3.1 Химический состав белков пшеничной муки

Химический состав пшеничной муки очень сложен, и может в значительной мере изменятся в зависимости от состава зерна, сорта и выхода муки. В свою очередь химический состав зерна в известной степени зависит от особенностей вида и сорта пшеницы.

В наибольшем количестве в пшеничной муке содержатся углеводы, на долю которых приходится от 72 до 85 % сухих веществ муки. Более 90 % всех углеводов составляют крахмал и сахар, хорошо усвояемые организмом человека. Содержание крахмала колеблется в пределах 65-79 % , Сахаров - 2-3 %. Количество неусвояемых углеводов невелико: клетчатки 0, 1-2,5 % , пенто- занов 1,5-7 % от веса сухого вещества муки /33/.

Второе по количеству место в пшеничной муке занимают азотистые белковые вещества муки. Содержание их колеблется в пределах от 7 до 26 %. Содержание в зерне, а отсюда и в муке, белковых веществ, их состав, состояние и свойства имеют первостепенное значение и в значительной мере определяют не только пищевую ценность хлеба, но и технологические хлебопекарные свойства пшеничной муки. Отличительные особенности реологических свойств пшеничного теста, сочетающего упругость (эластичность) с пластичностью и вязкостью, обусловлены именно белками муки. Ни крахмал, которого в муке около 70 %, ни какая-либо другая, кроме белков, составная часть муки не способны при смешивании с водой образовывать массу даже близкую по реологическим свойствам к пшеничному тесту.

Для удобства изучения все белки подразделяются на две группы: про-теины, или простые белки, при гидролизе которых получаются только ами-нокислоты и аммиак, и протеиды (липопротеиды, гликопротеиды, нуклео- протеиды), или сложные белки, при гидролизе которых получаются как ами-нокислоты, так и какие-либо небелковые вещества (глюкоза, липоиды и др.).

Современной рациональной классификации белковых веществ - протеинов - еще не разработано, поэтому применительно к белкам зерна и муки до сих пор используется классификация, предложенная Осборном.

Альбумнны-водорастворимые белки. Для пшеницы характерен лейко- зин. Он содержит много серы (до 2,25 %), при нагревании свертывается. В формировании физических свойств теста альбумины имеют небольшое значение.

Глобулины- солерастворимые белки, растворяются с малой долей нейтральных солей ( NaCL, K2S04) 5-15 %, при нагревании свертывается. Широко представлены в горохе - легулин, сое - глиципин, картофеле - туберин.

Проламины-спирторастворимые в 60-80 %-ном этиловом спирте бел-ки (другие в таких растворах денатурируют). В зерне пшеницы и ржи находится глиадин, ячмене - гордеин, кукурузе - зеин, овсе - авенин.

Глютелииы - белки, растворимые и в слабых растворах щелочей. Глютелин пшеницы и ржи является характерным белком злаковых.

Сложные белки подразделяются на несколько подгрупп:

Липопротеиды, представляющие собой соединение белка с каким - либо жироподобным веществом.

Гликопротеиды, состоящие из белка и какого - либо углевода.

Нуклеопротеиды являются соединением белка с нуклеиновыми кислотами. Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные вещества, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахара и азотистых оснований, например, производных пурина, пиримидина и т.д. Большое коли-

чество нуклеопротеидов содержится в зародышах зерна. Нуклеопротеиды имеют большое значение, т.к. с ними связаны наследственные свойства мик-роорганизмов.

Содержащийся в пшеничном зерне водорастворимый белок (альбумин) был назван в своё время Осборном - лейкозином. Он содержится, главным образом, в зародыше. Этот белок чрезвычайно легко денатурируется и теряет свою растворимость. Если получить водный экстракт из пшеничного зерна или зародышей и добавить к нему немного спирта или ацетона, то лейкозин выпадает в осадок и его уже затем нельзя перевести снова в водный раствор.

В пшеничном зерне найден белок, по-видимому, который связан с ли- пидами и поэтому экстрагируется из муки петролейным эфиром. Этот белок, получивший название пуротионина, отличается высоким содержанием цис- тина (около 16 %). Он состоит из двух компонентов (а и Р-пуротионин) с молекулярными массами соответственно 12500 и 5000-7000. Молекула каждого из пуротионинов представляет собой одну полипептидную цепь, отдельные участки которой соединены дисульфидными связями. Подобные белки найдены также в зерне ячменя и получили название гордотионина. В зерне твердой пшеницы обнаружен водорастворимый белок, содержащий 0,04 % меди и имеющий коричневую окраску. От него зависит коричневый цвет макарон, получаемых из некоторых партий твердой пшеницы /37/.

В таблице 8 представлены данные по содержанию различных фракций белковых веществ в пшеничной муке.

Таблица 8 - Характеристика белковых фракций пшеничной муки Характеристика фракций Количество Содержание, % от общего белка Альбуминов 5,2 Глобулинов 12,6 Проламинов 35,6 Глютелины 28,2 Нерастворимого белка 8,7 Содержание сырой клейковины, % от массы муки 30,0 Содержание крахмала, % от массы муки1 72,0 Относительная плотность зерна крахмала 1,4832 Температура начала клейстеризации,иС 65,0 Содержание пентозанов, % от массы муки2 4,60 'Выход муки 65-70 %

^Сумма растворимых и нерастворимых пентозанов

Молекулярная масса альбуминовой, глобулиновой, проламино- вой (глиадин) и глютелиновой (глютенин) фракций, а также содержащихся в них компонентов различна в весьма широком диапазоне - от 10 тысяч до нескольких миллионов.

Молекулярная масса рассматриваемых фракций белка зерна, а также диапазон их «разброса» и степень сложности структуры наименьшие у альбуминовой и глобулиновой фракций, существенно большие у глиадина и наибольшие у глютенина.

В числе белковых веществ зерна пшеницы и пшеничной муки, кроме собственно белков (или протеинов), содержатся и протеиды - соединения белка с веществами небелковой природы, которые называют простетической группой. Протеиды подразделяют по химической природе их простетической группы. Так у липопротеидов она представлена липидами, у гликопротеидов - углеводами, у нуклеопротеидов - нуклеиновой кислотой.

Рядом работ выявлено, что образование таких комплексных соеди-нений, как гликопротеиды, может приводить к возникновению в третичной и четвертичной структурах белкового вещества еще одного вида дополнительных связей - углеводных связей-мостиков, также упрочняющих структуру белкового вещества. Липопротеиды также играют определенную роль в структуре и реологических свойствах макрообразований белкового вещества, а отсюда и в реологических свойствах клейковины и теста /65/.

Таблица 9 - Содержание важнейших аминокислот в белках пшеничной Аминокислоты Содержание (в % на общий азот) альбумина глобулина глиадина глютенина I 2 3 4 5 Аргинин 10,80 14,30 5,48 9,67 Валин Не опре-делялось Не опре-делялось 1,62 6,96 Пищевая ценность белков муки характеризуется в основном их аминокислотным составом. Белки пшеничной муки по аминокислотному составу сравнительно полноценны, что следует из данных М. И. Княгини чева, приведенных в таблице 9.

Продолжение таблицы 9 67 1 2 3 4 5 Гистидин 2,14 1,29 6,32 5,06 Лейцин 11,34 Не опре-делялось 6,24 4,95 Лизин 6,08 6,84 0,82 4,53 Мстионин Не опре-делялось Не оп-ределялось 1,28 1.56 Треонин Тоже Тоже 2,70 230 Триптофан 1,54 2,58 1,04 2,06 Фенилаланин 3,83 Не оп-ределялось 2,26 1,67 Цистин 1,63 U9 2,42 1,36 Из приведенных в таблице данных видно, что белки пшеничной муки содержат достаточное количество аргинина, валина, гисгадина, лейцина, ме- тионина, треонина, триптофана, фенилаланина.

Большое значение в питании (особенно молодых организмов) и для процессов, происходящих при использовании муки, имеет кислота цистин и близкая к ней - цистеин. В результате присоединения № цистин восстанавливается, превращаясь в две молекулы цистеина.

Также легко осуществляется обратный переход. Цистеин обладает свойствами сильного восстановителя. Его восстанавливающие свойства имеют особое значение при использовании пшеничной муки, так как ими объясняется способность активировать протеолитические ферменты или снижать устойчивость белков муки.

Весьма важной для качества муки является способность аминокислот вступать в реакции с альдегидами и восстанавливающими сахарами. В результате такого взаимодействия образуются вещества, обладающие характерным запахом, обуславливающим в той или иной степени запах печеного хлеба Сахара и продукты их разложения, вступая в соединение с аминокислотами и белками, образуют темноокрашенные вещества - меланоидины. Особенно быстро происходит образование меланоидинов при повышенных температурах /90/.