ĆWICZENIE 6

Metody oceny wartości wypiekowej mąki

Wstęp

Zboża i produkty zbożowe należą do podstawowych produktów obecnych w

codziennej diecie człowieka. Pieczywo, jako produkt przemiału zbóż, pełni kluczową rolę w

prawidłowej diecie, a ze względu na swoje walory żywieniowe i zdrowotne, stanowi

podstawę w piramidzie zdrowego żywienia

. Produkty zbożowe to źródło węglowodanów

złożonych, błonnika pokarmowego oraz białka roślinnego, wielu witamin, głównie z grupy B

oraz witaminy E, a także składników mineralnych takich jak: żelazo, miedź, magnez, cynk

oraz potas i fosfor. O wartości żywieniowej produktów zbożowych decyduje stopień

przemiału ziarna. Im jest wyższy tym otrzymane produkty odznaczają się mniejszą

zawartością witamin i składników mineralnych, które są usuwane podczas przemiału ziarna

Takie własności ma białe pieczywo i drobne kasze. Natomiast pieczywo razowe czy grube

kasze zawierają więcej witamin, składników mineralnych i błonnika pokarmowego.

W światowej produkcji zbóż dominują pszenica, kukurydza i ryż, natomiast w Polsce

zboża tzw. podstawowe, czyli pszenica, żyto, pszenżyto, jęczmień i owies. Zboża stanowią

surowiec do wyrobu mąki, kaszy, płatków, które są wytwarzane po uprzednim przemiale zbóż

czyli rozdrobnieniu na części o zróżnicowanej wielkości, przy wykorzystaniu różnych maszyn

przetwórczych. Podczas mielenia anatomiczne cząstki ziarna (bielmo, okrywa, zarodek) są

rozdrabniane. Okrywa, czyli warstwa ochronna, stanowi tylko 8% masy ziarna i tworzy po

przemiale większe cząstki. Natomiast bielmo, które ma największy udział w masie ziarna (od

50 do 82%), rozpada się łatwo na drobne cząstki. Bielmo, dzięki warstwie aleuronowej,

bogate jest w białko, tłuszcz, witaminy oraz skrobię. Zarodek, który u większości zbóż

stanowi 2,5% masy ziarna jest, podobnie jak okrywa, bardziej plastyczny niż bielmo i tworzy

po przemiale większe cząstki. Skład chemiczny ziarna jest uzależniony od gatunku i odmiany

zboża, ale także warunków panujących w czasie wzrostu roślin jak np. nasłonecznienie,

wilgotność czy nawożenie oraz od stopnia dojrzałości ziarna, jego przechowywanie, stopnia

wysuszenia i innych czynników.

Podstawy teoretyczne

Przydatność technologiczną mąki określa przede wszystkim pochodzenie ziarna,

odmiana, rejon i sposób uprawy, jakość ziarna, sposób jego przemiału, przydatność do

przechowywania oraz wartość wypiekowa.

Wartość wypiekowa to zespół cech mąki zapewniających dostateczną zdolność

fermentacyjną ciasta oraz odpowiednią jego strukturę, umożliwiającą uzyskanie dużej

wydajności, zatrzymanie gazów wytworzonych w czasie fermentacji, utrzymanie poprawnego

kształtu i tekstury pieczywa

Przemiał zbóż może być prosty i złożony.

Przemiał prosty polega na jednorazowym przejściu ziarna przez maszynę rozdrabniającą.

Produktem tego przemiału jest mąka razowa, będąca mieszaniną rozdrobnionych części ziarna

– bielma, okrywy i zarodka. Mąki takie są ciemne, o niższej wartości wypiekowej, ale

wyższej wartości odżywczej niż mąki białe.

Przemiał złożony polega na stopniowym rozdrabnianiu ziarna i jego produktów. Po każdym

rozdrobnieniu dokonywane jest sortowanie półproduktów zbożowych (mlewa) i uzyskuje się

mąkę i otręby. Po jednorazowym przejściu mlewa przez maszynę rozdrabniającą

otrzymujemy tzw. pasaż, a mąkę jako końcowy produkt przemiału zbóż otrzymuje się w

procesie mieszania mąki pasażowej.

W przypadku produkcji jednego gatunku mąki wszystkie pośrednie mąki pasażowe łączy się

w jeden gatunek. W przypadku produkcji kilku gatunków mąki produkty końcowe

przygotowuje się z uwzględnieniem takich wskaźników jak biel, zawartość popiołu i

granulacja poszczególnych pasaży.

Poszczególne rodzaje (gatunki) mąki charakteryzują się określonym wyciągiem (stopniem

wymiału, wydajnością).

Wyciąg mąki (wydajność) jest to stosunek masy mąki otrzymanej w czasie przemiału

do masy ziarna, z którego ją uzyskano, wyrażony w procentach. Jeżeli ze 100 kg ziarna

otrzymano 65 kg mąki, to wyciąg mąki wynosi 65%, a reszta (35%) to otręby. Z otrąb tych

jeszcze można wydzielić mąkę. Jeżeli dodatkowo jeszcze wydzieli się 15%, to mówimy, że

wyciąg otrzymanej mąki sitkowej wynosi 60:80%. Skład chemiczny, a tym samym jakość i

wartość technologiczna mąki, zależą bezpośrednio od jej wyciągu. Zawartość poszczególnych

składników (woda, węglowodany, białka, tłuszcze, barwniki oraz enzymy) jest różna i zależy

od wielu czynników, ale przede wszystkim od jej wyciągu. Za podstawę klasyfikacji mąki

przyjęto zawartość soli mineralnych czyli zawartość popiołu. Przy wyższym wyciągu

zawartość popiołu w mące jest większa. Mąka jasna (nisko wyciągowa) zawiera mniej

popiołu niż mąka ciemna (wysoko wyciągowa). Zawartość popiołu jest podstawowym

wskaźnikiem podziału mąki handlowej na typy i oznacza zawartość popiołu w gramach na

100 kg produktu. Np. mąka typ 450 oznacza, że zawiera ona 450 g popiołu na 100 kg mąki.

Im wyższa jest popiołowość mąki, tym więcej jest w niej cząsteczek ziarna, okrywy

owocowo-nasiennej i warstwy aleuronowej, a więc białek, witamin, związków mineralnych i

tłuszczu.

O wartości technologicznej danej mąki decyduje rodzaj zboża, jakość ziarna oraz

sposób jego przetworzenia. Mąki chlebowe otrzymuje się w wyniku przemiału zbóż

chlebowych tj. pszenicy i żyta, a niechlebowe – wyniku przemiału takich zbóż jak jęczmień,

owies, kukurydza, ryż, gryka.

Wyróżniamy mąki chlebowe jasne, pszenne, np. typ 450 - tortowa, 500 - wrocławska, 550 -

luksusowa, 750 - chlebowa oraz żytnie, np. typ 580 i 720 oraz mąki chlebowe ciemne:

pszenne, np. typ 1400 - sitkowa, 1850 - graham, 2000 - razowa oraz żytnie, np. typ 1400 -

sitkowa, 1850 – starogardzka, 2000 - razowa.

Ocena jakości mąki i warunki przechowywania

Badanie jakościowe mąki obejmuje: ocenę sensoryczną, uwzględniającą takie

wyróżniki jak: wygląd, barwa, smak, zapach, wilgotność, granulacja, obecność piasku,

obecność szkodników, badania fizykochemiczne, obejmujące oznaczanie: wilgotności,

popiołu całkowitego, popiołu nierozpuszczalnego, kwasowości oraz ilości i jakości glutenu w

przypadku mąki pszennej.

Mąka jest produktem mniej trwałym i trudniejszym do przechowywania niż ziarno. Przy

dłuższym i nieodpowiednim przechowywaniu istnieje ryzyko psucia się mąki co wyraża się

nieodpowiednim zapachem, smakiem itp.

Okres przechowywania mąki chlebowej wynosi: mąki pszennej jasnej — do 5 miesięcy,

mąki pszennej ciemnej —do 3 miesięcy, mąki żytniej— do 4 miesięcy.

Wyznacznikiem jakości mąki jest zawartość składników, które decydują o jej

przydatności do produkcji żywności:

Ilość wody zawartej w mące zależy od zawartości wody w ziarnie, intensywności przemiału

oraz warunków magazynowania. Przyjmuje się, iż zawartość wody w mące powinna wynosić

ok. 15%. Podwyższona jej zawartość może skutkować zmianami jakościowymi mąki,

spowodowane między innymi czynnikami biologicznymi takimi jak procesy dojrzewania,

wymiana gazów, samo zagrzewania, zmiany w podłożu mikrobiologicznym obejmujące

rozwój mikroflory. Zachodzą też zmiany o podłożu fizycznym. Podwyższona wilgotność

mąki zmniejsza jej przydatność technologiczną, mąka staje się mniej higroskopijna i nie jest

w stanie przyjąć odpowiedniej ilości wody np. podczas procesu przerabiania mąki na ciasto.

Zbyt niska wilgotność mąki, poniżej 10 %, powoduje zjawisko pylenia mąki, co uniemożliwia

proces przesiewania i jej napowietrzania.

Średnia zawartość węglowodanów w mące powinna wahać się od 70% do 80% i decyduje to

o wartości energetycznej mąki. W mąkach jasnych znajdują się głównie cukry proste i

dwucukry Najważniejszym składnikiem węglowodanowym jest skrobia, która należy do

substancji higroskopijnych i umożliwia proces tworzenia się ciast i wytwarzanie glutenu.

Skrobia może wchłonąć do 30% wody w stosunku do swojej objętości. Zawartość skrobi w

mące zależy od rodzaju mąki i waha się od 60% do 70%. Skrobia zawarta w mące jest

wielocukrem, który pod wpływem enzymów drożdży może rozłożyć się do postaci amylozy.

Amyloza posiada strukturę krystaliczną, jest rozpuszczalna w wodzie w temp. 70-80ºC i nie

posiada zdolności kleikowania. Natomiast amylopektyna jest substancją o cechach gumy,

która podczas ogrzewania z wodą daje roztwór koloidalny, czyli kleik. Zawartość

amylopektyny w skrobi uzależniona jest od gatunku mąki i wynosi ok. 75-85%. Kolejnym

węglowodanem zawartym w mące jest wielocukier nieprzyswajalny - błonnik. Jest to

substancja nierozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych (enzymy, alkohol, kwasy) ani

w wodzie. Ilość błonnika w mące jest wyższa przy wyższym wyciągu mąki i w mąkach o

wysokim typie. Błonnik w mące pochodzi głównie z okrywy. Mąka zawiera również

niewielkie ilości cukrów wolnych, do których zaliczyć możemy glukozę, fruktozę, maltozę

oraz dwucukier, sacharozę.

Białka stanowią od 6% do 20% masy mąki. Ilość ta zależy od rodzaju i jakości mąki.

Wyróżniamy białka proste, czyli proteiny oraz białka złożone czyli proteidy. Do

najważniejszych technologicznie białek zalicza się gliadynę i gluteninę. (tzw. białka

glutenowe). W procesie przygotowania ciasta, a więc w wyniku dodania wody do mąki i

wymieszania ich następuje pełne uwodnienie tych białek i tworzy się lepka, elastyczna i

sprężysta substancja zwana glutenem. Gluten decyduje o zdolności do tworzenia ciasta.

Sucha substancja glutenu zawiera w swoim składzie 80-90% białek, 5-10% sacharydów

(głównie pentozanów), 5-10% lipidów i niewielką ilość soli mineralnych. W składzie białek

glutenu jest 40-50% gliadyny, 35-40% gluteniny oraz 3-7% albumin i globulin. Pod wpływem

wody cząsteczki białka silnie pęcznieją. Napęczniałe i połączone ze sobą białka tworzą siatkę

glutenową. Gluten można uzyskać w formie czystej usuwając z ciasta pszennego skrobię

przez wymywanie jej zimną wodą. Wymyty z ciasta gluten ma wygląd ciągliwej, żółtawej,

lepkiej masy, która może być w różnym stopniu elastyczna, sprężysta, rozciągliwa,

rozpływająca się lub krucha i zwięzła. Jakość, ilość i zdolność do pochłaniania wody glutenu

decyduje o strukturze ciasta pszennego. W zależności od właściwości fizycznych gluten

możemy sklasyfikować na: gluten mocny, gluten normalny i gluten słaby. Ilość glutenu

zawartego w mące określa się poprzez wymycie go z określonej ilości mąki np. ze 100g mąki.

Właściwości glutenu zależą od jakości białek, które wchłaniają różne ilości wody. Białka

słabe wchłaniają 150 – 170% wody, białka normalne - ok. 200% wody i białka mocne –

wchłaniają 250% i więcej wody. Gluten jest szczególnie ważny podczas tworzenia się ciast i

ich fermentacji, gdyż jego struktura umożliwia zatrzymanie pęcherzyków powstałych w

czasie fermentacji (CO

2

), dzięki czemu tworzy się porowaty miękisz pieczywa. Im więcej

glutenu powstaje w cieście, tym lepsza jest jego jakość, ponieważ jest bardziej spoiste i

rozciągliwe oraz trudniej wypłukać z niego skrobię. Najwięcej glutenu i najlepszej jakości jest

w mące pszennej i dlatego jest ona najbardziej przydatna do sporządzania ciast. W mące

żytniej są obecne substancje hamujące pęcznienie i wiązanie się glutenu. Substancjami tymi

są śluzy i gumy. I dlatego mąka żytnia ma mniejsze zastosowanie niż mąka pszenna, a

spulchnianie ciasta żytniego odbywa się przez fermentację mlekową. Natomiast takie mąki

jak kukurydziana, jęczmienna, ryżowa, owsiana, gryczana w ogóle nie zawierają glutenu i

dlatego nie nadają się do sporządzania ciast, chyba że miesza się je z mąką pszenną albo

stosuje specjalne technologie.

Do wyrobu poszczególnych produktów stosuje się mąki o różnej zawartości i jakości

glutenu. Mąki stosunkowo ubogie w gluten stosuje się do produkcji wyrobów przemysłu

cukierniczego. W takich przypadkach zawartość glutenu mokrego nie powinna być większa

niż 18%. Mąki przeznaczone dla przemysłu piekarskiego muszą zawierać więcej glutenu – co

najmniej 25% (i więcej). Najwięcej glutenu powinno być w mąkach makaronowych – nie

mniej niż 30%.

Do właściwości glutenu, określających jego przydatność technologiczną należą:

wodochłonność, wydajność i jakość.

Wodochłonność bardzo istotna podczas tworzenia struktury ciasta, to zdolność do

pochłaniania wody. Gliadyna i gluteina silnie chłoną wodę i pęcznieją. W zależności od

rodzaju wody ilość pochłoniętej wody może wynosić 200 lub nawet 250% masy glutenu.

O wydajności glutenu (ilość glutenu w mące), decyduje ilość białek nierozpuszczalnych w

mące. Im jest ich więcej, tym ilość glutenu jest większa.

Jakość glutenu ma podstawowe znaczenie dla piekarnictwa i wytwarzania makaronów. Do

cech jakościowych zalicza się elastyczność i rozpływalnosić. Elastyczność to zdolność

glutenu do rozciągania. Im stawiany opór jest większy, tym gluten jest silniejszy. Gluten

mocny można rozciągać w niewielkim stopniu, gluten słaby jest łatwo rozciągliwy.

Rozpływalność glutenu polega na zdolności do deformacji w określonym czasie. Im

rozplywalność glutenu w jednostce czasu jest większa, tym jest on słabszy, w związku z

nadmierną aktywnością enzymów proteolitycznych w mące, które rozkładają białko i

przyczyniają się do obniżenia jakości mąki

Do innych składników mąki należą skrobia, substancje tłuszczowe, składniki

mineralne, barwniki, witaminy, enzymy. Skrobia posiada dużą zdolność chłonięcia wody i

pęcznienia, a w trakcie obróbki termicznej ulega rozklejeniu, dzięki czemu jest powszechnie

stosowana jako środek zagęszczający. Ilość substancji tłuszczowych waha się od 0,5% do

2% i jest uzależniona od wyciągu i typu mąki. Im wyższy wyciąg i typ mąki tym wyższa

zawartość tłuszczowców. Zawartość tłuszczy w mące ma szczególne znaczenie w procesie

dojrzewania mąki, który to proces wpływa na zmianę cech jakościowych mąki: W czasie

długotrwałego przechowywania mąki, tłuszcze ulegają utlenieniu i rozkładowi, dając w

wyniku tego substancje o przykrym zjełczałym zapachu. Proces ten zachodzi tym szybciej im

większa jest temperatura i wilgotność mąki oraz im wyższa jest aktywność enzymatyczna

mąki. Uwalniane w wyniku rozkładu tłuszczu nienasycone kwasy tłuszczowe wywierają

wpływ na wartości fizyczne glutenu poprawiając jego jakość. W skład substancji

mineralnych mąki wchodzą takie pierwiastki chemiczne jak.: potas, fosfor, wapń, sód,

magnez, siarka, chlor oraz w ilościach śladowych cynk, nikiel, żelazo, mangan. Składniki

mineralne w mące mogą występować w postaci wolnej lub połączeniu z innymi składnikami.

Barwniki, które nadają mące żółtawy kolor to przede wszystkim karoten, witamina A oraz

ksantofil. Barwniki mąki są głównie składnikiem tłuszczy i ulegają szybkiemu utlenianiu, np.

podczas długiego przechowywania. W mące zawarte są głównie witaminy z grupy B (tiamina

B

1

, ryboflawina B

2

, PP). Do najważniejszych enzymów mających bezpośredni wpływ na

jakość mąki i później pieczywa należą: amylaza – rozkłada skrobię, proteaza – rozkłada

białko oraz lipaza – rozkłada tłuszcze. Działalność enzymów, pełniących role katalizatorów,

przejawia się we wszystkich etapach procesu technologicznego w piekarstwie.

Cel ćwiczenia

Zapoznanie studentów z technologią produkcji pieczywa w zależności od wartości

wypiekowej mąki oraz metodami oceny jego jakości

Piśmiennictwo

Ambroziak Z. 1998, 1999. Produkcja piekarsko-ciastkarska. Cz. I, II. WSiP

Jakubczyk T. 1981. Analiza zbóż i przetworów zbożowych. Skrypt SGGW – AR

Jakubczyk T. Surowce w piekarnictwie. 1969. WSiP Warszawa

Jankowski S., Surowce mączne i kaszowe. WNT Warszawa 1988.

Małecka M., B. Pachołek 2001. Ocena jakości wybranych produktów spożywczych i wody.

Wyd. Akademii Ekonomicznej, Poznań

Przegląd Piekarski i Cukierniczy – miesięcznik, wyd. SIGMA NOT.

Sikorski Z. 2007.Chemia żywności. Praca zbiorowa. Tom 1-3.WNT, Warszawa

Ziobrowski J. 1989. Ćwiczenia laboratoryjne z technologii przemysłu spożywczego. Praca

zbiorowa. Wyd. Akademii Ekonomicznej, Wrocław.