Wpływ amylozy na wilgotność miękiszu chleba
- Szczegóły
W literaturze i prasie jest wiele informacji na temat technologii produkcji pieczywa żytniego. Wychodząc z założenia, że nie wszyscy wszystko już przeczytali, podjąłem się zadania, aby w możliwie przystępny sposób omówić zagadnienie produkcji tego popularnego niegdyś pieczywa, głównie chleba, którego spożycie obecnie spada.
Wśród krajów europejskich, oprócz Polski, technologię produkcji pieczywa żytniego rozwinęły i kontynuują: Niemcy, Austria, Czechy, Słowacja, Rosja, Białoruś, Litwa, Łotwa i Estonia oraz Szwecja. Niestety, w tych państwach, podobnie jak w Polsce, spożycie owego cennego produktu spożywczego ciągle spada.
Dlaczego jemy coraz mniej pieczywa żytniego?
Główną przyczyną znikania pieczywa żytniego z naszego jadłospisu jest wzrost stopy życiowej konsumentów i związane z tym poszukiwania produktów spożywczych charakteryzujących się atrakcyjnym wyglądem i bardzo dobrym smakiem. Pieczywo żytnie przegrywa tę konkurencję z pszennym, które ma odpowiednio większą objętość w stosunku do wagi jednostkowej, bardziej zachęcający wygląd - głównie skórkę oraz jaśniejszy i delikatniejszy miękisz. Nie bez znaczenia są też łagodny smak i delikatna struktura miękiszu pieczywa pszennego, żytnie charakteryzuje się większą zwartością oraz kwaskowatością.
Niebagatelny wpływ na to zjawisko ma również ustawiczna antyreklama w prasie codziennej i kolorowej oraz w telewizji, przedstawiająca pieczywo jako produkt wysokokaloryczny, powodujący nadwagę. Tymczasem pieczywo żytnie spożywane na śniadanie daje długotrwałe uczucie sytości i poprawia przemianę materii. Dietetycy zalecający rezygnację z pieczywa w diecie zapominają, że to nie rodzaj pożywienia, ale jego ilość decyduje o przyroście wagi.
Rezygnujemy z pieczywa żytniego także ze względu na jego jakość, niespełniającą oczekiwań konsumentów, wynikającą z błędów popełnianych w procesie technologicznym. Można odnieść wrażenie, że większość piekarzy znających tajniki prawidłowej produkcji pieczywa żytniego albo przeszła już na emeryturę, albo wyjechała za granicę.
Przeczytaj także: Jakość powietrza wewnątrz budynków
Chleb żytni i mieszany z dużą zawartością mąki żytniej produkowany w tzw. polskich piekarniach jest produktem poszukiwanym za granicą i to nie tylko przez naszych rodaków. Może duża konkurencja między producentami pieczywa w Polsce nie pozwala na prowadzenie pełnego, pięciofazowego procesu produkcji? Może konieczność ograniczania kosztów produkcji nie pozwala na zatrudnianie wykwalifikowanych fachowców? To tylko przypuszczenia, ale faktem jest, że niejednokrotnie kupując żytni chleb, doznawałem rozczarowania.
Niestety, pieczywo żytnie, a szczególnie razowe, nie toleruje drogi na skróty. Nie pomoże tu żaden „suchy zakwas”, bo nie wytworzy pełnego aromatu i smaku żytniego chleba, ani żaden polepszacz - bo polepszacze są przeznaczone i najskuteczniejsze w produkcji pieczywa pszennego. Najlepszym polepszaczem dla pieczywa żytniego jest mąka pszenna, ale można jej dodać tylko do 10%. Głównym sposobem na uzyskanie dobrej jakości pieczywa żytniego jest prawidłowo poprowadzony, pełny proces ukwaszenia ciasta.
Dobra mąka to dobre pieczywo
Wszyscy się zgodzą, że aby pieczywo cechowała wysoka jakość, potrzebne są surowce o pożądanych właściwościach technologicznych i fizykochemicznych. Aby mieć mąkę dobrej i stabilnej jakości, nie można kupować jej z podejrzanego źródła, kierując się niską ceną. Najczęściej bywa tak, że profity uzyskane z zakupu taniego surowca nie pokrywają strat spowodowanych niską jakością wyrobu końcowego, a więc utraty klientów.
Kupując mąkę, należy zwrócić uwagę na jej cechy organoleptyczne, takie jak barwa odpowiednia dla danego typu oraz swoisty smak i zapach. Wykluczone są obce smaki i zapachy, a szczególnie zapach stęchły, wskazujący na mąkę starą, psującą się. Niedopuszczalna jest obecność zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych oraz szkodników zbożowo-mącznych i innych oraz ich pozostałości. Atest powinien określać też zawartość metali szkodliwych dla zdrowia.
Wartość wypiekowa mąki żytniej określana jest na podstawie barwy i granulacji. W jej przypadku znaczenie barwy jest mniejsze niż w odniesieniu do mąki pszennej, gdyż z reguły jest ona od niej ciemniejsza dla porównywalnych typów i ma większą skłonność do ciemnienia podczas produkcji chleba. Natomiast granulacja mąki żytniej ma równie duże znaczenie technologiczne jak w przypadku mąki pszennej.
Przeczytaj także: Wpływ mas powietrza na klimat
Na przydatność mąki żytniej do wypieku wpływa głównie stopień oddziaływania enzymów rozkładających skrobię i substancje śluzowe. Zdolność wiązania wody przez skrobię i substancje śluzowe w mące żytniej jest czterokrotnie większa niż glutenu pszennego. Dlatego przy jej ocenie ważna jest wielkość liczby opadania, wskazująca na aktywność enzymatyczną mąki.
Mąka żytnia nie nadaje się do bezpośredniego wypieku pieczywa o wysokim stopniu ukwaszenia. Przy doborze mąki do produkcji pieczywa należy też brać pod uwagę jej dojrzałość, uzyskiwaną po odpowiednim czasie leżakowania. Dotyczy to szczególnie mąki z ziarna świeżego. Mąka taka wykazuje ograniczoną chłonność wody, wobec czego ciasto podczas rozrostu szybko się rozpływa, co skutkuje małym przypiekiem.
Woda w procesie produkcji pieczywa
Nieodzownym surowcem w produkcji pieczywa jest woda. Ta stosowana w piekarstwie do celów technologicznych powinna spełniać wymogi stawiane wodzie pitnej. Szczególnie ważna jest jej biologiczna czystość określana przez zawartość organicznych związków azotowych, węglowodanów i bakterii. Nadzór nad tymi parametrami sprawują stacje sanitarno-epidemiologiczne.
Technologiczna przydatność wody zależy też od jej twardości (zawartość soli wapnia i magnezu). Woda twarda, a także chlorowana poprawiają właściwości fizyczne glutenu. Jednakże zbyt twarda woda hamuje pracę drożdży oraz bakterii kwasu mlekowego. Ważny pod względem technologicznym jest odczyn pH, który wpływa na rozwój mikroflory, zwłaszcza drożdży. Wysokie pH, właściwe dla odczynu zasadowego, oddziałuje na pracę drożdży hamująco.
Drożdże w produkcji pieczywa
Drożdże to produkt służący do wywołania w cieście fermentacji glukozy, w wyniku której powstają dwutlenek węgla i alkohol etylowy, tj. produkty, dzięki którym pieczywo uzyskuje odpowiednią objętość, porowatość i elastyczność. Tradycyjne receptury na pieczywo żytnie nie przewidują stosowania drożdży ze względu na zawartość w mące żytniej bogatej mikroflory, w tym dzikich drożdży rodzimych. Jednak współczesna technologia produkcji pieczywa żytniego coraz częściej wykorzystuje drożdże, dzięki czemu proces fermentacji ciasta jest bardziej stabilny.
Przeczytaj także: Spalanie w silniku i jakość filtra
Aby drożdże były przydatne do produkcji pieczywa, powinny spełniać wymagania określone stosowną normą przedmiotową. Parametry te powinny widnieć na ateście jakościowym dostarczanym przez ich producenta. Przydatność technologiczną drożdży określa tzw. siła pędna mierzona czasem niezbędnym do podniesienia ciasta na określoną wysokość w standardowych warunkach lub ilością wytworzonego dwutlenku węgla (CO2) w cm3.
Sól w produkcji pieczywa
Sól - dokładniej chlorek sodu NaCl (sól kuchenna) - jest stosowana w piekarstwie w formie soli kamiennej (białej lub szarej) lub też warzonej (białej, bardzo sypkiej). Wymagania w odniesieniu do soli określają jej konsystencję (sucha i sypka), barwę (biała) oraz smak (słony, bez obcych posmaków) i zapach (neutralny, bez obcych zapachów). Sól powinna łatwo rozpuszczać się w wodzie i tworzyć czysty roztwór bez zmętnienia i osadu.
Sól ma istotne znaczenie w produkcji pieczywa i to nie tylko ze względów smakowych, chociaż ten aspekt jest w Polsce bardzo ważny. Korzystnie wpływa na cechy wyrobu gotowego, jak porowatość miękiszu oraz objętość i kształt bochenka. Z wymienionych surowców tylko mąka i woda od samego początku biorą udział w procesie ukwaszania faz poprzedzających wytwarzanie ciasta.
Świeżość pieczywa
Piekarze mają szereg „instrumentów" technologicznych pozwalających na osiągnięcie wysokogatunkowego chleba o optymalnej świeżości. Jest jednak warunek, który musi być spełniony - jakość mąki: optymalna wodochłonność oraz odpowiednia aktywność rodzimych enzymów z grupy amylaz.
Technologia wytwarzania ciasta jest bardzo złożona i ogólnie rzecz biorąc składa się z szeregu procesów jednostkowych, w czasie, których ma miejsce wiele interakcji między wodą, skrobią, cukrowcami (polisacharydami nieskrobiowymi - arabinoxylany), białkami, lipidami, enzymami, solą, czynnikami utleniającymi lub redukującymi i substancjami emulgującymi. W wyniku tych procesów tworzy się ciasto zdolne do zatrzymywania gazów fermentacyjnych i posiadające odpowiednie cechy alweograficzne (rozciągliwość w czasie, optymalny stosunek sprężystości do rozciągliwości P/L) decydujące o swobodnym, rozłożonym w czasie przyroście objętości pieczywa w trakcie pieczenia.
Podczas mieszenia ciasta uwolniona energia powoduje, że frakcje glutenu są ugniatane w elastyczną strukturę zawierającą lamelareną warstwę i dwie frakcje białkowe jednolitej sieci. Sól dodana do ciasta sprzyja agregacji białek tłumiąc odpychanie elektrostatyczne i wzmacniając strukturę glutenu. Dlatego też, o soli mówi się jak o najtańszym stabilizatorze ciasta.
W skład białek glutenowych (około 40%) wchodzą aminokwasy, których łańcuchy boczne są hydrofobowe (powierzchnia cząsteczek białka oddziaływuje z otaczającymi je cząsteczkami wody) i silnie reagują z substancjami lipidowymi - tłuszczami, opóźniając denaturację białka glutenu i pęcznienie granulek skrobi w czasie wypieku. To opóźnienie wydłuża czas rozrostu pieczywa w pierwszej fazie wypieku a tym samym wpływa na wyraźne zwiększenie jego objętości.
Technika przygotowywania ciasta - luźna konsystencja ciast wytwarzanych z mąk o wysokiej wodochłonności, długie chłodne ich prowadzenie oraz intensywne miesienie powodujące optymalne uwodnienie ich składników sprzyjają utrzymaniu świeżości pieczywa. Temperatura wewnątrz wypieczonego produktu jest wyższa od temp. otoczenia.
Skórka chleba podczas stygnięcia nabiera chrupkości, ponieważ zawiera poniżej 10% wody a wiec o ponad 40% mniej niż wewnętrzna część miękiszu chleba. Nierównomierna jej obecność w miękiszu - im dalej od środka chleba tym zwartość wody w miękiszu mniejsza - wymusza wyrównywanie jej poziomu, a więc „wędrówkę" od środka miękiszu do skórki. Skórka traci swoja chrupkość i staje się najpierw wilgotna a następnie twarda.
Przyczyną czerstwienia pieczywa jest zdolność klepkowania skrobi w cieście podczas procesu pieczenia, który kończy się w momencie osiągnięcia temp wewnątrz miękiszu 98°C. Podczas ochładzania się pieczywa poniżej 65°C (powyżej tej temp zjawisko retrogradacja nie występuje) i jego magazynowania dochodzi do wydzielania się mikrokryształków skrobi - retrogradacji (retrogradacja skrobi zachodzi najintensywniej w temp 4°C).
Z doświadczenia wynika, że chleb wyprodukowany z ciasta o najwyższej wydajności zachowuje świeżość najdłużej. Bardzo często w piekarniach, z powodu źle pojmowanego bezpieczeństwa, wytwarzane są ciasta zbyt sztywne, które powodują, że chleb z nich wyprodukowany po 24 godz.
Proces czerstwienia obejmuje zmiany zachodzące we wszystkich składnikach chleba. Jest wrażeniem sensorycznym. Powstawanie wrażenia suchości podczas żucia ściśle powiązane jest z utratą wartości smakowych. Czerstwienie nie jest zjawiskiem związanym z utratą wody przez chleb.
Jak wcześniej wspomniałem skrobia w temp ok. 65% traci w sposób nieodwracalny swoje własności tracąc natywną krystaliczność i zdolność do pęcznienia. Przechodzi w stan żelu. Doświadczalnie udowodnione jest, że w chlebie wyprodukowanym z ciasta o dużej wydajności otrzymanego z mąki o zwiększonej wodochłonności, proces retrogradacji skrobi zachodzi wolniej. A więc zwiększenie zawilgocenia w chlebie zwiększa jego trwałość.
Naturalne dodatki piekarskie
Ogromne znaczenie na zachowanie optymalnej świeżości pieczywa mają naturalne dodatki piekarskie i technika przygotowywania ciasta. Stosowane obok mąki, drożdży, soli wciąż dają gwarancję wysokiej jakości wytwarzanego pieczywa.
- Mąka sojowa - produkt mączny z soi bogaty w enzymy oddziaływujące na substancje tłuszczowe - lipooksygenazę. Korzystnie wpływa na poprawę stabilności ciasta jego szybszy rozwój.
- Mąki pęczniejące - produkt powstały przez wymieszanie mąki z wodą, podgrzanie powyżej 85°C, suszenie i ponowne mielenie. Celem tych operacji jest zmiana własności fizykochemicznych skrobi.
- Maślanka - zapomniany uszlachetniający dodatek do ciast pszennych i pszenno - żytnich. Jest harmonijnym uzupełnieniem rozczynu pszennego lub jego zastępcą. Maślanka zawiera żywe kultury bakterii kwasu mlekowego i substancje aromatyczne - nadaje pieczywu łagodny aromatyczny smak. Przedłuża w sposób zasadniczy świeżość pieczywa.
- Słód - oczyszczone skiełkowane zboże. Enzymatycznie czynna mąka słodowa bogata jest w enzymy z grupy amylaz rozkładających skrobię. Powstają dekstryny, dwucukry i cukry proste. Słód powoduje zmniejszenie lepkości ciasta i polepszenie miękkości miękiszu.
- Lecytyny - substancje należące do lipidów. Lecytynę zawiera żółtko jaja i soja. W piekarstwie wykorzystywane są od 50 tych lat XX w. Mają własności emulgujące - tworzą kompleksy z białkami glutenowymi.
Enzymy Amylolityczne
Enzymy amylolityczne należą do klasy hydrolaz rozkładających tani, powszechnie dostępny w Polsce surowiec węglowodanowy, tj. skrobię, która występuje głównie w ziarnach zbóż oraz bulwach ziemniaków. Jest to grupa enzymów działających w zróżnicowany sposób na cząsteczkę skrobi, w wyniku czego otrzymuje się liczne, różniące się wielkością produkty końcowe.
Klasyczne termostabilne α-amylazy produkowane są na skalę przemysłową. Stosuje się również α-amylazy, które hydrolizują natywną skrobię (RSDA), aby pominąć kosztowne etapy upłynniania i kleikowania skrobi w wysokich temperaturach.
Inne amylazy wytwarzane mikrobiologicznie to ß-amylazy (EC 3.2.1.2), które są enzymami scukrzającymi, hydrolizującymi co drugie wiązanie α-(1,4)-glikozydowe w ziarnach skrobi. Stosuje się je w browarnictwie podczas procesu zacierania w przerwie maltozowej, kiedy dochodzi do hydrolizy skrobi do maltozy, w produkcji syropu maltozowego, który znalazł zastosowanie w przemyśle cukierniczym, ponieważ zapobiega krystalizacji sacharozy, polepsza smak i wydłuża trwałość produktów.
Następna grupa amylaz to glukoamylazy (EC 3.2.1.3) lub amyloglukozydazy, które działają na wiązania α-(1,4)- glikozydowe, prowadząc do całkowitej hydrolizy skrobi z wytworzeniem cząsteczek glukozy jako produktu końcowego. Glukoamylazy stosowane są w zacieraniu surowców skrobiowych oraz produkcji syropu glikozowego ze skrobi i dekstryn granicznych.
Proces czerstwienia pieczywa
Pieczywo jest produktem nietrwałym, a niekorzystne zmiany fizykochemiczne pojawiają się już po wypieku. To z kolei powoduje szybkie pogorszenie jakości sensorycznej oraz struktury przestrzennej miękiszu, co negatywnie wpływa na jego jakość. Zwykle chleb ma krótki termin przydatności do spożycia. Jest to związane z ubytkiem wilgotności, wysychaniem, a co gorsze rozwojem drożdży i pleśni, a także procesem czerstwienia. Proces czerstwienia pieczywa to negatywne zmiany, ale zachodzące bez udziału mikroorganizmów.
Badania dowodzą, że zdenaturowany gluten wchodzi w interakcje z napęczniałą skrobią i w otrzymanej strukturze szkieletowej skoagulowanych białek wtopione są ziarenka napęczniałej, skleikowanej skrobi poprzez wiązania wodorowe. Naukowcy uważają również, że woda ma wpływ na czerstwienie pieczywa. Jednak proces ten nie jest spowodowany przesz jej ubytki. Ciasto w chlebie zawiera około 40-60% wody, co równa się 0,67-0,85 g/g mąki i jej udział wzrasta wraz z większa ilością białka i uszkodzonych ziaren skrobiowych.
Zatem w procesie czerstwienia woda ma wpływ poprzez migrację z glutenu do skrobi i odwrotnie, a jest to uzależnione od stopnia uwodnienia, degradacji oligosacharydów dekstryn, od zawartości lipidów, pentozanów i składników cukrowych. Wszystkie te procesy chemiczne zmuszają producentów pieczywa do stosowania różnych technik, które powozową na przerzedzenie trwałości pieczywa.
Przedłużanie trwałości pieczywa
Do preparatów enzymatycznych należą amylazy, które powodują rozkład skrobi do dekstryn i dwucukrów, zwieszają porowatość miękiszu i objętość. Najdogodniejsze są enzymy, które mają aktywność wody powyżej temperatury kleikowania skrobi i tracą ja w wyniku inaktywacji termicznej pod koniec pieczenia.
Bardzo skutecznym sposobem opóźniania czerstwienia i przedłużania trwałości oraz przydatności do spożycia jest proces zamrażania i przechowywania pieczywa w stanie zamrożonym - pozwala to uniknąć stosowania substancji przedłużających trwałość.
Ostatnie badania wskazują, że zdolność wypiekowa ciasta mrożonego mogą zwiększyć dodatki miodu i oleju roślinnego, a także odpowiedni dobór drożdży odpornych na uszkodzenia podczas zamrażania. Ostatnio bardzo popularna staje się technika oparta na częściowym wypieku, zamrażaniu, przechowywaniu i następnie dopieczeniu go po wcześniejszym rozmrożeniu. Czas podpiekania przed zamrożeniem to 74-88% czasu koniecznego do jego pełnego wypieku.
Na podstawie badań wielu autorów można stwierdzić, że do znacznego przedłużenia świeżości pieczywa zalicza się pakowanie w modyfikowanej atmosferze. Przede wszystkim używa się dwutlenku węgla, który hamuje wzrost mikroorganizmów. Stosuje się mieszaniny zawierające 60-80% CO2 i 20-40% N2.
Przechowywanie pieczywa w domu
Każde pieczywo powinniśmy przechowywać w suchym miejscu, w temperaturze pokojowej. W domowych warunkach najlepiej jest przechowywać pieczywo w drewnianych chlebakach, papierowych torbach lub lnianych woreczkach. W takich warunkach pieczywo będzie utrzymane w najlepszej wilgotności.
Należy jednak pamiętać, iż pleśń, która raz pojawi się w miejscu przechowywania chleba, jest bardzo trudna do usunięcia i może w przyszłości zakażać nowe bochenki, także czystość miejsc do przechowywania pieczywa jest także kluczowa.
tags: #wplyw #amylozy #na #wilgotnosc #miekiszu #chleba
