Przetwory zbożowe są produktem obróbki ziarna różnych zbóż i nasion. Mogą też być frakcjami przerobu albo produktami ubocznymi otrzymywanymi podczas przemiału zbóż na mąkę, kaszę lub płatki, a także jako odpady podczas obłuskiwania zbóż i nasion (otręby). Przetwory zbożowe charakteryzują się róż­nym stopniem rozdrobnienia, z których największy w stosunku do ziarna wykazuje mąka, a najniższy kasza otrzymywana w procesie samego obłuszczania ziarna (nie rozdrabniana).

Ostatnio obserwuje się coraz mniejsze, w stosunku do ubiegłych lat, spoży­cie przetworów zbożowych, takich jak: mąka, kasze, ryż, płatki, makarony, a także pieczywa. W latach 50. wielkość spożycia tej grupy produktów wynosiła około 165 kg/l mieszkańca, od lat siedemdziesiątych obserwuje się znaczny spadek w spożyciu przetworów zbożowych, utrzymujący się praktycznie do chwili obecnej. Według danych na 1995 r., ilość ta zmniejszyła się do 120 kg, tj. o prawie 30% w porównaniu do spożycia z lat pięćdziesiątych.

Jak wynika z badań żywieniowych prowadzonych nad wartością odżywczą dziennych racji pokarmowych, udział produktów zbożowych w dostarczeniu poszczególnych składników żywieniowych jest dość zróżnicowany. W pierwszej połowie lat 50. energia, której źródłem były przetwory zbożowe, stanowiła pra­wie połowę łącznej ilości energii dostarczanej z żywnością. W dalszych latach udział energii z przetworów zbożowych malał, osiągając w połowie lat siedem­dziesiątych wartość poniżej 35%. Na początku lat 50. grupa tych produktów dostarczała w przeciętnej dziennej racji pokarmowej ponad 60% węglowodanów, 45% białka oraz ponad 75% ogólnej ilości błonnika pokarmowego. Obecnie produkty te dostarczają w przeciętnej diecie: 30% energii ogółem, 25-30% białka, 50% węglowodanów, 65% błonnika pokarmowego, 10% wapnia, 30% fosforu, 35% tiaminy, 15-20% ryboflawiny oraz niacyny.

Spadek znaczenia przetworów zbożowych, postrzegany początkowo jako zjawisko pozytywne, świadczące o „unowocześnianiu" się diety, od dawna traktowany jest jako przynoszący niekorzystne skutki zdrowotne. Zastępowanie przetworów zbożowych innymi źródłami energii i składników odżywczych, a zwłaszcza tłuszczami i węglowodanami prostymi, prowadzi do nadmiaru tych ostatnich i następstw w postaci chorób na tle wadliwego żywienia, zbyt obfitego lub niezbilansowanego. Z tego powodu ostatnie zalecenia żywieniowe postulują zwiększenie spożycia przetworów zbożowych ogółem. Mąka jest produktem otrzymywanym w wyniku przemiału oczyszczonego ziarna zbóż, przede wszystkim chlebowych (pszenicy, żyta), a także jęczmienia, kukurydzy, ryżu oraz (w mniejszych ilościach) nasion gryki, grochu, soi. Przemiał polega na mechanicznym rozdrobnieniu oczyszczonego ziarna za pomocą urządzeń zwanych mlewnikami walcowymi.

Przerób ziarna rozpoczyna się od śrutowania, podczas którego ziarno jest rozdrabniane, a bielmo oddzielane od okrywy. Po każdym śrutowaniu mlewo poddaje się sortowaniu na frakcje o różnej wielkości cząstek, co daje śrut, kasz­ki, miały i mąkę. Śrut poddaje się ponownemu śrutowaniu, a kaszki i miały roz­drabnia się za pomocą mlewników wymielających (wymielanie). Rozdzielanie miewa na poszczególne frakcje odbywa się na urządzeniach zwanych odsiewaczami. Po każdorazowym przejściu miewa przez walce otrzymuje się pewne ilości mąki. Mąki te, zwane pasażowymi (pasaż -jednorazowe przejście miewa przez walce), miesza się w odpowiednim stosunku i w ten sposób otrzymuje określony gatunek handlowy. Mieszanie mąk pasażowych odbywa się w specjalnych mieszarkach do mąki.

W zależności od warunków przemiału ziarna istnieje możliwość otrzymywa­nia mąki różnej jakości, zróżnicowanej pod względem stopnia rozdrobnienia oraz składu chemicznego ziarna. Rozróżnia się przemiał razowy, przy którym do mąki przechodzą wszystkie składniki ziarna, oraz przemiał wyciągowy, polegający na rozdrobnieniu ziarna i oddzieleniu cząstek bielma od cząstek okrywy owocowo-nasiennej. W praktyce, zwłaszcza w przemysłowym przemiale zbóż, występują pewne ubytki, zwane rozkurzem. Ubytki te wynoszą średnio 3% w stosunku do masy zboża. Jakość mąki jest tym wyższa, im mniejsza jest w niej zawartość cząstek okrywy owocowo-nasiennej (otrąb).

Przemiał ziarna na mąkę określa wyciąg mąki (wydajność), czyli ilość mąki otrzymanej z użytego do przemiału ziarna, wyrażona w procentach. Jeżeli ze 100 kg zboża otrzymano 65 kg mąki, to mówimy, że wyciąg mąki jest równy 65%, reszta zaś, tj. 35%, to otręby. Z otrąb tych można jeszcze wydzielić mąkę; jeżeli oddzielono dodatkowo 15% mąki, to mówimy, że wyciąg mąki sitkowej wynosi 65-80%.

W Polsce oraz innych krajach wprowadzono tzw. typizację mąki, która pole­ga na klasyfikacji typów mąki w zależności od zawartości w niej soli mineral­nych (popiołu ogółem).

Typ mąki - określa zawartość popiołu ogółem wyrażoną w g na 100 kg mą­ki. Im więcej treści bielmowej zawiera mąka, a mniej składników otrębowych, tym mniejsza jest liczba wyrażająca zawartość popiołu w mące. Podawane w normach przedmiotowych oznaczenie liczbowe typu mąki określa procentową zawartość popiołu pomnożoną przez tysiąc. Mąka zawierająca 0,5% popiołu ogółem, określana jest jako typ 500. W zależności od stosowanego zboża produkuje się mąki chlebowe, otrzymywane w wyniku przemiału pszenicy i żyta, oraz niechlebowe, otrzymywane w wyniku przemiału jęczmienia, owsa, kukurydzy, gryki, ryżu, soi itp.

Mąki pszenne

Mąki pszenne otrzymane z oczyszczonego ziarna pszenicy zwyczajnej Triticum aestivum ssp. Vulgare:

1. chlebowe: tortowa (typ 450), krupczatka (typ 500), luksusowa (typ 550), chlebowa (typ 750), sitkowa (typ 1400), graham (typ 1850), razowa lub śrutowa chlebowa (typ 2000),

1. makaronowe:

durum, otrzymana z przemiału ziarna pszenicy durum (szklistej) Triticum durum Desfontaines (typ 950, semolina, typ 1750),

zwyczajna, otrzymana z przemiału pszenicy zwyczajnej szklistej Triticum aestivum ssp. Vulgare (typ 450).

Mąki żytnie i inne

Mąki żytnie otrzymane w wyniku przemiału oczyszczonego ziarna żyta: typ 580, 650, 800, 950, sitkowa (typ 1400), starogardzka (typ 1850), razowa (typ 2000).

Mąki niechlebowe (ryżowe, gryczane, sojowe) nie mają bezpośredniego za­stosowania do produkcji pieczywa, niemniej jednak mogą być używane jako niewielki dodatek do mąki chlebowej. Podobnie jak w przypadku mąki chlebowej, skład chemiczny i właściwości mąk niechlebowych zależą od rodzaju i gatunku ziarna użytego do przemiału, jak również od stopnia wymiału ziarna. Rodzaj mąki określa się przez podanie nazwy zboża, z którego mąkę wyprodukowano, typu mąki i jej nazwy handlowej.

Ostatnio pojawiły się tzw. mąki specjalne, otrzymywane z przerobu całego ziarna, zawierające wszystkie jego składniki łącznie z zarodkiem, o parametrach zgodnych z wymaganiami odbiorcy tzw. specjalnego.

Skład chemiczny i wartość odżywcza mąk

Skład chemiczny, a tym samym wartość odżywcza oraz przydatność technologiczna mąki jest ściśle związana z wyciągiem, a przez to z rozmieszczeniem składników chemicznych w ziarnie. Tylko przy przemiale razowym skład che­miczny mąki praktycznie odpowiada składowi chemicznemu ziarna. Natomiast skład chemiczny mąki wyciągowej znacznie odbiega od składu chemicznego ziarna na skutek oddzielenia okrywy owocowo-nasiennej i zewnętrznych warstw bielma. Przeciętny skład chemiczny (w g/100 g) oraz wartość energetyczną mąki pszennej i żytniej przedstawiono w tabeli poniżej.

Przeciętny skład chemiczny (w g/100 g) oraz wartość energetyczna mąki pszennej i żytniej [wg Kunachowicz i wsp., 1998]

Składniki	Rodzaj mąki
		pszenna		żytnia
		jasna	razowa	jasna	razowa
Woda Białko Tłuszcz Cukrowce Popiół Celuloza Wartość energetyczna	14,0 10,8 0,9 73,6 0,5 0,2 1480 kJ	14,0 11,8 1,5 69,6 1,5 1,6 1460 kJ	14,0 8,9 1,2 74,6 0,7 0,6 1470 kJ	14,0 10,5 1,6 70,4 1,7 1,8 1450 kJ

Do podstawowych związków chemicznych występujących w mące zalicza się cukrowce, białko, substancje mineralne, tłuszcze, barwniki, witaminy oraz enzymy. W mąkach wyciągowych, w miarę podwyższania wyciągu spada za­wartość skrobi, a wzrasta zawartość białek, tłuszczów, witamin i składników mi­neralnych. Podstawowym kryterium jakości mąki jest jej popiołowość, ponie­waż dość dobrze określa skład chemiczny i właściwości biochemiczne mąki. Wynika to z nierównomiernego rozmieszczenia składników suchej masy w ziarnie. Zawartość popiołu w mące wzrasta wraz z podnoszeniem się jej wyciągu całkowitego. Mąki jasne, niskowyciągowe, pochodzące z przemiału całego ziar­na, składają się głównie z cząstek bielma i zawierają niewielkie ilości substancji mineralnych (popiołu) w przeciwieństwie do mąk ciemnych, wysokowyciągowych, w których skład wchodzi więcej cząstek zarodka, okrywy owocowo-nasiennej i warstwy aleuronowej, a tym samym więcej tłuszczu, błonnika i rozpu­szczalnych białek. Mąka taka charakteryzuje się wyższą aktywnością proteolityczną i lipolityczną.

Spośród składników mineralnych na szczególną uwagę zasługuje zawartość wapnia i fosforu. W mąkach znajdują się ponadto w niewielkich ilościach: mag­nez, sód, miedź, żelazo i inne składniki. Ogólnie uważa się, że mąki wysokowyciągowe są bogatszym źródłem wapnia niż niskowyciągowe tego samego rodzaju. Porównując różne rodzaje mąk, ustalono, że przy takim samym wyciągu mąki żytnie zawierają więcej wapnia niż mąki pszenne. Odwrotnie jest w przypadku fosforu, którego jest znacznie więcej w mąkach pszennych niż w mąkach żytnich o tym samym wyciągu. Zarówno w mące żytniej, jak i w pszennej ze wzrostem wyciągu wzrasta zawartość żelaza.

Zawartość witamin w mące jest także uzależniona od wyciągu mąki, co wynika z ich różnego i nierównomiernego rozmieszczenia w ziarnie. Produkty zbożowe są szczególnie bogatym źródłem witamin z grupy B. Ziarno żyta zawiera przeciętnie 0,35 mg tiaminy (wit. Bi) w 100 g ziarna, pszenicy 0,48 mg, przy czym w samym bielmie żyta jest tylko 5% ogólnej zawartości tej witaminy, w bielmie pszenicy tylko 3%. Najwięcej tej witaminy (ok. 80% ogólnej jej ilości w życie i ok. 50% w pszenicy) znajduje się w tarczce, tkance położonej pomiędzy właściwym zarodkiem a bielmem. Przy produkcji mąki jasnej (niskowyciągowej) tarczka praktycznie w całości przechodzi do otrąb, zubożając mąkę w witaminy. Ogólnie można powiedzieć, że zawartość witamin w mące jasnej pochodzącej z niskiego wyciągu nie przekracza 20-30% w porównaniu do zawartości tych składników w całym ziarnie, a więc prawie 80% przechodzi do otrąb.

Zasadniczym składnikiem energetycznym mąki jest skrobia. Występuje ona w komórkach bielma w postaci ziaren charakterystycznych dla każdego rodzaju zboża. Wielkość ziarna skrobi pszennej wynosi od 11 do 50 m. Zawartość skrobi w mące zarówno pszennej, jak i żytniej (wynosząca przeciętnie 70%) maleje wraz ze wzrostem stopnia wyciągu mąki. Skrobia ma zdolność wiązania wody przy tworzeniu ciasta i zatrzymuje ją podczas wypieku. Podczas wypieku ziarenka skrobi pękają tworząc kleistą masę, co ułatwia działanie enzymów trawiennych i zapewnia dobrą przyswajalność gotowego produktu.

W mące występują również cukrowce proste, np. glukoza i fruktoza, oraz dwucukry (maltoza i sacharoza). Ich zawartość w mące (przeciętnie ok. 1%) decyduje o przebiegu procesu fermentacji, zwłaszcza w pierwszym jej etapie. Cukry nie tylko przyspieszają fermentację ciasta, ale także umożliwiają tworzenie się atrakcyjnego zabarwienia skórki podczas pieczenia wyrobów piekarskich. Do grupy węglowodanów należą także związki nieprzyswajalne lub słabo przyswajalne, takie jak hemicelulozy (pentozany), celuloza, ligniny i inne, zwane ogólnie błonnikiem pokarmowym. Błonnik pokarmowy składa się z frakcji rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej w wodzie. W zależności od gatunku udział tych frakcji jest różny, ogólnie jednak można stwierdzić, że w ziarnach zbóż udział frakcji rozpuszczalnej kształtuje się na poziomie 10-25% ogólnej zawartości błonnika, tylko w ziarnie owsa stanowi on około 50% ogólnej zawartości. Podobnie jak w przypadku witamin i składników mineralnych, wraz ze wzrostem wyciągu mąki zawierają coraz mniej błonnika, a bardzo jasne, pszenne, o wysokim wyciągu, mogą zawierać tylko śladowe jego ilości.

Hemicelulozy stanowią swego rodzaju lepiszcze między celulozą i skrobią w ziarnie. Spełniają one, podobnie jak błonnik, rolę materiału budulcowego, a ponadto stanowią materiał zapasowy służący do odżywiania zarodka. W gru­pie hemiceluloz występujących w mące ważną rolę odgrywają pentozany, reprezentowane głównie przez ksylozę i arabinozę. Zawartość pentozanów w mące żytniej jest większa niż w mące pszennej (ziarno żyta zawiera ich od 8,5 do 10,2%, ziarno pszenicy - od 4,9 do 7,5%). Występują one głównie w okrywie ziarna. Pentozany są głównym składnikiem śluzów (94%) - substancji należących do polisacharydów o zdolności tworzenia koloidów. Zawartość śluzów w mące zależy od jej wyciągu. W bielmie jest ich znacznie mniej niż w okrywie i warstwie aleuronowej ziarna. W mące żytniej śluzy stanowią średnio 2,8%, w mące pszennej - 0,5%. Obecne w śluzach pentozany mają zdolność wiązania dużych ilości wody, przy czym pęcznieją i dają roztwory o dużej lepkości. Wpływają więc na lepkość wytwarzanego ciasta.

Śluzy mają szczególne znaczenie w tworzeniu ciasta żytniego. Śluzy żytnie bardzo szybko pęcznieją. Dzięki dużej zdolności hydratacyjnej ciasto żytnie staje się bardzo lepkie, łącząc skrobię, białko i inne składniki mąki w jedną całość. Śluzy żytnie spełniają w cieście żytnim podobną konstrukcyjną rolę jak gluten w cieście pszennym. Śluzy obniżają zdolność pęcznienia białek oraz skrobi dopiero podczas wzrostu kwasowości ciasta (sprzyjającej hydrolizie śluzów). Białka i skrobia stopniowo pęcznieją i nadają ciastu lepszą strukturę.

Białka są składnikiem decydującym o wartości odżywczej mąki, a jednocześnie miernikiem wartości technologicznej (wypiekowej). Białka występujące w ziarnie zbóż i mące (przeciętnie ok. 10%) ogólnie można podzielić na białka proste (proteiny) i złożone (proteidy).

Spośród białek prostych najbardziej znane, występujące w mące zarówno pszennej, jak i żytniej, to:

• gliadyna należąca do prolamin,

• glutenina zaliczana do glutelin,

• edystyna z grupy globulin,

• leukozyna należąca do albumin.

Spośród białek występujących w mące pszennej szczególną rolę odgrywają gliadyna i glutenina, które w połączeniu z wodą tworzą tzw. gluten, czyli substancję białkową nadającą ciastu elastyczność, zdolność zatrzymywania gazów, a pieczywu strukturę gąbczastą. Gluten jest to kompleks białek zbudowany w głównej mierze z mieszaniny heterogennych białek gliadynowych i glutenino-wych połączonych za pomocą wiązań dwusiarczkowych i niekowalentnych wią­zań: wodorowych, hydrofobowych i jonowych. Gliadyny stanowią 30-40% bia­łek pszenicy, nadają glutenowi i ciastu typową dla nich lepkość i rozciągliwość. Gluteniny natomiast w dużej ilości wpływają na rozciąganie i sprężystość glutenu i ciasta. Proporcja gliadyny do gluteniny w różnych rodzajach mąk wynosi od 0,8 do 1,1. Stosunek ten nie odzwierciedla jakości glutenu i zależy od cech odmianowych zboża, z którego została otrzymana mąka, oraz od innych czynni­ków, takich jak: miejsce uprawy, sposób nawożenia, warunki klimatyczne i system przemiału zboża.

W mące żytniej występuje również gliadyna i glutenina, z przewagą ilościową gliadyny. Białka mąki żytniej są lepiej rozpuszczalne w wodzie niż białko mąki pszennej. Niemożliwość wymycia glutenu z mąki żytniej tłumaczy się luźniejszą strukturą kompleksu gliadyny i głuteniny w porównaniu z mąką pszenną. Poza tym, silnie pęczniejące śluzy mąki żytniej rozdzielają cząsteczki białka wchodzące w skład glutenu żytniego, tak że nie wykazuje on cech glutenu pszennego. Biorąc pod uwagę skład aminokwasowy mąk otrzymanych z różnych zbóż, wartość biologiczną białek zbożowych można uszeregować następująco (od naj­wyższej do najniższej): owies, żyto, jęczmień, kukurydza, pszenica. Aminokwa­sami ograniczającymi dla białek różnych mąk (zbóż) są lizyna, tryptofan i metionina. Ponadto, dla pszenicy obok lizyny - treonina, a dla żyta - izoleucyna i tryptofan. Aminokwasy te limitują wykorzystanie przez organizm białek zawartych w mące, dlatego też wyroby z dużym udziałem mąk powinny być uzupełniane przez spożywanie produktów zawierających białko innych gatunków roślin lub białko pochodzenia zwierzęcego. Wartość biologiczna samego glutenu jest niższa od wartości białek ogółem mąki pszennej. Wynika to stąd, że albumi­ny i globuliny, usuwane podczas otrzymywania glutenu, zawierają znacznie wię­cej tryptofanu i aminokwasów siarkowych niż białka glutenowe.

Tłuszcz w mące występuje głównie w postaci glicerydów, fosfolipidów i steroli. Stosunkowo najwięcej tłuszczu znajduje się w zarodku (do 12%), a mniej w całym ziarnie (od 2 do 3%). Zawartość tłuszczu w mące (przeciętnie 1,5%) zależy przede wszystkim od jej wyciągu i dojrzałości. Mąki ciemne są bogatsze w tłuszcz i dlatego są mniej trwałe podczas magazynowania. W czasie dłuższego przechowywania następuje rozkład tłuszczów, a kwasy tłuszczowe, zwłaszcza nienasycone (linolowy i linolenowy), ulegają utlenieniu do nadtlenków, które w dalszym ciągu rozkładane są do aldehydów, ketonów, niższych kwasów tłuszczowych. Kwasy te nadają mące nieprzyjemny (zjełczały) zapach, charakterystyczny dla mąki zepsutej. Wzrostowi ilości wolnych kwasów tłuszczowych w mące towarzyszy wzrost jej kwasowości.

Ważnym składnikiem mąki są enzymy, spośród których największe znaczenie mają enzymy amylolityczne (-amylaza, -amylaza), proteolityczne i oksydoredukcyjne.

Enzymy amylolityczne decydują o szybkości fermentacji półproduktów oraz stopniu degradacji skrobi podczas wypieku. Działanie a-amylazy w procesie fermentacji powoduje powstawanie cukrów prostych, dwucukrów i dekstryn, które mogą być używane w procesach fermentacji alkoholowej. Hydroliza skrobi, katalizowana przez enzym, powoduje szybki spadek lepkości skleikowanej skrobi oraz powstawanie dużej ilości dekstryn, co decyduje o strukturze i właściwościach fizycznych miękiszu pieczywa. -amylaza katalizuje powstawanie maltozy ze skrobi mąki i ma istotny wpływ na intensywność przebiegu fermentacji.

Enzymy proteolityczne mają wpływ na zdolność zatrzymywania gazów w cieście w czasie jego fermentacji oraz na rozpływalność ciasta, a co za tym idzie - na cechy fizyczne pieczywa.

Enzymy oksydoredukcyjne występujące w mące biorą udział w procesach utleniania i redukcji zachodzących w cieście podczas fermentacji, przez co wpływają na cechy fizyczne glutenu oraz barwę gotowego ciasta.

Zawartość wody w mące decyduje o jej wartości wypiekowej oraz o jej zachowaniu się w czasie magazynowania, przy czym jako górną granicę ustalono 15% wody we wszystkich typach mąk (z wyjątkiem mąki krupczatki - 15,3%). Nadmierna zawartość wody w mące wzmaga działanie występujących w niej enzymów oraz drobnoustrojów, w wyniku czego jakość mąki pogarsza się.

Przydatność technologiczna mąk

O przydatności technologicznej mąki decydują:

• jej pochodzenie, tj. rodzaj ziarna, z którego mąkę wyprodukowano (pszenica twarda, miękka),

• procentowość i grubość przemiału (granulacja),

• przydatność do przechowywania,

• wartość wypiekowa.

Pochodzenie mąki ma istotny wpływ na jej wartość technologiczną obser­wuje się bowiem duże różnice we właściwościach mąki pochodzącej z pszenicy szklistej, twardej lub miękkiej. Mąka jest mieszaniną cząsteczek różniących się wielkością, udziałem poszczególnych składników anatomicznych ziarna, a w związku z tym również składem chemicznym. Obok wolnych ziaren skrobiowych i wolnych fragmentów białkowych, mąka zawiera cząstki składające się z ziaren skrobiowych i przylegających do nich fragmentów białka, a nawet całe agregaty komórek bielma.

Grubość przemiału jest określana procentową ilością mąki pochodzącej przez sito o ustalonych wymiarach oczek, przy czym wszystkie typy mąki pszennej mają przesiew, który wynosi 90-95%, z wyjątkiem typu 1400 „sitkowej", dla której przesiew wynosi 70%. Każdy typ mąki powinien mieć ziarna o mniej wię­cej jednakowych wymiarach.

Granulacja wpływa na wartość użytkową mąki. W zależności od twardości ziarna i jego szklistości otrzymuje się mąkę:

• kaszkową (np. krupczatka),

• półkaszkową,

• gładką.

Mąka z pszenicy szklistej ma granulację grubszą, a gluten bardziej sprężysty i elastyczny w porównaniu z mąką z pszenicy miękkiej. Mąka gładka zawiera cząstki różnej wielkości, od kilku do około 200 m, natomiast gruboziarnista ma cząstki większe, od 100 do 330 m. Mąka kaszkowa zawiera większe ziarna ostrokanciaste. Mąka gładka zawiera drobne, najczęściej pojedyncze ziarna skrobi. Mąka półkaszkową jest pośrednia między mąką gładką a kaszkową. Granulacja wpływa na trwałość i wartość użytkową mąki. Od granulacji zależy bowiem wielkość powierzchni właściwej mąki, a tym samym wartość jej sił sorpcji, które decydują o szybkości pochłaniania wody i tworzenia się ciasta, o tempie przemian oksydacyjnych itp. Granulacja zależy od grubości przemiału.

Przydatność do przechowywania mąki uzależniona jest głównie od jej wilgotności. Każdy procent wilgotności ponad normę (ponad 15%) obniża przypiek chleba o około 1,5%. Mąka o wilgotności do 15% może być przechowywana przez rok i dłużej, a o wyższej zawartości wody, tzn. od 15 do 15,3%, może być przechowywana jedynie w chłodnej porze roku, gdyż podczas upałów zagrzewa się i staje się podłożem, na którym rozwijają się drobnoustroje.

Zwiększenie wilgotności mąki ponad normę prowadzi do szybszego jej zbrylania się, utleniania barwników i tłuszczu oraz rozwoju drobnoustrojów i szkod­ników. Natomiast zbyt niska wilgotność mąki może być przyczyną pojawiania się gorzkiego posmaku.

Mąka przechowywana w pomieszczeniach, w których jest regulowana tem­peratura i wilgotność, może być przechowywana przez kilka lat bez zmiany właściwości wypiekowych. Na jakość mąki podczas przechowywania wpływają: izolacja od wpływów zewnętrznych, odpowiedni stan sanitarny pomieszczeń oraz sposób jej rozmieszczenia w magazynie. W czasie dłuższego przechowywania mogą zachodzić w mące również procesy ujemne pogarszające jej jakość, jak np. samozagrzewanie, kwaśnienie, jełczenie, pleśnienie, rozwój roztoczy i innych szkodników. Mąka z dojrzałego ziarna odznacza się lepszą trwałością niż z ziarna zebranego przedwcześnie lub porośniętego.

Wartość wypiekowa mąki jest to zespół cech charakteryzujących jej zachowanie się w procesie przygotowywania ciasta i podczas wypieku. Wartość wypiekowa mąki wiąże się również ze znacznymi różnicami w składzie chemicznym mąki i właściwościach fizykochemicznych poszczególnych składników, a szczególnie glutenu. W przypadku określania wartości wypiekowej mąki bierze się pod uwagę:

• wyciąg mąki i wielkość jej cząsteczek - wpływa on w decydującym stopniu na kierunki jej wykorzystania. Mąka z grubego przemiału daje ciasto twarde, mniej rozpływające się, wymagające dłuższego wyrabiania, np. mąka kaszkowa - krupczatka, nadaje się do produkcji makaronów i specjalnych ciast. Cząstki mąki z drobnego przemiału (mąki piekarskie) szybciej pęcznieją, lecz ciasto wykazuje skłonność do rozlewania się,

• wodochłonność mąki, która zależy głównie od ilości i własności białeki cukrowców. Skrobia może związać około 30% wody w stosunku do swojej masy. Wodochłonność mąki pszennej zależy w dużym stopniu od ilości i jakości glutenu, natomiast w mące żytniej znaczny udział w procesie wiązania wody mająpentozany,

• zdolność wytwarzania i zatrzymywania gazów podczas fermentacji ciasta i wypieku, która zależy od zawartości w mące cukrów fermentujących, czyli rozkładających się na dwutlenek węgla i alkohol etylowy (mąka pszenna) lub dwutlenek węgla i kwasy organiczne - głównie kwas mlekowy i alkohol (ciasto ukwaszone z mąki żytniej). Zdolność do zatrzymywania gazu w mące pszennej zależy od ilości i jakości glutenu, natomiast w cieście żytnim od jakości skrobi zawartej w mące żytniej, a częściowo i białek w niej zawartych,

• aktywność enzymatyczna - istotne znaczenie odgrywa szczególnie aktywność amylolityczna i proteolityczna. Pod wpływem -amylazy skrobia ulega rozpadowi do dekstryn, które w odpowiednich ilościach wpływają korzystnie na jakość wyrobów poddanych pieczeniu, m.in. przedłużają świeżość miękiszu pieczywa i nadają mu odpowiednią lepkość. Z kolei -amylaza decyduje o ilości cukrów fermentujących w cieście. Aktywność proteolityczna jest szczególnie ważna w odniesieniu do mąki pszennej, ponieważ jej wartość wypiekowa zależy głównie od ilości i jakości białek.

Ocenę wartości wypiekowej mąki przeprowadza się metodami pośrednimi lub metodą bezpośrednią. Metody pośrednie polegają na przeprowadzaniu wielu wycinkowych badań określających poszczególne właściwości mąki, a ściśle jej składników, np. badanie glutenu, skrobi, aktywności enzymatycznej mąki oraz właściwości Teologicznych ciasta. Bezpośrednią metodą oceny wartości wypie­kowej mąki jest próbny wypiek laboratoryjny.

Duże znaczenie dla wartości wypiekowej mąki mają zawartość glutenu i jego cechy fizyczne. Ilość glutenu otrzymanego z mąki praktycznie równa się ilości białka zawartego w mące. Jakość i ilość glutenu w mące zależy w dużej mierze od tzw. dojrzewania mąki, w czasie którego w mące o słabym glutenie może dojść do nadmiernego stwardnienia glutenu, czyli do zjawiska zwanego przejrzewaniem mąki, które następuje przede wszystkim wskutek hydrolitycznego rozpadu tłuszczu. Gluten pełni dwojaką funkcję: wiąże wodę (w ilości od 70 do 220% suchej masy glutenu) i w spulchnionym cieście pszennym stanowi jego strukturę szkieletową, dookoła której rozmieszczają się pozostałe składniki mąki, głównie zhydratyzowana skrobia. Gluten tworzy w cieście micelarną siatkę, która otacza napęczniałe ziarenka skrobi, przy czym siatka glutenowa jest układem ciągłym, a skrobia nieciągłym. Ponieważ konstrukcja taka nie tworzy się w cieście żytnim, ciasto żytnie jest więc bardziej miękkie niż ciasto z mąki pszennej. W mące pszennej, pochodzącej z ziarna uszkodzonego w wyniku po­rastania, gluten staje się słabszy, natomiast ilość cukrów fermentujących jest zazwyczaj większa niż w mące z ziarna nieuszkodzonego. Fermentacja ciasta z takiej mąki przebiega szybciej, ale mniejsza zdolność do zatrzymywania gazu po­woduje, że pieczywo ma mniejszą objętość. W mące żytniej pochodzącej z ziarna uszkodzonego w wyniku porastania znajduje się więcej cukrów fermentujących, ale niższa jakość skrobi obniża zwięzłość ciasta. Ciasto takie fermentuje intensywniej, ale słabiej zatrzymuje gazy wytworzone podczas fermentacji.

Z punktu widzenia technologii piekarstwa uważa się, że mąka o dobrych cechach wypiekowych powinna charakteryzować się odpowiednim wyrównaniem pod względem wielkości poszczególnych cząstek. Niewskazana jest mąka o zbytnim rozdrobnieniu ani też o zbyt wysokiej granulacji. Na mąkę makaronową nadają się mąki pszenne wyższego gatunku (zawierające ponad 30% mocnego glutenu), miały kaszkowe i drobne kaszki. Mąka wyższego gatunku powinna być kaszkowa. Do wyrobu herbatników, biszkoptów, sucharków itp. używa się mąki o cechach specjalnych, nazywanej mąką cukierniczą, która powinna chara­kteryzować się niewielką zawartością glutenu, jasną barwą oraz drobną granulacją. Wymagania jakościowe stawiane mące tortowej odnoszą się przede wszystkim do jej granulacji. Mąka tortowa powinna mieć granulację średnią lub drob­ną i możliwie wyrównaną. Ogólnie przyjmuje się, że mąka słaba nadaje się do produkcji herbatników, wafli itp., a w przypadku innego przeznaczenia konieczny jest dodatek mocniejszej mąki. Mąka średnia nadaje się do produkcji większości produktów piekarskich.

Ocena jakości mąk

Badania jakościowe mąki obejmują badania sensoryczne dotyczące: wyglądu, barwy, smaku, zapachu, wilgotności, zagrzania, granulacji, obecności piasku, obecności szkodników itp., a także badania fizykochemiczne. W ramach badań fizykochemicznych przeprowadza się oznaczenie: wilgotności, popiołu całkowitego, popiołu nierozpuszczalnego w 10% roztworze HCl jako zanieczyszczeń mineralnych, kwasowości oraz zawartość glutenu w przypadku mąki pszennej.

17.2.5.1. Ocena sensoryczna

Barwa mąki zależy od wielu czynników, jak np. przemiału ziarna i jego bielma, towarzyszących zbożu zanieczyszczeń nasionami chwastów i ziarnem zepsu­tym, granulacji mąki, jej wilgotności itp. Zależy ona przede wszystkim od ilości i wielkości cząstek rozmielonej okrywy owocowo-nasiennej, która jest najsilniej zabarwioną częścią ziarna. Mąka grubsza jest zawsze ciemniejsza od mąki drobniejszej. Przyczyną tego zjawiska jest różne załamywanie się promieni świetlnych na cząstkach mąki różnej wielkości. Ciemniejszą barwą odznacza się również mąka o większej wilgotności. Im gatunek mąki jest wyższy, tym mąka jest bielsza, lecz zawsze powinna mieć odcień żółtawy, który jest silniejszy w mące z pszenicy szklistej i wyższego wyciągu, a słabszy w mące z pszenicy mączystej i w mące niższego wyciągu. Mąka żytnia, zależnie od wyciągu, jest bielsza lub ciemniejsza, a w gatunkach gorszych ma szarawy odcień. Otręby widoczne są w mące jako ciemniejsze, brunatne cętki. Barwa mąki może być pomocna przy ustalaniu rodzaju, gatunku handlowego i jakości mąki. Stopień bieli mąki może być uważany jako podstawowe kryterium standaryzacji i jakości tego produktu.

Smak dobrej mąki powinien być swoisty i lekko słodkawy. Smak kwaskowaty, drapiący, pleśniowy lub stęchły dowodzi, że mąka jest zepsuta. Smak gorzki pojawia się najczęściej w mąkach razowych i wysokowyciągowych o obniżonej wilgotności, przechowywanych przez długi okres. Smak słodki mąki wskazuje, że pochodzi ona z ziarna porośniętego, smak mdłosłodki natomiast z jednoczesnym zapachem miodowym wskazuje na obecność szkodników w mące, a zwłaszcza rozkruszka i wołka. Jeżeli podczas badania smaku mąk wyczuwa się trzeszczenie w zębach, to w badanej próbce jest obecny piasek. Zapach powinien być przyjemny, swoisty i charakterystyczny dla danej mąki. Zapachy nieswoiste, obce, mogą pochodzić od innych produktów wspólnie przechowywanych albo mogą wskazywać na zepsucie przetworu. Przy długotrwałym i niewłaściwym przechowywaniu mąka wykazuje niekorzystne zmiany zapachu wyraźniej w mąkach razowych i wysokowyciągowych. Zapach mąki ocenia się przez wąchanie badanej próbki ogrzanej przez kilkakrotne chuchnięcie. W przypadkach wątpliwych badaną próbkę można zalać ciepłą wodą o temperaturze 60-70°C, pozostawić na pewien czas, po czym wymieszać i szybko wąchać.

Wilgotność sprawdza się przez nabranie mąki w dłoń i jej zaciśnięcie. Podczas badania mąki otwiera się dłoń i obserwuje się zachowanie pobranej próbki. Mąka sucha rozsypuje się po otwarciu dłoni, natomiast wilgotna zachowuje nadany jej kształt.

Zagrzanie mąki ocenia się przez zanurzenie dłoni w badanej masie mąki i wyczucie ewentualnej różnicy temperatury między otoczeniem a badaną próbką. W celu dokładniejszego zbadania stopnia zagrzania mierzy się jej temperaturę termometrem.

Granulację mąki określa się przez przesuwanie jej między palcami. Mąka o grubszej granulacji jest szorstka w dotyku, drobnoziarnista natomiast jest gładka. Mąka o bardzo drobnej granulacji, tzw. przeszlifowana, jest śliska w dotyku.

Badania fizykochemiczne

Spośród badań fizykochemicznych dokonuje się oznaczenia kwasowości mąki, ilości i jakości glutenu w przypadku mąk pszennych, zawartość popiołu całkowitego i nierozpuszczalnego w 10% roztworze HCl, obecność zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, szkodników zbożowo-mącznych, zawartość metali szkodliwych dla zdrowia. Program badań szczegółowo opisany jest w odpowiednich normach przedmiotowych.

Kwasowość mąki świeżej jest uwarunkowana obecnością w niej kwaśnych substancji organicznych i mineralnych (wolne kwasy tłuszczowe, aminokwasy, fosforany itp.). Różne świeże mąki wykazują różną kwasowość, co wynika z nierównomiernego rozmieszczenia związków kwaśnych w ziarnie oraz w pew­nym stopniu z różnic składu chemicznego ziarna różnych rodzajów zbóż. Dlate­go też mąki razowe i wysokowyciągowe mają wyższą kwasowość niż mąki niskowyciągowe, o dużej zawartości bielma. Mąka pszenna ma niższą kwasowość niż żytnia, która zawiera więcej otrąb. Podczas przechowywania mąka ulega sto­pniowemu zakwaszeniu. Wzrost kwasowości związany jest głównie ze zmiana­mi w tłuszczach, związkach fosforowych, w mniejszym stopniu - we frakcji aminokwasów i białek. Do wzrostu kwasowości przyczyniają się również drob­noustroje rozkładające cukry do kwasu mlekowego. Związki „kwaśne" mogą ulegać wtórnym przemianom, stąd niska kwasowość nie zawsze świadczy o wysokiej jakości produktu. Kwasowość mąki wyraża się w stopniach kwasowości, przy czym 1 stopień kwasowości odpowiada 1 cm³ NaOH o stężeniu 1-molowym, zużytemu na zobojętnienie roztworu sporządzonego ze 100 g mąki.

Ilość i jakość glutenu ocenia się przez badanie wyizolowanego glutenu z ciasta lub, lepiej, przez badanie ciasta w specjalnych aparatach, takich jak farinograf i ekstensograf. Jakość glutenu określa się nie tylko na podstawie jego ilości, ale także stopnia elastyczności. Elastyczność glutenu określa się w stopniach stosując następującą klasyfikację:

■ 1 stopień - gluten elastyczny (mocny), wykazujący zdolność rozciągania się do długości 5 cm i powrotu do punktu zerowego podziałki,

■ 2 stopień - gluten średnio elastyczny (normalny), wykazujący zdolność rozciągania się do długości 5 cm i powrotu tylko do połowy długości rozciągania,

■ 3 stopień - gluten mało elastyczny (średni), wykazujący zdolność rozciągania się do długości 5 cm, lecz nie kurczący się zupełnie, obwisający i wykazujący skłonność do dalszego rozciągania,

■ 4 stopień - gluten nieelastyczny (słaby), zrywający się przy rozciąganiu do podziałki 5 cm.

Na podstawie ilości i jakości glutenu można ustalić jakość i przydatność technologiczną mąk, określając ją jako słabą, średnią lub mocną.

W przypadku spornej oceny jakościowej mąki pszennej, a ściśle jej wartości wypiekowej, dokonuje się ponadto dodatkowych oznaczeń, tj. rozpływalności glutenu i liczby glutenowej, która wg normy PN-77/A-74041 powinna wynosić 35-70, oraz próbnego wypieku. W przypadku spornej oceny jakości mąki żytniej dokonuje się dodatkowo oznaczenia jej lepkości, która wyrażona w jednostkach amylograficznych powinna wynosić od 200 do 700.

Należy zaznaczyć, że dla każdego rodzaju mąki niedopuszczalna jest zawar­tość szkodników zbożowo-mącznych lub ich pozostałości, jak również zanieczy­szczeń ferromagnetycznych, organicznych i innych obcych znajdujących się w mące wskutek nieprawidłowego procesu produkcyjnego lub dodanych do mą­ki w sposób celowy. Najczęstsze zafałszowania mąki stanowią:

• dodawanie do wyższych gatunków mąki gatunków niższych, co wykryć można przez określenie zawartości popiołu i odczytanie z tablic przemiału mąki,

• dodawanie mąki innych zbóż, np. dodawanie do mąki pszennej mąki żytniej, jęczmiennej, owsianej; tego typu fałszerstwo można wykryć za pomocą badań mikroskopowych,

• dodawanie substancji mineralnych w celu zwiększenia masy; identyfikacja polega na określeniu składu jakościowego i ilościowego popiołu,

• dodawanie środków chemicznych organicznych i nieorganicznych w celu poprawy właściwości piekarskich mąki; wg ustawodawstwa polskiego polepszanie niepełnowartościowej mąki dodatkiem związków chemicznych jest niedozwolone. Charakterystyka wybranych wyróżników fizykochemicznych różnych rodzajów mąk została przedstawiona w tabeli 17.2.

Trwałość mąki zależy od jej rodzaju i typu i wynosi:

• dla mąki pszennej - 5 miesięcy dla typów 450, 500, 550, 750 i 3 miesiące dla
  typów 1400, 1850,2000;

• dla mąki żytniej - 4 miesiące.

TABELA 17.2. Charakterystyka wybranych wyróżników fizykochemicznych wybranych rodza­jów mąk [wg PN-93/A-74020; PN-92/A-74021; PN-91/A-74022; PN-86/A-74032]

Rodzaj mąki	Typ	Wilgotność %	Kwasowość stopnie	Zawartość popiołu, %	Zawartość glutenu, %
MĄKI PSZENNE
tortowa	450	15,0	3,0	0,48	18,0
luksusowa	550	15,3	3,0	0,58	25,0
sitkowa	1400	15,0	7,0	1,50	24,0
graham	1850			8,0	1,85	nie normali- zuje się
razowa	2000		8,0	2,00
makaronowa zwyczajna (450)		15,3	nie normalizuje	0,48	27,0
makaronowa durum		15,5-16,0	się	0,95-1,75	30,0
MĄKI ŻYTNIE
żytnia	580	15,0	5,0	0,58	nie normali- zuje się
żytnia	950			6,0		0,95
sitkowa	1400			7,0		1,4
starogardzka	1850			7,0		1,85
razowa	2000		8,0	2,00
INNE
Kukurydziana sojowa		14,5 15,0	tzw. tłuszczowa poniżej 50 mg KOH/lOOg tłuszczu 1-3,0	nie normali­zuje się brak danych	0 0

---