Composizione chimica della farina di frumento e di segale. Composizione chimica della farina di pane di frumento Solidi di farina di frumento

A cosa serve Farina di frumento, premium

introduzione

Composizione chimica e valore nutritivo della farina

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Composizione chimica della farina di frumento e di segale. Composizione chimica della farina di pane di frumento Solidi di farina di frumento

Farina di frumento, premium ricco di vitamine e minerali quali: vitamina B1 - 11,3%, vitamina PP - 15%, silicio - 13,3%, cobalto - 16%, manganese - 28,5%, molibdeno - 17,9%

Vitamina B1 fa parte dei più importanti enzimi del metabolismo dei carboidrati e dell'energia, fornendo all'organismo energia e sostanze plastiche, nonché il metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata. La carenza di questa vitamina porta a gravi disturbi del sistema nervoso, digerente e cardiovascolare.
Vitamina PP partecipa alle reazioni redox del metabolismo energetico. L'assunzione inadeguata di vitamine è accompagnata da una violazione del normale stato della pelle, del tratto gastrointestinale e del sistema nervoso.
Silicioè incluso come componente strutturale nella composizione dei glicosaminoglicani e stimola la sintesi del collagene.
Cobalto fa parte della vitamina B12. Attiva gli enzimi del metabolismo degli acidi grassi e del metabolismo dell'acido folico.
Manganese partecipa alla formazione dell'osso e del tessuto connettivo, fa parte degli enzimi coinvolti nel metabolismo di aminoacidi, carboidrati, catecolamine; necessari per la sintesi del colesterolo e dei nucleotidi. Un consumo insufficiente è accompagnato da ritardo della crescita, disturbi del sistema riproduttivo, aumento della fragilità del tessuto osseo, disturbi del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi.
Molibdenoè un cofattore di molti enzimi che forniscono il metabolismo degli amminoacidi, delle purine e delle pirimidine contenenti zolfo.

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La composizione chimica della farina dipende dalla composizione del chicco da cui è composta e dalla sua varietà. Più alto è il grado di farina, più amido contiene. Il contenuto di altri carboidrati, oltre a grassi, ceneri, proteine e altre sostanze, aumenta con una diminuzione del grado di farina.
Le caratteristiche della composizione quantitativa e qualitativa della farina ne determinano il valore nutritivo e le proprietà di cottura.

Azoto e proteine

sostanze azotate Le farine sono per lo più costituite da proteine. Le sostanze azotate non proteiche (amminoacidi, ammidi, ecc.) sono contenute in una piccola quantità (2-3% della massa totale dei composti azotati). Maggiore è la resa in farina, più in essa sono contenute sostanze azotate e azoto non proteico.
Proteine della farina di frumento. Le proteine semplici predominano nella farina. Le proteine della farina hanno la seguente composizione frazionaria (in%): prolamine 35,6; gluteline 28.2; globuline 12.6; albumine 5.2. Il contenuto medio di proteine nella farina di frumento è del 13-16%, le proteine insolubili sono dell'8,7%.
Le prolamine e le gluteline di vari cereali hanno le loro caratteristiche nella composizione degli aminoacidi, diverse proprietà fisico-chimiche e nomi diversi.
Le prolamine di frumento e di segale sono chiamate gliadine, la prolamina d'orzo è chiamata ordeina, la prolamina di mais è chiamata zeina e la glutelina di frumento è chiamata glutenina.
Va tenuto presente che albumine, globuline, prolamine e gluteline non sono singole proteine, ma solo frazioni proteiche isolate da vari solventi.
Il ruolo tecnologico delle proteine della farina nella preparazione dei prodotti del pane è molto alto. La struttura delle molecole proteiche e le proprietà fisico-chimiche delle proteine determinano le proprietà reologiche dell'impasto, influenzano la forma e la qualità dei prodotti. La natura della struttura secondaria e terziaria della molecola proteica, nonché le proprietà tecnologiche delle proteine della farina, in particolare del grano, dipendono in gran parte dal rapporto tra i gruppi disolfuro e sulfidrilico.
Quando si impastano pasta e altri semilavorati, le proteine si gonfiano, assorbendo la maggior parte dell'umidità. Le proteine della farina di frumento e di segale sono più idrofile, in grado di assorbire fino al 300% di acqua dalla loro massa.
La temperatura ottimale per il rigonfiamento delle proteine del glutine è di 30 °C. Le frazioni di gliadina e glutelina del glutine, isolate separatamente, differiscono per proprietà strutturali e meccaniche. La massa di glutelina idrata è corta estensibile, elastica; la massa della gliadina è liquida, viscosa, priva di elasticità. Il glutine formato da queste proteine comprende le proprietà strutturali e meccaniche di entrambe le frazioni. Durante la cottura del pane, le sostanze proteiche subiscono una denaturazione termica, formando una solida struttura del pane.
Il contenuto medio di glutine crudo nella farina di frumento è del 20-30%. In diversi lotti di farina, il contenuto di glutine crudo varia. vasta gamma (16-35%).
La composizione del glutine. Il glutine crudo contiene il 30-35% di solidi e il 65-70% di umidità. I solidi di glutine sono composti per l'80-85% da proteine e varie sostanze farinose (lipidi, carboidrati, ecc.), con le quali reagiscono gliadina e glutenina. Le proteine del glutine legano circa la metà della quantità totale di lipidi della farina. Le proteine del glutine contengono 19 aminoacidi. Predomina l'acido glutammico (circa il 39%), la prolina (14%) e la leucina (8%). Il glutine di diversa qualità ha la stessa composizione amminoacidica, ma diversa struttura molecolare. Le proprietà reologiche del glutine (elasticità, elasticità, estensibilità) determinano in gran parte il valore di cottura della farina di frumento. Esiste una teoria diffusa sul significato dei legami disolfuro in una molecola proteica: più legami disolfuro si verificano in una molecola proteica, maggiore è l'elasticità e minore è l'estensibilità del glutine. Ci sono meno legami disolfuro e idrogeno nel glutine debole che nel glutine forte.
Proteine della farina di segale. In base alla composizione e alle proprietà degli aminoacidi, le proteine della farina di segale differiscono dalle proteine della farina di frumento. La farina di segale contiene molte proteine idrosolubili (circa il 36% della massa totale delle sostanze proteiche) e sali solubili (circa il 20%). Le frazioni prolamina e glutelina della farina di segale hanno un peso molto inferiore e non formano glutine in condizioni normali. Il contenuto proteico totale nella farina di segale è leggermente inferiore a quello della farina di frumento (10-14%). In condizioni speciali, una massa proteica può essere isolata dalla farina di segale, simile al glutine per elasticità ed estensibilità.
Le proprietà idrofile delle proteine della segale sono specifiche. Si gonfiano rapidamente quando si mescolano la farina con l'acqua e una parte significativa di essi si gonfia indefinitamente (peptizza), trasformandosi in una soluzione colloidale. Il valore nutritivo delle proteine della farina di segale è superiore a quello delle proteine del frumento, poiché contengono più aminoacidi essenziali nell'alimentazione, in particolare la lisina.

Carboidrati
Il complesso carboidrato della farina è dominato da polisaccaridi superiori (amido, fibra, emicellulosa, pentosani). Una piccola quantità di farina contiene polisaccaridi simili agli zuccheri (di- e trisaccaridi) e zuccheri semplici (glucosio, fruttosio).
Amido. L'amido, il carboidrato più importante nella farina, è contenuto sotto forma di grani di dimensioni variabili da 0,002 a 0,15 mm. Le dimensioni, la forma, la rigonfiabilità e la gelatinizzazione dei grani di amido sono diverse per i diversi tipi di farina. La dimensione e l'integrità dei grani di amido influiscono sulla consistenza dell'impasto, sulla sua capacità di umidità e sul contenuto di zucchero. I grani di amido piccoli e danneggiati vengono saccarificati più velocemente nel processo di produzione del pane rispetto ai grani grandi e densi.
I grani di amido, oltre all'amido stesso, contengono una piccola quantità di acidi fosforici, silicici e grassi, nonché altre sostanze.
La struttura dei grani di amido è cristallina, finemente porosa. L'amido è caratterizzato da una notevole capacità di adsorbimento, per cui può legare una grande quantità di acqua anche alla temperatura di 30°C, cioè alla temperatura dell'impasto.
Il granello di amido è eterogeneo, è costituito da due polisaccaridi: l'amilosio, che costituisce l'interno del granulo di amido, e l'amilopectina, che ne costituisce la parte esterna. I rapporti quantitativi di amilosio e amilopectina nell'amido di vari cereali sono 1:3 o 1:3,5.
L'amilosio differisce dall'amilopectina per il suo peso molecolare inferiore e la struttura molecolare più semplice. La molecola di amilosio è costituita da 300-800 residui di glucosio che formano catene rettilinee. Le molecole di amilopectina hanno una struttura ramificata e contengono fino a 6000 residui di glucosio. Quando l'amido viene riscaldato con acqua, l'amilosio passa in una soluzione colloidale e l'amilopectina si gonfia, formando una pasta. La gelatinizzazione completa dell'amido di farina, in cui i suoi grani perdono la forma, viene effettuata in un rapporto di amido e acqua di 1: 10.
Sottoposti a gelatinizzazione, i granuli di amido aumentano notevolmente di volume, diventano sciolti e più flessibili all'azione degli enzimi. La temperatura alla quale la viscosità della gelatina di amido è massima è chiamata temperatura di gelatinizzazione dell'amido. La temperatura di gelatinizzazione dipende dalla natura dell'amido e da una serie di fattori esterni: il pH del mezzo, la presenza di elettroliti nel mezzo, ecc.
La temperatura di gelatinizzazione, la viscosità e il tasso di invecchiamento della pasta di amido in diversi tipi di amido non sono gli stessi. L'amido di segale gelatinizza a 50-55°C, l'amido di frumento a 62-65°C, l'amido di mais a 69-70°C. Tali caratteristiche dell'amido sono di grande importanza per la qualità del pane.
La presenza di cloruro di sodio aumenta notevolmente la temperatura di gelatinizzazione dell'amido.
Il significato tecnologico dell'amido di farina nella produzione del pane è molto alto. La capacità di assorbimento d'acqua dell'impasto, i processi di fermentazione, la struttura della mollica di pane, il gusto, l'aroma, la porosità del pane e il tasso di raffermazione dei prodotti dipendono in gran parte dallo stato dei grani di amido. I grani di amido legano una quantità significativa di umidità durante l'impasto. La capacità di assorbimento d'acqua dei piccoli granelli di amido danneggiati meccanicamente è particolarmente elevata, poiché hanno un'ampia superficie specifica. Nel processo di fermentazione e lievitazione dell'impasto, parte dell'amido sotto l'azione della 3-amilasi
saccarificato, trasformandosi in maltosio. La formazione del maltosio è necessaria per la normale fermentazione dell'impasto e la qualità del pane.
Quando si cuoce il pane, l'amido si gelatinizza, legando fino all'80% dell'umidità nell'impasto, il che garantisce la formazione di una mollica di pane asciutta ed elastica. Durante la conservazione del pane, la pasta di amido subisce la stagionatura (sineresi), che è la causa principale della raffermazione dei prodotti del pane.

Cellulosa. La cellulosa (cellulosa) si trova nelle parti periferiche del chicco e quindi si trova in grandi quantità nelle farine ad alto rendimento. La farina integrale contiene circa il 2,3% di fibre e la farina di frumento di altissima qualità contiene lo 0,1-0,15%. La fibra non viene assorbita dal corpo umano e riduce il valore nutritivo della farina. In alcuni casi è utile un alto contenuto di fibre, in quanto accelera la peristalsi del tratto intestinale.

Emicellulose. Si tratta di polisaccaridi appartenenti a pentosani ed esosani. In termini di proprietà fisico-chimiche, occupano una posizione intermedia tra l'amido e la fibra. Tuttavia, le emicellulose non vengono assorbite dal corpo umano. La farina di frumento, a seconda della varietà, ha un contenuto diverso di pentosani, il componente principale dell'emicellulosa.
La farina di grado più alto contiene il 2,6% della quantità totale di pentosani di grano e la farina di II grado contiene il 25,5%. I pentosani si dividono in solubili e insolubili. I pentosani insolubili si gonfiano bene in acqua, assorbendo acqua in una quantità che supera di 10 volte la loro massa.
I pentosani solubili o il muco di carboidrati danno soluzioni molto viscose che, sotto l'influenza di agenti ossidanti, si trasformano in gel densi. La farina di frumento contiene l'1,8-2% di muco, farina di segale - quasi il doppio.

Lipidi
I lipidi sono chiamati grassi e sostanze simili ai grassi (lipoidi). Tutti i lipidi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici.
Il contenuto lipidico totale nel chicco di frumento integrale è di circa il 2,7% e nella farina di frumento 1,6-2%. Nella farina i lipidi sono sia allo stato libero che sotto forma di complessi con proteine (lipoproteine) e carboidrati (glicolipidi). Studi recenti hanno dimostrato che i lipidi associati alle proteine del glutine influenzano significativamente le sue proprietà fisiche.

Grassi. I grassi sono esteri del glicerolo e acidi grassi ad alto peso molecolare. La farina di frumento e segale di varie varietà contiene l'1-2% di grassi. Il grasso che si trova nella farina ha una consistenza liquida. È costituito principalmente da gliceridi degli acidi grassi insaturi: oleico, linoleico (principalmente) e linolenico. Questi acidi hanno un alto valore nutritivo, sono attribuiti loro proprietà vitaminiche. L'idrolisi del grasso durante la conservazione della farina e l'ulteriore conversione degli acidi grassi liberi influiscono in modo significativo sull'acidità, sul gusto della farina e sulle proprietà del glutine.
Lipoidi. I lipidi della farina includono i fosfatidi - esteri del glicerolo e acidi grassi contenenti acido fosforico combinato con alcune basi azotate.

La farina contiene lo 0,4-0,7% di fosfatidi appartenenti al gruppo delle lecitine, in cui la colina è la base azotata. Le lecitine e altri fosfatidi sono caratterizzati da un alto valore nutritivo e sono di grande importanza biologica. Formano facilmente composti con proteine (complessi lipoproteici), che svolgono un ruolo importante nella vita di ogni cellula. Le lecitine sono colloidi idrofili che si gonfiano bene in acqua.
Come tensioattivi, le lecitine sono anche buoni emulsionanti alimentari e miglioratori del pane.

Pigmenti. I pigmenti liposolubili includono carotenoidi e clorofilla. Il colore dei pigmenti carotenoidi nella farina è giallo o arancione e la clorofilla è verde. I carotenoidi hanno proprietà provitaminiche, in quanto sono in grado di trasformarsi in vitamina A nel corpo animale.
I carotenoidi più conosciuti sono gli idrocarburi insaturi. Quando ossidati o ridotti, i pigmenti carotenoidi si trasformano in sostanze incolori. Questa proprietà è alla base del processo di sbiancamento della farina di frumento, che viene utilizzata in alcuni paesi stranieri. In molti paesi lo sbiancamento della farina è vietato, poiché ne riduce il valore vitaminico. La vitamina liposolubile della farina è la vitamina E, le altre vitamine di questo gruppo sono praticamente assenti nella farina.

Minerali
La farina è costituita principalmente da sostanze organiche e una piccola quantità di minerali (ceneri). Le sostanze minerali del chicco sono concentrate principalmente nello strato di aleurone, nei gusci e nell'embrione. Soprattutto molti minerali nello strato di aleurone. Il contenuto di minerali nell'endosperma è basso (0,3-0,5%) e aumenta dal centro alla periferia, quindi il contenuto di ceneri è un indicatore del grado di farina.
La maggior parte dei minerali della farina è costituita da composti del fosforo (50%), nonché potassio (30%), magnesio e calcio (15%).
In quantità trascurabili contiene vari oligoelementi (rame, manganese, zinco, ecc.). Il contenuto di ferro nelle ceneri di diversi tipi di farina è 0,18-0,26%. Una percentuale significativa di fosforo (50-70%) è presentata sotto forma di fitina - (Ca - Mg - sale dell'acido inositolo fosforico). Maggiore è il grado di farina, meno minerali contiene.

Enzimi
I chicchi di cereali contengono una varietà di enzimi, concentrati principalmente nel germe e nelle parti periferiche del chicco. In considerazione di ciò, la farina ad alto rendimento contiene più enzimi rispetto alla farina a basso rendimento.
L'attività enzimatica in diversi lotti di farina della stessa varietà è diversa. Dipende dalle condizioni di crescita, conservazione, modalità di essiccazione e condizionamento del grano prima della macinazione. È stata notata una maggiore attività degli enzimi nella farina ottenuta da grano acerbo, germogliato, congelato o danneggiato da insetti. L'essiccazione del grano in un regime duro riduce l'attività degli enzimi, mentre la conservazione della farina (o del grano) diminuisce leggermente.
Gli enzimi sono attivi solo quando l'umidità dell'ambiente è sufficiente, quindi, quando si conserva una farina con un contenuto di umidità del 14,5% e inferiore, l'azione degli enzimi è molto debole. Dopo l'impasto, iniziano le reazioni enzimatiche nei semilavorati, a cui partecipano gli enzimi idrolitici e redox della farina. Gli enzimi idrolitici (idrolasi) decompongono le sostanze complesse della farina in prodotti di idrolisi solubili in acqua più semplici.
Si noti che la proteolisi nella pasta di frumento è attivata da sostanze contenenti gruppi sulfidrilici e altre sostanze con proprietà riducenti (aminoacido cisteina, tiosolfato di sodio, ecc.).
Le sostanze con proprietà opposte (con le proprietà degli agenti ossidanti) inibiscono significativamente la proteolisi, rafforzano il glutine e la consistenza dell'impasto di grano. Questi includono perossido di calcio, bromato di potassio e molti altri ossidanti. L'effetto degli agenti ossidanti e riducenti sul processo di proteolisi si fa sentire già a dosaggi molto bassi di queste sostanze (centesimi e millesimi di % della massa di farina). C'è una teoria secondo cui l'effetto degli agenti ossidanti e riducenti sulla proteolisi è spiegato dal fatto che cambiano il rapporto tra i gruppi sulfidrilici e i legami disolfuro nella molecola proteica e forse nell'enzima stesso. Sotto l'azione degli agenti ossidanti, si formano legami disolfuro a causa dei gruppi, che rafforzano la struttura della molecola proteica. Gli agenti riducenti rompono questi legami, causando l'indebolimento dell'impasto di glutine e grano. La chimica dell'azione degli agenti ossidanti e riducenti sulla proteolisi non è stata definitivamente stabilita.
L'attività autolitica della farina di frumento e soprattutto di segale è l'indicatore più importante del suo valore di cottura. I processi autolitici nei semilavorati durante la loro fermentazione, lievitazione e cottura dovrebbero procedere con una certa intensità. Con l'aumento o la diminuzione dell'attività autolitica della farina, le proprietà reologiche dell'impasto e la natura della fermentazione dei semilavorati cambiano in peggio e si verificano vari difetti del pane. Per regolare i processi autolitici è necessario conoscere le proprietà dei più importanti enzimi della farina. I principali enzimi idrolitici della farina sono gli enzimi proteolitici e amilolitici.

Enzimi proteolitici. Agiscono sulle proteine e sui loro prodotti di idrolisi.
Il gruppo più importante di enzimi proteolitici sono le proteinasi. Le proteinasi di tipo papaina si trovano nei cereali e nelle farine di vari cereali. Gli indicatori ottimali per l'azione delle proteinasi del grano sono pH 4-5,5 e temperatura 45-47 ° C -
Durante la fermentazione dell'impasto, le proteinasi del grano causano una parziale proteolisi delle proteine.
L'intensità della proteolisi dipende dall'attività delle proteinasi e dalla suscettibilità delle proteine all'azione degli enzimi.
Le proteine delle farine ottenute da cereali di qualità normale sono poco attive. L'aumento dell'attività delle proteinasi si osserva nella farina a base di cereali germogliati e in particolare di cereali colpiti dall'insetto tartaruga. La saliva di questo parassita contiene potenti enzimi proteolitici che penetrano nel grano quando vengono morsi. Durante la fermentazione, la fase iniziale della proteolisi avviene in impasti preparati con farina di qualità normale senza alcun accumulo evidente di azoto idrosolubile.
Durante la preparazione del pane di frumento, i processi proteolitici vengono regolati modificando la temperatura e l'acidità dei semilavorati e aggiungendo agenti ossidanti. La proteolisi è in qualche modo inibita dal sale da cucina.

Enzimi amilolitici. Queste sono p- e a-amilasi. La p-amilasi è stata trovata sia nei chicchi di cereali germinati che nei grani di qualità normale; l'a-amilasi si trova solo nei cereali germogliati. Tuttavia, una notevole quantità di a-amilasi attiva è stata trovata nei chicchi di segale (farina) di qualità normale. a-amilasi si riferisce alle metalloproteine; la sua molecola contiene calcio, p- e a-amilasi si trovano nella farina principalmente in uno stato associato a sostanze proteiche e si scindono dopo la proteolisi. Entrambe le amilasi idrolizzano l'amido e le destrine. I più facilmente decomposti dalle amilasi sono i grani di amido danneggiati meccanicamente, così come l'amido di glutine. I lavori di I. V. Glazunov hanno stabilito che durante la saccarificazione delle destrine con p-amilasi si forma 335 volte più maltosio rispetto alla saccarificazione dell'amido. L'amido nativo viene idrolizzato dalla p-amilasi molto lentamente. p-amilasi, agendo sull'amilosio, lo converte completamente in maltosio. Se esposta all'amilopectina, la p-amilasi scinde il maltosio solo dalle estremità libere delle catene glucoside, causando l'idrolisi del 50-54% della quantità di amilopectina. Le destrine ad alto peso molecolare formate in questo processo conservano le proprietà idrofile dell'amido. l'a-amilasi taglia i rami delle catene glucosidiche dell'amilopectina, trasformandola in destrine a basso peso molecolare che non sono colorate con iodio e mancano delle proprietà idrofile dell'amido. Pertanto, sotto l'azione dell'a-amilasi, il substrato viene notevolmente liquefatto. Quindi le destrine vengono idrolizzate dall'a-amilasi a maltosio. La termolabilità e la sensibilità al pH del mezzo sono diverse per entrambe le amilasi: l'a-amilasi è più stabile termicamente della (3-amilasi), ma è più sensibile all'acidificazione del substrato (abbassamento del pH). pH medio di -4,5-4, 6 e una temperatura di 45-50 ° C. Alla temperatura di 70 ° C, la p-amilasi è inattivata La temperatura ottimale dell'a-amilasi è 58-60 ° C, pH 5,4- 5.8 L'effetto della temperatura sull'attività dell'a-amilasi dipende dalla reazione del mezzo Al diminuire del pH, diminuiscono sia la temperatura ottimale che la temperatura di inattivazione dell'α-amilasi.
Secondo alcuni ricercatori, l'α-amilasi della farina viene inattivata durante la cottura del pane a una temperatura di 80-85 °C, tuttavia, alcuni studi dimostrano che l'α-amilasi è inattivata nel pane di frumento solo a una temperatura di 97-98 °C.
L'attività dell'a-amilasi è significativamente ridotta in presenza del 2% di cloruro di sodio o del 2% di cloruro di calcio (in ambiente acido).
La p-amilasi perde la sua attività se esposta a sostanze (agenti ossidanti) che convertono i gruppi sulfidrilici in disolfuro. La cisteina e altri farmaci con attività proteolitica attivano la p-amilasi Un debole riscaldamento della sospensione acqua-farina (40-50 ° C) per 30-60 minuti aumenta l'attività della farina p-amilasi del 30-40%. Il riscaldamento a una temperatura di 60-70 °C riduce l'attività di questo enzima.
Il significato tecnologico di entrambe le amilasi è diverso.
Durante la fermentazione dell'impasto, la p-amilasi saccarifica parte dell'amido (principalmente grani danneggiati meccanicamente) per formare maltosio. Il maltosio è necessario per ottenere un impasto sfuso e una qualità normale dei prodotti dalla farina di frumento varietale (se lo zucchero non è incluso nella ricetta del prodotto).
L'effetto saccarificante della p-amilasi sull'amido aumenta significativamente durante la gelatinizzazione dell'amido, nonché in presenza di a-amilasi.
Le destrine formate dall'a-amilasi vengono saccarificate dalla p-amilasi molto più facilmente dell'amido.
Sotto l'azione di entrambe le amilasi, l'amido può essere completamente idrolizzato, mentre la sola p-amilasi lo idrolizza di circa il 64%.
La temperatura ottimale per l'a-amilasi viene creata nell'impasto quando si cuoce il pane da esso. L'aumento dell'attività dell'a-amilasi può portare alla formazione di una quantità significativa di destrine nel pangrattato. Le destrine a basso peso molecolare legano male l'umidità della mollica, quindi diventa appiccicosa e rugosa. L'attività dell'a-amilasi nelle farine di frumento e di segale viene solitamente valutata dall'attività autolitica della farina, determinandola dal numero decrescente o dal test autolitico. Oltre agli enzimi amilolitici e proteolitici, altri enzimi influenzano le proprietà della farina e la qualità del pane: lipasi, lipossigenasi, polifenolo ossidasi.

Lipasi. La lipasi scompone i grassi della farina durante lo stoccaggio in glicerolo e acidi grassi liberi. Nel chicco di grano, l'attività della lipasi è bassa. Maggiore è la resa in farina, maggiore è l'attività comparativa della lipasi. L'azione ottimale della lipasi del grano è a pH 8,0. Gli acidi grassi liberi sono le principali sostanze che reagiscono con gli acidi nella farina. Possono subire ulteriori trasformazioni che influiscono sulla qualità di farina - impasto - pane.
Lipossigenasi. La lipossigenasi è uno degli enzimi redox della farina. Catalizza l'ossidazione di alcuni acidi grassi insaturi da parte dell'ossigeno atmosferico, convertendoli in idroperossidi. La lipossigenasi più intensamente ossida gli acidi linoleico, arachidonico e linolenico, che fanno parte del grasso del grano (farina). Allo stesso modo, ma più lentamente, la lipossigenasi nella composizione dei grassi nativi agisce sugli acidi grassi.
I parametri ottimali per l'azione della lipossigenasi sono una temperatura di 30-40 °C e un pH di 5-5,5.
Gli idroperossidi formati dagli acidi grassi sotto l'azione della lipossigenasi sono essi stessi forti agenti ossidanti e hanno un effetto corrispondente sulle proprietà del glutine.
La lipossigenasi si trova in molti cereali, inclusi segale e chicchi di grano.
La polifenolo ossidasi (tirosinasi) catalizza l'ossidazione dell'amminoacido tirosina con la formazione di sostanze di colore scuro - le melanine, che provocano l'oscuramento della mollica di pane da farina di alta qualità. La polifenolo ossidasi si trova principalmente nelle farine ad alto rendimento. Nella farina di frumento di grado II si osserva una maggiore attività di questo enzima rispetto alla farina di qualità superiore o di grado I. La capacità della farina di scurirsi durante la lavorazione dipende non solo dall'attività della polifenolo ossidasi, ma anche dal contenuto di tirosina libera, la cui quantità è insignificante nelle farine di qualità normale. La tirosina si forma durante l'idrolisi di sostanze proteiche, quindi la farina di chicco germogliato o affetta da un insetto di tartaruga, dove la proteolisi è intensa, ha un'elevata capacità di imbrunimento (quasi il doppio di quella della farina normale). L'acidità ottimale della polifenolo ossidasi è nella zona del pH di 7-7,5 e la temperatura ottimale è di 40-50 °C. A pH inferiore a 5,5 la polifenolo ossidasi è inattiva, pertanto, nella lavorazione di farine che hanno la capacità di imbrunire, si consiglia di aumentare l'acidità dell'impasto entro i limiti richiesti.

La composizione chimica della farina dipende dalla composizione del chicco da cui è composta e dalla sua varietà. Più alto è il grado di farina, più amido contiene. Il contenuto di altri carboidrati, oltre a grassi, ceneri, proteine e altre sostanze, aumenta con una diminuzione del grado di farina. Considera le caratteristiche della composizione quantitativa e qualitativa della farina, determina il suo valore nutritivo e le proprietà di cottura.

Azoto e proteine

Le sostanze azotate della farina sono composte principalmente da proteine. Le sostanze azotate non proteiche (amminoacidi, ammidi, ecc.) Sono contenute in una piccola quantità (2--3% della massa totale dei composti azotati). Maggiore è la resa in farina, più in essa sono contenute sostanze azotate e azoto non proteico.

Proteine della farina di frumento

La farina è dominata da proteine semplici - proteine. Le proteine della farina hanno la seguente composizione frazionaria (in%): prolamine 35,6; gluteline 28.2; globuline 12.6; albumine 5.2. Il contenuto medio di proteine nella farina di frumento è del 13-16%, le proteine insolubili sono dell'8,7%. Il contenuto medio di glutine crudo nella farina di frumento è del 20-30%. In diversi lotti di farina, il contenuto di glutine crudo varia. vasta gamma (16--35%).

La composizione del glutine

Il glutine crudo contiene il 30-35% di solidi e il 65-70% di umidità. I solidi di glutine sono composti per l'80-85% da proteine e varie sostanze farinose (lipidi, carboidrati, ecc.), con le quali reagiscono gliadina e glutenina. Le proteine del glutine legano circa la metà della quantità totale di lipidi della farina. Le proteine del glutine contengono 19 aminoacidi. Predomina l'acido glutammico (circa il 39%), la prolina (14%) e la leucina (8%). Il glutine di diversa qualità ha la stessa composizione amminoacidica, ma diversa struttura molecolare. Le proprietà reologiche del glutine (elasticità, elasticità, estensibilità) determinano in gran parte il valore di cottura della farina di frumento.

Carboidrati

Il complesso carboidrato della farina è dominato da polisaccaridi superiori (amido, fibra, emicellulosa, pentosani). Una piccola quantità di farina contiene polisaccaridi simili agli zuccheri (di- e trisaccaridi) e zuccheri semplici (glucosio, fruttosio).

L'amido, il carboidrato più importante nella farina, è contenuto sotto forma di grani di dimensioni variabili da 0,002 a 0,15 mm. Le dimensioni, la forma, la rigonfiabilità e la gelatinizzazione dei grani di amido sono diverse per i diversi tipi di farina. La dimensione e l'integrità dei grani di amido influiscono sulla consistenza dell'impasto, sulla sua capacità di umidità e sul contenuto di zucchero. I grani di amido piccoli e danneggiati vengono saccarificati più velocemente nel processo di produzione del pane rispetto ai grani grandi e densi.

Cellulosa

La cellulosa (cellulosa) si trova nelle parti periferiche del chicco e quindi si trova in grandi quantità nelle farine ad alto rendimento. La farina integrale contiene circa il 2,3% di fibre e la farina di frumento di altissima qualità contiene lo 0,1-0,15%. La fibra non viene assorbita dal corpo umano e riduce il valore nutritivo della farina. In alcuni casi è utile un alto contenuto di fibre, in quanto accelera la peristalsi del tratto intestinale.

Emicellulose

Si tratta di polisaccaridi appartenenti a pentosani ed esosani. In termini di proprietà fisico-chimiche, occupano una posizione intermedia tra l'amido e la fibra. Tuttavia, le emicellulose non vengono assorbite dal corpo umano. La farina di frumento, a seconda della varietà, ha un contenuto diverso di pentosani, il componente principale dell'emicellulosa.

La farina di grado più alto contiene il 2,6% della quantità totale di pentosani di grano e la farina di II grado contiene il 25,5%. I pentosani si dividono in solubili e insolubili. I pentosani insolubili si gonfiano bene in acqua, assorbendo acqua in una quantità che supera di 10 volte la loro massa.

I pentosani solubili o il muco di carboidrati danno soluzioni molto viscose che, sotto l'influenza di agenti ossidanti, si trasformano in gel densi. La farina di frumento contiene l'1,8-2% di muco, farina di segale - quasi il doppio.

I lipidi sono chiamati grassi e sostanze simili ai grassi (lipoidi). Tutti i lipidi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici.

I grassi sono esteri del glicerolo e acidi grassi ad alto peso molecolare. La farina di frumento e segale di varie varietà contiene l'1-2% di grassi. Il grasso che si trova nella farina ha una consistenza liquida. È costituito principalmente da gliceridi degli acidi grassi insaturi: oleico, linoleico (principalmente) e linolenico. Questi acidi hanno un alto valore nutritivo, sono attribuiti loro proprietà vitaminiche. L'idrolisi del grasso durante la conservazione della farina e l'ulteriore conversione degli acidi grassi liberi influiscono in modo significativo sull'acidità, sul gusto della farina e sulle proprietà del glutine.

I lipidi della farina includono i fosfatidi - esteri del glicerolo e acidi grassi contenenti acido fosforico combinato con alcune basi azotate.

La farina contiene 0,4-0,7% di fosfatidi appartenenti al gruppo delle lecitine, in cui la colina è la base azotata. Le lecitine e altri fosfatidi sono caratterizzati da un alto valore nutritivo e sono di grande importanza biologica. Formano facilmente composti con proteine (complessi lipoproteici), che svolgono un ruolo importante nella vita di ogni cellula. Le lecitine sono colloidi idrofili che si gonfiano bene in acqua.

Pigmenti

I pigmenti liposolubili includono carotenoidi e clorofilla. Il colore dei pigmenti carotenoidi nella farina è giallo o arancione e la clorofilla è verde. I carotenoidi hanno proprietà provitaminiche, in quanto sono in grado di trasformarsi in vitamina A nel corpo animale.

Minerali

La farina è costituita principalmente da sostanze organiche e una piccola quantità di minerali (ceneri). Le sostanze minerali del chicco sono concentrate principalmente nello strato di aleurone, nei gusci e nell'embrione. Soprattutto molti minerali nello strato di aleurone. Il contenuto di minerali nell'endosperma è basso (0,3--0,5%) e aumenta dal centro alla periferia, quindi il contenuto di ceneri è un indicatore del grado di farina.

La maggior parte dei minerali della farina è costituita da composti del fosforo (50%), nonché potassio (30%), magnesio e calcio (15%).

In quantità trascurabili contiene vari oligoelementi (rame, manganese, zinco, ecc.). Il contenuto di ferro nelle ceneri di diversi tipi di farina è 0,18-0,26%. Una percentuale significativa di fosforo (50--70%) è presentata sotto forma di fitina - (Ca - Mg - sale dell'acido inositolo fosforico). Maggiore è il grado di farina, meno minerali contiene.

Enzimi

I chicchi di cereali contengono una varietà di enzimi, concentrati principalmente nel germe e nelle parti periferiche del chicco. In considerazione di ciò, la farina ad alto rendimento contiene più enzimi rispetto alla farina a basso rendimento.

L'attività enzimatica in diversi lotti di farina della stessa varietà è diversa. Dipende dalle condizioni di crescita, conservazione, modalità di essiccazione e condizionamento del grano prima della macinazione. È stata notata una maggiore attività degli enzimi nella farina ottenuta da grano acerbo, germogliato, congelato o danneggiato da insetti. L'essiccazione del grano in un regime duro riduce l'attività degli enzimi, mentre la conservazione della farina (o del grano) diminuisce leggermente.

Gli enzimi sono attivi solo quando l'umidità dell'ambiente è sufficiente, quindi, quando si conserva una farina con un contenuto di umidità del 14,5% e inferiore, l'azione degli enzimi è molto debole. Dopo l'impasto, iniziano le reazioni enzimatiche nei semilavorati, a cui partecipano gli enzimi idrolitici e redox della farina. Gli enzimi idrolitici (idrolasi) decompongono le sostanze complesse della farina in prodotti di idrolisi solubili in acqua più semplici.

La farina integrale ha una minore digeribilità e valore energetico, ma un alto valore biologico, contiene più vitamine e minerali.

La farina di grado più elevato è più povera di sostanze utili, poiché si concentrano principalmente nei gusci del chicco e nel germe, che vengono rimossi quando si riceve la farina, ma vengono assorbiti più facilmente e più completamente.

La farina di 2° grado si ottiene da grano tenero. Il colore è bianco con una sfumatura grigio-giallastra. La farina differisce nel contenuto dell'8-10% di gusci, le particelle di farina sono più grandi rispetto al 1 ° grado, di dimensioni eterogenee. Contenuto di glutine - contenuto di ceneri non inferiore al 25% - non superiore all'1,25%. La farina di 2a classe viene utilizzata nella cottura del pane.

La farina integrale è ottenuta da grani teneri con macinazione integrale con macinazione monogrado senza vagliatura della crusca. Resa farina - 96% Colore bianco grigiastro, contenuto di glutine - 20%, contenuto di ceneri, fino al 2%. Usato per cuocere il pane.

La composizione chimica media di vari tipi e varietà di farina, g / 100. tabella 1.

Nome del prodotto

Carboidrati

minerale

Vitamine, mg

Chiamata a valore energetico

Mono e disaccaridi

Cellulosa

Farina di frumento:

Grado superiore

Non riuscivo a contenere tutto in un post, quindi ho dovuto dividerlo in due parti. Inizia e noi continueremo.

Composizione di farina.
Le proprietà di cottura e il valore nutritivo di un particolare tipo di farina dipendono direttamente dalla composizione chimica. Ad esempio, la farina di frumento premium viene prodotta dagli strati centrali dell'endosperma del grano, quindi contiene un massimo di amido, ma un minimo di proteine, grassi, zuccheri, minerali e vitamine.

La tabella mostra la composizione media della farina di frumento e di segale, a seconda della varietà:

Carboidrati.
Il primo posto, sia nella farina di segale che in quella di frumento, è occupato dai carboidrati (amido, zuccheri, pentosani, cellulosa) e dalle proteine, la qualità del futuro impasto dipende direttamente dalle loro proprietà. Sono le proteine che determinano la forza della farina di frumento in altri paesi: più proteine (proteine) nella farina, più è forte (farina). In Russia la forza della farina è definita diversamente, ma ne parleremo più nel prossimo post, ma per ora concentriamoci sulla composizione della farina.

La farina contiene una varietà di carboidrati, il più importante dei quali è l'amido. L'amido nella farina è contenuto sotto forma di grani, di varie forme e dimensioni, a seconda del tipo e del tipo di farina. La parte interna del grano di amido è costituita da polisaccaride di amilosio, costituito da catene lineari o leggermente ramificate di molecole di glucosio collegate da legami tra il 1° e il 4° atomo di carbonio. La parte esterna del granello di amido è costituita da amilopectina, un polisaccaride con legami più stretti di glucosio. Pertanto, in effetti, è il guscio esterno del chicco di amido. I rapporti quantitativi di amilosio e amilopectina nell'amido di vari cereali sono 1:3 o 1:3,5. In acqua calda, l'amilopectina si gonfia e l'amilosio si dissolve.

L'amido determina molte qualità del test futuro. A causa dei carboidrati dell'amido, l'impasto viene fermentato sotto l'azione degli enzimi. Sono i carboidrati dell'amido che sono cibo per il lievito, il cui prodotto di scarto è l'anidride carbonica, allentando l'impasto e dando i buchi preferiti di tutti nella baguette. Inoltre, l'amido assorbe fino all'80% dell'acqua nell'impasto, influenzando notevolmente la formazione dell'impasto. Durante il processo di cottura, è l'amido che è responsabile della lievitazione della pagnotta, poiché riscaldati, i grani di amido che assorbono l'acqua calda si gonfiano, aumentano di volume, diventano più friabili, quindi più suscettibili all'azione degli enzimi amololitici. È l'amido, in quanto principale “carceriere” dell'acqua nell'impasto, che è responsabile dell'indurimento del pane finito, in quanto soggetto a sineresi nel tempo - diminuzione spontanea di volume, dovuta alla compattazione della pasta di amido (cosa porta, mio Dio). A proposito, il processo di rigonfiamento dei grani di amido in acqua calda è chiamato gelatinizzazione. Chiunque abbia incollato la carta da parati a scuola sa di cosa parlo.

Scoiattoli.
Le proteine sono composti organici macromolecolari costituiti da amminoacidi. In una molecola proteica, gli amminoacidi sono legati tra loro da legami peptidici. La composizione delle proteine della farina di frumento e di segale comprende proteine semplici (proteine), costituite solo da residui di amminoacidi, e proteine complesse (proteine).

Il ruolo tecnologico delle proteine della farina nella preparazione del pane è grande. La struttura delle molecole proteiche e le proprietà fisico-chimiche delle proteine determinano le proprietà dell'impasto, influenzano la forma e la qualità del pane. Le proteine hanno una serie di proprietà che sono particolarmente importanti per fare il pane. Il contenuto di proteine nella farina di frumento e di segale varia dal 9 al 26%, a seconda del tipo di grano e delle sue condizioni di crescita. Le proteine sono caratterizzate da molte proprietà fisico-chimiche, di cui le più importanti sono la solubilità, la capacità di gonfiarsi, denaturarsi e idrolizzarsi - Wikipedia vi aiuterà, amici.

Più proteine sono contenute nella farina e maggiore è la loro capacità di rigonfiarsi, più si otterrà glutine crudo, ovvero la presenza di glutine in Russia determina la forza della farina. Una parte significativa delle proteine della farina non si dissolve in acqua, ma si gonfia bene in essa. Le proteine si gonfiano particolarmente bene a una temperatura di circa 30°C, mentre assorbono acqua 2-3 volte più del loro stesso peso - compito delle proteine, in generale. Se riscaldate sopra i 60 ° C, si verifica una denaturazione irreversibile delle proteine - un cambiamento nella struttura della proteina - le proteine perdono la capacità di dissolversi, gonfiarsi e piegarsi, formando una solida cornice che determina la forma e il volume del pane.

Le proteine della farina di segale differiscono per composizione e proprietà dalle proteine del frumento. Circa la metà delle proteine della segale è solubile in acqua o in soluzioni saline. Le proteine della farina di segale hanno un valore nutritivo maggiore rispetto a quelle del frumento (contengono molti aminoacidi essenziali), ma le loro proprietà tecnologiche sono molto inferiori. Le sostanze proteiche della segale non formano glutine. Nell'impasto di segale, la maggior parte delle proteine è sotto forma di una soluzione viscosa, quindi l'impasto di segale manca dell'elasticità e dell'elasticità caratteristiche dell'impasto di frumento.

Cellulosa, emicellulose, pentosani sono inclusi nel gruppo delle fibre alimentari. Le fibre alimentari si trovano principalmente nelle parti periferiche del chicco e quindi sono più abbondanti nelle farine ad alto rendimento. Le fibre alimentari non vengono assorbite dal corpo umano, quindi riducono il valore energetico della farina, mentre aumentano il valore nutritivo di farina e pane, poiché accelerano la motilità intestinale, normalizzano il metabolismo dei lipidi e dei carboidrati nel corpo e contribuiscono alla rimozione di metalli pesanti.

Grassi.
I grassi sono esteri di glicerolo e acidi grassi superiori. La composizione dei grassi della farina comprende principalmente acidi insaturi liquidi (oleico, linoleico o nolenico). Il contenuto di grassi in diverse varietà di farina di frumento e di segale è dello 0,8-2,0% per sostanza secca. Minore è il grado di farina, maggiore è il contenuto di grassi in essa contenuti. Qualsiasi grasso nell'impasto rallenta il processo di fermentazione, questo deve essere preso in considerazione quando si calcola la quantità di lievito, burro e altri muffin nell'impasto, quando convertito nella quantità di farina. Nell'impasto dolce viene messo più lievito rispetto all'impasto del pane, oppure viene utilizzato lievito speciale, con ceppi coltivati appositamente per la cottura.

E l'ultimo per oggi - enzimi.
Gli enzimi sono sostanze di natura proteica che possono catalizzare (accelerare) varie reazioni.
Il grano contiene una varietà di enzimi, concentrati principalmente nel germe e nelle parti periferiche (marginali) del grano. Pertanto, la farina di qualità inferiore contiene più enzimi rispetto alla farina di qualità superiore.
Gli enzimi sono attivi solo in soluzione, quindi, quando si conservano cereali secchi e farina, la loro azione non si manifesta quasi. Dopo aver impastato i semilavorati, molti enzimi iniziano a catalizzare le reazioni di decomposizione di sostanze complesse di farina. L'attività con cui le complesse sostanze insolubili della farina vengono decomposte in sostanze idrosolubili più semplici sotto l'azione dei propri enzimi è chiamata attività autolitica (autolisi - autodecomposizione).

Nel tempo, l'attività degli enzimi non si ferma, spiegando così il significato della mia fermentazione preferita a lungo termine dell'impasto. Con la fermentazione prolungata, grazie all'azione degli enzimi, vengono migliorate le proprietà reologiche dell'impasto, il che comporta la cottura di pane migliore e più gustoso.

L'attività autolitica della farina è un importante indicatore delle sue proprietà di cottura. Sia la bassa che l'alta attività autolitica della farina influiscono negativamente sulla qualità dell'impasto e del pane. È auspicabile che il processo autolitico di decomposizione delle proteine e dell'amido dell'impasto avvenga a una certa velocità moderata. Per regolare i processi autolitici nella produzione del pane è necessario conoscere le proprietà dei più importanti enzimi della farina che agiscono su proteine, amido e altri componenti della farina. Ma per questo è necessario un intero laboratorio chimico e dove trovarlo.

Ciò che ci resta dopo è provare, riprovare e riprovare. Trova da te quel grado e quel tipo di farina, prodotti dai quali ci si addice, come consumatore di prodotti da forno.

Il pane è pace. Conoscere i processi che avvengono durante la preparazione e la cottura del pane è conoscere il mondo intero. Che è quello che voglio per tutti.

La prossima volta parleremo delle proprietà di cottura della farina di frumento e di segale.
E per oggi - tutto!

Il post è stato preparato sulla base dei materiali presentati nel libro di T.B. Tsyganova "Tecnologia della produzione di prodotti da forno", siti http://muka.ucoz.ru e http://www.russbread.ru, nonché proprie conclusioni e osservazioni dell'autore-plagiatore.

Elenco delle letture consigliate:
1. Tsyganova Tatyana Borisovna "Tecnologia della produzione di prodotti da forno". Manuale. 2002.
2. Auerman Lev Yanovich "Tecnologia della produzione di prodotti da forno". Manuale. Edizione 9. 2005.
3. Sarychev Boris Georgievich "Tecnologia e biochimica del pane di segale". 1959

Farina di frumento- forse la farina per panificazione più diffusa al mondo. È disponibile in diversi tipi. La farina di alta qualità (alcuni pacchetti dicono la parola "extra") ha un bel po' di glutine e sembra completamente bianca. Tale farina è ideale per la pasticceria, è spesso usata come addensante nelle salse. La farina di prima scelta va bene per i pasticcini magri e i suoi prodotti diventano raffermo molto più lentamente. In Francia è consuetudine cuocere il pane con farina di frumento di prima qualità. Per quanto riguarda la farina di seconda scelta, contiene fino all'8% di crusca, quindi è molto più scura della prima elementare. È usato nel nostro paese - è da esso che vengono prodotti prodotti magri e pane bianco ordinario e mescolati con farina di segale - nero.

Segale- una delle colture cerealicole più importanti. Il tasso di consumo della farina di segale (in percentuale di tutti i cereali) è di circa 30. Farina di segale ha numerose proprietà benefiche. Contiene gli aminoacidi necessari per il nostro corpo: lisina, fibre, manganese, zinco. La farina di segale contiene il 30% in più di ferro rispetto alla farina di frumento, oltre a 1,5-2 volte più magnesio e potassio. Il pane di segale viene cotto senza lievito e su una pasta madre densa. Pertanto, l'uso del pane di segale aiuta a ridurre il colesterolo nel sangue, migliora il metabolismo, la funzione cardiaca, rimuove le tossine, aiuta a prevenire dozzine di malattie, incluso il cancro. A causa dell'elevata acidità (7-12 gradi), che protegge dall'insorgenza di muffe e processi distruttivi, il pane di segale non è raccomandato per le persone con elevata acidità dell'intestino, che soffrono di ulcera peptica. Il pane di segale al 100% è davvero troppo pesante per il consumo quotidiano. L'opzione migliore: segale 80-85% e grano 15-25%. Varietà di pane di segale: di farina bianca, di farina sbucciata, ricco, semplice, crema pasticcera, Mosca, ecc.

% di carboidrati

% di cellulosa

Contenuto di ceneri %

Valore energetico, kJ

Grano (alta qualità)

Grano (I grado)

Grano (II grado)

Grano (con semi)

La farina è composta da grani macinati in polvere. La struttura di base del pane cotto dipende dalla farina. La farina più comune è la segale, l'orzo, il mais e altri, ma la farina di frumento è più spesso usata per fare il pane, macinata secondo una tecnologia speciale. In media, il grano in fase di trasformazione in farina percorre una distanza di 5 km attraverso vari piani di un moderno mulino. Nella composizione di farina, amido e proteine entrano nel pane.

Oltre all'amido, la farina di frumento contiene sostanze provenienti da tre gruppi proteici idrosolubili: albumina, globulina, proteosa e due gruppi proteici idrosolubili: glutenina e gliadina. Se mescolate con acqua, le proteine solubili si dissolvono e la restante glutenina e gliadina formano la struttura dell'impasto. Quando si impasta la pasta, la glutenina si piega in catene di molecole lunghe e sottili e la gliadina più corta forma ponti tra le catene di glutenina. La rete risultante di queste due proteine è chiamata glutine.

La composizione chimica della farina dipende dal chicco da cui è ottenuta. Poiché la composizione chimica del grano varia a seconda del terreno, del fertilizzante, delle condizioni climatiche, la composizione chimica della farina non è costante. Inoltre, la farina di diverse varietà ottenute dallo stesso grano ha una composizione diversa. Ciò è dovuto al fatto che durante la macinazione del grano, diversi tipi di farina ottengono una quantità ineguale di endosperma, strato di aleurone, gusci e germe. Poiché la composizione chimica di queste parti del grano non è la stessa, diversi tipi di farina hanno una diversa composizione chimica. La composizione della farina comprende le stesse sostanze della composizione del grano: carboidrati, proteine, grassi, ecc.

Proteine della farina di frumento. La farina è dominata da proteine semplici - proteine. Le proteine della farina hanno la seguente composizione frazionaria (in%): prolamine 35,6; gluteline 28.2; globuline 12.6; albumine 5.2. Il contenuto medio di proteine nella farina di frumento è del 13-16%, le proteine insolubili sono dell'8,7%.

Le prolamine e le gluteline di vari cereali hanno le loro caratteristiche nella composizione degli aminoacidi, diverse proprietà fisico-chimiche e nomi diversi. Le prolamine di frumento e di segale sono chiamate gliadine, la prolamina d'orzo è chiamata ordeina, la prolamina di mais è chiamata zeina e la glutelina di frumento è chiamata glutenina.

Va tenuto presente che albumine, globuline, prolamine e gluteline non sono singole proteine, ma solo frazioni proteiche isolate da vari solventi.

Il ruolo tecnologico delle proteine della farina nella preparazione dei prodotti del pane è molto alto. La struttura delle molecole proteiche e le proprietà fisico-chimiche delle proteine determinano le proprietà reologiche dell'impasto, influenzano la forma e la qualità dei prodotti. La natura della struttura secondaria e terziaria della molecola proteica, nonché le proprietà tecnologiche delle proteine della farina, in particolare del grano, dipendono in gran parte dal rapporto tra i gruppi disolfuro e sulfidrilico.

Quando si impastano pasta e altri semilavorati, le proteine si gonfiano, assorbendo la maggior parte dell'umidità. Le proteine della farina di frumento e di segale sono più idrofile, in grado di assorbire fino al 300% di acqua dalla loro massa.

La temperatura ottimale per il rigonfiamento delle proteine del glutine è di 30 °C. Le frazioni di gliadina e glutelina del glutine, isolate separatamente, differiscono per proprietà strutturali e meccaniche. La massa di glutelina idrata è corta estensibile, elastica; la massa della gliadina è liquida, viscosa, priva di elasticità. Il glutine formato da queste proteine comprende le proprietà strutturali e meccaniche di entrambe le frazioni. Durante la cottura del pane, le sostanze proteiche subiscono una denaturazione termica, formando una solida struttura del pane.

La composizione del glutine. Il glutine crudo contiene il 30-35% di solidi e il 65-70% di umidità. I solidi di glutine sono composti per l'80-85% da proteine e varie sostanze farinose (lipidi, carboidrati, ecc.), con le quali reagiscono gliadina e glutenina. Le proteine del glutine legano circa la metà della quantità totale di lipidi della farina. Le proteine del glutine contengono 19 aminoacidi. Predomina l'acido glutammico (circa il 39%), la prolina (14%) e la leucina (8%). Il glutine di diversa qualità ha la stessa composizione amminoacidica, ma diversa struttura molecolare. Le proprietà reologiche del glutine (elasticità, elasticità, estensibilità) determinano in gran parte il valore di cottura della farina di frumento. Esiste una teoria diffusa sul significato dei legami disolfuro in una molecola proteica: più legami disolfuro si verificano in una molecola proteica, maggiore è l'elasticità e minore è l'estensibilità del glutine. Ci sono meno legami disolfuro e idrogeno nel glutine debole che nel glutine forte.

Proteine della farina di segale. In base alla composizione e alle proprietà degli aminoacidi, le proteine della farina di segale differiscono dalle proteine della farina di frumento. La farina di segale contiene molte proteine idrosolubili (circa il 36% della massa totale delle sostanze proteiche) e sali solubili (circa il 20%). Le frazioni prolamina e glutelina della farina di segale hanno un peso molto inferiore e non formano glutine in condizioni normali. Il contenuto proteico totale della farina di segale è leggermente inferiore a quello della farina di frumento (10-14%). In condizioni speciali, una massa proteica può essere isolata dalla farina di segale, simile al glutine per elasticità ed estensibilità.

Le proprietà idrofile delle proteine della segale sono specifiche. Si gonfiano rapidamente quando si mescolano la farina con l'acqua e una parte significativa di essi si gonfia indefinitamente (peptizza), trasformandosi in una soluzione colloidale. Il valore nutritivo delle proteine della farina di segale è superiore a quello delle proteine del frumento, poiché contengono più aminoacidi essenziali nell'alimentazione, in particolare la lisina.

Carboidrati. Il complesso carboidrato della farina è dominato da polisaccaridi superiori (amido, fibra, emicellulosa, pentosani). Una piccola quantità di farina contiene polisaccaridi simili agli zuccheri (di- e trisaccaridi) e zuccheri semplici (glucosio, fruttosio).

Amido. L'amido, il carboidrato più importante nella farina, è contenuto sotto forma di grani di dimensioni variabili da 0,002 a 0,15 mm. Le dimensioni, la forma, la rigonfiabilità e la gelatinizzazione dei grani di amido sono diverse per i diversi tipi di farina. La dimensione e l'integrità dei grani di amido influiscono sulla consistenza dell'impasto, sulla sua capacità di umidità e sul contenuto di zucchero. I grani di amido piccoli e danneggiati vengono saccarificati più velocemente nel processo di produzione del pane rispetto ai grani grandi e densi.

I grani di amido, oltre all'amido stesso, contengono una piccola quantità di acidi fosforici, silicici e grassi, nonché altre sostanze.

La struttura dei grani di amido è cristallina, finemente porosa. L'amido è caratterizzato da una notevole capacità di adsorbimento, per cui può legare una grande quantità di acqua anche alla temperatura di 30°C, cioè alla temperatura dell'impasto.

Il granello di amido è eterogeneo, è costituito da due polisaccaridi: l'amilosio, che costituisce l'interno del granulo di amido, e l'amilopectina, che ne costituisce la parte esterna. I rapporti quantitativi di amilosio e amilopectina nell'amido di vari cereali sono 1:3 o 1:3,5.

L'amilosio differisce dall'amilopectina per il suo peso molecolare inferiore e la struttura molecolare più semplice. La molecola di amilosio è costituita da 300-800 residui di glucosio che formano catene rettilinee. Le molecole di amilopectina hanno una struttura ramificata e contengono fino a 6000 residui di glucosio. Quando l'amido viene riscaldato con acqua, l'amilosio passa in una soluzione colloidale e l'amilopectina si gonfia, formando una pasta. La gelatinizzazione completa dell'amido di farina, in cui i suoi grani perdono la forma, viene effettuata in un rapporto di amido e acqua di 1: 10.

Sottoposti a gelatinizzazione, i granuli di amido aumentano notevolmente di volume, diventano sciolti e più flessibili all'azione degli enzimi. La temperatura alla quale la viscosità della gelatina di amido è massima è chiamata temperatura di gelatinizzazione dell'amido. La temperatura di gelatinizzazione dipende dalla natura dell'amido e da una serie di fattori esterni: il pH del mezzo, la presenza di elettroliti nel mezzo, ecc. La temperatura di gelatinizzazione, la viscosità e la velocità di invecchiamento della pasta di amido in diversi tipi di l'amido non è la stessa cosa. L'amido di segale gelatinizza a 50-55°C, l'amido di frumento a 62-65°C, l'amido di mais a 69-70°C. Tali caratteristiche dell'amido sono di grande importanza per la qualità del pane.

La presenza di cloruro di sodio aumenta notevolmente la temperatura di gelatinizzazione dell'amido.

Il significato tecnologico dell'amido di farina nella produzione del pane è molto alto. La capacità di assorbimento d'acqua dell'impasto, i processi di fermentazione, la struttura della mollica di pane, il gusto, l'aroma, la porosità del pane e il tasso di raffermazione dei prodotti dipendono in gran parte dallo stato dei grani di amido. I grani di amido legano una quantità significativa di umidità durante l'impasto. La capacità di assorbimento d'acqua dei piccoli granelli di amido danneggiati meccanicamente è particolarmente elevata, poiché hanno un'ampia superficie specifica. Nel processo di fermentazione e lievitazione dell'impasto, parte dell'amido sotto l'azione della 3-amilasi viene saccarificata, trasformandosi in maltosio. La formazione del maltosio è necessaria per la normale fermentazione dell'impasto e la qualità del pane. Quando si cuoce il pane, l'amido si gelatinizza, legando fino all'80% dell'umidità nell'impasto, il che garantisce la formazione di una mollica di pane asciutta ed elastica. Durante la conservazione del pane, la pasta di amido subisce la stagionatura (sineresi), che è la causa principale della raffermazione dei prodotti del pane.

Cellulosa. La cellulosa (cellulosa) si trova nelle parti periferiche del chicco e quindi si trova in grandi quantità nelle farine ad alto rendimento. La farina integrale contiene circa il 2,3% di fibre e la farina di frumento di altissima qualità contiene lo 0,1-0,15%. La fibra non viene assorbita dal corpo umano e riduce il valore nutritivo della farina. In alcuni casi è utile un alto contenuto di fibre, in quanto accelera la peristalsi del tratto intestinale.

Emicellulose. Si tratta di polisaccaridi appartenenti a pentosani ed esosani. In termini di proprietà fisico-chimiche, occupano una posizione intermedia tra l'amido e la fibra. Tuttavia, le emicellulose non vengono assorbite dal corpo umano. La farina di frumento, a seconda della varietà, ha un contenuto diverso di pentosani, il componente principale dell'emicellulosa.La farina premium contiene il 2,6% della quantità totale di pentosani di grano e la farina di grado II contiene il 25,5%. I pentosani si dividono in solubili e insolubili. I pentosani insolubili si gonfiano bene in acqua, assorbendo acqua in una quantità che supera di 10 volte la loro massa. I pentosani solubili o il muco di carboidrati danno soluzioni molto viscose che, sotto l'influenza di agenti ossidanti, si trasformano in gel densi. La farina di frumento contiene l'1,8-2% di muco, farina di segale - quasi il doppio.

Lipidi. I lipidi sono chiamati grassi e sostanze simili ai grassi (lipoidi). Tutti i lipidi sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici. Il contenuto lipidico totale nel chicco di frumento integrale è di circa il 2,7% e nella farina di frumento 1,6-2%. Nella farina i lipidi sono sia allo stato libero che sotto forma di complessi con proteine (lipoproteine) e carboidrati (glicolipidi). Studi recenti hanno dimostrato che i lipidi associati alle proteine del glutine influenzano significativamente le sue proprietà fisiche.

Lipoidi. I lipidi della farina includono i fosfatidi - esteri del glicerolo e acidi grassi contenenti acido fosforico combinato con alcune basi azotate.

Pigmenti. I pigmenti liposolubili includono carotenoidi e clorofilla. Il colore dei pigmenti carotenoidi nella farina è giallo o arancione e la clorofilla è verde. I carotenoidi hanno proprietà provitaminiche, in quanto sono in grado di trasformarsi in vitamina A nel corpo animale.

I carotenoidi più conosciuti sono gli idrocarburi insaturi. Quando ossidati o ridotti, i pigmenti carotenoidi si trasformano in sostanze incolori. Questa proprietà è alla base del processo di sbiancamento della farina di frumento, che viene utilizzata in alcuni paesi stranieri. In molti paesi lo sbiancamento della farina è vietato, poiché ne riduce il valore vitaminico. La vitamina liposolubile della farina è la vitamina E, le altre vitamine di questo gruppo sono praticamente assenti nella farina.

Minerali. La farina è costituita principalmente da sostanze organiche e una piccola quantità di minerali (ceneri). Le sostanze minerali del chicco sono concentrate principalmente nello strato di aleurone, nei gusci e nell'embrione. Soprattutto molti minerali nello strato di aleurone. Il contenuto di minerali nell'endosperma è basso (0,3--0,5%) e aumenta dal centro alla periferia, quindi il contenuto di ceneri è un indicatore del grado di farina.

La maggior parte dei minerali della farina è costituita da composti del fosforo (50%), nonché potassio (30%), magnesio e calcio (15%).

Enzimi. I chicchi di cereali contengono una varietà di enzimi, concentrati principalmente nel germe e nelle parti periferiche del chicco. In considerazione di ciò, la farina ad alto rendimento contiene più enzimi rispetto alla farina a basso rendimento.

Si noti che la proteolisi nella pasta di frumento è attivata da sostanze contenenti gruppi sulfidrilici e altre sostanze con proprietà riducenti (aminoacido cisteina, tiosolfato di sodio, ecc.).

Le sostanze con proprietà opposte (con le proprietà degli agenti ossidanti) inibiscono significativamente la proteolisi, rafforzano il glutine e la consistenza dell'impasto di grano. Questi includono perossido di calcio, bromato di potassio e molti altri ossidanti. L'effetto degli agenti ossidanti e riducenti sul processo di proteolisi si fa sentire già a dosaggi molto bassi di queste sostanze (centesimi e millesimi di % della massa di farina). C'è una teoria secondo cui l'effetto degli agenti ossidanti e riducenti sulla proteolisi è spiegato dal fatto che cambiano il rapporto tra i gruppi sulfidrilici e i legami disolfuro nella molecola proteica e forse nell'enzima stesso. Sotto l'azione degli agenti ossidanti, si formano legami disolfuro a causa dei gruppi, che rafforzano la struttura della molecola proteica. Gli agenti riducenti rompono questi legami, causando l'indebolimento dell'impasto di glutine e grano. La chimica dell'azione degli agenti ossidanti e riducenti sulla proteolisi non è stata definitivamente stabilita.

L'attività autolitica della farina di frumento e soprattutto di segale è l'indicatore più importante del suo valore di cottura. I processi autolitici nei semilavorati durante la loro fermentazione, lievitazione e cottura dovrebbero procedere con una certa intensità. Con l'aumento o la diminuzione dell'attività autolitica della farina, le proprietà reologiche dell'impasto e la natura della fermentazione dei semilavorati cambiano in peggio e si verificano vari difetti del pane. Per regolare i processi autolitici è necessario conoscere le proprietà dei più importanti enzimi della farina. I principali enzimi idrolitici della farina sono gli enzimi proteolitici e amilolitici.

Durante la fermentazione dell'impasto, le proteinasi del grano causano una parziale proteolisi delle proteine. L'intensità della proteolisi dipende dall'attività delle proteinasi e dalla suscettibilità delle proteine all'azione degli enzimi.

Le proteine delle farine ottenute da cereali di qualità normale sono poco attive. L'aumento dell'attività delle proteinasi si osserva nella farina a base di cereali germogliati e in particolare di cereali colpiti dall'insetto tartaruga. La saliva di questo parassita contiene potenti enzimi proteolitici che penetrano nel grano quando vengono morsi. Durante la fermentazione, la fase iniziale della proteolisi avviene in impasti preparati con farina di qualità normale senza alcun accumulo evidente di azoto idrosolubile. Durante la preparazione del pane di frumento, i processi proteolitici vengono regolati modificando la temperatura e l'acidità dei semilavorati e aggiungendo agenti ossidanti. La proteolisi è in qualche modo inibita dal sale da cucina.

Secondo alcuni ricercatori, l'α-amilasi della farina viene inattivata durante la cottura del pane a una temperatura di 80–85 °C, tuttavia, alcuni studi dimostrano che l'α-amilasi è inattivata nel pane di frumento solo a una temperatura di 97–98 °C. L'attività dell'a-amilasi è significativamente ridotta in presenza del 2% di cloruro di sodio o del 2% di cloruro di calcio (in ambiente acido). La p-amilasi perde la sua attività se esposta a sostanze (agenti ossidanti) che convertono i gruppi sulfidrilici in disolfuro. La cisteina e altri farmaci con attività proteolitica attivano la p-amilasi Il riscaldamento debole di una sospensione di acqua e farina (40-50 ° C) per 30-60 minuti aumenta l'attività della farina p-amilasi del 30-40%. Il riscaldamento a una temperatura di 60--70 °C riduce l'attività di questo enzima. Il significato tecnologico di entrambe le amilasi è diverso.

Durante la fermentazione dell'impasto, la p-amilasi saccarifica parte dell'amido (principalmente grani danneggiati meccanicamente) per formare maltosio. Il maltosio è necessario per ottenere un impasto sfuso e una qualità normale dei prodotti dalla farina di frumento varietale (se lo zucchero non è incluso nella ricetta del prodotto).

L'effetto saccarificante della p-amilasi sull'amido aumenta significativamente durante la gelatinizzazione dell'amido, nonché in presenza di a-amilasi.

Le destrine formate dall'a-amilasi vengono saccarificate dalla p-amilasi molto più facilmente dell'amido.

Sotto l'azione di entrambe le amilasi, l'amido può essere completamente idrolizzato, mentre la sola p-amilasi lo idrolizza di circa il 64%.

La temperatura ottimale per l'a-amilasi viene creata nell'impasto quando si cuoce il pane da esso. L'aumento dell'attività dell'a-amilasi può portare alla formazione di una quantità significativa di destrine nel pangrattato. Le destrine a basso peso molecolare legano male l'umidità della mollica, quindi diventa appiccicosa e rugosa. L'attività dell'a-amilasi nelle farine di frumento e di segale viene solitamente valutata dall'attività autolitica della farina, determinandola dal numero decrescente o dal test autolitico. Oltre agli enzimi amilolitici e proteolitici, altri enzimi influenzano le proprietà della farina e la qualità del pane: lipasi, lipossigenasi, polifenolo ossidasi.

Lipossigenasi. La lipossigenasi è uno degli enzimi redox della farina. Catalizza l'ossidazione di alcuni acidi grassi insaturi da parte dell'ossigeno atmosferico, convertendoli in idroperossidi. La lipossigenasi più intensamente ossida gli acidi linoleico, arachidonico e linolenico, che fanno parte del grasso del grano (farina). Allo stesso modo, ma più lentamente, la lipossigenasi nella composizione dei grassi nativi agisce sugli acidi grassi.

I parametri ottimali per l'azione della lipossigenasi sono una temperatura di 30–40 °C e un pH di 5–5,5.

Gli idroperossidi formati dagli acidi grassi sotto l'azione della lipossigenasi sono essi stessi forti agenti ossidanti e hanno un effetto corrispondente sulle proprietà del glutine.

La lipossigenasi si trova in molti cereali, inclusi segale e chicchi di grano.

La polifenolo ossidasi (tirosinasi) catalizza l'ossidazione dell'amminoacido tirosina con la formazione di sostanze di colore scuro - le melanine, che provocano l'oscuramento della mollica di pane da farina di alta qualità. La polifenolo ossidasi si trova principalmente nelle farine ad alto rendimento. Nella farina di frumento di grado II si osserva una maggiore attività di questo enzima rispetto alla farina di qualità superiore o di grado I. La capacità della farina di scurirsi durante la lavorazione dipende non solo dall'attività della polifenolo ossidasi, ma anche dal contenuto di tirosina libera, la cui quantità è insignificante nelle farine di qualità normale. La tirosina si forma durante l'idrolisi di sostanze proteiche, quindi la farina di chicco germogliato o affetta da un insetto di tartaruga, dove la proteolisi è intensa, ha un'elevata capacità di imbrunimento (quasi il doppio di quella della farina normale). L'acidità ottimale della polifenolo ossidasi è nella zona del pH di 7–7,5 e la temperatura ottimale è di 40–50 ° C. A pH inferiore a 5,5 la polifenolo ossidasi è inattiva, pertanto, nella lavorazione di farine che hanno la capacità di imbrunire, si consiglia di aumentare l'acidità dell'impasto entro i limiti richiesti.

vitamine.La farina contiene vitamine B 6 , B 12 , PP, ecc. Il contenuto di queste vitamine dipende principalmente dal tipo di farina. Nella farina dei gradi più alti di vitamine, ci sono significativamente meno vitamine rispetto alla farina dei gradi inferiori. Ciò è dovuto al fatto che le vitamine sono contenute principalmente nel germe e nello strato di aleurone del chicco, che sono poche nelle farine di grado più alto.