1

KEMIJSKI SASTAV BRAŠNA Brašno se dobiva mljevenjem pšenice i ovisno o osobinama pšenice i načinu mljevenja dobiju se brašna različitog kvaliteta i tehnoloških svojstava. U brašno prelaze sastojci pšeničnog zrna u određenom procentu, a variranja u sastavu brašna ovise i o načinu mljevenja, odnosno stupnju izmeljavanja, a ne samo o sastavu i svojstvima pšenice. Sa povećanjem stupnja izmeljavanja povećava se količina pepela, proteina, masti, enzima, vitamina i sirovih vlakana, a smanjuje količina škroba u brašnu. Kod nas stupanj izmeljavanja iznosi od 75 do 80%. Brašno se po kemijskom sastavu sastoji od organskih tvari – proteina, masti, škrob, topljivi šećeri, celuloza, vitamini i enzimi i neorganske tvari – voda i mineralne tvari. Voda – količina vode u zrnu i brašnu je glavni pokazatelj kvaliteta i u zrnu se kreće od 14 do 15%, a u brašnu od 12.5 do 15%. U normalnim uvjetima u zrnu i brašnu ima od 14 do 15% vlage, a povećanjem te količine dolazi do različitih reakcija i procesa u zrnu i brašnu. Vlaga u zrnu može biti vezana fizičkim vezama – voda na površini koloidnih tvari apsorpcionim silama i ne može se odstraniti normalnim sušenjem nego na višim temperaturama i kemijskim vezama – voda u prirodi same tvari u zrnu. Vlažnost zrna ovisi o načinu i uvjetima skladištenja, a brašna o tipu brašna i mijenja se sa promjenom spoljnih uvjeta, prvenstveno temperature i relativne vlažnosti. Kada se uspostavi stalna vlažnost zrna u odnosu na ove parametre kažemo da je uspostavljena ravnotežna vlažnost. Kada je relativna vlažnost zraka 60% vlažnost zrna je 13.7%, a kada je relativna vlažnost 70% onda je vlaga u zrnu 15.5% i ako se pšenica skladišti sa većim sadržajem vlage doći će do promjena u kemijskom sastavu, razvoja plijesni i drugih mikroorganizama, otežana je prerada i smanjeno je korištenje kapaciteta mlina. Sadržaj vlage utječe i na svojstva brašna; ako je sadržaj vlage ispod minimalnih 12.5% dolazi do isušivanja proteina, otežano je bubrenje i formiranje tijesta, koje ima lošiju strukturu. Sadržaj vlage iznad 15% dovodi do brže enzimske aktivnosti, brže oksidacije i promjene boje i bržeg razmnožavanja mikroorganizama i ostalih štetočina, a pri zamjesivanju tijesto upija manje vode pa je manji i prinos. Određivanje vlažnosti zasniva se na sušenju brašna na temperaturi od 105 °C ili 130 °C pri čemu voda isparava, a dobijeni sadržaj vlage se izražava u procentima. Mineralne tvari – u zrnu i brašnu se nalaze soli K, Ca, Mg, P, Fe, itd. a količina ovisi o vrsti i sorti pšenice, klimatskim uvjetima pri rastu i sazrijevanju, itd. Najviše mineralnih tvari se nalazi u omotaču i aleuronskom sloju, a najmanje u endospermu. U zrnu pšenice najviše ima soli fosfora, a manje K, Mg i Ca, ali dio Ca se odstrani mljevenjem, dok se fosor (oko 70%) nalazi u obliku fitina koji ljudski organizam ne može iskoristiti. Od mikroelemenata prisutni su Fe, Mn, Zn, Ni, Cd i Cr. Sadržaj mineralnih tvari se određuje sagorijevanjem i žarenjem pri čemu sagorijeva organski dio, a pepeo koji ostaje sadrži mineralne tvari. U zrnu ga ima oko 2%, a u brašnu, ovisno o izmeljavanja, od 0.45 do 1.8%. U ostalim

2

žitaricama ima približno isto pepela, osim što pljevičasta žita (ječam, riža, zob) imaju više pepela. Proteini su visokomolekularne tvari, mogu biti prosti i složeni, a sastoje se iz aminokiselina i prostetske grupe u složenim proteinima. U brašnu ima 9 do 15%, a u pšenici 15 do 16% proteina. Proteini brašna su albumini (topljivi u vodi pa ne stvaraju gluten, dodatkom neutralnih soli i povećanjem njene koncentracije albumini se talože iz otopine), globulini (topljivi u razrjeđenim otopinama soli 10% NaCl, Na2SO4 i talože se povećanjem ili smanjivanjem koncentracije soli i ne stvaraju gluten), glijadini (topljivi u razrijeđenim otopinama alkohola 60-70%, talože se promjenom koncentracije alkohola) i glutenini (topljivi u razrijeđenim otopinama kiselina i baza, talože se promjenom njihove koncentracije). Glijadini i glutenini u vodi bubre, povećavaju volumen i stvaraju gluten koji gradi strukturu tijesta. U glutenu je odnos glutenina i glijadina stalan i njihov sadržaj je oko 80% u odnosu na ukupne proteine. Ugljikohidrati su najrasprostranjeniji organski spojevi u prirodi i u ljudskoj prehrani. Prema grupi koju sadrže dijele se na aldoze i ketoze, prema broju C-atoma na trioze, tetroze, pentoze, heksoze i heptoze, prema složenosti na proste i složene, odnosno na monosaharide, disaharide, oligosharide i polisaharide. U pšeničnom brašnu su najprisutniji složeni ugljikohidrati škrob (60-84%) i celuloza (0.1-2%) te prosti šećeri (2-4%), a najviše glukoza i fruktoza. Glukoza je grožđani šećer, vrlo rasprostranjen i prisutan u prirodi, ljudskom organizmu i ljudskoj prehrani, u brašnu ga ima 0.04 do 0.5%. Maltoza je disaharid sastavljen od dvije molekule glukoze, u brašnu je ima oko 0.01%, a veća količina ukazuje da je brašno dobiveno iz proklijale pšenice. Saharoza je disaharid sastavljen od jedne molekule glukoze i jedne fruktoze i u brašnu je ima 0.25 do 0.35%.

- škrob – visokomolekularni spoj, polisaharid, sastoji se od jedinica glukoze međusobno povezanih na dva različita načina, odnosno u dva različita spoja: amiloza – ravnolančani spoj i amilopektin razgranati spoj. Amilopektina ima više, ekstrahira se sa etanolom pri čemu daje jako viskozne otopine, amiloza se može izdvojiti toplom vodom, otopine su male viskoznosti. Škrob se nalazi u svim žitaricama, a ovisno o vrsti razlikuje se po obliku i veličini škrobnih zrnaca. Na osnovu te razlike može se utvrditi prisustvo nekog drugog brašna u pšeničnom. Veličina škrobnih zrnaca u žitaricama se kreće od 2.0x10-3 do 1.2x10-2 mm, a u pšenici mogu biti mala (2.0x10-3 do 8.0x10-3) i velika (2.0x10-2 do 5.0x10-2), a specifična masa je od 1.5 do 1.6. Škrobna zrnca u pšenici su različite veličine, tanka su i okrugla, slabo slojevita, sa ekscentričnom jezgrom, vanjski dio čini amilopektin, a unutrašnji amiloza. Klajsterizacija ili stvaranje škrobnog lijepka je proces u kojem se škrob zagrijava, bubri i povećava se za oko 30%, na temperaturi od 60 do 80 °C puca amilopektinski omotač, sadržaj se izljeva, zrnca se sljepljuju i nastaje ljepljiva masa velike viskoznosti – škrobni ljepak. Ovo je ireverzibilna reakcija, ali ako se škrobno ljepilo ostavi na sobnoj temperaturi, dio škroba iskristalizira i to je proces retrogradacije ili vraćanje u prijašnje stanje, koje

3

nije isto kao prvobitno. Sa procesom klajsterizacije aktiviraju se enzimi α i β-amilaza koji razgrađuju škrob do dekstrina i maltoze koje organizam može iskoristiti.

- celuloza – linearni polisaharid koji se nalazi u cijelom mladom zrnu, u omotaču i endospermu, a sa starenjem zrna se ugrađuju čvrste tvari u stanice omotača. U cijelom zrnu ima 2 do 3%, a u endospermu 0.2 do 0.3% celuloze.

- hemiceluloza – pratilac celuloze, u nekim slučajevima služi kao rezervna hrana, u drugim kao gradivna, odnosno potporna tvar. U cijelom zrnu je ima 5 do 10%, a u endospermu oko 2%. Po kemijskoj građi je pentozan građen od arabinoze ili ksiloze.

Masti – netopljive tvari biljnog ili životinjskog porijekla, mogu biti proste ili složene. Od prostih masti u pšenici najviše ima nezasićenih masnih kiselina, čiji je sastav uvijek konstantan. Voskovi spadaju u proste masti i nalaze se uglavnom u omotaču zrna gdje čine zaštitni sloj. Od složenih masti u pšenici najviše ima fosfatida – lecitin i kefalin. Od mastima sličnih tvari u pšenici ima: sterola, koji pod utjecajem svjetla prelaze u vitamin D; pigmenti (klorofili, ksantofili, karoteni od kojih neki mogu preći u vitamine, čiji je jedan dio topljiv u vodi. Enzimi su složene organske tvari proteinskog porijekla, djeluju na kemijske reakcije tako što ih ubrzavaju a da se pri tome ne mijenjaju i ne utječu na promjenu ravnoteže reakcije. Nazivaju se još i biokatalizatori jer ubrzavaju biokemijske reakcije. Sve reakcije koje se odvijaju u brašnu su enzimskog karaktera. Enzimi se ponašaju kao proteini, na temperaturama iznad 50 °C koaguliraju, kao i u prisustvu jakih baza, kiselina i soli. Imaju vrlo veliku sposobnost razlaganja i djeluju specifično – svaki enzim ima tačno određenu tvar, odnosno kemijsku vezu na koju djeluje. Također svaki enzim ima svoju optimalnu temperaturu i temperaturu koagulacije; sa povećanjem temperature do optimalne ubrzava se i djelovanje enzima – za svakih 10 °C reakcija se ubrzava 1.2 do 3 puta. Na djelovanje enzima djeluju i različite tvari pa tako razlikujemo aktivatore – tvari koje ubrzavaju djelovanje enzima (prisustvo drugih enzima, iona metala Mn, Co, itd) i inhibitore – tvari koje usporavaju ili sprečavaju djelovanje enzima (soli teških metala). Djelovanje enzima ovisi i o količini enzima, količini tvari na koju enzim djeluje, pH, temperaturi. Ako su svi ti uvjeti povoljni veća je i aktivnost enzima. Optimalni pH za djelovanje enzima je 4.2 do 7.5. Enzimi se prema sastavu dijele na jednokomponenetne (samo protein) i dvokomponentne enzime (apoenzim i koenzim), prema mjestu djelovanja na endoenzime i egzoenzime, prema načinu djelovanja na hidrolitičke i metaboličke. Prema vrsti reakcije i supstratu na koji djeluju enzimi se dijele na: hidrolaze (karbohidraze, proteaze, esteraze) i oksidaze – reduktaze (dezmolaze i zimaze). Pri preradi brašna i to u periodu skladištenja izražena je aktivnost enzima iz grupe karbohidraza (maltaza, invertaza i amilaza). Maltaza se nalazi u svim živim organizmima, obično sa amilazom, optimalni pH maltaze kvasca je 6.1 do 6.8, vrlo je osjetljiva na toplotu i razgrađuje se na

4

temperaturi od 55 °C, a optimalna temperatura djelovanja je 35 °C, uz pH 6.5. Invertaza ili saharaza je najduže poznati enzim, optimalni uvjeti djelovanja su pH 4.5 i temperatura 16 do 30 °C, ali se u suhom stanju može grijati i na 145 do 160 °C a da ne izgubi svoju aktivnost. Amilaza razlaže obje komponente škroba, ali samo 1.4 veze, sastavljena je od proteina, bez koenzima. Razlikujemo α i β-amilazu. α -amilaza se u zrelom zrnu nalazi u vrlo malim količinama u štitiću, aktivira se klijanjem, optimalna temperatura 66 do 68 °C, optimalni pH oko 5.0, a može izdržati i temperaturu do 80 °C. Inaktivira se u kiseloj sredini i u prisustvu teških metala i cijanida, djeluje u dvije faze: prva djeluje na bilo kojem mjestu u lancu amiloze i amilopektina, pri čemu se stvaraju dekstrini sa 4 do 12 ostataka D-glukoze sa jednom ili više 1,6 veza; u drugoj fazi dekstrine razlaže do maltoze, izomaltoze, maltotrioze i D-glukoze. β-amilaza je u vanjskim slojevima endosperma, optimalni pH je oko 5.0, temperatura 50 °C, zagrijavanjem na 60 °C se djelimično inaktivira, a na 70 °C u roku 15 minuta se potpuno inaktivira. Djeluje tako da sa nereducirajućeg kraja lanca otkida po jednu molekulu maltoze pa tako ako ima paran broj maltoze može do kraja razložiti amilozu, a ako je broj neparan ili postoje neke druge veze pored maltoze može se dobiti maltotrioza ili dekstrin. Amilopektin ima više nereducirajućih lanaca pa ga amilaza brzo razgrađuje dok ne dođe do 1,6 veze na koju ne djeluje. Na ovaj način se dobije 40 do 50% od ukupne maltoze u molekuli, a ostatak od amilopektina se zove β-granični dekstrin. Zimaza – enzimski kompleks u kvascu, djeluje na reakciju alkoholnog vrenja u tijestu, omogućava ishranu i razvoj kvaščevih gljivica, djeluje na monosaharide brašna, optimalni pH je 4 do 5, temperatura 30 do 32 °C, a inaktivira se na temperaturi od 40 do 50 °C. Papain – proteolitički enzim u biljkama, pH od 2.8 do 10.8, a optimalno djelovanje od 5 do 7. Optimalna temperatura 45 °C, a djeluje i do 66 °C, u brašnu djeluje tek u prisustvu aktivatora – tripeptida glutationa. Cijepa pojedine veze aminokiselina u proteinima smanjujući njihovu molekulsku masu a to se odražava na viskoelastična svojstva tijesta. Lipaza – hidrolizira veze masnih kiselina u trigliceridima, dolazi do povećanja kiselinskog stupnja i užeglog mirisa brašna, a to je znak lošeg kvaliteta i ispravnosti brašna pri skladištenju. Vitamini su mikronutrijenti neophodni za normalno funkcioniranje ljudskog organizma, nedostatak dovodi do različitih bolesti, dijele se na topljive u vodi (B-grupe, C, PP) i topljive u mastima (A, D, E i K). U pšenici se nalaze u aleuronskom sloju, omotaču i klicama. Vitamin A – najviše ga ima u brašnu od tvrde pšenice Vitamini B grupe su smješteni u aleuronskom sloju i endospermu; B1 – u zrnu oko 5 mg/kg, u brašnu od 1 do 8 mg/kg, ovisno o tome da li je bijelo ili crno brašno; B2 – u aleuronskom sloju i klici, u brašnu od 0.3 do 0.6 mg/kg; B6 – u sastavu enzima, djeluje na metabolizam proteina, u brašnu 2 do 4 mg/kg. Vitamin C – nema ga u normalno sazrelom zrnu, a stvara se pri klijanju zrna. Vitamin E – u uljima klice i aleuronskog sloja, u cijelom zrnu oko 9 mg/kg, u bijelom brašnu oko 0.3 mg/kg, u crnom brašnu oko 30 mg/kg, lako oksidira i tako

5

štiti druge tvari od oksidacije, zato je antioksidans i gubi svoje biološko djelovanje.

6

FAKTORI KVALITETA PŠENIČNOG BRAŠNA Na kvalitet brašna i tijesta koje se od njega dobije u velikoj mjeri utječe količina i vrsta proteina, a najvažnije su glijadin i glutenin. Ta dva proteina pri zamjesu tijesta daju plastičnu i elastičnu masu pogodnu za dalju obradu koja se zove gluten ili lijepak. Gluten sadrži 43.02% glijadina, 39.10% glutenina, 4.42% albumina i globulina, 2.8% masti, 2.13% šećera i 6.45% škroba, a nastaje tako što umreženi lanci glijadina i glutenina dodavanjem vode bubre, međusobno se sljepljuju i povezuju S-S vezama, a između tih veza su uklještena škrobna zrnca, albumin i globulin. To je vlažni gluten i on sadrži 2/3 ili 66% vode koja se ne može odstraniti na običnoj temperaturi, a suhi gluten se dobije sušenjem na 70 do 100 °C pri čemu glijadin i glutenin koaguliraju i otpuštaju vodu. Na formiranje glutena utječu veličina čestica brašna (premale ili prevelike čestice brašna otežavaju formiranje glutena zbog otežanog međusobnog povezivanja makromolekula proteina, najbolja veličina između 7.0x10-2 i 3.0x10-1 mm) i temperatura vode (optimalna između 25 i 35 °C, ako je ispod 16 °C proteini sporo bubre, ako je iznad 45 °C proteini koaguliraju i u oba slučaja je otežano formiranje glutena). Gluten može biti različite boje i konzistencije, ovisno o odnosu glijadina i glutenina i tipu brašna. Boja je obično žutosedefasta, ali može biti i žućkastobijela do tamnožuta i smeđa. Prema konzistenciji gluten može biti jak ili čvrst, mek ili slab; jak može biti kratak – ne može se rastezati nego se kida u kratke komadiće i elastičan – rasteže se a onda se vraća u prvobitno stanje. Mek ili slab gluten se neograničeno rasteže u tanke niti. Sa gledišta pekarstva osnovna svojstva kvaliteta glutena koja spadaju u reološka svojstva su jačina, elastičnost, plastičnost i rastegljivost. Ova svojstva se ispoljavaju pod dejstvom vanjskih sila i mogu biti zastupljena u različitim međusobnim odnosima i kombinacijama. Jačina glutena odnosi se na njegovu sposobnost da zadrži maksimalni količinu plinova stvorenih za vrijeme fermentacije. Rastegljivost je sposobnost glutena da se u manjoj ili većoj mjeri rastegne pod pritiskom plinova ili druge sile. Elastičnost je sposobnost glutena da u manjoj ili većoj mjeri daje otpor pri rastezanju, a po prestanku dejstva sile se djelomično vraća u prvobitni položaj. Sva ova svojstva uglavnom ovise o osobinama i građi proteina brašna. Ova svojstva glutena se ne mogu uzimati kao stvarni odraz kvaliteta tijesta jer, recimo, ako je gluten rastezlijv ne mora značiti da je u potpunosti elastičan, može se jako dobro rastegnuti, ali da se ne vraća u prvobitan položaj. Prema tome mogu se razlikovati 4 vrste glutena: Rastegljiv – elastičan Rastegljiv – neelastičan Nerastegljiv – elastičan Nerastegljiv – neelastičan

7

Vlažan gluten dobrog kvaliteta se pri ispiranju ne kida u komadiće, kompaktan je, ne razmazuje se pod prstima i kuglica pri stajanju na sobnoj temperaturi ne mijenja oblik i veličinu. Normalan sadržaj vlažnog glutena u brašnu je od 20 do 34% a ovisi o kvalitetu i sorti pšenice, tipu brašna i dužini i uvjetima skladištenja brašna. Ako je sadržaj glutena ispod 18% ne može se dobiti normalno povezano tijesto. Sadržaj glutena u brašnu je posebno važan kod izrade tjestenine, pa tako brašno za izradu kratke tjestenine ne bi trebalo imati manje od 27% vlažnog glutena, a za izradu duge tjestenine više od 30% vlažnog glutena. Količina glutena se određuje ispiranjem sa 2% otopinom soli i destiliranom vodom i izražava se u postocima vlažnog glutena, a nakon sušenja u postocima suhog glutena. Ispiranje se može obaviti ručno ili mašinski. Fizičke osobine glutena ovise o tome da li u brašnu preovladava glutenin ili glijadin. Glijadin utječe na omekšavanje tijesta i gradnju hidrata, a glutenin daje tijestu čvrstoću i manju elastičnost. Da bi se bolje shvatilo reološko ponašanje pšeničnih tijesta, odnosno glutena uveden je pojam relaksacije tijesta. To je pojava da napon u jednom rastegnutom komadu tijesta postepeno opada do nule, kada se određena dužina tijesta održava izvjesno vrijeme konstantnom. Pri tome dolazi do cijepanja poprečnih bočnih veza između molekulskih lanaca proteina i istovremene izgradnje novih veza, oslobođenih napona. Za kvalitet glutena su važna fizikalna, fizikalno-kemijska, kemijska i reološka svojstva. Sposobnost bubrenja i intenzitet razgradnje proteina su važni pokazatelji kvaliteta glutena, a time i tijesta. Bubrenje glutena je posljedica koloidnog vezivanja vode u proteinima i ono je jače što je viša temperatura i što je veća količina netopljivih proteina glutena u brašnu. Intenzitet razgradnje proteina se povećava sa vezivanjem vode i bubrenjem. Ovo je donekle pozitivna pojava, ali daljom intenzivnijom razgradnjom dolazi do razaranja unutrašnje građe glutena i cijepanja peptidnih veza molekula čime dolazi do povećanja udjela topljivih proteina, gluten otpušta vodu i smanjuje svoju nabubrelost. Ako je razgradnja molekula proteina intenzivna gluten gubi elastičnost, postaje jako rastegljiv, mekan, ljepljiv i lako se razilazi pa su brašna defektna. Određivanje kvaliteta glutena bubrenjem se zasniva na osobini glutena da u razblaženim organskim kiselinama bubri i povećava volumen ili se otapa i muti otopinu. Gluten dobrog kvaliteta u otopini razblaženih kiselina jako bubri i slabo se otapa, a gluten slabijeg kvaliteta manje bubri, više se otapa i jače muti otopinu. Intenzitet zamućenja ili volumen glutena pokazuju da li se radi o glutenu dobrog ili slabijeg kvaliteta. Volumen glutena se određuje volumetrijskom metodom, a za mjerenje mutnoće otopine koristi se Langeov kolorimetar. Broj bubrenja glutena po Berlineru Broj bubrenja glutena predstavlja volumen (cm3) određene količine ispranog glutena (1 g podijeljen na 30 djelića) nakon odležavanja u 100 cm3 M/50 mliječne kiseline na 27 °C, odigrava se u tikvici sa uskim grlom koje je konstruirano tako da se na njemu može očitati volumen slegnutog glutena koji se očitava poslije 60 i 150 minuta i to predstavlja strukturni broj bubrenja koji se označava sa Q0.

8

Proteolitički broj bubrenja se dobije na isti način, označava se sa Q30, Q60 i Q90 samo se ovdje tijesto ostavi da stoji 30, 60 ili 90 minuta nakon zamjesivanja, a prije ispiranja glutena na temperaturi od 27 °C. Kod jačih brašna razlika između Q0 i Q30 je neznatna pa se posmatra Q60 i Q90. Brži način određivanja je po Langeu pomoću kolorimetra i ovom metodom se mjeri stupanj zamućenja otopine M/50 mliječne kiseline u kojoj je gluten bubrio 40 minuta na 27 °C, uz stalno obrtanje u rotacionom termostatu (0.5 g glutena u 20 ml M/50 mliječne kisleine). Pomoću dobivenih vrijednosti se u specijalnim tablicama po Berlineru pronađe broj bubrenja koji odgovara broju bubrenja dobivenog metodom očitavanja volumena. Pomoću broja bubrenja se može doći i do podataka o intenzitetu razgradnje proteina u tijestu tokom odležavanja, a broj bubrenja služi kao mjerilo kvaliteta glutena i on je veći što je gluten sposobniji da pri vezivanju vode povećava volumen, a pri odmaranju manje se razlaže i ne prelazi u topljiv oblik. Određivanje kvaliteta glutena po Kraz-Kozmini Zasniva se na fizikalnim osobinama glutena, tj. na njegovoj rastegljivosti i posmatra se dužina istezanja kuglice vlažnog glutena mase 1 g opterećenog tegom od 2 g u toku 2 sata u 2%-tnoj otopini NaCl, na temperaturi 27 °C, vrijednost se izražava u centimetrima. Rastezanje glutena odmah poslije zamjesivanja tijesta označava se sa R0, a ako je tijesto odležavalo 30 minuta i tek onda isprano sa R30. Po Kozmini uz određenu vrijednost R0 gluten ima sljedeće karakteristike:

1. ako je dužina istezanja ispod 2 cm gluten je krt, neelastičan i kratak 2. ako je dužina istezanja 2 – 5 cm gluten je jak, kratak i nedovoljno elastičan 3. ako je dužina istezanja 5 - 15 cm gluten je elastično-rastegljiv 4. ako je dužina istezanja 15 - 25 cm gluten je rastegljiv 5. ako je dužina istezanja 25 cm za 60 – 120 minuta gluten je vrlo rastegljiv 6. ako je dužina istezanja 25 cm za 30 – 60 minuta gluten je beskrajno

rastegljiv 7. ako je dužina istezanja 25 cm za manje od 30 minuta gluten je tutkalast.

Za pekarsku i tjesteničarsku industriju najpoželjnije je brašno sa elastično-rastegljivim glutenom, tj. onaj koji se za 120 minuta istegne 5 – 15 cm, dok za keksarsku industriju ovisi o proizvodu. Takav gluten zadržava stvorene plinove u tijestu za vrijeme fermentacije, a gotov proizvod ima pravilan oblik.

9

APARATI ZA ISPITIVANJE FIZIČKIH OSOBINA TIJESTA 1.Farinograf – to je aparat kojim se mjeri jačina mehaničkog otpora koje pruža tijesto u mjesilici. To je ustvari dinamometar povezan sa registrirajućim mehanizmom na kojem se bilježe promjene fizičkih osobina tijesta tokom zamjesivanja. Farinograf se sastoji od: termostata, mjesilice sa Z-lopaticama, uljnog amortizera, elektromotora-dinamometra, prenosnog polužnog sistema, skale sa podjelom od 1000 FJ, graduirane birete i pribora za registriranje na pokretnu traku. Temperatura na kojoj se radi je obično 30 °C, u mjesilicu se stavlja 300 g brašna, a voda se dodaje iz graduirane birete. Pomoću farinografa mogu se proučavati promjene fizičkog stanja tijesta ne samo u toku zamjesivanja nego i u procesu vrenja pa se mogu dobiti i podaci o enzimskim, odnosno proteolitičkim djelovanjima u tijestu, a također se mogu dobiti podaci o:

- vremenu razvoja tijesta - vremenu stabilnosti tijesta pri zamjesivanju - omekšavanju tijesta pri miješenju - moći upijanja vode, za određenu konzistenciju tijesta - promjenama konzistencije u toku odmaranja i vrenja tijesta, itd.

Slika 1. Standardna farinografska kriva

Na Slici 1. je prikazana standardna farinografska kriva a objašnjenja su sljedeća: A – konzistencija – izražava se u farinografskim jedinicama (FJ) B – razvoj tijesta se izražava u minutama C – stabilnost se izražava u minutama D – elastičnost i rastegljivost tijesta se izražava u FJ E – stupanj omekšanja tijesta se izražava u FJ R – rezistenca (B+C) se izražava u minutama K – konstanca se izražava u minutama.

10

Moć upijanja vode predstavlja količinu vode koja je bila potrebna za dobivanje tijesta standardne konzistencije od 500 FJ, izražava se u postocima na osnovu očitavanja utrošenih mililitara sa birete. Što je veća moć upijanja dobije se više tijesta prilikom zamjesivanja. Stupanj omekšanja tijesta se dobije nakon objašnjavanja dijagrama farinografa i smatra se da je brašno dobrog kvaliteta ako je omekšanje nakon 15 minuta miješenja ispod 75 FJ, srednjeg kvaliteta ako je omekšanje od 75 – 125 FJ, a slabog kvaliteta ako je omekšanje veće od 125 FJ. Pomoću podataka dobivenih farinografom brašna se ocjenjuju kvalitetnim brojevima i svrstavaju u kvalitetne grupe. Kvalitetni broj se određuje mjerenjem površine (u cm2) koju ograničava linija konzistencije tijesta (500 FJ) i linija provučena kroz sredinu farinografske krive koja je dobivena miješenjem tijesta u trajanju od 15 minuta, a preko kvalitetnog broja se određuje kvalitetna grupa (Slika 2.). Kvalitetni broj brašna po Hankociju se kreće u granicama od 0 – 100. Za površinu trougla od 50 cm2 kvalitetni broj je 0, a za površinu od 0 cm3 kvalitetni broj je 100. Kvalitetne grupe brašna se označavaju sa A1, A2, B1, B2, C1 i C2, a određuju se iz posebnih tablica pomoću kvalitetnih brojeva brašna koji ovise o površini trougla farinografske krive. Valorimetarski broj brašna ili pšenice se dobije pomoću posebnog pribora pri čemu se mora imati farinogram dobiven produženim miješenjem tijesta – tijesto se mijesi još 12 minuta, računajući od početka opadanja krive sa nivoa

Slika 2. Određivanje kvalitetnog broja i kvalitetne grupe

maksimalne konzistencije. Kreće se u granicama od 0 – 100 i zavisi od vremena razvoja, stabilnosti i stupnju omekšanja tijesta. Valorimetarski broj je veći i brašno je kvalitetnije ako daje tijesto sa dužim razvojem i većom stabilnošću, a manjim omekšanjem. Pšenice koje daju brašna čiji je valorimetarski broj manji od 30 smatraju se nepogodnim za pravljenje kruha. Farinografski postupak i dobiveni dijagram zove se kriva zamjesa, ali se farinogramom mogu dobiti i drugi podaci, ovisno o načinu izvođenja farinografskog ispitivanja. Kriva odmaranja se dobije ako se poslije zamjesivanja tijesto ostavi u farinografu sat vremena pa se farinograf ponovo uključi, a kriva vrenja na isti način ako su u tijesto dodani so i kvasac.

11

Pomoću ovih dviju kriva može se izvesti zaključak o podložnosti glutena enzimskoj razgradnji. Kod slabijih brašna i intenzivnije proteolitičke razgradnje omekšavanje je veće od 75 FJ i to ne samo zbog mehaničkih dejstava nego i kod odmaranja zbog intenzivnije enzimske razgradnje proteina glutena. Farinografom se može ispitivati i utjecaj različitih dodataka na fizičke osobine tijesta; npr. kuhinjska so smanjuje sposobnost brašna da vezuje vodu za 1.5 – 2%, ali i povećava stabilnost tijesta i čini ga otpornijim.

Slika 3. Farinogram brašna od različitih vrsta pšenica i sa dodacima

2.Valorigraf – služi za određivanje mehaničkih i reoloških svojstava tijesta, mjeri i bilježi snagu potrebnu da se 50 g tijesta mijesi u mjesilici, radi na istom principu kao i farinograf i daje slične krive, sa malom razlikom. Pogodan je za male pogone i obuku studenata i učenika zbog relativno niske cijene i male količine materijala potrebnog za rad. Može se odrediti moć upijanja vode, vrijeme razvoja i stabilnosti tijesta, omekšavanje tijesta u °H (Hankocijevi stupnjevi), elastičnosti (°H) i valorimetarski broj. 3.Ekstenzograf – to je aparat za ispitivanje fizičkih, mehaničkih i reoloških svojstava tijesta, odnosno njegove rastegljivosti i otpora pri rastezanju. Pri tome se bilježe promjene unutrašnjeg otpora koji nastaje pri rastezanju komada tijesta, a iz dobivenog dijagrama se mogu odrediti rastegljivost, otpor na rastezanje i energija utrošena na rastezanje. Ekstenzograf se sastoji od korita (metalnog pribora) za hvatanje tijesta koje se pričvrsti viljuškama, elektromotora za koji je pričvršćena kuka koja rasteže tijesto, sistema poluga preko kojeg se otpor koji se javlja u tijestu prenosi na papir pri čemu se dobije dijagram i uljne kočnice koja ublažava vibracije. Dijagram je podijeljen horizontalno u centimetre, a vertikalno u ekstenzografske jedinice (EI). Brašno sa 2% soli se zamjesi u mjesilici farinografa u tijesto konzistencije 500 FJ, izvadi iz mjesilice i podijeli na dva dijela mase po 150 g, ti komadi se oblikuju u cilindre homogene strukture i stavljaju u metalni pribor za hvatanje tijesta. U termostatu se tijesto odmara 45 minuta na 30 °C (ili 27 °C) i isteže se pomoću kuke. Zatim se to tijesto premjesi, opet stavi u

12

termostat, odmara oko 45 minuta i ponovi se istezanje. To se ponovi tri puta (ukupno tijesto odmara 135 minuta) tako da se dobiju tri dijagrama ekstenzograma čije se krive tumače na sljedeći način: E – Energija se izražava u cm3 i predstavlja površinu koju ograničava ekstenzografska kriva i apscisa i što je ta površina veća veća je i količina utrošene energije za rastezanje tijesta i brašno je jače.

Slika 4. Ekstenzogram slabog i jakog brašna

R – Rastegljivost tijesta se izražava u milimetrima, predstavlja dužinu osnovice ekstenzograma u milimetrima i što je osnovica ekstenzograma veća tijesto je rastegljivije. O – Otpor na rastezanje izražava se u EJ, predstavlja visinu ekstenzografske krive nakon 50 mm razvlačenja i označava veličinu sile kojom se tijesto suprotstavlja istezanju. k – Količnik otpora na rastezanje prema rastegljivosti: k = O/R služi za različite ocjene kao što je karakteriziranje osobina proizvoda (oblik i volumen peciva) ili za karakteriziranje fizičkog stanja tijesta u toku prerade. Iz sljedeće slike se može vidjeti kako se na osnovu oblika ekstenzografske krive donose zaključci o ponašanju tijesta u toku prerade:

Slika 5. Oblik ekstenziograma i svojstva tijesta

13

Slučaj A – tijesto je kratko, nerastegljivo, plastično, ima malu sposobnost zadržavanja plina, u toku vrenja zadržava kuglast oblik, a proizvodi koji se dobiju od takvog tijesta su malog volumena i nedovoljno razvijeni. Slučaj B – tijesto je male rastegljivosti i velikog otpora rastezanju, teško narasta, loše je šupljikavosti i malog volumena, kruh je loše strukture pora i nerazvijenog oblika. Slučaj C – tijesta imaju malu toleranciju vrenja, rastegljiva ali male elastičnosti, u toku vrenja se razilaze i omekšavaju i kod malog prekoračenja optimalnog vremena vrenja brzo padaju, proizvodi su smanjenog volumena i spljoštenog oblika. Slučaj D – tijesto velike jačine i dovoljne rastegljivosti, pogodna za proizvodnju kruha i peciva jer imaju veliku moć zadržavanja plina i dobru toleranciju vrenja, a proizvodi imaju dobru šupljikavost i veliki volumen. Slučaj E – tijesto je previše rastegljivo, neelastično, izrazito žitko, ne zadržava plin, loše strukture i nedovoljno naraslo i takva brašna su obično od oštećene pšenice. Količnik k = O/R, ovisnost otpora na rastezanje i rastegljivosti tijesta je veoma važno za dvije bitne karakteristike volumen i oblik kruha. Najpovoljnije narastanje, odnosno volumen proizvoda je kod k = 1.8, a kada je k manje ili veće od 1.8 prinos volumena se naglo smanjuje. Uobličenost odnosno držanje gotovog kruha je karakterizirano odnosom visine i promjera kruha (h/d). Npr. za kruh od 350 g, okrugli, slobodno pečen na podu najpovoljniji je odnos h/d oko 0.55, tj. kad je promjer za oko 1.8 puta veći od visine. Odnos h/d dostiže svoj maksimum kada je količnik O/R = 3 i dalji porast O/R ne utječe bitno na držanje kruha. Na svojstva kruha utječu odmaranje i mehanička obrada u smislu da utječu na naraslost, šupljikavost, ukus i oblik proizvoda. Najpovoljnija su ona brašna koja mogu podnijeti što duže vrijeme odmaranja, a koje se u pozitivnom smislu odražava na kvalitet proizvoda. Tokom odmaranja kod tijesta se mijenjaju fizičke osobine u smislu povećanja rastegljivosti i smanjenja otpora na rastezanje. Međutim, ako se tijesto u toku odmaranja mehanički tretira npr. premješuje onda se dobije suprotan efekat i tijesto postaje kraće, manje rastegljivo i pruža veći otpor rastezanju. 4.Alveograf – aparat za mehaničko ispitivanje svojstava tijesta koji u procesu proizvodnje utječu na formiranje sredine kruha određenih svojstava. Princip rada i određivanja je da se komadić tijesta standardnog oblika isteže pod pritiskom zraka u mjehur i na registarskom manometru alveografa se ocrtava kriva promjene pritiska rastezanja membrane tijesta. Aparat se sastoji od mjesilice sa Z-lopaticom, termostata za odmaranje tijesta, uređaja za upuhivanje zraka sa

14

manometarskom bocom i uređaja za mjerenje i registriranje tlaka. Glavne alveografske veličine, prikazane na Slici 7, su:

- Relativna čvrstoća tijesta P u milimetrima vodenog stuba koja se dobije množenjem vrijednosti PQ sa koeficijentom manometra koji iznosi 1.2. P ovisi o čvrstini (žilavosti) tijesta i sposobnosti brašna da vezuje vodu. Ako je P jako veliko brašnu treba dodati više vode da bi se dobilo mekše tijesto s kojim se može normalno raditi.

- Vrijednost nadimanja G je srednja vrijednost pet volumena očitanih na graduiranoj staklenoj cijevi i označava sposobnost brašna da daje dobro narastao kruh, ako je P dovoljno veliko. Vrijednost G predstavlja volumen mjehura tijesta u momentu rasprskavanja i nema veze sa površinom koju ograničava alveografska kriva.

Slika 6. Alveograf

- Konačni pritisak p (p = MN*1.1) je mjerilo relativne jačine membrane tijesta u trenutku rasprskavanja mjehura. Ako je vrijednost G velika, a p malo tijesto je rastegljivo ali slabo i lako se kida.

- Rad deformacije W se dobije mjerenjem površine ograničene alveogramom i predstavlja iznos mehaničkog rada utrošenog za rastezanje membrane tijesta do trenutka njenog prskanja. Ako je tijesto čvršće, elastičnije i žilavije i ukoliko se duže i više nadima bez kidanja utrošen je veći rad. Rad obuhvata elastičnost i rastegljivost tijesta zajedno, označava jačinu pekarskog brašna i varira u širokom spektru pa iznosi od 5 do 400 i više. Vrijednost ovih parametara je različita za pojedine države i svaka određuje svoje vrijednosti.

- Oblik alveograma je važan jer može biti različit i kod istih vrijednosti za W.

15

Slika 7. a) Tumačenje alveograma; b) A – brašno koje apsorbira više vode, B

– jako rastegljivo i meko brašno, C – dobro tijesto Primjeri alveograma koji su prikazani na slici su dobiveni kod različitih vrsta brašna i mogu se svrstati u četiri grupe po osobinama: - Dijagrami tipa 1 i 3 su dobiveni od slabog brašna koje daje rastegljivo i mekano tijesto - Dijagrami 6, 7 i 11 daju brašna koja obrazuju čvrsta, žilava i nerastegljiva tijesta ili tijesta kojima nije dodano dovoljno vode - Dijagrami 4 i 9 su od brašna male rastegljivosti - Dijagrami 2, 5, 8 i 10 su od jakih brašna koja daju čvrsta, elastična i rastegljiva tijesta pogodna za izradu kruha.

Slika 8. Primjeri alveograma dobiveni od različitih vrsta brašna

16

Dijastatička moć brašna predstavlja moć obrazovanja šećera i klajsterizacionu sposobnost i te dvije pojave se mogu odvijati potpuno neovisno jedna od druge. Formiranje šećera se odvija u prisustvu odgovarajućih enzima i pogodnog supstrata što ne mora biti želatinirani (klajsterizirani) škrob, a klajsterizacija škroba se može odvijati bez obzira jesu li prisutni dijastatički enzimi ili nisu i te dvije pojave su usko povezane u proizvodnji kruha. Želiranje škroba se odvija uvijek u prisustvu enzima, a za nastajanje šećera je neophodno prisustvo komponenti koje se oslobađaju pri želiranju škroba. Prisustvo dijastatičkih enzima u tijestu utječe i na želiranje škroba i na stvaranje šećera.

Sposobnost formiranja šećera je važna osobina brašna, posebno kod proizvodnje kruha i to na početku pečenja i u procesu vrenja tijesta. Naime, tada kvaščeve gljivice intenzivno previru nastali šećer, ispuštaju CO2 koji nadima tijesto, ono raste i postaje porozno i šupljikavo. Šećer koji je prisutan u brašnu nije dovoljan za normalan tok vrenja pa je veoma važna sposobnost brašna da stvara šećer. Ta sposobnost ovisi o prisustvu dijastatičkih enzima α i β – amilaze, te o prirodi i stanju škrobnih zrnaca. Što je više enzima i što je veća podložnost škrobnih zrnaca razgradnji veća je i sposobnost brašna da obrazuje šećer. To se najčešće određuje metodom po Ramsey-Ritteru i to tako da se napravi suspenzija 20 g brašna u 100 ml destilirane vode i ostavi 1 sat na 27 °C i odrede se ukupno reducirajući šećeri – oni koji su bili u brašnu i koji su se stvorili – i izraze se u % kao maltoza. Uporedo se odredi i prvobitni šećer koji je već postojao u brašnu i iz razlike ukupnog i prvobitnog sadržaja šećera u brašnu se odredi moć obrazovanja šećera. Ta razlika predstavlja maltozni broj, odnosno količinu šećera nastalog u brašnu djelovanjem enzima, izraženog kao maltoza. Maltozni broj u prosjeku iznosi za brašnjave pšenice 1 do 2, za staklave pšenice 2 do 4 i za durum pšenice 4 do 6. Šećeri u brašnu nastaju razgradnjom amiloze i amilopektina djelovanjem α i β – amilaze, koje razgrađuju škrob do maltoze ali na različite načine. α – amilaza ili dekstrinogena razgrađuje škrob djelujući i na 1-4 i na 1-6 veze na bilo kojem mjestu molekule, jako je efikasna, optimalni pH je 5.5 do 5.6, kod pH 3.0 enzim se razara i prestaje njegovo djelovanje, a kod pH 4.3 i temperature 71 °C dolazi do njegove inaktivacije. Zbog otpornosti na visoke temperature zove se još i termostabilna amilaza. β – amilaza ili saharogeneza razgrađuje samo krajnje 1-4 veze otcjepljujući jednu po jednu molekulu maltoze od molekule amiloze i amilopektina pa može ošećeriti samo 60 do 65% škroba, pri čemu je razgradnja škroba slabijeg intenziteta. Optimalno djelovanje je kod pH 4.5 do 5.8 i temperature 62 °C, a potpuno je dezaktivirana kod pH 6.9 i temperaturi od 82 do 84 °C. Otporna je na djelovanje kiselina pa se naziva i acidostabilna amilaza. Na djelovanje ovih enzima utječe njihova koncentracija, količina dodane vode, temperatura, pH vrijednost, te osobine škrobnih zrnaca. Povećanjem koncentracije amilaze raste dijastatička moć brašna.

Klajsterizacija škroba je prelazak škroba iz kristalnog u gel ili klajsterizirani škrob i može se odvijati na povišenim temperaturama i u prisustvu vode,

17

neovisno da li se radi o vodenoj suspenziji zrnaca čistog škroba bez prisustva enzima ili drugih tvari ili je u pitanju suspenzija brašna ili tijesta.

- Prva faza se odvija na 60 do 70 °C, dolazi do toplinskog razrušavanja makromolekulskih kristalnih agregata, molekule vode počinju jače prodirati u škrobna zrnca, molekule amiloze i amilopektina se razmiču, zrnca škroba upijaju vodu i bubre povećavajući volumen. Dio amiloze prelazi u okolnu vodenu fazu i povećava se viskozitet škrobne suspenzije. - Druga faza se odvija pri temperaturi od 85 do 90 °C, dolazi do jačeg bubrenja i do povećanja udjela topljivog dijela, uglavnom amiloze koja više ističe iz nabubrelih škrobnih zrnaca čime se i dalje povećava viskoznost suspenzije. Kada isteče sva amiloza počinje isticati i dio amilopektina.

Na temperaturama oko 90 do 95 °C nabubrela zrnca gube svoj sadržaj i od prvobitne suspenzije škroba ostaju porozne, smežurane i deformirane čahure amilopektina suspendirane u vreloj otopini amiloze. Temperature klajsterizacije ovise o porijeklu škroba. Tok klajsterizacije ovisi o prisustvu dijastatičkih enzima, fizičkom stanju i oštećenosti škrobnih zrnaca. Dijastatički enzimi imaju važno djelovanje i o njima ovisi tok procesa želiranja. U toku pečenja kruha bubrenje škrobnih zrnaca u tijestu je ograničeno a proces enzimske i toplotne razgradnje makromolekula nije završen pa se u kruhu javlja gel ili klajster sa malo vode, koji je čvrst i elastičan i ima određene fizičke karakteristike. Sadržaj dijastatičkih enzima određuje svojstva sredine kruha kao što su gnjecavost, brzina starenja, poroznost, elastičnost, vlažnost, šupljikavost, opšti izgled, finoća strukture pora, itd. Djelovanjem dijastatskih enzima dolazi do promjene viskoznosti pa se određivanje klajsterizacije može vršiti viskozimetrima, a jedan od najčešće korištenih je amilograf.

5. Amilograf je uređaj za praćenje toka klajsterizacije kontinuiranim mjerenjem viskoznosti suspenzije brašna pri zagrijavanju određenom brzinom. To je dinamički rotacioni viskozimetar. Sastoji se od suda za suspenziju (80 g brašna i 450 ml vode, 25 °C, vrijeme pripreme 1.5 minuta) oko kojeg su grijači. Temperatura se svaku minutu povećava za 1.5 °C do 95 °C i onda se održava konstantnom. Na dnu posude su tanke šipkice koje su pričvršćene i za disk na osovini. Promjena viskoznosti će se odraziti na otklon osovine i preko ravnotažnog sistema će se prenijeti na pribor za pisanje. U posudi se nalazi termometar sa regulacijom.

18

Slika 9. Amilograf

Tok amilografske krive pokazuje tri perioda u procesu klajsterizacije: Period 1: početak klajsterizacije, ne odigravaju se značajne promjene na škrobnim zrncima suspenzije brašna, može doći do manjeg porasta ili opadanja viskoziteta: djelovanja koja dovode do bubrenja nastoje povećati viskozitet, a amilolitički enzimi i povećanje temperature teži smanjenju viskoziteta. Period 2: klajsterizacija škroba uvjetuje povećanje viskoziteta suspenzije, povećanje temperature uvjetuje narušavanje unutrašnje kristalne strukture škrobnih zrnaca, apsorpcije vode i bubrenja škrobnih zrnaca. Otopljena amiloza ističe iz škrobnih zrnaca kao gusta, ljepljiva masa i izaziva povećanje viskoziteta vodene faze. Ovdje je od presudnog značaja utjecaj α – amilaze i maksimum krive je utoliko veći koliko je intenzivnije djelovanje α – amilaze. Period 3: dostizanjem maksimalnog viskoziteta suspenzije daljim zagrijavanjem se smanjuje izlazak amiloze i amilopektina iz škrobnih zrnaca, ali se nastavlja njihova enzimska i toplotna razgradnja, pa viskozitet opada.

Slika 10. Krive amilografa

19

Na standardno dobivenom amilogramu mogu se odrediti sljedeće veličine: - maksimalni viskozitet suspenzije – ηmax – izražava se relativnim

amilografskim jedinicama viskoziteta (AJ) i veći je što je manja amilolitička aktivnost brašna, a što je dejstvo amilaze veće to je niži maksimalni viskozitet i temperatura na kojoj je dostignut. Ako je velika dijastatička moć brašna proizvod ima vlažnu, gnjecavu sredinu i vodene prstenaste slojeve, a kruh izgleda kao nedopečen, a ako je maksimum prevelik sredina kruha je suha, drobljiva i sa pukotinama.

- stabilnost klajsterizacije – predstavlja promjenu viskoziteta blizu ηmax i zavisi od djelovanja α – amilaze na škrob u procesu klajsterizacije. Što se manje mijenjaju klajsterizacija, odnosno viskozitet u blizini ηmax djelovanje α – amilaze je povoljnije i kriva ima stabilnost u blizini maksimuma. Stabilnost klajsterizacije se izražava u minutama i predstavlja vremenski razmak između onih tačaka krive koje sječe paralela sa osnovicom amilograma povučena za 100 AJ niže od maksimuma krive.

Kod nekih brašna potrebno je povećati, a kod nekih smanjiti amilolitičku aktivnost. Na povećanje amilolitičke aktivnosti brašna se može lako utjecati npr. dodatkom sladnih brašna ili ekstrakata bogatih amilazama. U nekim slučajevima viskozitet opada već sa dodatkom 0.1% sladnog brašna. Slabija brašna ne podnose dodatak slada jer se smanjuje stabilnost tijesta i njima se dodaje neko drugo sredstvo npr. šećer. Jačim brašnima se može dodavati i do 0.5% sladnog brašna. Amilolitičku aktivnost povećavaju i proklijala zrna pšenice, ali pošto se ona smatraju neispravnim jer povećavaju sadržaj proteolitičkih enzima i slabiji je tehnološki kvalitet pšenice, a time i brašna ona se ne smiju koristitu u svrhu povećanja amilolitičke aktivnosti. Sa smanjenjem viskoziteta klajsterizacije proklijala zrna izazivaju povećano obrazovanje maltoze. Sadržaj pepela u brašnu – stupanj izmeljavanja Nakon žarenja brašna ili pšenične prekrupe ostaje pepeo – nesagorivi dio – koji se sastoji od mineralnih oksida K, Mg, Na, S, Ca i P i njihov sadržaj u cjelokupnom zrnu pšenice kreće se od 1.3 do 2.5%. U pojedinim dijelovima pšeničnog zrna nalaze se slijedeće količine pepela:

U perifernim dijelovima zrna: % od ukupnog pepela - u perikarpu, testi i hialinskom sloju 7.3 do 9.8% - u aleuronskom sloju 56.4 do 60.2% - u skutelumu 5.5 do 8.2% U endospermu 20.3 do 25.9% U klici 2.8 do 4%

Najveći dio pepela se nalazi u perifernim dijelovima pa zato tamnija brašna imaju veći sadržaj pepela jer imaju veću količinu mekinjastih čestica. Mekinjaste čestice se ne mogu u potpunosti ukloniti iz brašna pa se pri mljevenju ide ili na

20

račun povećanja sadržaja pepela u brašnu ili na račun stupnja iskorištenja zrna (stupanj ili postotak izmeljavanja). Kako u omotaču (mekinjastim česticama) ima najviše pepela to sadržaj pepela služi kao mjerilo sadržaja mekinjastih čestica u brašnu i pokazuje stupanj iskorištenja pšenice pri mljevenju. Prema rezultatima iz prakse što je veći stupanj iskorištenja pri mljevenju to je veći sadržaj pepela u brašnu. Brašna se prema sadržaju pepela svrstavaju u tipove. Tamnija brašna se od svjetlijih ne razlikuju samo po količini pepela nego i po sadržaju ostalih tvari koje utječu na njihov tehnološki kvalitet. Tako tamna brašna imaju veću sposobnost vezivanja vode i veći sadržaj glutena. Razlikujemo sljedeće tipove brašna: tip 400, 500, 710, 850, 1100 i 1800 (Graham brašno), sa maksimalno dozvoljenim sadržajem pepela od: 0.43% (0.45), 0.65%, 0.85%, 1.05%, 1.25% i 1.90%. Pepeo se dobije žarenjem na 900 °C u trajanju od 60 do 90 minuta. Krupica je tip 400 (do 0.45% pepela), a nema tog tipa brašna za kruh, dok se za kruh koriste tip 500 (0.46 do 0.55% pepela), tip 850 (0.80 do 0.90% pepela) i tip 1100 (1.05 do 1.15% pepela).

Veličina čestica brašna Ovisi o načinu mljevenja i o morfološkim osobinama endosperma, odnosno o sposobnosti pšeničnog zrna da oslobađa endosperm u procesu mljevenja jer zrna koja se razlikuju po meljivosti i utrošku rada pri mljevenju daju brašna različite granulacije. I u samom brašnu se čestice međusobno razlikuju po sastavu. Čestice do 20 µm uglavnom sadrže proteine, ali mogu biti i sitne čestice škroba; čestice od 20 do 35 µm su uglavnom slobodne čestice škroba sa nešto priljubljenog proteina, a iznad 35 µm skoro 40% čestica su sastavljene od škroba i agregata škroba i proteina. Općenito, veće čestice sadrže relativno veću količinu škroba, a sitnije proteina. Od veličine čestica brašna, koje su važan tehnološki faktor, ovise sljedeće osobine brašna:

- Sposobnost vezivanja vode – povećanjem površine čestica brašna povećava se i sposobnost vezivanja vode i brzina razvoja tijesta. Površina čestica u jedinici mase brašna je veća što je veći maseni udio čestica sa manjim prečnicima, a površina čestica brašna je za oko 100 puta veća od iste mase pšeničnih zrna i prosječno iznosi 2.0 m2/g.

- Konzistencija tijesta – što je više sitnijih čestica to se sa istom količinom dodane vode dobije veća početna konzistencija tijesta.

- Intenzitet djelovanja enzima – brašno sa sitnijim česticama je podložnije djelovanju enzimske razgradnje i ima veću sposobnost obrazovanja šećera i razvijanja plina od brašna sa većim česticama.

- Osobine proizvoda – brašno previše izmljeveno, tj. previše sitnih čestica daje proizvode smanjenog volumena, tamnije sredine, intenzivno obojene kore i sivkastog odsjaja, a krupnozrnasto brašno daju proizvode smanjenog volumena i grube poroznosti.

- Svjetlina brašna – oštra brašna su uvijek tamnija od glatkih, krupni grizevi su žućkaste boje i mljevenjem mogu posvijetliti.

21

Tabela 1. Stupanj izmeljavanja brašna

Sastavni dio brašna

Svijetla brašna Tamna brašna Relat. sadržaj Tehnološki utjecaj Relat. sadržaj Tehnološki utjecaj

Proteini topljivi proteini glutena

Manji Manji ali boljih osobina

Bez značaja Bolje bubrenje i jače tijesto, dobar oblik i zadržavanje plina, voluminozni proizvod

Veći Veći ali ne tako dobar

Neznatan Tijesto se jače razilazi, lošija moć zadržavanja plina, manji volumen

Ugljikohidrati Škrob Topljivi šećer Celuloza (mekinje)

Veći Manji Manji

Suhlja sredina kruha Duže vrenje, blijeđa kora Bolje zadržavanje plina

Manji Veći Veći

Češće dobivanje vlažnije sredine kruha Brže vrenje, tamnija kora Kraća tijesta, manje zadržavanje plina, jače razilaženje

Masti manji Brašno se bolje skladišti Veći Lošije skladištenje Mineralne soli manji Bez utjecaja Veći Soli očvršćavaju gluten Vlaga Često nešto

veći Manji prinos tijesta Nešto niži Veći prinos tijesta

Enzimi Dijastaze Proteaze

Manji Manji

Manja dijastatička moć, produženo vrenje Manja proteolitička moć, manje štetan utjecaj na gluten, tehnološki povoljnije, bolje se skladišti

Veći Veći

Jača dijastatička moć, kraće vrenje tijesta Jača proteolitička moć, intenzivnija razgradnja glutena, tehnološki lošije, lošije za skladištenje

Vitamini Manji Veći

Granulacioni sastav brašna – brašna za kruh moraju biti usitnjenija od onih za proizvodnju tjestenine, dok ona brašna koja se koriste u konditorskoj industriji trebaju imati veliki udio sitnih čestica. Pri tome nisu važne samo granične veličine prečnika zrna nego i međusobni količinski odnos pojedinih frakcija određenih veličina zrna, tj. granulacioni sastav. Kod brašna za konditorsku industriju 50% čestica trebaju imati prečnik manji od 22 µm, a kod brašna za kruh 50% čestica treba imati prečnik manji od 57 µm. To se može prikazati histogramom. Za ispravnu raspodjelu se preporučuje sljedeća podjela zrna prema područjima veličina: 105 do 55 µm, 55 do 35 µm, 35 do 25 µm i 25 do 15 µm. Kod normalnog pekarskog brašna 50% čestica, a kod jakog 55% čestica su veće od 45 µm, brašno za kolače ima 10% čestica većih od 45 µm, a najveći je udio čestica prečnika između 15 i 25 µm. Stupanj kiselosti brašna To je broj mililitara 0.1 M otopine NaOH potrebnih za neutralizaciju kiselina i kiselih soli u 10 g brašna u vodenoj suspenziji po Neumann-u ili u filtratu 67%-tnog alkohola po Schulerud-u i kod pokvaranih brašna prelazi 6 do 7 °, odnosno 4 °. Najveći dozvoljeni stupanj kiselosti je određen pravilnicima za svaku zemlju,

22

a ovisi o količini prisutnih masnih kiselina, kiselih fosfata, aminokiselina i organskih kiselina. Do porasta stupnja kiselosti dolazi zbog enzimske razgradnje u toku skladištenja, a kod nepovoljnih uvjeta skladištenja može doći do pojave pljesnivosti i povećanja stupnja kiselosti pa brašno postaje gorko i neupotrebljivo. Pod djelovanjem lipaze u prisustvu vlage masti se razgrađuju do masnih kiselina i glicerola, a reakcija se ubrzava kad je povećana toplina. Ako je vlaga 80% do pojave plijesni dolazi nakon 30 dana, a pod normalnim uvjetima promjene stupnja kiselosti se odvijaju u prvim danima skladištenja. Stvarna ili aktuelna kiselost ne zavisi od ukupne koncentracije kiselina i kiselih soli, koje se određuju kod određivanja stupnja kiselosti, nego od koncentracije vodikovih soli i mnoge pojave ovise baš o aktuelnoj, a ne o ukupnoj kiselosti. Aktuelna kiselost se izražava negativnim logaritmom koncentracije vodikovih iona i označava se sa pH:

pH = - log CH+ gdje je CH+ molarna koncentracija vodikovih iona. Koncentracija vodikovih iona u čistoj vodi je 10-7 grama molova po litri pa je pH:

pH = - log CH+ = - log 10-7 = 7

Boja brašna Pšenična brašna sa manje pepela su svjetlija i smatraju se vrijednijim, a tamna boja je, kao i sadržaj pepela, srazmjerna količini prisutnih mekinjastih čestica. Na boju brašna utječu sljedeći faktori:

- Sadržaj karotenoida – brašna su žute boje, uglavnom je to slučaj sa brašnima od durum pšenice u kojima sadržaj karotenoida varira od 1.5 do 4.0 ppm. Oksidacijom karotena gube žutu boju, a ova boja je posebno poželjna kod tjestenine. Količina ovih pigmenata ovisi o porijeklu pšenice i uvjetima uzgoja i variraju po sastavu. Glavni karotenoidi brašna su ksantofili luteinskog tipa i njegovi esteri, a manje ima karotena, flavona i produkata razgradnje klorofila.

- Sadržaj slobodnog tirozina – tirozin pod utjecajem enzima tirozinaze

prelazi u melanin, tamno obojeni pigment i ovisno o količini tirozina. Brašna mogu manje ili više potamniti tokom skladištenja.

- Veličina čestica – oštrija brašna imaju žućkastu, a previše sitna sivkastu

nijansu. - Vlažnost brašna – vlažnija brašna izgledaju tamnije.

23

Vlažnost brašna Brašno ne bi smjelo imati ispod 12% i iznad 15% vlage. Pretjerana vlažnost uvjetuje brže kvarenje, gubitak jačine, pljesnivost, povećanje stupnja kiselosti, a smanjena vlažnost uzrokuje otežano bubrenje, smanjenje moći vezivanja vode i kruh je lošijeg kvaliteta. Vlažnost brašna ovisi o tipu brašna i uvjetima skladištenja, a ovisno o temperaturi i vlažnosti zraka u skladištu sadržaj vlage u brašnu zauzima ravnotežno stanje koje se mijenja ovisno o vanjskim promjenama. U našim klimatskim uvjetima normalna vlažnost brašna je 13 do 14%. Vlažnost brašna se određuje sušenjem 5 g uzorka na 130 °C u trajanju od 90 minuta, na 130 °C 3 sata, na 160 °C 12 minuta. Jačina brašna Pod jačinom brašna se podrazumijeva sposobnost brašna da formira tijesto što ovisi o količini i kvalitetu glutena, a od toga ovisi i optimalni odnos brašna i vode za dobivanje tijesta normalne konzistencije za pekarske proizvode. Od jačine tijesta zavisi ponašanje tijesta u mašinama za oblikovanje tijesta, oblikovani komadi imaju veću ili manju sposobnost zadržavanja plinova pri narastanju i na početku pečenja, a o tome ovisi i volumen, struktura, poroznost sredine i oblik gotovog proizvoda. Jako brašno je ono koje prilikom zamjesa zadržava normalnu konzistenciju i upija veliku količinu vode, za vrijeme kišnjenja tijesto je elastično-plastične konzistencije, suho na dodir, ne lijepi se, izdijeljeni komadi tijesta se na mašinama za oblikovanje dobro oblikuju i imaju veliku sposobnost zadržavanja plinova i oblika pri narastanju i pečenju, malo se rasplinjavaju, a kruh ima veliki volumen, sitne šupljine i dobru poroznost. Vrlo jako brašno daje neelastično tijesto koje ne može narasti, dobiveni proizvod je zbijene sredine, malog volumena i slabe šupljikavosti. Slabo brašno je ono koje pri zamjesu tijesta normalne konzistencije upija malo vode, tijesto brzo pogoršava svoja fizička svojstva pa je na kraju kišnjenja meko i rastegljivo, lijepi se i razmazuje, dobiva mali volumen, komadi tijesta se lijepe za mašine za oblikovanje, pri narastanju i pečenju komadi se brzo i jako rasplinjavaju, smanjena je sposobnost zadržavanja plinova, kruh ima mali volumen. Na jačinu brašna još utječu prisustvo enzima, količina visokomolekularnih pentozana i sadržaj lipida u brašnu. Utjecaj prisustva enzima se ogleda u njihovom utjecaju na proteine, pri čemu se mijenjaju svojstva proteina a time i fizička svojstva tijesta. Što ima više proteina i što je manja aktivnost proteinaza brašno je jače. Jačina brašna uvjetuje sposobnost zadržavanja plinova, a time volumen kruha te veličinu i strukturu šupljina, kao i količinu vode potrebnu za dobivanje tijesta normalne konzistencije. Jače brašno ima veću sposobnost vezivanja odnosno upijanja vode čime se povećava prinos tijesta i kruha jer su proteini takvog brašna dobrog kvaliteta,

24

bolje vezuju vodu i manji su gubici pri pečenju. Proizvodi od vrlo jakog brašna su manjeg volumena jer dolazi do pucanja glutena koji je slabe rastegljivosti i elastičnosti. Karakteristike pekarskog brašna U pekarstvu se kvalitetnim brašnom smatra ono koje daje bolje proizvode uz što manje troškove proizvodnje i što veći prinos proizvoda (randman). Pekarsko brašno mora davati tijesto koje će imati sljedeća svojstva: - dobru sposobnost vezivanja vode - veliku sposobnost zadržavanja plina i odgovarajuću moć razvijanja plina u toku vrenja tijesta - dobru stabilnost tijesta pri vrenju (velika tolerancija vrenja) i mali stupanj omekšanja pri miješanju i u toku odležavanja. Sposobnost vezivanja vode – ovisi o količini prisutnih proteina (glutena) jer između količine glutena i moći upijanja vode postoji jaka korelacija, dok od moći upijanja vode ovise prinos proizvoda i prinos volumena, ali je korelacija između količine glutena i broja bubrenja slaba. Brašna koja vezuju veću količinu vode, daju velike prinose tijesta, ne otpuštaju vezanu vodu u toku prerade i ne čine tijesto ljepljivim i nepogodnim za obradu daju veliki prinos kruha i dobar prinos volumena. Kruh je sa manje grešaka, nešto grublje šupljikavosti i zbog svega ovoga moć upijanja tijesta služi kao dopunski podatak za ocjenu kvaliteta brašna. Prinos tijesta Rt se računa po formuli:

Rt = (masa tijesta*100)/masa brašna

Prinos tijesta ovisi o sposobnosti vezivanja vode i vlažnosti brašna, pa ako su tijesta zamiješena sa istom konzistencijom od brašna iste vlažnosti onda ako je veća sposobnost vezivanja vode veći je prinos tijesta. Moć upijanja vode ovisi i o granulaciji brašna pa velika sposobnost vezivanja vode izazvana pretjeranim sitnjenjem brašna dovodi do jakog omekšavanja tijesta i opadanja sposobnosti zadržavanja plina u toku vrenja a proizvodi su smanjenog volumena i spljoštenog oblika. Tvrdoća tijesta ovisi o količini prisutne vode pa je tako tijesto istog brašna tvrđe ako sadrži manje vode i obrnuto. Tijesto može u toku vrenja otvrdnuti, ali rjeđe, a češće se desi da omekša ili ostane isto. Brašna koja daju mekša tijesta su lošijeg kvaliteta, omekšavanje tijesta praćeno je povećanjem ljepljivosti, vlažnosti na opip i jačim razilaženjem. Moć upijanja vode nekog brašna može se odrediti na sljedeće načine:

- pomoću farinografa – određuje se količina vode potrebna da se postigne određena tvrdoća tijesta, obično 500 FJ, metoda je egzaktna i reproduktivna, odstupanja su oko 0.3%, ali je aparat skup.

- pomoću konzistometra (penetrometra) – radi na principu određivanja tvrdoće tijesta pomoću metalnog valjka određene težine koji uranja u tijesto za određeno vrijeme

25

- pomoću centrifuga – različit broj obrtaja, prema različitim autorima - metodom slobodnog formiranja tijesta sa određenom količinom vode i

mjeri se masa tijesta dobivenog sa 10 ml vode, a tvrdoća tijesta se određuje prema osjećajima i iskustvu osobe koja vrši ogled

- diferencijalnim probnim pečenjem tako da se mijenja količina dodane vode i trajanje završnog vrenja, a ostali faktori su isti. Ona količina vode sa kojom su se pri najpovoljnijem vrenju dobili optimalni rezultati probnog pečenja je najpovoljnija za to brašno.

Na moć vezivanja vode utječu količina i osobine proteina, proteolitička moć brašna, početna vlažnost i granulacioni sastav brašna, odnosno tip i jačina brašna. Od sposobnosti vezivanja vode ovisi prinos ili randman brašna a to je količina kruha koja se dobije od 100 kg brašna

Rk = (masa kruha/masa brašna)*100 Ili

Rk = (randman tijesta *masa kruha)/masa tijesta

Randman kruha ovisi i o vlažnosti brašna, vrsti i količini dodanih sirovina, načinu pravljenja tijesta, mehaničkim gubicima i gubicima vrenja, pečenjem i hlađenjem kruha, veličini i obliku proizvoda, načinu pečenja, itd. pa sve te dodatke i gubitke treba uzeti u obzir kod računa. Sposobnost zadržavanja i razvijanja plina – usko je povezana sa prirodom i svojstvima brašna, prisustvom masti i procesima razgradnje. Kod proizvodnje kruha važno je dobiti tijesto koje narasta, sa pravilnim šupljinama i što većim volumenom. Pri tome kruh će biti veći, a šupljikavost pogodnija ako tijesto pokazuje veću sposobnost stvaranja i zadržavanja plinova. Zadržavanje plina je omogućeno stvaranjem elastično rastegljivog skeleta glutena. To znači da proteini trebaju biti dobrih fizičkih svojstava, o njihovim svojstvima te promjenama u toku procesa pripreme tijesta ovisi stvaranje i zadržavanje plinova. Pšenično brašno za kruh treba da sadrži što više glutena koji treba biti rastegljiv i elastičan i da to ne gubi ni tokom prerade i takvo brašno će davati tijesto velike sposobnosti zadržavanja plinova i proizvode odličnog kvaliteta. Sposobnost brašna da razvija plin podrazumijeva količinu plina koju brašno može razviti u određenom vremenskom periodu kao i intenzitet razvijanja plina u bilo kojem momentu. Što je veća sposobnost razvijanja plina veći je volumen dobivenog proizvoda. Značaj ove sposobnosti je veoma velik jer je uzalud ako brašno ima kvalitetan gluten koji zadržava plin ako se ne razvija dovoljna količina plina. Količina i intenzitet razvoja plina u tijestu ovise o sljedećim faktorima:

a. količini prisutnog kvasca i njegovoj fermentacionoj moći b. koncentraciji enzima, posebno α – amilazi c. stanju škrobnih zrnaca i podložnosti škroba enzimskoj razgradnji d. temperaturi tijesta e. prisustvu slobodnih šećera i dekstrina u brašnu f. pH tijesta

26

g. vlažnosti tijesta h. prisustvu kisika

Nastajanje plina u tijestu se uvijek odvija u prisustvu kvaščevih stanica, a plin koji nastaje je CO2 koji predstavlja krajnji produkt alkoholnog previranja šećera. Kvaščevim gljivicama je za djelovanje potrebna energija koju dobivaju iz šećera – maltoza se pomoću enzima razgrađuje do glukoze koju kvasci koriste kao hranu. Energiju kvasci osiguravaju procesima disanja i alkoholnog vrenja, pri čemu se disanjem oslobađa veća količina energije i u tijestu se odvijaju oba ova procesa, ali vrenje preovladava. Pored ovih u tijestu se odvijaju i drugi procesi koji utječu na aromu, miris, okus i kvalitet kruha. Veoma je važno i prisustvo različitih kiselina tako da u sredini kruha najviše ima sirćetne i mliječne kiseline, a u manjim količinama i propionske, buterne, izo-buterne, kapronske, valerijanske i izo-valerijanske kiseline. Količina kiselina ovisi o načinu mijesenja kruha. Bitan je i sadržaj šećera u tijestu, kako prvobitan, tako i naknadno nastali šećeri. Prvobitno prisutni šećeri se uglavnom potroše u početnom vrenju, dok dodani šećer produžava donekle ovaj period. Ali nisu svi šećeri korisni jer neke, kao što je laktoza, kvasac ne može fermentirati. Saharozu kvasac brzo previre, nastaju glukoza, koja se brže iskorištava i fruktoza, nešto sporije i tek onda dolazi na red maltoza, tako da u početnom stadiju vrenja količina maltoze malo raste. Na početku vrenja dolazi do izvjesnog pada intenziteta razvoja plina zbog promjene supstrata (šećera), tj. vremena potrebnog da kvasac počne previrati maltozu umjesto glukoze i fruktoze. Moć formiranja šećera je indirektno mjerilo sposobnosti razvoja plina, ali je mjerodavniji podatak koji se dobije direktnim mjerenjem. Potrebno je u tijestu uskladiti sposobnost zadržavanja i moć stvaranja plina jer će se tek tada dobiti krajnji proizvod željenih svojstava i odgovarajućeg kvaliteta. Slučaj A: stanje razvoja plina je nepovoljno u trenutku kada je tijesto dostiglo optimum fizičkih svojstava i ako se stavi u peć njegove mogućnosti nisu dovoljno iskorištene, dobiće se proizvod manjeg volumena. Kada je razvoj plina u optimumu tijestu je opala sposobnost zadržavanja plina, plin izlazi u atmosferu, tijesto se jače razilazi, proizvod je spljošten. Kad su stvaranje i zadržavanje plina neusklađeni čak i u najpovoljnijem trenutku stavljanja tijesta u rernu dobije se proizvod manjeg volumena. Slučaj B: sposobnost stvaranja i zadržavanja plina su dovedeni do zajedničkog optimalnog stanja i narastanje tijesta je najpovoljnije za dati kvalitet kruha. Farinograf ne može dati podatke o sposobnosti zadržavanja i moći stvaranja plina i za to služe drugi aparati kao što su fermentograf, fermentometar, zimotahigraf, reofermentometar ili pomoću oglednih probnih pečenja. Fermentograf – to je aparat koji bilježi tok razvoja plina u tijestu u uvjetima kao u proizvodnji. U mjesilici od farinografa se zamjesi komad tijesta temperature 30 °C, mase 400 g, od 300 g brašna sa 8 g kvasca i 6 g soli, konzistencije 500 FJ, stavi u poseban gumeni balon, zatvori posebnim zatvaračem i pričvrsti za dno zvona uronjenog u vodeni termostat farinografa u kojem se održava konstantna temperatura. Tijesto u balonu počinje razvijati plin kojim ispunjava površinu

27

balona, a povećanjem volumena balona raste potisak vode, poluga se pomjera i bilježi na papir promjene. Nakon 1 sat balon se otvori, istisne se plin, tijesto premijesi i ogled ponovi još nekoliko puta da se dobiju 3 ili 4 krive. Do povećanog razvoja plina dolazi kod mekšeg tijesta, veće količine kvasca, veće fermentacione moći kvasca, više temperature tijesta, dodatka šećera, sitnije mljevenog brašna, više premjesivanja, prosijavanja brašna, tamnijeg brašna, brašna od proklijale pšenice i dodatka slada. Do smanjenog razvoja plina dolazi kod tvrđih tijesta, manje kvasca u tijestu, loše fermentacione sposobnosti kvasca, niže temperature tijesta, nedostatka šećera, oštrijeg brašna, manjeg broja premjesivanja, neprosijanog brašna i svjetlijeg brašna. Fermentografom se može odrediti i broj premjesivanja tijesta, trajanje odmora, vrijeme ubacivanja tijesta u peć, itd. Premjesivanjem tijesta se intenzivira razvoj plina. Prije ubacivanja u peć tijesto mora imati izvjesnu moć razvijanja plina i ako se ubaci kada mu je moć razvijanja plina nedovoljna dobije se proizvod malog volumena i blijede kore. Fermentometar – aparat za ispitivanje fermentacionih procesa u kojima se razvija plin, može se koristiti i u pogonima i u laboratorijama, pomoću njega se može odrediti fermentativna aktivnost kvasca, moć razvoja plina, sposobnost zadržavanja plina itd. mjerenjem volumena razvijenog plina pomoću specijalne birete. Mjerenje se provodi na 30 ° ±2 °C, a u bireti se nalazi 23%-tna otopina soli u vodi u kojoj se ne apsorbira razvijeni CO2. Zimotahigraf je aparat za kontrolu toka vrenja i grafički prikaz razvijanja plina i njegovog zadržavanja u tijestu i pogodan je za mlinarstvo, pekarstvo i konditorsku industriju. Tijesto se zamjesi, ostavi u temperiranoj zatvorenoj posudi i tokom vrenja stvoreni plin istiskuje zrak iz posude koji pomoću sistema cijevi odlazi u rezervoar, a pomjeranjem poluge i sistema za pisanje te promjene se bilježe grafički. Ukupan volumen plina razvijenog u tijestu može se izračunati prema formuli:

V = (15SD')/D gdje je D' – vrijeme ispitivanja u minutama očitano sa zimotahigrama D – ukupno izmjereno vrijeme trajanja ispitivanja u minutama. Sposobnost zadržavanja plina u tijestu može se izraziti preko retencionog koeficijenta R koji predstavlja postotak zadržanog plina od ukupno razvijene količine plina:

R =(Sp/Sg)*100 gdje je: Sp – površina ispod krive P Sg – površina ispod krive G. Reofermentometar je usavršeni zimotahigraf sa ugrađenim elektronskim mikroprocesorom koji omogućava kontrolu i programiranje kao i praćenje toka fermentacije i promjene fizičkog stanja tijesta. Na prvom dijagramu se dobije

28

prikaz povećanja volumena tokom razvoja tijesta i jačina njegove proteinske strukture, a drugi dijagram je kao kod zimotahigraf koji pokazuje intenzitet i tok razvoja plina u tijestu, vrijeme kad se postigne maksimalni intenzitet razvoja plina i vrijeme kad dolazi do ispuštanja plina iz tijesta u atmosferu. Pomoću ovog aparata se brzo može odrediti sastav sirovina, kvalitet kvasca, izbor sastojaka i aditiva i optimalni uvjeti pripreme tijesta u proizvodnji. Osjetljivost tijesta i tolerancija vrenja – ovo su veoma važne karakteristike od kojih zavisi tehnološki kvalitet brašna tokom prerade. Ako je tijesto osjetljivije brašno je tehnološki lošije a male promjene od optimalnih uvjeta prerade dovode do težih posljedica i većih razlika u kvalitetu proizvoda. U tijestu se radi sa živim stanicama kvasca i u njemu se odigrava niz kemijskih i biokemijskih reakcija što samo po sebi predstavlja osjetljivo područje, a još i kad je brašno manje kvalitetno i kada dođe do grešaka u preradi dobije se manje kvalitetan proizvod. Karakteristike koje uvjetuju manju ili veću osjetljivost tijesta pri preradi su: količina i kvalitet proteina, tj. glutena i njihova podložnost enzimskoj razgradnji; prisustvo enzima koji razgrađuju proteine i škrob i njihovih aktivatora ili inhibitora; svojstva ugljikohidrata, prvenstveno škrobnih zrnaca. U uskoj vezi sa ovim je i tolerancija vrenja pod kojom se podrazumijeva dužina trajanja vrenja tijesta i na vrenje je tolerantnije ono tijesto koje kod dužeg trajanja vrenja ne daje proizvode različitog kvaliteta. Ove karakteristike se mogu mjeriti, odnosno ispitivati pomoću farinografa, maturografa, zimotahigrafa, probnog pečenja, itd. Osjetljivo tijesto brzo omekšava, ne podnosi dugo vrenje i pri pažljivom radu dolazi do odstupanja u kvalitetu. Kod male tolerancije na vrenje brže se postiže optimalni prinos volumena proizvoda, a tolerancija vrenja ovisi o kvalitetu brašna, količini kvasca, načinu mijesenja tijesta, temperaturi i konzistenciji tijesta, itd. Povećanje tolerancije se može postići radom na nižoj temperaturi, dodatkom veće količine presovanog kvasca, češćim premjesivanjem tijesta za vrijeme odmaranja i kraćim odmaranje, te raznim dodacima. Maturograf – aparat za određivanje elastičnosti i otpora tijesta, sposobnosti razvijanja i zadržavanja plina, vremena trajanja završnog vrenja i tolerancije vrenja. U mjesilici farinografa se zamjesi tijesto određene konzistencije, a oblikovanje kuglastog komada tijesta i premjesivanje se vrši u posebnom homogenizeru. Tijesto se stavlja u komoru za vrenje odgovarajuće temperature i vlažnosti u kojoj tijesto nadolazi i kad dostigne određeni volumen protuteg kontrolira masu koja pritišće tijesto svake dvije minute po minutu. Masa tijesta je jednaka masi koja pritišće tijesto (150 g). Aparat je podešen tako da do prvog oslobađanja protutega i gnječenja tijesta dođe kada tijesto dostigne 200, odnosno 100 MJ (maturografskih jedinica). Iz dobivenog maturograma se može odrediti vrijeme završnog vrenja, tolerancija vrenja, elasticitet, otpor tijesta ili držanje. Obično se u farinografu priprema tijesto od 300 g brašna, 2.5% kvasca i 2% soli, uz eventualne dodatke čiji se utjecaj želi ispitati i tijesto je konzistencije 450 FJ. Od toga se odvoji 155 g za maturograf i 52 g za volumograf i nakon vrenja na 29 do 39 °C od 10 do 25 minuta to se ponovi tri puta i odvoji se 150 g za maturograf i 50 g za volumograf.

29

Volumograf – to je aparat koji služi za određivanje sposobnosti narastanja tijesta u toku pečenja i obično služi kao nadopuna maturografu. Tijesto koje je ostalo nakon maturografa se stavi u perforiranu metalnu korpu, uroni u ulje zagrijano na 30 °C i okači na krak vage, ulje se zagrijava tako da se od 30 do 100 °C zagrije za 20 do 22 minute pri čemu se tijesto peče i volumen mu se povećava. Iz dobivenih podataka iz krive može se izračunati volumen tijesta i prinos volumena tijesta.

Karakteristike brašna za proizvodnju tjestenine Brašno za tjesteninu treba da daje proizvode koji će imati prirodno žućkastu boju, izvjesnu otpornost na mehanička naprezanja, glatku površinu, staklavost i sposobnost očuvanja oblika prilikom kuhanja. U toku proizvodnje treba da se presuje bez problema, da pri sušenju uz što manji utrošak energije i vremena daje što manji procenat škarta. Kod proizvodnje tjestenine najvažniji je proces sušenja jer od svojstava brašna i ponašanja tijesta pri sušenju ovise čvrstoća, ponašanje pri kuhanju, škart i duga svojstva gotovog proizvoda. Ako je u tijestu više vlage skupljanje tijesta pri sušenju je nepovoljnije i lakše dolazi do krivljenja. Najpovoljnija količina vlage u tijestu za presovanje je 30 do 30.5% računato na brašno osušeno na zraku, uz 43 do 44% apsolutne vlažnosti. Količina vode koju brašno treba imati da bi se tijesto dobro presovalo ovisi i o osobinama glutena i granulaciji brašna. Ako je više glutena sušenje će duže trajati, a gluten odnosno njegova svojstva utječu i na mehaničku čvrstoću tijesta i njegovo ponašanje pri kuhanju. Kod sušenja prvo se uklanja voda sa površine pa onda ona iz unutrašnjosti što dovodi do nekih nepoželjnih posljedica, a i sušenje traje duže. Danas se ide ka povećanju temperature (iznad 100 °C) i kraće trajanje sušenja (sa 15 do 20 sati skraćeno na 4.5 do 5 sati). Ovako visoke temperature uvjetuju i drugačiji slijed procesa i unutrašnjih promjena. Brašno za izradu tjestenine treba imati sljedeće osobine:

- žućkasti odsjaj koji se postiže krupnim mljevenjem i karakterističan je za tvrde durum pšenice koje imaju više karotena;

- čestice krupnije od čestica krušnog brašna čime se smanjuje moć upijanja vode, konzistencija je povoljnija za presovanje, manje je skupljanje pri sušenju i manja je opasnost od krivljenja i pucanja;

- povoljan sadržaj i kvalitet glutena koji će osigurati dovoljnu mehaničku čvrstoću i hranjivost tijestu, a neće previše otežati presovanje i sušenje i uzrokovati pucanje i krivljenje proizvoda;

- zbijenu strukturu škroba jer brašna od staklavih pšenica daju proizvode ljepšeg izgleda, veće mehaničke čvrstoće i veće otpornosti na raskuhavanje

Durum pšenice imaju čvrst kratak gluten otporan na rastezanje, veliki sadržaj proteina i tvrda staklava zrna a tjestenina proizvedena od ove pšenice ima prijatnu žutu boju, visoku staklavost, otporna je na mehanička naprezanja, pri kuhanju ne gubi oblik, ne sljepljuje se i ne raskuhava, voda nije puno mutna,

30

hranjivija je i ukusnija i daje manje škarta. Kod krupnih krupica namijenjenih za proizvodnju tjestenine može se istaći sljedeće:

- tvrde pšenice sa većim sadžajem glutena daju tjesteninu sa boljim ponašanjem pri kuhanju

- kod krupica sa istim sadržajem glutena bolje osobine pri kuhanju imaju one čiji je gluten kratak, otporan na rastezanje i rastegljivost

- pri kuhanju se bolje ponašaju proizvodi dobiveni od tvrdih grizeva čiji amilogrami daju veće vrijednosti maksimalnog viskoziteta klajsterizacije a kod iste količine glutena.

Važna karkateristika je i granulacija krupica za proizvodnju tjestenine. Tjestenina dobivena iz krušnog brašna daje proizvode lošijeg kvaliteta što se tiče boje, mehaničke otpornosti i sposobnosti očuvanja oblika pri sušenju i kuhanju. Kod upotrebe brašna obične visokostaklaste pšenice treba se pridržavati sljedećeg tehnološkog procesa pri pripremi tjestenine:

- temperatura vode za zamjesivanje tijesta 60 do 65 °C - temperatura tijesta oko 40 °C - količina vode u tijestu pri izlazu iz matrice oko 28.5 do 30% - pritisak presovanja 50 do 70 kg/cm2 - temperatura zraka za sušenje makarona 32 do 34 °C - relativna vlažnost zraka za sušenje iznad 65% - trajanje sušenja 14 do 16 sati

Ova brašna se koriste samo u nedostatku odgovarajućeg brašna od tvrdih durum pšenica. Tjestenina od durum pšenice ima čvrstoću oko 120 g, volumen se pri kuhanju povećava za oko 3 do 3.5 puta, uz zadržavanje oblika, a kod običnog brašna se volumen povećava za oko 2.5 puta a 50% tijesta se raspada pri kuhanju. Radi poboljšavanja kvaliteta tjestenine, smanjenja osjetljivosti na kuhanje, dužeg održavanja tjestenine u toplom stanju, manjeg utroška energije i skraćenja vremena prerade mogu se dodavati monogliceridii L-cistein u obliku hidrokoloida. U novije vrijeme se smanjuje i vrijeme mijesenja, granulacija griza, i slično. Tabela 3. Sadržaj hranjivih tvari u proizvodima od pšeničnog brašna

Sadržaj (%) Obični kolači Dvopek Keks Punjeni vafli Kruh

Vlaga 10 – 18 3 – 9 2 – 7 1.5 – 4 34 – 44 Mineralne tvari 0.5 – 1 0.8 – 2 0.5 – 1.5 0.5 – 1.5 1 – 2

Proteini Oko 6 7 – 10 6 – 10 4 – 10 Oko 7 Ugljikohidrati oko 75 70 – 80 60 – 80 43 – 60 Oko 50

Od njih šećer 35 – 45 2 – 25 14 – 32 Oko 30 1.5 – 4 Energija (J) 1450 1650 2000 2300 1000

Miješanje brašna različitog kvaliteta Da bi se poboljšao kvalitet brašna mogu se pomiješati brašna različitog kvaliteta u odgovarajućim omjerima kako bi se dobilo brašno željenog kvaliteta. Da bi se to napravilo potrebno je znati neke karakteristike brašna, recimo količinu glutena

31

u oba brašna i na osnovu toga se izračuna pojedinačni udio svakog brašna koje ulazi u smjesu. Tako se od jednog slabog i jednog jakog brašna, oba nepodobna za pravljenje kruha, može dobiti brašno čiji farinogram i ekstenzogram pokazuje da je pogodno za pravljenje kruha. U nekim slučajevima se može dobrom brašnu dodavati i do 40% slabijeg brašna a da se ne pokvari kvalitet dobrog brašna, dok i mala količina dobrog brašna može pozitivno utjecati na loše brašno. Moguće je također miješati pšenicu prije mljevenja pa da se onda ta smjesa melje u brašno odgovarajućih, tj. traženih svojstava. Razlikuju se dva osnovna postupka dobivanja homogenih brašna dobrog kvaliteta:

1. mljevenje prethodno pripremljene homogene mješavine pšeničnih sorti različitog kvaliteta, uz naknadno ujednačavanje dobivenih brašna raznih tipova

2. odvojeno mljevenje pojedinih pšeničnih sorti po dijelovima ujednačenog kvaliteta i naknadno sastavljanje najpovoljnijih mješavina dobivenih brašna.

Kondicioniranje pšenice je važan postupak koji osigurava bolju meljivost pšenice jer regulira sadržaj vlage u žitu, utječe na tvrdoću zrna i slabi povezanost endosperma i ljuske i poboljšava tehnološki kvalitet brašna. Povoljnim kondicioniranjem se postiže sljedeće:

- sprečava se pretjerano mehaničko oštećenje škrobnih zrnaca pri mljevenju kod staklavih tvrdih pšenica

- poboljšava se postotak izmeljavanja jer je lakše i čistije odvajanje ljuske od endosperma

- smanjuje se vrijeme razvoja i mjesenja tijesta jer je intenzivnije upijanje vode

- utječe se na odnos otpora rastezanja i rastegljivosti (O/R) - može se pozitivno utjecati na enzimsku aktivnost brašna.

Pravilno kondicioniranje podrazumijeva pravilan izbor temperature, vlage i vremena, što nije isto za meke, brašnjave i tvrde durum pšenice, a treba voditi računa i o sastavu, karakteristikama sorte, itd. U svakom slučaju, kondicioniranje može biti toplo i hladno. Na kvalitet brašna se može utjecati i na sljedeće načine:

1. dodavanje brašnu ili tijestu tvari ili preparata koji sadrže različite enzime. U prisustvu različitih enzima (α – amilaze, pentozanaze, celulaze, laktaze, lipoksigenaze) pojačava se dijastatička moć brašna, moć klajsterizacije, sposobnost formiranja šećera, stvaranja i zadržavanja plina, tamnjenje kore tokom pečenja, oslobađanje vezanih lipida, itd.

2. dodavanje raznih tvari koje znatno utječu na poboljšanje kvaliteta proizvoda. To mogu biti šećeri, lecitin, masnoće, površinski aktivne tvari, itd. Pozitivno djelovanje ima i askorbinska kiselina koja se sve više upotrebljava jer jača brašno, povećava otpor na rastezanje, smanjuje

32

rastegljivost i povećava volumen proizvoda. Također se mogu dodavati različiti hidrokoloidi i pšenični gluten.

3. dovođenje granulometrijskog sastava brašna u stanje najpogodnije za

dobivanje kvalitetnog proizvoda.

4. odležavanje brašna je također važno jer se na taj način može poboljšati kvalitet slabih brašna jer se skraćuje gluten i brašno jača. Zato se i preporučuje da se slaba brašna ne koriste odmah nakon mljevenja. Ali i tu treba voditi računa o uvjetima u kojima brašno odležava da ne bi došlo do suprotnog efekta. Prilikom odležavanja u brašnu dolazi do promjene vlažnosti, boje i stupnja kiselosti i količine vlažnog glutena.

5. pravilan izbor namjenskog brašna je veoma važan i trebao bi postati

osnovni princip u tehnologiji, a ne jedna tehnološka mogućnost.