст пошкодженого крохмалю, мало білка або генетично обумовлена слабка сила борошна, то вже при замішуванні або подальшій обробці на лінії вода вивільняється та утворюється липке тісто.
Чим більше показник ВПЗ та вище ВУЗ, тим більше вихід продукції, більше терміни зберігання (більш тривале черствіння хліба) — тим краще економічні показники хлібопекарського підприємства.
Таблиця 1 – Характеристика показників якості борошна та їх вплив на водопоглинальну та вологоутримуючу здатність борошна
Висновки
Різні технології та рецептури, різне цільове використання — виробники потребують борошно з різним набором показників якості та співвідношенням цих показників. Методів оцінювання існує велика кількість — у таблиці наведено лише основні та розповсюджені сьогодні у міжнародній практиці. Чим більше показників якості буде визначено, тим точніше та ефективніше буде перероблено борошно. Однак в умовах реального виробництва, зважаючи на високу вартість лабораторних приладів, обмежений час роботи лаборантів та недостатню кваліфікацію персоналу, необхідно визначитись, які методи та прилади дадуть максимальну віддачу за короткий час, який діапазон значень того чи іншого показника є оптимальним.
Тільки те підприємство, що не стоїть на місці та застосовує нові наукові методи в умовах жорсткої конкуренції, має майбутнє. Тісний та постійний зв’язок науки та виробництва — запорука успіху. Звертайтеся за консультаціями.
