При производстве муки из пшеницы, ячменя, овса и других культур используется как перемолотое зерно, так и сопутствующие продукты переработки, например: зародышевые хлопья или отруби. Отсутствие строгого контроля процентного соотношения пропорций позволяет производить муку различных сортов высокого качества. Современные технологии позволяют контролировать процесс на всех стадиях производства.
Контроль и улучшение качества муки
Мукомольная отрасль давно работает над созданием и использованием методов переработки зерновых культур с целью получения качественно нового продукта в виде муки и прочих композитных смесей.
Процентное соотношение каждого зернового составляющего в конечном продукте определяется технологическими требованиями к последнему. Многосоставность мучных продуктов способствует расширению ассортимента благодаря использованию большого количества сырьевых ингредиентов. Это также позволяет производить сорта муки улучшенного качества, с большей пищевой ценностью, а также муку лечебного или диетического назначения.
Развитие мукомольной промышленности и гибкая система законов, регулирующая качество пищевых продуктов в РФ, позволяет производить сегодня муку без строгого контроля пропорций.
Как следствие этому наблюдается развитие кондитерского, хлебопекарного и других видов пищевых производств.
Муку производят не только из различных зерновых культур, но и из производных продуктов. Допускается также и смешивание различных сортов муки. Отсутствие строгой регламентированности позволяет использовать зерновые ресурсы с большей производительностью, минимизируя побочные отходы, а также дает возможность обеспечить рынок мукой повышенного качества с более сбалансированным составом.
Так как зерно выращивается в различных климатических, почвенных, агротехнических и прочих условиях, то и общее качество зерновой массы в конечном итоге получается неоднородным. Современный рынок мучных изделий и пищевая промышленность в целом требуют более стандартизированных качеств конечного продукта.
Снижение качества продукта
В последний период в Российской Федерации наблюдается тенденция общего снижения качества пшеницы. Пшеница высших хлебных сортов и товарных классов на современном российском рынке постепенно исчезает. Вместо неё производители вынуждены использовать зерно более низкого качества (3-5 класса). По статистике, 65% товарного зерна в РФ соответствуют качеству третьему и четвертому классу. К тому же, четвёртый класс составляет от 30% до 74% от общей массы зерновых в зависимости от конкретного региона. Общая масса непродовольственного зерна по всей России в целом варьируется в пределах 35%.
Около 80% зерновой массы с плохим свойством клейковины, с низкой или высокой активностью различных ферментов, что обуславливается примесью некачественного зерна, перерабатывается сегодня на мукомольных предприятиях РФ.
Такое низкое качество продовольственной пшеницы получают из-за большого процентного соотношения некондиционного зерна:
- Новреждённого зерна насекомыми;
- Проросшей пшеницы;
- Повреждённого морозами зерна;
- Высушенного зерна с нарушением технологических процессов.
Новейшие разработки в технологиях переработки зернового сырья позволяют повысить хлебопекарные качества муки путем устранения дефектного зерна либо его анатомических составляющих, которые ухудшают качество конечного продукта. Всероссийский научно-исследовательский институт зерна разработал в своём Государственном научном учреждении специальную технологию воздушно-ситового сепарирования зерновых продуктов, которые помогают повысить качество хлебных сортов пшеницы. Это позволяет не только отсеять поврежденные зерна от основной массы, но и причислить фуражную пшеницу к продовольственному сырью. Еще качество муки повышается при повышении помола даже проросшего зерна в условиях теплого и жаркого климата.
А за рубежом для улучшения качественных показателей используются различные хлебопекарные улучшители в виде таких ферментных препаратов, как α-амилаза. Мукомольные предприятия пошли на такой шаг из-за необходимости корректировки свойств мучного сырья, чтобы удовлетворить запросам хлебопекарных предприятий на ограничения по муке высокого или стабильно высокого качества.
Использование таких улучшителей зарекомендовало себя с лучшей стороны, так как они обеспечивают высокую точность контроля качества мучного сырья. К сожалению, в России такой метод контроля качества и его прогнозирования используется только хлебопекарными производителями. У нас в стране принято использовать комплексные препараты, которые воздействуют на несколько веществ муки.
Мукомольные предприятия
Специфика работы мукомольных предприятий определяет требования к тем самым улучшителям. На сегодняшний день препараты разделяются по своим показателям качества и общей применяемости согласно таким факторам, как:
- Физические свойства (улучшители качества муки и мучных изделий в целом могут быть как в жидком, так и в сухом виде);
- Фракционные свойства сыпучих улучшителей (используются мелкодисперсные и крупнодисперсные вещества для возможности точной дозировки, равномерного смешивания и растворения в процессе производства мучных продуктов);
- Цена добавок (определяет целесообразность использования улучшителей и рентабельность мукомольных предприятий в целом, что непосредственно влияет на стоимость конечного продукта).
Ежегодные исследования Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки показали, что даже пшеница 3 класса содержит клейковину на очень низком уровне, что соответствует 23% от общего состава зерновой массы. Несмотря на то, что это очень низкий показатель для зерна такого сорта, качественные показатели его не прекращают ухудшаться из года в год по различным причинам:
- Общее ухудшение экологической ситуации;
- Нарушение правил посева и сбора урожая;
- Использование химикатов для обработки посевного материала;
- Нарушение правил хранения и транспортировки зерна.
Мука, которая была произведена из зерна подобного класса, практически никогда не отвечает требованиям государственных стандартов. При экспериментальном помоле зерна 3 класса было выявлено, что состав клейковины в муке находится на отметке ниже 30% от требований ГОСТа. А количество клейковины в мучном сырье из пшеницы 4 класса не удовлетворяет даже техническим условиям (ТУ)8 РФ 11-95-91. Хлеб из такой муки принято считать нестандартным или низкокачественным.
В таких ситуациях повысить качественные показатели муки поможет сухая пшеничная клейковина. СПК является натуральным веществом, которое можно использовать в качестве добавок в неограниченных количествах.
Преимущества сухой клейковины:
- Сухое физическое состояние клейковины;
- Мелкодисперсность раствора;
- Светлые оттенки порошка, что позволяет повысить качество муки, не изменяя ее внешний вид;
- Низкое содержание влаги в растворе;
- Хорошая сыпучесть.
Это позволяет не только улучшить качественные показатели муки по ГОСТу, но и избежать снижения органолептических свойств мучного сырья.
Сухая пшеничная клейковина
Использование пшеничной клейковины позволяет применять муку более низких сортов, экономя высокосортные сорта пшеницы. Клейковина способствует улучшенной водопоглотительной функции теста, а также способствует улучшению качественных показателей хлеба: структурно-механических и физических. Такой хлеб хранится значительно дольше обычного.
Физические особенности теста улучшаются при добавлении сухой клейковины. Добиться эффекта сильной муки из низкосортного зерна можно при добавлении этого препарата в пределах, не превышающих 4% от общей массы. При массовой доле сухой клейковины, превышающей эти нормы, физические свойства теста и качества хлеба в целом остаются неизменными, поэтому рекомендуется использование сухой пшеничной клейковины в пределах 2-4%.
Используя клейковину в пределах 3-4%, можно произвести коррекцию качественного состава муки, переводя ее из слабой неудовлетворительной третьей группы во вторую слабую удовлетворительную.
Использование клейковины является не только экономически целесообразным, а также выгодно с точки зрения повышения качества продуктов.
Мука с дополнительной клейковиной имеет повышенные показатели зольности в отличие от муки из сортового зерна. Из-за зольности, большого количества растительных белков и минералов также повышаются и питательные ценности муки. Количественная составляющая зольности прямо пропорциональна количеству искусственной клейковины в муке и варьируется из расчёта 0,01% на каждый 1% сухой клейковины.
Все эти показатели свидетельствуют о том, что СПК в качестве улучшителя наилучшим образом подходит для повышения качества конечного продукта.
Амилолитическая активность муки
Так как большинство товарного зерна выращивается в зонах жаркого климата и низкой влажности, то и качественные характеристики мучного сырья в виде числа падения меняются. Из-за низкой амилолитической активности составных элементов муки хлеб выглядит более сбитым, бледным, сухим и плотным. Амилолитическая активность находится в обратной зависимости от показателя числа падения.
В результате слабой интенсивности протекания физико-химических процессов в тесте хлеб не поднимается, остаётся бледным и имеет низкую пористость.
Для нормальной муки это число варьируется в пределах 250-300, а для муки из зерна с пониженной амилолитической активностью в пределах 300-400 единиц. Причинами уменьшения активности амилолитического характера являются низкая атака зерен крахмала в мучном составе, а также пониженная активность собственных амилолитических ферментов. Из-за этого тесту недостает моносахаридов, которые обеспечили бы полноценную деятельность дрожжей и реакцию меланоидинообразования.
Собственную амилолитическую активность муки можно повысить с помощью корректора, в котором содержится, расщепляющий на декстрины крахмал, фермент. Этот корректор действует, как обычный разрыхлитель теста. При его участии увеличиваются газообразование и сахарообразовательные процессы в тесте, а как следствие – и объемные показатели.
При возникновении дефицита муки высшего сорта на предприятиях по изготовлению хлебопекарной продукции часто используется мука 1 и 2 сорта с улучшенными физико-химическими показателями. Из-за низкого содержания белка и большого процента отрубянистых веществ в такой муке изменяется цвет готовой продукции. В отрубях содержится фермент под названием тиранозидаза, который окисляет тирозин, из-за чего хлеб и получается серого цвета. Для кондитерской выпечки используются дополнительные корректоры.
Выращивание пшеницы в условиях высоких температур и низкой влажности способствует приобретению таким зерном только одного позитивного качества — повышения содержания клейковины. Однако такая клейковина не отличается высоким качеством. Более того, процентное содержание жира и крахмала в таком зерне снижается.
Высокие температуры активизируют процессы образования абсолютно всех веществ в зерне, что выражается в увеличении β-связей и инактивации ферментов. Повышенная температура способствует крайним колебаниям единиц деформации клейковины в пределах от 0 до 50, из-за чего она может становиться неудовлетворительно крепкой. Сухая и жаркая погода также инактивирует протеиназные ферменты, вследствие чего выпечка получается с излишней пористостью, с крошащимся мякишем и имеет недостаточный объем.
Ферментные препараты — решение проблемы некачественной муки
Разрешение проблем некачественной муки принято осуществлять на производственных предприятиях при помощи ферментных препаратов. Низкое качество муки обуславливается короткорвущейся клейковой способностью теста.
Для улучшения свойств мучного сырья ещё на мельничном предприятии наряду с другими современными препаратами принято использовать гемицеллюлазу, которая позволяет гидролизировать связи между молекулами ксилозы в своеобразные цепочки, что позволяет увеличить водопоглотительные качества муки.
После этого улучшается растяжимость клейковины, что способствует удержанию газа в тесте и общему подъему выпечки. Принято использовать грибную и бактериальную гемицеллюлазу. Симбиотическая деятельность этих двух препаратов в тесте способствует повышению качества готовых хлебопродуктов.
При помощи протеазы ускоряются процессы расщепления белковых веществ, способствующих синтезу молекулярных азотистых соединений. Протеаза также способствует разжижжению теста, в котором ускоряются процессы брожения и спиртообразования. Для повышения качества муки используются преимущественно зарубежные ферментативные улучшители, которые применяются чаще всего еще на стадии переработки зерна мукомольными предприятиями.
Улучшение условий хранения зерна и постоянный мониторинг зерновых масс способствуют повышению качества конечной продукции. В процессе хранения зерна происходит его сушка, очистка, что прямо пропорционально влияет на естественные потери, которые составляют около 10% или 24 млрд. руб., по данным Минсельхоза России.
С целью уменьшения потерь внедряются новейшие метрологические технологии, разрабатываются новые программы мониторинга, анализа и учета. В настоящее время уже активно используются технологии, частично позволяющие производить компьютерную диагностику зерна и следить за его состоянием вплоть до контроля его структурных показателей.
