1.12: Хліб

Last updated
Save as PDF

Page ID: 26074

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Виробництво хліба

Хліб є основним продуктом харчування в багатьох культурах. Ключовими інгредієнтами є зерновий крохмаль, вода та розпушувач. Однак є деякі хліби без розпушувачів (коржі або наан), але це плоскі хліби.

Типові кроки у виробництві хліба:

Розпушувальні організми та бродіння

Saccharomyces cerevisiae, також відомий як хлібопекарські дріжджі, є основним розпушувачем у виробництві більшості хліба. Дріжджові клітини споживають цукру, присутні в тесті, і утворюють вуглекислий газ (СО ₂) та етанол, які відповідають за розпушування тіста під час фази бродіння та підйому печі.

Рецензія:

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Який біохімічний шлях утворення СО ₂ і етанолу в дріжджах?
Чому хліб не містить алкоголю?

ферментовані цукру

Після змішування борошна, дріжджів і води починаються складні біохімічні та біофізичні процеси, каталізуються ферментами пшениці і дріжджами. Ці процеси йдуть у фазі випічки. Первинними крохмалями, що містяться в більшості злакових рослин, є полімери амілоза і амілопектин.

Рецензія:

Вправа\(\PageIndex{2}\)

Які моносахариди в цих полісахаридах? Що таке зв'язки?

Ці крохмалі в борошні забезпечують більшу частину цукру для бродіння, але крохмаль повинен бути розбитий на моносахариди, перш ніж він може бути ферментований дріжджами. Ось огляд цукрів, що використовуються дріжджами для процесу бродіння:

Амілази: У пшеничному борошні присутні два типи амілаз:\(\alpha\) -амілази та\(\beta\) -амілази.

\(\alpha\)-Амілази гідролізують\(\alpha\) - (1,4) -зв'язки всередині ланцюга крохмалю випадковим чином, тим самим генеруючи коротші олігосахариди.
\(\beta\)-Амілази розщеплюють мальтозу з нередукуючого кінця крохмального ланцюга.

Дріжджі Інвертаза і Мальтаза

Інвертаза гідролізує кілька дрібних олігосахаридів.
Мальтаза розщеплює мальтозу на 2 моносахариди.

Вправа\(\PageIndex{3}\)

Малюємо мальтозу. Це дисахарид, з якого виготовлені два моносахариди?
Намалюйте сахарозу. Позначте моносахариди, що складають цю структуру.
Намалюйте рафінозу. Позначте моносахариди, що складають цю структуру.
Намалюйте Фруктан. Позначте моносахариди, що складають цю структуру.

Іноді\(\alpha\) -амілази додають в тісто в складі поліпшувача борошна.

Поясніть переваги додаткових ферментів амілази для процесу виробництва хліба.
Поясніть користь додавання цукру (сахарози) в процес виробництва хліба.

Освіта клейковини

До числа найважливіших компонентів борошна відносяться білки, які часто становлять 10-15% борошна. До них відносяться класи білків, звані глютенінами і гліадинами. Гліадини - це кулясті білки з молекулярною масою в межах від 30 000 до 80 000 кДа. Гліадини містять внутрішньомолекулярні дисульфідні зв'язки.

Глютеніни складаються з гетерогенної суміші лінійних полімерів з великими молекулярними ділянками і низькомолекулярними гілками (НМВ). Дисульфідні зв'язки зшивають субодиниці глютеніну.

Вправа\(\PageIndex{4}\)

Визначте хімічні поперечні зв'язки та фізичні поперечні зв'язки в полімерах.

У процесі хлібопекарства вода додається до борошна, де вона зволожує білки глютеніну, змушуючи їх набухати і ставати еластичними і гнучкими.

Додайте молекули води до цієї картини гідратованого глютеніну.

Які зміни МВФ можуть відбутися, щоб спричинити цю конформаційну зміну?
Додавання води підвищує гнучкість білкових пасом і зменшує заплутування ланцюга. Ця гідратація [збільшує/зменшує] гнучкість тіста. Поясніть, що відбувається на молекулярному рівні до гнучкості.
Гранули крохмалю також почнуть асоціюватися з цими білками глютеніна. Додайте деякі з них до зображення із зазначенням задіяних IMF.

Перед замісом два основних типи білка, гліадин і глютанін, залишаються окремими на молекулярному рівні. Однак, коли тісто замішується і замішується, починають відбуватися кілька речей:

Ферменти протеази з пшениці починають розщеплювати глютенін на більш дрібні шматочки.

Глютенін і гліадин починають утворювати хімічні зшивні зв'язки між білками. Утворюється складна мережа білків - клейковини.

Вправа\(\PageIndex{5}\)

Передбачте, чи є клейковина [більше/менше] еластичною, ніж окремі вихідні білки.

Гранули крохмалю затримуються в тесті і повітря включається в тісто під час замісу. Тісто має бути досить еластичним, щоб розслабитися, коли воно відпочиває і розширюється і утримує СО ₂, коли воно піднімається - при цьому зберігаючи свою форму.

Вправа\(\PageIndex{6}\)

Якщо утворюється занадто багато клейковини (надмірно замішується), що буде з текстурою хліба?
Коли хліб піднімається, звідки _{береться СО 2}?
Коли хліб випікає, дріжджі продовжуватимуть бродити цукри, змушуючи тісто [розширювати/скорочуватися].

В кінцевому підсумку тепло випічки вб'є дріжджі.

Вплив інших інгредієнтів на утворення клейковини

Жир і емульгатори покривають білками.

Вправа\(\PageIndex{7}\)

Наявність жирів (вершкового масла, масла і т.д.) призведе до [збільшення/зменшення] гідратації.
Наявність жирів (вершкового масла, масла тощо) призведе до [збільшення/зменшення] вироблення клейковини

Солі (кухонна сіль, NaCl або солі жорсткої води, такі як Ca ⁺² або Mg ⁺²) можуть зміцнити мережу клейковини.

Вправа\(\PageIndex{8}\)

Припустіть, як присутність солей може посилити клейковину.

Печиво: Зазвичай досить розсипчасте і не дуже піднімається.

Вправа\(\PageIndex{9}\)

Що б вам потрібно для тіста для печива?

[Низьке або високе] утворення клейковини
[Низький або високий] вміст жиру
[Низький або високий] вміст солі

Піца: Щоб витягнути тісто настільки тонке, як піца, не порушуючи, повинна бути дуже сильна глютенова мережа.

Вправа\(\PageIndex{10}\)

Що потрібно для тіста для піци?

[Низьке або високе] утворення клейковини
[Низький або високий] вміст води
[Низький або високий] вміст солі

Хліб: Мережа досить щільна, щоб уловлювати СО ₂ дріжджів, що дозволяє йому піднятися, але не настільки щільно, щоб вільно розширюватися.

Вправа\(\PageIndex{11}\)
• Що потрібно для хлібного тіста?
o [Низький або середній або високий] утворення клейковини
o [низький або середній або високий] вміст води

Випічка

Смаки та аромати: Реакції Майяра

Журнал пивовара, Наука/Реакція Майяра

У харчовій хімії будь-які стадії нагрівання, що включають присутність цукрів і аміносполук, призводять до ряду реакцій, званих реакціями Майяра. Ці реакції Майяра є неферментативними «реакціями потемніння», які призводять до утворення широкого спектру ароматних сполук, які включають; солодовий, підсмажений, хлібний та горіховий ароматизатори.

Існує три етапи Реакції Майяра:

Етап I: Конденсація між цукром і аміном з подальшим перестановкою Амадорі.
Етап II: Формування альдегідів Штрекера III
стадія: Формування гетероциклічних сполук азоту.

Етап 1:

Вправа\(\PageIndex{12}\)

Додайте вигнуті стрілки для механізму конденсації і подальшої перестановки Амадорі.

Етап 2:

Тавтомеризації можуть перетворити Амадорі продукт в дикарбоніл.

Вправа\(\PageIndex{13}\)

Дикарбоніл реагує з амінокислотою (аспарагін у цьому прикладі) з утворенням іміну.

Намалюйте вигнуту стрілку багатоступінчастим механізмом формування імін. Можна використовувати скорочення.

При деградації Strecker іміновий продукт піддається декарбоксилювання і гідролізується до альдегіду.

Вправа\(\PageIndex{14}\)

• Доповніть таблицю альдегідом Strecker, утвореним з цих амінокислот.

Амінокислота	Альдегід Strecker	Аромат
лейцин		Солодовий, підсмажений хліб
Ізолейцин		Фруктовий, смажений
Валін		Зелені, недозрілі плоди
Фенілаланін		Квіткові
Метіонін		Овочевий