Про заварной хлеб, солод, осахаривание крахмалов, нужно ли выдерживать заварку, часть 2
Как приготовить заварку для ржаного хлеба дома
(первый раздел этой части поста будет просто читать даже новичкам в хлебопечении)
При заваривании муки происходит осахаривание содержащегося в ней крахмала, то есть сложное молекулярное соединение крахмала под воздействием ферментов муки расщепляется на простые сахара.
Считается, что наилучшим образм эти преобразования происходят при температуре 65 град С. Нельзя перегревать заварку, поскольку при температуре выше 70 град С ферменты муки и солода разрушаются и осахаривания не произойдет.
Смешайте в миске муку, красный солод и специи, как указано в рецепте. Залейте смесь водой температуры 95-97 град С. Это практически кипяток.
Конечно, некоторая часть ферментов в этот момент погибнет, но большая часть останется.
То есть, вскипятив воду в чайнике, через полминуты можно уже делать заварку. При смешивании муки комнатной температуры с водой 95-97 град С наша смесь будет иметь температуру около 65 град С - это как раз то, что нам нужно. Для точности можно воспользоваться кулинарным термометром. Тщательно перемешайте и разотрите заварку, чтобы не было комочков. Получится густая темно-коричневая кашица с приятным запахом. Пропорция муки и воды 1:2 или 1:2,5. Предварительно миску прогреть кипяченой водой, лучше, если она будет толстостенная керамическая или стеклянная.
Миску с заваркой плотно закройте крышкой или фольгой для выпечки, чтобы поверхность заварки не подсохла и чтобы тепло сохранялось, укутайте махровым полотенцем. Можно воспользоваться кастрюлей-термосом с плотно заворачивающейся крышкой.
Обратите внимание, что красный солод заваривают кипятком вместе с мукой, а белый -добавляют позже, при меньшей температуре смеси (около 40-50 град С). Количество солода брать такое, какое указано в рецепте.
Для осахаривания заварку требуется выдержать при температуре 65-67 град С в течение 2-х часов. В домашнем хлебопечении этот вопрос решается по-разному. Есть специальные домашние устройства (типа Термомикс), которые могут поддерживать температуру такого значения, но они достаточно дороги, поэтому можно ограничиться термосом или закутанной миской.
Именно эти условия идеальны для заварки - поддержания темп. 65 град С в течение 2-3 - х часов, в домашних же условиях (в кастрюле или в миске без дополнительного подогрева), очевидно, температура будет падать, но существенного ухудшения свойств заварки такой способ заварки не дает.
Осахаренная готовая заварка будет более жидкой, однородной и блестящей, сладковатой на вкус (по сравнению с первоначальным состоянием). По истечении 2 часов заваривания откройте крышку и оставьте заварку остывать при комнатной температуре.
Заварку для хлеба можно сделать накануне, в этом случае остужать ее не нужно, а открыть только утром. Остывшая заварка может храниться в холодильнике в закрытой емкости до 3 суток в самом холодном месте вашего холодильника. Перед использованием ее нужно за два часа поместить в комнатную температуру для согревания.
Существует два способа приготовления ржаного заварного хлеба:
- в три стадии (закваска, заварка, тесто),
- в четыре (закваска, заварка, опара= заквашенная заварка, тесто).
Второй способ несколько более трудоемкий, но он дает более стабильный результат.
Тесто для ржаного заварного хлеба при замесе и формовке ведет себя также, как обычное ржаное. Брожение теста и расстойка хлеба происходят быстрее благодаря тому, что ферментационные процессы начинаются еще на стадиях заварки и опары, а также микроорганизмы закваски имеют достаточное количество питательных веществ в виде свободных сахаров, а таже других питательных минеральных веществ.
*******************************************************************
Применение ячменного солода взамен солода ржаного неферментированного в хлебопечении
Производились исследования возможности применения в хлебопечении ячменного солода, используемого в пивоварении, взамен солода ржаного неферментированного.
В соответствии с требованиями ГОСТ ячменный солод для хлебопечения может быть светлый, темный и жигулевский. Процесс производства активного ячменного солода состоит из подготовки зерна, его замачивании, проращивании, сушки и измельчения. В процессе проращивания ячменя накапливаются амилолитические ферменты, протеиназы (ферменты, воздействующие на белки), пептиды (частично расщепленные белки), образуются водорастворимые соединения.
При получении светлого солода зерно проращивают в течение 7 суток, причем впервые 5 суток происходит накопление ферментов, а затем начинается ферментативный гидролиз крахмала, белка и пептидов.
При проведении исследований использовали белый ячменный солод, который в сравнении с ржаным имел более высокую амилолитическую активность (44,8% против 35,9%), близкое содержание мальтозы (7,4% против 7,8%) и несколько меньше водорастворимых азотистых веществ (3,2% против 4,5% ).
Проводились исследования качества заварок из ржаной обдирной муки при соотношении муки и воды 1 :2,5, неосахаренных, самоосахаренных и осахаренных ржаным неферментированным и неферментированным ячменным солодом (5% к массе муки).
Качество заварок контролировали по динамике накопления мальтозы, водорастворимых азотистых веществ (см. таблицу) и по динамической вязкости (см. рисунок).
Во всех вариантах начальная температура заварок была 63-65 град С, через 3 часа - 45-49°С. В заварке неосахаренной (без добавления носителей гидролитических ферментов) всё же происходило накопление мальтозы и водорастворимых азотистых веществ, но значительно меньшей степени, чем в заварке самоосахаренной (с добавлением нативной муки) и, особенно, в заварке осахаренной солодом.
Процессы активности амилаз наблюдались в первый час осахаривания заварок, а далее этот процесс замедлялся (обратите внимание на это утверждение, оно впрямую относится к вопросу, заданному в начале статьи).
ТАБЛИЦА
В заварке с ячменным солодом в первые 2 часа накапливалось больше мальтозы и водорастворимых азотистых веществ, чем в заварке с ржаным солодом. Через 3 часа содержание этих веществ практически уравнивалось.
Гидролитические процессы биополимеров муки оказывали существенное влияние на изменение вязкости заварки (см. рисунок). При сравнении различных вариантов видно, что заварка с ячменным солодом имела наименьшую динамическую вязкость. Наиболее активное разжижение заварок всех вариантов происходит через 2 часа осахаривания, что совпадает с максимальным протеолитической и амилолитической активностью биополимеров муки. Наибольшую вязкость имела неосахаренная заварка.
РИСУНОК
Динамическая вязкость заварки из муки ржаной обдирной неосахаренной (1), самоосахаренной (2), осахаренной солодом ржаным неферментированным (3), осахаренной солодом ячменным(4):
Проводились опыты по выпечке разных сортов хлеба с использованием заварок с добавлением ячменного солода. Этот хлеб имел достаточно хорошие физико-химические показатели, сладковатый вкус, достаточно светлый мякиш, он был лишь немногим более расплывчатым, чем хлеб, приготовленный с использованием ржаного солода (например, Рижский).
Результаты исследований доказали, что белый ячменный солод может быть использован для осахаривания заварок и приготовления заварных сортов хлеба.
В промышленном производстве кроме солодовых заварок применяют специальные вещества.
В соответствии с «Указаниями к рецептурам на хлебобулочные изделия по взаимозаменяемости сырья» допускается замена солода ржаного неферментированного (1 кг) на 5-10 грамм ферментного препарата Амилоризина П1 ОХ,
или 10-15 грамм ферментного препарата Глюкоамилазы очищенной Г 20Х, или другого препарата с активной амилазой с пересчетом количества в зависимости от активности фермента для хлебобудочных изделий на жидких дрожжах или заквасках с заварками, заварных сортов хлеба (здесь речь идет о промышленном производстве хлеба).
********************************************************
СТРОЕНИЕ КРАХМАЛЬНОГО ЗЕРНА
С моей точки зрения этот раздел один из самых интересных в этой статье, так как описывает самые последние знания человечества о строении крахмалов.
Крахмальное зерно имеет слоистое строение.
Слои состоят из частиц - крахмальных полисахаридов, радиально расположенных и образующих зачатки кристаллической структуры.
Благодаря этому крахмальное зерно обладает анизотропностью (происходит двойное лучепреломление при пропускании луча света через крахмальное зерно).
Образующие зерно слои неоднородны: устойчивые к нагреванию чередуются с менее устойчивыми, более плотные - с менее плотными.
Наружный слой зерна крахмала более плотный, чем внутренние, и он образует оболочку зерна крахмала. Все зерно пронизано порами и, благодаря этому, оно способно поглощать влагу.
Большинство природных видов крахмала различных крахмалосодержащих растений содержит 15-20% амилозы
и 80-85% амилопектина
Однако крахмал восковидных сортов кукурузы, риса, ячменя состоит почти весь из амилопектина, а крахмал некоторых других невосковидных сортов кукурузы и гороха содержит 50-75% амилозы (то есть состоит в основном из амилозы).
Молекулы крахмальных полисахаридов состоят из молекул глюкозы, соединенных друг с другом в длинные цепи. В молекулы амилозы таких молекул глюкозы входит в среднем около 1000 штук.
Чем длиннее цепи амилозы, тем она хуже растворяется в жидкостях. В молекулы амилопектина молекул глюкозы входит еще больше.
Кроме того, в молекулах амилозы цепи прямые, а у амилопектина они ветвятся.
В крахмальном зерне молекулы полисахаридов изогнуты и расположены слоями.
Широкое использование крахмала в кулинарной практике обусловлено комплексом характерных для него технологических свойств: набуханием и клейстеризацией, гидролизом, декстринизацией (термическое разложение).
Крахмальные зерна или крупины (объединения нескольких зерен):
1. Из семени куколя (Agrostemma Githago). -2. Из пшеничного зерна. -3. Из молочая (Euphorbia). -4. Из семени бобов. -5. Из зерна маиса. -6. Из корневища Canna. -7. Из клубня картофеля (заключенные в клетках). -8. Из клубня картофеля (изолированные, при очень сильном увеличении). -9. Из зерна овса. -10. Из семени Lolium temulentum. -11. Из луковицеобразного клубня зимовника (Colchicum autumnale). -12. Из зерна риса. -13. Из зерна проса. - Все при сильном увеличении.
Крахмальные зерна имеют хорошо организованную форму и структуру.
В центральной части зерен имеется ядро (зародыш, точка роста), вокруг которого находятся ряды концентрических слоев, «колец роста», толщиной около 0,1 мкм.
Молекулярные спирали полисахаридов в "кольцах роста" уложены в складки с близкой к кристаллической упорядоченностью.
Следует отметить радиальную ориентацию молекул и наличие водородных связей между ними. Упорядоченность отдельных зон зерна, близкая к кристаллической, а также аморфный (организация не по принципу кристалличности) характер других подтверждается при рассматривании зерен в поляризационный микроскоп.
Анизотропия - неодинаковое всех или только некоторых свойств вещества по различным направлениям.
Зерно крахмала обладает двойным лучепреломлением - пучок света распадается при пропускании на два слагающих, эти лучи света распространяются с разными скоростями и они поляризованы в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.
В кристаллических участках крахмальные полисахариды расположены более упорядоченно и прочно связаны между собой, а в аморфных - укладка менее упорядочена и полисахариды упакованы менее плотно.
В настоящее время считается, что кристалличность крахмального зерна образована в основном упорядоченным расположением боковых ответвлений амилопектина, т.е. именно он стабилизирует кристалличность структуры крахмала.
Ориентация отдельных крахмальных полисахаридов в крахмальном зерне, связь их между собой осуществляется при помощи водородных связей.
Последние образуются как при непосредственном взаимодействии гидроксилов полисахаридов между собой, так и при взаимодействии гидроксилов полисахаридов через молекулу воды.
Таким образом, вода участвует в создании кристаллической решетки крахмального зерна.
В целом молекулы полисахаридов в зерне расположены складчато-радиально, т.е. сами цепи полисахаридов находятся в складчатой форме.
При этом амилоза концентрируется ближе к центральной части зерна.
Схема строения крахмального зерна показана ниже:
В наружном слое крахмального зерна полисахариды образуют подобие прочной оболочки, не обладающей свойствами полупроницаемости, но обладающей свойством расширения или растягивания.
Степень набухания крахмальных зерен в воде (за счет расширения оболочки) в значительной мере зависит от температуры и свойств конкретного вида природного крахмала.
Лучше всего набухает крахмал клубневых, меньше - зерновых, еще меньше - крахмальных зерен, содержащих большое количество амилопектина (так называемые амилопектиновые крахмалы).
Использование крахмала в пищевой промышленности связано главным образом с его способностью клейстеризоваться.
Одним из признаков клейстеризации суспензии крахмала является значительное повышение ее вязкости, т. е. образование крахмального клейстера, вязкость которого при нагревании объясняется свойствами извлекаемой из крахмальных зерен водорастворимой фракции, состоящей из полисахаридных нитей диаметром 0,05-2 мкм, образующих в растворе трехмерную сетку, удерживающую большее количество влаги, чем сами набухшие крахмальные зерна.
Субстанция, состоящая из набухших крахмальных зерен и растворимых в воде полисахаридов в виде сетки, называется крахмальным клейстером, а процесс его образования - клейстеризацией.
Клейстеризация происходит в определенном интервале температур, характерном для данного вида крахмала, обычно от 55 до 80°С.
Крахмальные клейстеры имеют относительно жидкую консистенцию, служат основой многих кулинарных изделий (кисели, соусы, супы-пюре), содержащих 2-5% крахмала.
Клейстеры более плотной консистенции образуются в клетках вареного картофеля, кашах и других изделиях, где соотношение крахмала и воды примерно 1:2-1:5.
Примерное содержание амилозы в крахмале различного происхождения, степень набухания крахмала в горячей воде (90°С) и температура клейстеризации
P. S. (этот комментарий относится отчасти и к последнему разделу предыдущего поста, там он не "поместился")
Существуют три вида амилаз:
1. Альфа-амилаза, содержащаяся в проросшем зерне ржи, ячменя, пшеницы, а также в непроросшем зерне сорго и ржи. Альфа-амилаза действует беспорядочно. "Разрезает" молекулы плисахаридов на части.
2. Р-амилаза, последовательно отщепляет в полисахаридах кусочки мальтозы и действует с концов полисахаридных цепочек. Фермент содержится в зерне пшеницы, ржи, ячменя, в семенах сои.
Как работают Альфа- и Р-амилазы (бетта-амилазы) более подробно можно прочитать здесь, выделено желтым шрифтом.
3. Глюкоамилаза. При воздействии этого фермента на крахмал образуется в основном глюкоза. Глюкоамилаза содержится в плесневых грибах.
При совместном действии Альфа- и Р-амилаз крахмал гидролизуется на 95%. Продуктами гидролиза являются мальтоза, декстрины и глюкоза.
У амилаз оптимальное значение рН различно, так Альфа-амилаза действует при рН 6,0, а Р-амилаза - при рН 4,8. Кроме того, для Р-амилазы оптимальная температура 51 град С (в другом источнике указывалось, что максимальная активность этого фермента происходит при 35-40 град С), а для Альфа-амилазы оптимальной температурой является темп. 65 град С.
Альфа-амилаза более устойчива к воздействию высокой температуры.
*****************************************************
НЕМНОГО СЛОЖНОГО (читать необязательно, эта информация может ввести сумятицу в вашем сознании)
О предположениях современных ученых о процессах, происходящих в мучных заварках
На сегодняшний день установлено, что количество как разлагающих углеводы амилаз, так и растворяющих белки энзимов (протеаз) с длительностью периода прорастания зерна увеличивается. Действие этих энзимов проявляется в образовании растворимых веществ в зерне в стадии прорастания.
Крахмал расщепляется на декстрины и солодовый сахар, так называемый виноградный сахар, белковые же вещества переходят в различные, еще менее характерные промежуточные стадии, в альбумозы, пептоны (пептиды) и амиды.
С этими изменениями связано частичное расщепление минеральных веществ, особенно фосфатов, в неорганические химические элементы.
Эти процессы можно проследить как по увеличению количества растворимых составных элементов, так и по повышенной силе энзимов, которой обладает зерно.
Насколько просты эти процессы роста в взаимодействии, настолько сложны они каждый в отдельности - механизм их до сих пор не известен.
Однако известно, что разложение крахмала разделяется на 2 фазы: разжижение набухшего и клейстеризованного крахмала и идущее вслед за ним его осахаривание. Оба процесса идут параллельно, но оптимальные условия их прохождения совершенно различны. В то время как идеальная температура осахаривания 45-50 град С, разжижение крахмала наступает скорее всего при 60-70 град С.
При низкой температуре крахмальный клейстер имеет более густую консистенцию, при более высокой температуре - он более жидкий.
Установленно, что разжижение заварок наступает благодаря появлению наряду с действием амилазы другого энзима - цитазы, и что оба процесса (разжижение и осахаривание) зависят от действия этих двух энзимов.
У разных ученых существует разное мнение по поводу того, одинаково ли воздействие амилазы зерна в состоянии покоя и в состоянии солода (когда зерно прорастает).
Ученые Браун и Морис видят разницу в том, что амилаза зерна в состоянии покоя растворяет зерна крахмала без "предварительного расщепления", что она слабо или совсем не действует на крахмальный клейстер и только переводит растворимый крахмал при оптимальной температуре в 45-50 град С в сахар.
В противоположность этому амилаза солода (в стадии прорастания) расщепляет и разжижает зерна крахмала перед осахариванием, оптимальная температура при этом 50 -55 град С, т. е. на 5 град С и выше.
Новейшие исследования Chrzaszcz указывают на то, что здесь речь идет в обоих случаях о действии одного и того же энзима, лишь в его разной форме воздействия в зависимости от условий.
При изготовлении хлеба интересен также тот факт, что в зерне, находящемся в состоянии покоя, способность к разжижению весьма незначительна.
Растворимый в спирте белок солода - это часть неразложившегося эндосперма зерна. В дальнейшем в солоде наблюдается закономерное увеличение содержание кислоты, которое вызывается образованием кислых фосфатов, а также образованием органических кислот (аминокислот).
Еще менее известен процесс расщепления белка. В зерне находится лишь незначительное количество энзимов, расщепляющих белок. Их действие очень несущественное. В солоде же протеолитическая активность энзимов быстро нарастает в процессе прорастания зерна.