Статьи

Этот материал - логическое продолжение статьи «Сравнение принципов работы российских и европейских мукомолов», опубликованной в сентябрьском номере журнала. Прошлая часть материала была посвящена производственным аспектам европейских мельниц, где детально описано как европейские мукомолы внимательно следят за сокращением производственных затрат. Их способы экономии кардинально отличаются от российских, в частности: как в Европе на 15-20% сокращают износ валов и снижают затраты на их нарезку; как сокращают на 7-12% расход электроэнергии в размольном отделении; как на 20-50% снижают риск выхода из строя электродвигателей и предотвращают аварийные простои мельницы; как продлевают срок службы сит при просеивании и как экономят на их обслуживании; как снижают нагрузку на пневмотранспортную систему и экономят до 30% на ее энергоснабжении; как увеличивают производительность мельницы на 8-12% в сутки. Также, мы узнали, что европейские мукомолы крайне клиентоориентированы и их работа построена не на валовом производстве одного вида муки, а на максимальном удовлетворении совершенно разных по задачам потребностей клиентов.

В материале данного номера мы обсудим как европейские производители муки удовлетворяют потребности своих клиентов и какими объективными критериями качества при этом пользуются. Многие российские мукомолы и производители готовой продукции увидят в этих тезисах выход из сложившейся ситуации и пути успеха на жестком конкурентном российском рынке.

_____________________
хлебопродукты 10/2019

КЛЕЙКОВИНА, БЕЛОК

На европейском мукомольном рынке определяют количество Протеина (белка) методом Кьельдаля и по ИК-анализатору. Сырую пшеничную Клейковину не принято отмывать, ввиду высокой субъективности данного показателя, напрямую не связанного с хлебопекарными свойствами муки. Европейцы точно знают, что количество клейковины не единственный и не главный параметр, влияющий на количество поглощённой и удержанной воды при замесе теста. Белок отвечает за поглощение примерно 1/3 части воды при замесе теста. Еще за 1/3 отвечают некрахмальные полисахариды и остальную часть воды поглощает Крахмал. (Рисунок 1)

Соответственно, европейские мукомолы в большей степени при помоле заботятся не о количестве белка (доля которого обычно колеблется в диапазоне 10-12%), а о его качестве. То есть о сохранности его естественной сферической структуры вокруг крахмальных гранул. Потому что только целостная сетчатая структура белка при замесе теста позволяет набухать (увеличиваться) целым крахмальным гранулам в 5000 раз и удерживать воду в связанном состоянии при разделке теста и расстойке тестовых заготовок.

Дополнительно в ЕС определяют реологические свойства теста на приборах Фаринограф или Миксолаб, а упруго-эластичные свойства контролируются на приборах Альвеограф и Экстенсограф. Совокупность этих анализов позволяет мукомолам гораздо объективнее контролировать качество своей муки и полнее удовлетворять разнообразные запросы хлебопеков. Надо понимать, что приборы Фаринограф и Миксолаб показывают ни что иное как «вязкость» теста. Равномерный подъем кривой (2-4 минуты по времени тестообразования) и более пологий спуск во время определения стабильности тестообразования (более 12 минут) на графике фаринограммы демонстрирует большую вязкость теста. Об этом же свидетельствует пологий и равномерный спуск кривой фаринограммы – разжижение теста (Рисунок 2, зеленая кривая).

Такая кривая фаринограммы свидетельствует европейским мукомолам о стабильных реологических свойствах теста и хороших хлебопекарных свойствах муки. Чем больше размер частиц муки, тем больший объем воды они будут удерживать и тем неохотнее они будут ее отдавать. Что безусловно положительно влияет на стабильность тестообразования и выпечки на производстве. Чем большее сопротивление мука оказывает на Фаринографе или Миксолабе, тем большую стабильность будет показывать мука на производстве и тем больше будет доволен производитель выпечки, особенно круассанов.

Это свойство напрямую связано с физическими и биологическими свойствами крахмальных гранул. Важно понимать, что даже самую качественную пшеницу можно повредить жесткими режимами помола и получить неудовлетворительную реологию теста. Также в ЕС мукомолы знают, что щадящими режимами помола и оптимальной гранулометрией муки можно получить достойные продукты помола из пшеницы весьма посредственного качества. Только сферическая форма крахмальной гранулы в цельной белковой оболочке может показывать стабильную фаринограмму из какого бы зерна ни была произведена мука.

Для получения качественной муки с оптимальной альвеограммой (L 80-100мм, Р – 80-120 мм, W – более 280) требуется сохранения структуры белка и его связи с крахмалом (Рисунок 3, зеленая кривая).

Поэтому в ЕС принимают активные меры: регулярно контролируют и поддерживают нормативную остроту рифлей и зазор на валах; применяют современные системы аэрации на мельницах, отводящие избыточное тепло с размольных станков; а также применяют специальные ферменты для размягчения оболочек пшеницы и более деликатного прохождения зерна через размольные системы.

На российском мукомольном рынке при определении доли белка в муке применяют показатель сырой пшеничной клейковины. Данный показатель установлен ГОСТом и в приоритетном порядке используется российскими мукомолами для определения сорта муки. В России принято считать, что высокий показатель Клейковины гарантирует высокую ВПС муки и нормативный выход хлеба, что не совсем верно. Очень важно в каком структурном состоянии находится белок клейковины. Если при жестких режимах размола белок клейковины частично коагулирует от нагрева при трении, или, при тонком помоле разрушается сферическая форма белка вокруг крахмальной гранулы, то в процессе тестоведения такая клейковина не способна удержать воду при замесе и разделке теста. Такая клейковина не может также удержать пузырьки углекислого газа при брожении. Все это отрицательно сказывается на выходе готовой продукции и увеличивает различные виды брака. Хлеб из такой мелкой муки быстро черствеет и крошится. Тестовая оболочка пельменей при заморозке приобретает сероватый оттенок и сильно трескается. Вафли ломаются при намазке и нарезке и др. Что касается непосредственного показателя количества белка (протеина) в муке, то на российских мельницах его часто не контролируют, или контролируют формально.

Только в последние годы в РФ возникла необходимость измерять количество Протеина/Белка в зерне, которое продается на экспорт, поскольку остальной мир контролирует именно количество Протеина в зерне и, соответственно, в муке. Также количество Протеина в муке вынуждены контролировать те мельницы, которые осуществляют экспортные поставки муки, например, по линии ООН. Для российской муки с очень мелким гранулометрическим составом характерна фаринограмма или миксограмма с очень резким подъемом кривой (до 2 минут по времени тестообразования) и низкой стабильностью тестообразования (менее 9 минут) на графике фаринограммы, что демонстрирует низкую вязкость теста. Это же подтверждает сильное разжижение теста (Рисунок 4, красная кривая).

Такая кривая фаринограммы характеризует российским мукомолам о слабых реологических свойствах теста и низких хлебопекарных свойствах муки из-за чрезмерно тонкого помола муки в первую очередь.

Нестабильность графика фаринограммы от партии к партии или от смены к смене говорит о том, что белковая оболочка крахмальных гранул повреждена или разрушена и вода хаотично блуждает относительно сложной структуры теста в зависимости от изменяющихся условий, создаваемых прибором во время анализа.

Известно, что наибольшее повреждение белка происходит в размольном отделении за счет изношенных валов и в результате частичной коагуляции белка на чрезмерно зажатых валах. И чем выше твердость пшеницы, тем большее повреждение белка может произойти в размольном отделении. Потому что - во-первых, белковая сетка, окружающая крахмальную гранулу, может разрушиться, а во-вторых, частично коагулировать от нагрева (более 40 градусов Цельсия) при трении. Разрушенная сферическая белковая оболочка крахмальных гранул уже не позволит таким гранулам увеличиваться до 5000 раз при удержании воды. Следовательно, снизится ВПС; тесто потеряет упруго-эластичные свойства; пострадает объем хлеба и равномерная структура мякиша; тестовая оболочка пельменей потрескается при заморозке, а при варке развалится.

Следует отметить, что графики Фаринографа и Миксолаба имеют некоторые отличия, так как прибор Миксолаб более функциональный. Помимо времени образования теста, стабильности теста во время первых 8 минут, прибор с началом нагрева теста определяет: ослабление протеинов; желатинизацию крахмала; амилолитическую активность; ретроградацию крахмала при охлаждении.

На рисунке 5 изображены графики миксограмм европейской муки с оптимальной гранулометрией (зеленая кривая) и муки российской с чрезмерно мелким помолом (красная кривая).

Отличия значений в точках С1, С2, С3, С4; С5 красной кривой от зеленой кривой подтверждают низкие хлебопекарный свойства муки с чрезмерно разрушенным крахмалом и его белковой оболочки:

• более низкое значение С1 – быстрое образование теста (менее 2 мин);
• более низкое значение С2 – низкая стабильность протеинов;
• более низкое значение С3 - поздняя клейстеризация крахмала и при выпечке крахмальный клейстер остается жидким;
• более низкое значение С4 – большая амилолитическая активность ферментов, характерная для муки с чрезмерно поврежденным крахмалом, т.к. именно поврежденную крахмальную гранулу амилазы атакуют гораздо активнее.
• более высокое значение С5 – ранняя ретрограградация крахмала, приводящая к быстрому черствению мучных готовых изделий.

При чтении Альвеограммы или Экстенсограммы можно понять состояние белка и спрогнозировать какие проблемы могут ожидать производителей готовой продукции, если на графике видно высокую упругость (P более 100 мм) и низкую растяжимость (L менее 60мм). Это дополнительное свидетельство того, что пшеничный белок сильно деформируется (иногда даже «поджигается») на сильно зажатых вальцах размольного отделения. Также если мука очень мелкая, то практически всегда будет низкая W (менее 250) - сила муки или энергия деформации (Рисунок 3, красная кривая). Поэтому в Европе мукомолы в первую очередь регулируют режимы помола и улучшают подготовку зерна к помолу при помощи ферментов, и только потом могут применять какие-либо добавки для коррекции свойств муки под требования по альвеограмме.

Помимо ухудшения хлебопекарных свойств, разрушенные и частично коагулированные белковые оболочки крахмальных гранул могут вызывать аллергию на глютен, потому что не организм человека не способен обеспечить их нормальное усвоение. Этот фактор является весьма существенным в определении качества муки. Во всем мире усиливается популярность здорового питания, поэтому вероятность распространения негативного мнения о муке среди покупателей недопустима.

ЗОЛЬНОСТЬ И БЕЛИЗНА

На европейском мукомольном рынке показатель Зольности является приоритетным. Этот показатель контролируется тщательно и регулярно. Именно на основе показателя Зольности определяется тип муки. Например: Т45 - зольность 0,45%; Т55 - зольность 0,55%; Т65 - зольность 0,65% и т.д.

Для обеспечения хорошей цветности муки и более низкой Зольности европейские мукомолы сосредотачиваются на совершенствовании зерноочистки, подготовки зерна к помолу и на тщательном удалении темных частиц оболочек из продуктов помола.

Европейские мукомолы не измеряют Белизну, так как она во многом зависит от естественных свойств зерна (сорт, регион произрастания, качество почв, количество солнечных дней и т.п.) и не коррелирует с белизной мякиша хлеба. В ЕС знают, что за белизну мякиша в большей степени отвечают собственные ферменты зерна – эстеразы и фосфолипазы, которые содержатся в субалейроновом слое эндосперма. Поэтому европейские мукомолы уделяют особо много внимания подготовке пшеницы к помолу при помощи специальных ферментов, размягчающих оболочки зерна. Благодаря ферментативной подготовке зерна к помолу, мука обогащается природными ферментами из периферийных частей эндосперма, которые при обычном помоле находятся в прочной связи с оболочками и уходят в отруби. Эти же ферменты, размягчающие оболочки перед помолом, позволяют максимально эффективно отделить отрубянистые частицы от эндосперма и сделать готовую муку более чистой независимо от ее переменчивого по естественным причинам цвета.

На российском мукомольном рынке очень популярен показатель Белизна муки. Помимо РФ, показатель Белизны, так же высоко ценится в странах Средней Азии. Белизна муки определяется на оптическом приборе белизномер по степени отражения (или «бликования») направленного света на частицы муки. Приоритетное применение экспресс-анализа показателя белизны в течение многих лет вместо, длительно определяемого и более объективного показателя, зольности привело к структурным изменениям на российском рынке. Изменилась не только оценка качества, но и параметры производства муки. Именно, применение экспресс-показателя белизны привело к излишнему измельчению муки на российских мельницах. Произошло это потому, что более мелкая мука имеет более высокий показатель белизны. Так как разрушенный крахмал гораздо сильнее отражает лучи белизномера чем крахмал в цельной белковой оболочке. Соответственно мелкая мука показывает более высокий уровень Белизны.

Доказано, что белизна напрямую не коррелирует с более объективным показателем качества - Зольностью. И не гарантирует высокую белизну мякиша готовых изделий. Зачастую, даже наоборот - неестественно белая мука российского производства приводит к более темному (серому) оттенку макарон и мякиша хлеба. Это связано с постепенным окислением крахмала под воздействием кислорода воздуха в тесте и готовых изделиях. При недостатке белизны или при плохой зерноочистке некоторые российские мукомолы совершенно неоправданно используют химические отбеливатели муки, которые приводят к ухудшению ее хлебопекарных свойств.

ЧИСЛО ПАДЕНИЯ

Европейские мельницы контролируют показатель Числа падения в зерне для того, чтобы определиться с крупнотой помола, необходимой для конкретной партии зерна, чтобы у хлебопеков была хорошая стабильность теста и брожение. Логика довольно проста - чем ниже ЧП, тем крахмал более доступен для собственных амилаз зерна и амилаз хлебопекарных улучшителей. Соответственно, чем ниже ЧП, тем крупнее будет применен помол для снижения доступности крахмала. Такой способ нивелирования Числа падения на мельнице позволяет хлебопекам игнорировать этот показатель, потому что его колебания перестают сильно влиять на стабильность тестообразования и предсказуемость действия улучшителей.

Российские мукомолы не связывают показатель ЧП с крупнотой помола, а просто стараются держать его в среднем диапазоне. Однако, когда мука чрезмерно мелкая, ЧП для хлебопеков имеет огромное значение, т.к. в мелкой муке слишком много разрушенного крахмала, который доступен для воздействия амилаз и дрожжей. Поэтому хлебопеки часто требуют какой-то конкретный показатель ЧП, при котором процесс брожения идет более предсказуемо по времени. В этом случае, российские мельницы предпочитают не укрупнять муку, как это делается в Европе, а вносят в готовую муку добавки для повышения показателя ЧП. Особенно, если они использовали проросшее или морозобойное зерно. Как правило, это ингибиторы зерновых амилаз для торможения процесса брожения. Или, наоборот, если в муке высокое ЧП, то на мельнице могут добавлять солодовые амилазы для снижения ЧП. Несмотря на то, что подобные добавки приводят показатель ЧП в соответствие со спецификацией заказчика, они при этом не улучшают ВПС, объем и равномерную пористость мякиша. Более того, такие добавки могут блокировать или снижать действие других хлебопекарных улучшителей, которые применяет хлебопек для своего широкого ассортимента выпечки.

КОЛИЧЕСТВО РАЗРУШЕННОГО КРАХМАЛА, КРУПНОСТЬ ПОМОЛА И ГРАНУЛОМЕТРИЯ МУКИ

Количеству разрушенного крахмала в муке на европейских мельницах уделяется особое внимание. По этому показателю контролируется оптимальная гранулометрия муки, которая обеспечивает максимальную ВПС и стабильность теста. Показатели разрушенного крахмала в европейской муке не превышают 6-8% AACC или 10-17 UCD (рисунок 6, зеленый график).

Этим обеспечиваются высокие хлебопекарные свойства муки, а также ее отличная восприимчивость к улучшению с помощью хлебопекарных добавок.

Помимо заботы о клиентах, европейские мукомолы по степени разрушенного крахмала определяют оптимальный режим работы размольного отделения. Если делать слишком мелкую муку (степень разрушенного крахмала 25-40 UСD), то резко сокращается межсервисный интервал работы валов и их срок службы. Также резко возрастает потребление электроэнергии на мельнице, расходы на ремонт и замену электродвигателей. Обслуживание и замена валов, электродвигателей это существенная часть расходов мельницы, поэтому, при европейской культуре производства превышение показателя разрушенного крахмала недопустимо.

В качестве косвенного показателя гранулометрии в России контролируется Остаток на сите и Проход через сито в зависимости от сорта муки. Муку повсеместно измельчают практически до состояния пыли в целях достижения наибольших выходов и белизны (рисунок 6, красный график). Такой подход мукомолов ставит российских хлебопеков в жесткую зависимость качества выпечки от Числа падения. Даже небольшое изменение ЧП на 20-30 сек. может привести к резкому скачку брака готовой продукции. Это обусловлено высокой атакуемостью разрушенного крахмала собственными амилазами, а также амилазами в составе хлебопекарных улучшителей. В следствие низкой гранулометрии российская мука характеризуется крайней нестабильностью на разных пищевых производствах.

Количество разрушенного крахмала в России контролируется редко. Этот показатель игнорируется мукомолами в пользу высоких выходов и белизны и в российской муке может достигать 25-40 UСD, что значительно ухудшает реологические свойства теста и увеличивает количество брака готовой продукции.

Большое количество разрушенного крахмала в хлебе и макаронах может являться одной из причин ожирения и повышения риска диабета среди населения. Поскольку слишком доступный для пищеварительных ферментов человека крахмал вызывает резкий выброс глюкозы в кровь при переваривании мучных продуктов.

_____________________
хлебопродукты 10/2019

В следующем номере будет опубликовано очередное продолжение статьи, в которой мы познакомим вас с успешным европейским опытом повышения хлебопекарных свойств муки, а также как европейские мукомолы удовлетворяют потребности людей в здоровом питании. Эта информация приобретает феноменальную актуальность в связи с необратимыми изменениями потребительского рынка, связанными с возрастающими потребительскими требованиями к готовой продукции, с расширением ассортимента продуктов питания и с лавинообразным усилением различных диетических трендов.