Химический состав муки и её свойства

При сушке муки удаляется вода и остается сухое вещество, которое состоит из сгораемой органической части и несгораемой минеральной части, или золы. Органическую часть, в свою очередь, можно разделить на три основные группы веществ: углеводов, жиров и белков. Углеводы и жиры в первую очередь служат источником энергии при процессах синтеза, происходящих в организме, а белки - строительным (пластическим) материалом, из которого и состоит живая клетка. Кроме того, в состав всякой муки входят ферменты и витамины—вещества, регулирующие жизненные процессы. Образование органического вещества из неорганических происходит в природе при помощи фотосинтеза, осуществляемого только в зеленых частях растений. Фотосинтез происходит при обязательном наличии хлорофилла (зеленого пигмента), солнечного света, определенной температуры, углекислоты и воды. Углекислота поглощается растением из воздуха и поступает из почвы вместе с водой и минеральными солями. При фотосинтезе образуются углеводы и белки. Предполагают, что углеводы синтезируются в красно-желтых лучах солнечного спектра, белки—в синих. Из углеводов образуется в первую очередь моносахарид - глюкоза. Подвергаясь дальнейшим изменениям (полимеризации), она дает начало другим органическим соединениям. Процент воды в муке и другом сырье имеет наибольшее значение. При увеличении этого показателя в муке усиливаются процессы дыхания, самосогревания и пр. При большом количестве влаги создаются хорошие условия для развития микроорганизмов.

Углеводы муки

Из углеводов зерно и мука содержат глюкозу, сахарозу, мальтозу, крахмал, гемицеллюлозу и др. Моносахариды находятся в зерне в малом количестве, в виде глюкозы и фруктозы (0,12 - 0,37%) в зародыше. Из дисахаридов в муке имеется сахароза (свекловичный сахар). Она содержится в зерне пшеницы в пределах 0,89 - 3,67%, в муке сахарозы меньше (1 - 2,5%). Сахароза находится главным образом в зародыше и внешних слоях зерна. Другой дисахарид - мальтоза - в нормальном зерне и муке содержится в очень небольшом количестве; содержание мальтозы значительно возрастает при прорастании зерна.

Крахмал

Крахмал производится при полимеризации из глюкозы. Как запасное вещество, он накапливается в клубнях, семенах или других частях растения в виде микроскопических частиц. По форме крахмальных зерен под микроскопом можно определить про исхождение крахмала или муки. Каждому растению свойствен на особая величина и форма крахмального зерна. Например, зерна картофельного крахмала - наиболее крупные и достигают 100 в поперечнике, имеют овальную форму и слоистость, на поминая ракушку. Зерна пшеничного крахмала по форме напоминают бобы и имеют в поперечнике до 30. Кукурузный крах мал еще мельче - до 120, зерно многоугольное, в середине имеет звездчатую трещину. Зерна рисового крахмала совсем мелкие - размером около 6 в поперечнике, многоугольной формы. По своей структуре зерна крахмала тонкопористые и имеют капилляры. Крахмал состоит из амилозы и амилопектина. Растворами лозы имеет невысокую вязкость, которая резко повышается коллоидно растворенным амилопектином, содержащим фосфорную кислоту. Молекула амилозы и в особенности амилопектина состоит из большого количества остатков глюкозы, образующих длинную цепочку: прямую у амилозы и разветвленную у амилопектина. Амилоза дает с йодом характерную, синюю окраску, а амилопектин - более слабую окраску красно-бурого цвета. Процентное соотношение амилозы и амилопектина в разных видах крахмала изменяется. При рентгеноскопическом исследовании каждое зерно крах мала представляет собой сферокристалл, т. е. шарообразное скопление микрокристаллов. Это показывает на то, что цепь главных валентностей микромолекул амилозы и амилопектина рас положены в мицелле крахмала абсолютно упорядоченно. В растворах крахмал аморфен и обладает коллоидными свойствами. В муке крахмал составляет до 80%. Его можно легко выделить механическим отмыванием водой. Полученный крахмал похож на белый, без запаха и вкуса порошок, тонкозернистый, хрустящий. Он не растворяется в прохладной воде, в горячей - сильно разбухает и дает опалесцирующий густой коллоидный раствор, а именно крахмальный клейстер, который с йодом, так же как амилоза, дает синюю окраску. Благодаря тонкопористой структуре крахмала адсорбционная его поверхность очень большая, поэтому ограниченное набухание крахмала происходит при температуре теста, когда вода глубоко проникает внутрь зерна крахмала, взаимодействуя с гидроксильными группами. Крахмальное зерно при нагревании его в воде образует крахмальный клейстер. Процесс клейстеризации возникает при повышении темпера туры, при этом фосфорные эфирные мостики разрываются и структура крахмала делается более рыхлой. Клейстеризация проистекает в определенном температурном интервале для каждой разновидности крахмала: для крахмала картофельного - от 59 до 64, для крахмала ржи - от 50 до 55, для крахмала пшеницы - от 54 до 62 клейстеризация крахмала кукурузы происходит при температуре около 80. На температуру клейстеризации влияет присутствие в воде электролитов. Клейстеризованный крахмал представляет собой сетку, состоящую из разветвленных цепочек молекул амилопектина, заполненную раствором амилозы.

Ферментативный «гидролиз» крахмала (в тесте, муке) конечным продуктом имеет мальтозу, а промежуточными - растворимый крахмал и ряд декстринов:

амилодекстрин, стоящий ближе всего к крахмалу, дает с йодом синий оттенок;
эритродекстрин с йодом окрашивается в красно-бурое;
ахродекстрин не окрашивается йодом;
мальтодекстрин, стоящий по его свойствам ближе все го к мальтозе, не окрашивается йодом.

Присутствие клетчатки и целлюлозы

Наибольшая часть клеточных стенок хлорофиллоносных растений – это клетчатка - в естественном виде встречается редко, а обычно сопровождается веществами, близкими к ней по составу, но не столь стойкими по отношению к кислотам и щелочам (гемицеллюлозы). Молодые органы растений, содержат чистую целлюлозу, но затем, пропитываясь минеральными и другими веществами (лигнин и подобные вещества), превращаются в древесину.

Оболочка зерен в основном состоит из гемицеллюлоз

Чем выше сорт муки - чем она, светлее, тем меньше в ней клетчатки. Гемицеллюлозы - это группа высокомолекулярных полисахаридов (маннаны, галактаны, пентозаны).

Вещества муки азотистой группы

Азотистая часть веществ муки в основном состоит из настоящего белка. В небольшом количестве имеются нуклеопротеиды и продукты распада белков. Белок имеет большое значение в жизненных процессах клетки. От состава и количества белка муки во многом зависит качество выпеченного хлеба. В зернах злаков содержатся, следующие белки, классифицированные по растворимости в различных растворителях.
Альбумин (лейкозин) в незначительном количестве содержится в зародыше и эндосперме пшеницы, ржи и ячменя.
Глобулин в небольшом количестве содержится преимущественно в зародыше пшеницы. Этот белок составляет основную массу азотистых веществ бобовых растений.
Проламин пшеницы и ржи, называемый глиадином и глютенин тех же злаков, носящий название глютелина, составляют в сумме 80% от общего, количества белка в зерне. Они находятся в эндосперме.
Протеозы (продукт распада белка), находятся в зародыше и эндосперме.
Нуклеопротеиды составляют основную массу зародыша, содержатся также в алейроновом слое.

Белки зерен злаков содержат большинство необходимых для человеческого организма аминокислот, за исключением лизина, которого особенно недостаточно в эндосперме и муке высокого помола. Количественное определение белка в злаках производят обычно по азоту. При этом считают, что белок в среднем содержит 16% азота, следовательно, 1 мг азота соответствует 6,25 мг белка. Содержание азота в белке разных злаков и отдельных со ставных частей их несколько колеблется. Так, например, белки пшеницы, по Осборну, содержат 17,6% азота и переводной коэф фициент для эндосперма пшеницы принят равным 5,7, для всех других злаков - 6,25.

Жир и липтоиды

Мера жира в зернах пшеницы и ржи ростет к периферии, большая часть его находится в зародыше. В светлых сортах муки жира содержится, около l %, в темных - свыше 2%, а отрубях - свыше 4 %. По своим свойствам и хим составу жиры пшеницы и ржи очень близки и представляют собой, желтоватые маслянистые, жидкости. Они состоят преимущественно (около 90%) из глицеридов непредельных кислот: олеиновой, линолевой и линоленовой. При экстрагировании жира из муки в раствор обычно пере ходят и липоиды. Из липоидов в зерне злаков содержатся фитостерины (от 0,03 до 0,07%) и фосфатиды (в пшенице 0,65%; в ржи 0,57%). Находятся фосфатиды больше всего в зародыше и отрубях. Особенно богата фосфатидами соевая мука. В зернах злаков и в муке из них, кроме неорганического и липоидного фосфора, также имеется органическое фосфорсодержащее соединение - фитин (двойная соль кальция и магния инозитфосфорной кислоты). Фитинового фосфора в пересчете на сухое вещество содержится в зерне пшеницы 0,17 – 0,32%; в муке I сорта - 0,02 — 0,05%, в зерне ржи —0,5%. Цвет жира зависит от растворенных в нем красящих веществ пигментов. От них же зависит и желтоватый оттенок муки. Наибольшее значение имеют следующие пигменты; хлорофилл (зеленого цвета), каротиноиды: каротин (красного) и ксантофилл (желтого цвета). Под влиянием кислорода воздуха пигменты обесцвечиваются, чем объясняется отбелка жиров и муки.