СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МУКОМОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА МУКИ
К основным направлениям современного развития мукомольной отрасли относятся создание и внедрение технологий переработки зерна с получением новой продукции, в том числе муки и композитных смесей. Разработаны новые виды муки: овсяная, ячменная, пшенная, витаминизированная, обогащенная витаминно-минеральными смесями. В них, кроме муки, применяются другие зерновые продукты — отруби, цельносмолотое зерно, зародышевые хлопья. Большая роль в расширении ассортимента должна принадлежать использованию ингредиентов, которые позволили бы выпускать муку с повышенными качеством, пищевой ценностью, диетического и лечебно-профилактического назначения.
В последние десятилетия в мукомольной промышленности разных стран, и в России в частности, преобладает тенденция вырабатывать не строго регламентированные сорта муки, а по заказам потребителей — определенные виды муки из смеси ее разных сортов с добавлением различных компонентов. Такая тенденция дает возможность, с одной стороны, наиболее рационально использовать потенциальные возможности зерна, заложенные в нем природой, а с другой — обеспечить потребителей более ценной и сбалансированной по составу продукцией (для хлебопекарного, кондитерского и других производств) [3].
Разнообразие почвенно-климатических, агротехнических и других условий выращивания зерна приводит к значительным колебаниям его качества, что подтвердилось при обследовании урожаев последних лет. В связи с разнокачественностью партий зерна возникает проблема стабилизации качества помольных партий.
К тому же в последние годы наблюдается снижение качества зерна пшеницы. Так, пшеница высших товарных классов уже практически отсутствует, значительная часть товарной пшеницы низших (3—5) классов. По данным статистических отчетов 65% товарного зерна пшеницы России в отдельные годы по качеству соответствовали 3—4 классам, причем 4 класс преобладал и составил от 30 до 74% в зависимости от региона. Остальные 35% товарной пшеницы были отнесены к непродовольственному зерну. Такое положение характерно для России в целом.
Мукомольные предприятия России ежегодно перерабатывают до 80% зерна с низким содержанием или неудовлетворительным качеством клейковины, повышенной или пониженной активностью ферментов, обусловленной примесью некондиционного зерна (поврежденного клопом-черепашкой, проросшего, морозобойного, высушенного при высокой температуре и т.д.). Одно из направлений повышения хлебопекарных свойств муки — применение специальных технологий переработки, позволяющих устранить дефектное зерно либо удалить анатомические части, ухудшающие хлебопекарные свойства зерна и т.п. Например, разработанная в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ГНУ ВНИИЗ) технология воздушно-ситового сепарирования помогает заметно повысить хлебопекарные свойства зерна, поврежденного клопом-черепашкой, и даже перевести фуражное зерно в категорию продовольственного. В условиях жаркого климата, а также при переработке партий проросшего зерна за счет повышения крупности помола также улучшается качество муки [29].
Как известно, при переработке зерна возникает необходимость корректировки свойств муки с тем, чтобы удовлетворить спрос хлебопекарных и других предприятий на муку высокого и стабильного качества. На мельницах зарубежных стран в этих целях к пшеничной муке добавляют хлебопекарные улучшители, например ферментный препарат, содержащий а-амилазу.
Применение хлебопекарных улучшителей — достаточно удобный способ управления качеством конечной продукции — муки и хлеба, так как позволяет с достаточной точностью контролировать и прогнозировать его. К сожалению, в нашей стране он применяется практически только в хлебопекарном производстве. В настоящее время предпочтение отдается использованию комплексных улучшителей, воздействующих одновременно на разные вещества муки.
Специфика мукомольного производства предъявляет свои требования к улучшителям. В частности, если в хлебопекарном производстве используют улучшители в сухом и жидком виде, то в муку можно добавлять только сухие. Улучшитель должен быть тонкодисперсным, с определенной крупностью, не превышающей крупность муки, порошкообразным, хорошо сыпучим для точного дозирования и равномерного смешивания с мукой. Влажность и гигроскопичность его должны быть низкие, цвет — светлым, не изменяющим цвет муки, срок хранения — не меньше, чем у пшеничной муки. Наконец, улучшитель должен быть относительно недорогим, чтобы его применение было экономически целесообразным. Важный момент при выборе улучшителя — необходимость максимально учитывать его свойства и особенности под конкретное качество муки [15].
При ежегодном обследовании урожая было установлено, что наиболее распространенная причина ухудшения товарного качества зерна пшеницы — низкое содержание клейковины. Даже зерно пшеницы 3 класса имеет содержание клейковины на нижнем пределе — немногим более 23% (данные Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки, ГНУ ВНИИЗ).
Мука, выработанная из зерна 3 класса, не всегда отвечает требованиям ГОСТа. Это подтверждают и результаты лабораторных помолов с получением односортной муки 70%-ного выхода 1 сорта. При качестве зерна, соответствующем 3 классу, содержание клейковины в муке было ниже требований ГОСТа — менее 30% для 1 сорта. Что касается зерна 4 класса, то из него часто получают муку, не соответствующую по качеству, прежде всего по содержанию клейковины, даже техническим условиям (ТУ) 8 РФ 11-95-91. Соответственно хлеб, выпекаемый из такой муки, имеет пониженное качество или является нестандартным.
В этом случае хлебопекарные свойства муки может повысить сухая пшеничная клейковина (СПК). Она удовлетворяет требованиям мукомольного производства: представляет собой тонкодисперсный, светлый порошок, хорошо сыпучий, с низкой влажностью; не ухудшает органолептические показатели муки; позволяет исправить наиболее распространенный дефект муки пониженного качества. Сухая клейковина — натуральное вещество и ее количество при использовании в качестве добавки может не ограничиваться.
Внесение сухой клейковины позволяет использовать слабую муку и экономить дорогостоящую пшеницу-улучшитель. В России сухую клейковину добавляют преимущественно в хлебопекарные улучши-тели. Это способствует увеличению водопоглотительной способности теста, улучшению его физических свойств, повышению показателей качества хлеба, в том числе структурно-механических свойств мякиша, выхода и срока хранения хлебобулочных изделий.
При добавлении СП К физические свойства теста из слабой муки изменяются до уровня сильной. Установлено, что доза сухой клейковины более 4% не вызывает существенного улучшения хлебопекарных свойств муки по физическим показателям теста и качества хлеба, поэтому рекомендуемая доза добавляемой сухой клейковины в пшеничную хлебопекарную муку, 2—4%.
Доза СПК 3—4% может корректировать качество клейковины муки, переводя ее из III группы — неудовлетворительной слабой во II — слабую удовлетворительную.
Мука с сухой клейковиной в отличие от сортовой муки может иметь зольность несколько выше. Это свидетельствует о повышении питательной ценности муки вследствие добавления необходимых для организма человека веществ — растительных белков, минеральных веществ, включая микроэлементы. В среднем зольность может повышаться до 0,01% на каждый процент внесенной сухой клейковины.
Таким образом, СПК как улучшитель прекрасно подходит для применения на мукомольных заводах с целью корректировки хлебопекарных свойств муки, обеспечения ее стабильного качества и к тому же обогащения ценными пищевыми веществами.
Также особенностью товарного зерна является высокое число падения. Мука из такого зерна обладает низкой амилолитической активностью, а значит хлеб будет иметь пониженный объем, верхнюю корку бледного цвета, сухой и плотный мякиш. Зерно, выросшее при высокой температуре и недостаточной влажности, обладает пониженной амилолетической активностью, о чем свидетельствует высокий показатель числа падения (300—400 с, против 250—300 с у нормальной муки). Причины уменьшения амилолитической активности — уменьшение атакуемости зерен крахмала в муке, а также низкая активность собственных амилолитических ферментов. Хлеб из такой муки имеет слаборазвитую пористость и бледный цвет, так как в муке не хватает моносахаров для обеспечения жизнедеятельности дрожжей и реакции меланоидинообразования.
Автолитическую активность муки повышает корректор муки, содержащий фермент, расщепляющий крахмал на декстрины. При высоком показателе числа падения ферменты оптимизируют свойства углеводно-амилазного комплекса муки. В результате увеличиваются газо- и сахарообразующие способности муки, повышается объем готовой продукции. Часто на хлебопекарных предприятиях возникает дефицит муки высшего сорта. Эту проблему можно решить с помощью муки 1 и 2 сортов, а также муки общего назначения с оптимизацией хлебопекарных свойств. Основные недостатки такой муки — низкое содержание белка и высокое содержание отрубя-нистых частиц, влияющих на цвет готовых изделий. Именно в отру-бянистых частях зерна содержится тиранозидаза — фермент, окисляющий аминокислоту тирозин, придавая мякишу хлеба серый цвет. Применение корректоров различного типа улучшает показатели качества хлебобулочных изделий из такой муки. При этом мякиш хлеба становится более светлым, улучшается структура его пористости, увеличивается объем изделий.
Отметим, что, произрастая в условиях высоких температур, зерно и мука из него приобретают только одно положительное свойство — наличие высокого содержания клейковины, что, впрочем, связано с одновременным уменьшением содержания крахмала и жиров. Однако качество такой клейковины не самое лучшее.
Из-за высокой температуры происходят активные процессы окисления и укрепления клейковины за счет увеличения —Б = Б-связей. Характеристика упругих свойств клейковины становится удовлетворительно крепкой, а в некоторых случаях — неудовлетворительно крепкой, что соответствует показателям прибора для измерения деформации клейковины (ИДК) от 0 до 50 ед. Высокая температура инактивирует ферменты в составе зерна, в том числе и протеина-зные, что в итоге отрицательно сказывается на качестве готовых изделий. Хлеб получается недостаточно объемным, с крошащимся мякишем и толстостенной пористостью [16, 21].
Путей решения проблемы качества муки с короткорвущейся клейковиной несколько. При улучшении качества муки непосредственно на мельничном предприятии рекомендуется использовать ферментные препараты. Например, фермент гемицеллюлаза гидролизует связи двумя соседними молекулами ксилозы в цепи. Это приводит к уменьшению длины молекулы арабиноксилана, что сопровождается увеличением водопоглотительной способности муки. В результате повышается растяжимость клейковины и ее способность удерживать газ, увеличивается подъем тестовых заготовок в печи и улучшаются характеристики мякиша. Улучшение качества хлеба обусловлено также синергетическим эффектом сочетания грибной и бактериальной гемицеллюлаз.
Фермент протеаза катализирует гидролитическое расщепление белковых веществ, способствующих образованию низкомолекулярных азотистых веществ. Это приводит к расслаблению свойств теста и интенсификации процесса брожения полуфабрикатов. Использование препаратов на основе протеаз целесообразно при подготовке муки для кондитерских предприятий с целью производства печенья, бисквитов и других мучных кондитерских изделий [14, 24, 25].
Таким образом, решить данную проблему можно при помощи улучшителей, содержащих амилолитические ферменты. К таковым относятся специализированные улучшители некоторых иностранных фирм. Они были специально разработаны с целью применения на мукомольных заводах для стабилизации качества муки.
К одной из важных проблем мукомольной промышленности относятся хранение и контроль качества основного сырья, т.е. зерна. От условий хранения зерна зависит в первую очередь его безопасность, качество и, как следствие, — потери. По данным Министерства сельского хозяйства РФ (Минсельхоза России), потери зерна при хранении составляют примерно 10%, или 24 млрд руб.
Одним из эффективных способов сокращения потерь является контроль. А главное, внедрение метрологически обеспеченных инструментальных методов и средств надежного неразрушающего контроля зерна и продуктов его переработки при закладке и в процессе хранения. В настоящее время разрабатываются методы анализа «цифрового изображения зерна». В его основе лежит сопоставление исследуемого образца с компьютерным «эталоном». В последние годы внедряются системы дистанционного слежения за состоянием хранящихся зернопродуктов в любых типах хранилищ [3, 28, 29, 31].
