Ферменты муки. Их свойства и технологическое значение. Способы регулирования активности ферментов в процессе производства изделий.

Ферменты — вещества белковой природы, способные катализиро­вать (ускорять) различные реакции. Ферменты вырабатываются жи­выми клетками в ничтожных количествах, однако ввиду высокой активности вызывают изменения в огромной массе вещества. Дей­ствие ферментов специфично. Каждый фермент катализирует только определенную реакцию для одного вещества, а чаще для группы веществ сходного строения.

Все ферменты чувствительны к температуре и реакции среды. Для каждого фермента существует значение температуры и кислотности среды, при которых он наиболее активен (оптимальные условия). При определенных значениях температуры и кислотности фермент разрушается (инактивируется). Нагревание до 70—80' С разрушает по­чти все ферменты, они свертываются и теряют каталитические свой­ства. На активность многих ферментов влияет присутствие опреде­ленных химических веществ. Некоторые из них активируют фермен­ты (активаторы), другие — снижают их активность (ингибиторы).

В зерне находятся разнообразные ферменты, сосредоточенные глав­ным образом в зародыше и периферийных (краевых) частях зерна. Поэтому в муке низших сортов содержится больше ферментов, чем в муке высших сортов. Ферментная активность разных партий одного и того же сорта муки неодинакова. Она зависит от условий произраста­ния, хранения, сушки и кондиционирования зерна. Активность фер­ментов проросшего зерна повышенная. Прогревание зерна при высу­шивании или кондиционирование снижают ферментную активность. В процессе хранения зерна и муки она также несколько уменьшается.

Ферменты активны только в растворе, поэтому при хранении сухого зерна и муки их действие почти не проявляется. После заме­са полуфабрикатов многие ферменты начинают катализировать ре­акции разложения сложных веществ муки. Активность, с которой происходит разложение сложных нерастворимых веществ муки на более простые водорастворимые вещества под действием ее соб­ственных ферментов, называется автолитической активностью (ав­толиз - саморазложение).

Автолитическая активность муки — важный показатель ее хлебо­пекарных свойств. Как низкая, так и высокая автолитическая актив­ность муки отрицательно влияют на качество теста, хлеба. Желатель­но, чтобы автолитический процесс разложения белков и крахмала теста происходил с определенной, умеренной скоростью. Для того чтобы регулировать автолитические процессы в производстве хлеба, необходимо знать свойства важнейших ферментов муки, действую­щих на белки, крахмал и другие компоненты муки.

Амилолитические ферменты (амилазы). Амилолитические фермен­ты (а- и Р-амилазы) действуют на крахмал. а-Амилаза превращает крахмал главным образом в декстрины, образуя небольшое количе­ство мальтозы. 0-Амилаза действует на крахмал или на декстрины, образуя значительное количество мальтозы. При совместном действии обеих амилаз крахмал гидролизуетсяется почти полностью, так как декстрины осахариваются сравнительно легко. Особенно легко осаха- ривается клейстеризованный крахмал, так как рыхлые набухшие крах­мальные зерна быстро поддаются действию ферментов.

Чувствительность а- и Р-амилаз к условиям среды различна, а- Амилаза более чувствительна к кислотности среды и менее чувстви­тельна к температуре по сравнению с р-амилазой. Температура инак­тивации этих ферментов в зависимости от кислотности среды соот­ветственно равна 70-95 и 60-84“ С. Оптимальная температура осахаривания пшеничного крахмала под совместным действием а- и Р-амилаз 63—65° С. В кислой среде амилазы инактивируются при бо­лее низкой температуре.

Технологическое значение амилаз различно, р-Амилаза, осахари- вая крахмал, содержащийся в тесте, способствует накоплению саха­ров, необходимых для спиртового брожения в тесте, а а-амилаэа, превращая крахмал в декстрины, ухудшает качество хлебных изде­лий. По сравнению с крахмалом декстрины плохо набухают в воде. Мякиш с большим содержанием декстринов становится липким и влажным даже при нормальной влажности хлеба.

3-Амилаза содержится в муке всех видов и сортов, а а-амилаза - в муке из несозревшего или проросшего зерна.

В ржаной муке нормального качества всегда содержится а-амила­за, что значительно влияет на ее хлебопекарные свойства.

Протеолитические ферменты (протеиназы). Протеолитические фер­менты действуют на белки и продукты их гидролиза. В зерне и муке всегда содержатся протеиназы, активность которых обычно невысока. Считают, что зерновые протеиназы не разрушают полностью белко­вую молекулу, но изменяют ее сложную структуру, отчего меняются свойства белков и теста. Значительно активны протеиназы зерна про­росшего, несозревшего и в особенности зерна, пораженного клопом- черепашкой. Повышенная активность протеиназ ухудшает качество клейковины, лишает ее эластичности, упругости и способности к набуханию. Умеренное воздействие протеиназ на белки необходимо для «созревания» теста. Клейковина становится более пластичной, что улучшает структуру пористости и повышает объем хлеба.

Зерновые протеиназы наиболее активны в слабокислой среде при температуре 45—47' С. Активность протеиназ значительно снижается в присутствии окислителей, например иодата калия (КЮ₃), кото­рый применяется для улучшения качества хлеба при переработке слабой муки, а также при добавлении поваренной соли. Активность протеи­наз значительно увеличивается в присутствии восстановителей, на­пример глютатиона, который содержится в дрожжах и способен улуч­шить качество хлеба при переработке муки с чрезмерно крепкой, крошащейся клейковиной.

Липаза всегда содержится в муке, она катализирует расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты. Липаза имеет большое значе­ние при хранении муки, так как увеличение кислотности муки при хранении связано главным образом с действием этого фермента.

Липоксигеназа окисляет жирные ненасыщенные кислоты муки в присутствии кислорода до пероксидов (перекисей), которые способ­ствуют увеличению силы муки при ее хранении.

О-дифенолоксидаза (полифенолоксидаза) окисляет фенолы в хи- ноны, которые конденсируясь, превращаются в меланины. Цвет об­разовавшихся меланинов зависит от их молекулярной массы. Чем крупнее молекула, тем темнее окраска. По мере увеличения молеку­лярной массы цвет меняется от розового до черного. Меланины вы­зывают потемнение теста и мякиша хлеба при переработке некото­рых партий муки.