Технологія макаронних виробів

      Білий колір  з кремовим відтінком мають  вироби з м'яких пшениць. Сіруватий  відтінок макаронних виробів  вказує на використання дефектної  сировини. Причиною появи коричневого  відтінку у виробах можуть  бути зменшення розмірів часток  крупки борошна, висока температура  пресування і сушіння. Погіршення  кольору макаронних виробів може  бути викликане активністю ферментів  ліпази, ліпоксигенази, які обумовлюють окислення і руйнування каротиноїдів. Потемніння макаронних виробів викликане утворенням меланоїдинів внаслідок окислення вільних гетероциклічних амінокислот (тирозину і фенілаланіну) киснем повітря при каталізі ферментом поліфенолоксидазою. Активність поліфенолоксидази і кількість названих амінокислот впливає на ступінь потемніння макаронної продукції. Для запобігання небажаної зміни кольору застосовують протикислотні речовини - антиоксиданти - лецитин яєчного жовтка, рослинний лецитин у вигляді соняшникового фосфатиду; сульфіт натрію; аскорбінову, лимонну кислоти; рибофлавін. Крім цього, причиною потемніння макаронних виробів також може бути наявність меланоїдинів - продуктів взаємодії амінокислот і цукрів при підвищених температурах. Найбільш високою рефлекційною здатністю відзначається глікокол, лейцин, аланін і метіонін. Інтенсивність реакції утворення меланоїдинів залежить від присутності в цукрах вільної карбонільної групи і наявності нейтралізованої молочної кислоти.

Смак макаронних виробів  залежить від складу і природи  кисло реагуючих речовин вихідного  борошна, а також від процесу  замісу тіста.

Головними речовинами, які  зумовлюють смак і аромат макаронних виробів є вільні органічні кислоти - молочна, мурашина, яблучна, оцтова, щавлева. Наприклад, оцтова кислота надає макаронним виробам різкого смаку; а молочна кислота, навпаки, робить його приємним. Тому високо ціняться ті макаронні вироби, в яких достатній вміст молочної кислоти.

Вільні жирні кислоти - олеїнова, пальмітинова, які утворюються  в результаті гідролітичного розпаду  жирів, надають продукту присмак  і запах прогіркання. Неприємний запах і смак обумовлені виникненням у процесі окислення ліпідів перекису жирних кислот, альдегідів та кетонів. У деяких випадках продукти окислення набувають токсичності.

Якісними показниками  смакових показників макаронних виробів  є також їх кислотність, яка повинна  зростати порівняно з кислотністю  вихідного борошна не більше ніж  на 10% і не перевищувати 1°. Кислотність  виробів обумовлена перш за все наявністю  кислю, фосфатів КН₂Р0₄, Са(Н₂Р0₄)2, кислореагуючих продуктів розпад білків - вільних амінокислот і пектинів, жирних і органічних кислот адсорбуванням лугу крохмалем при титруванні бовтушки. 
 
 Вуглеводи, які входять до складу макаронних виробів є важливою групою сполучень, які представлені крохмалем, цукрозою, мальтозою, клітковиною, глюкозою, фруктозою і складають 3/4 маси макаронних виробів. Велике значення для якості макаронних виробів мають крохмаль і цукор.

Вміст крохмалю в готових  виробах - 62,8-68,5%. Крохмаль складається  із двох фракцій - амілози та амілопектину, співвідношення яких залежить від використаної сировини. У крохмалі твердих пшениць  вміст амілози дещо вищий, ніж  у м'яких. Головну частину крохмалю складають зерна розміром 14,8 мм, структура поверхні яких впливає  на їх сорбційну здатність по відношенню до водяної пари і краплинорідної води. Крохмаль може сорбувати 20% водяних парів. Здатність крохмалю вбирати водяну пару і мати кількісну перевагу в макаронних виробах має практичне значення при зберіганні.

У холодній воді крохмальні зерна нерозчинні. При температурі 55°С і вище крохмаль адсорбує З0-40% води. Крохмаль в рівній частині з білком бере участь у формуванні пружного, еластичного макаронного тіста. Для утворення суцільної структури  тіста плівка гідратаційного білка  повинна охопити всю поверхню крохмальних зернин і з'єднатись одне з одним досить міцно. 
 
 При сушінні макаронних виробів відбувається кристалізція крохмалю, ступінь якої головним чином залежить від вологості тіста, тривалості і температури. Присутність води охороняє крохмаль від глибоких змін під впливом високих температур. Крохмаль визначає структурно-механічну характеристику тіста, кулінарні властивості макаронних виробів: впливає на смак і аромат, сприяє усуненню борошняного чи сирого присмаку, від кількості крохмалю залежить клейкість, показник набухання зварених виробів, втрата сухих речовин у варильній воді. З підвищенням кількості крохмалю в тісті його міцність зростає, а пластичність - зменшується, при цьому сирі вироби мають підвищену крихкість при згинанні. Вироби з високим вмістом крохмалю при варінні сильно набухають, втрачають форму. їх консистенція стає кашоподібною і після клейстеризації крохмалю вони набувають драглеподібного вигляду. 
 
 Цукри входять до складу макаронних виробів в кількості 1,8-4,6%. Вони утворюють міцний зв'язок з білками. Взаємодія білків клейковини з цукрами впливає на фізичні властивості тіста, змінює колір виробів. Цукри беруть участь в процесах кристалізації структури, що сприяє при зберіганні втраті вологи і більшій міцності виробів, знижує їх споживні властивості.

До складу макаронних виробів  входять 0,5-0,9% мінеральних речовин  у вигляді солей і сполук з  органічними речовинами. У макаронних виробах переважає калій - 124-184 мг, необхідний для нормальної діяльності м'язової системи організму людини. Кількість таких життєво необхідних елементів як кальцій, фосфор і залізо невелика і складає відповідно 18-103 мг, 87-139 мг, 1,2-2,1 мг. Дефіцит кальцію  і фосфору справляє на організм рахітогенну дію. Низький вміст заліза в раціоні харчування є причиною появи залізодефіцитної анемії. Основна кількість заліза надходить з продуктами переробки зерна. Макаронні вироби є поганим джерелом засвоєння заліза, тому що воно з фітатами дає нерозчинні солі. Знижують засвоюваність іонного заліза фосфати жовтки яєць. Гемове залізо засвоюється скоріше ніж іонне і на цей процес не чинять вплив вищевказані сполуки. Тому важливим і перспективним є збагачення зернових продуктів, у тому числі й макаронних виробів, залізом. Ефект засвоєння організмом мінеральних речовин збагачених виробів значно зростає за наявності тваринних білків.

Макаронні вироби містять  мікроелементи, які виконують специфічну біологічну роль. До них відносяться: мідь, марганець, цинк, фтор, кобальт, арсен  та ін.

Мідь відіграє роль каталізатора при побудові гемоглобіну крові, активізує окислення заліза, аскорбінової кислоти, вона здатна прискорювати утворення  і швидке виділення глюкози із крові. У продуктах переробки  злакових і бобових міститься  найбільше міді (510 мг/кг). Середній вміст  міді в макаронних виробах складає 1,88 мг/кг. Оскільки злаки і бобові становлять приблизно 25-30% добового раціону, то вони забезпечують потребу організму  в ній.

Марганець необхідний для  росту організму, регуляції окислення  фосфоліпідів, окисних процесів. У  зернових продуктах міститься значна кількість марганцю - від 2 до 100 мг/кг і більше, а в макаронних виробах - 0,3-9,0 мг/кг.

До складу макаронних виробів  входить цинк - від 2,9 до 4,9 мг/кг. Він  підсилює діяльність інсуліну. У значно меншій кількості містяться арсен - 0,2-0,3 мг/кг, йод - 2,85-15,2 мг/кг. Арсен діє  на ферментативну систему клітин, зокрема пригнічує окисні процеси  і підсилює процеси синтезу. Недостатнє надходження йоду до організму викликає порушення функції щитовидної залози. Низький вміст фтору в харчових продуктах є причиною карієсу  зубів.

Кількість ліпідів у макаронних виробах невелика. Вони знаходяться  у вільному і зв'язаному стані. Зв'язані ліпіди в макаронних виробах  складають 76,6-85,7% від загальної їх кількості. Зв'язані ліпіди взаємодіють  з білками клейковини і утворюють  ліпопротеїнові комплекси. Більша частина ліпідів з'єднується з глютеліновою частиною клейковини. Структура клейковин залежить від присутності ліпідів. З їх вилученням втрачається її здатність складатися в характерні для нормальної клейковини шари. Виведення ліпідів уповільнює утворення тіста. Слід підкреслити, що фізичні властивості тіста перш за все визначають зв'язані ліпіди.

Ліпідні комплекси змінюють властивості тіста: збільшується його вологоклейкість, пружність і ступінь стискання. Взаємодія зв'язаних ліпідів з клейковиною сприяє покращанню його реологічних властивостей, в результаті чого підвищується якість продукції.

До білкового складу пшеничного борошна входять майже 80% гліадинів і глютелинів, 0,3-0,5% альбумінів, 0,6-0,8 глобулінів, котрі при змочуванні водою набрякають і утворюють клейковину. Вона кріпиться водними, дисульфідними, солевими, ефірними та іншими зв'язками. Клейковина характеризується наявністю четвертинної структури білка. Первинна структура, тобто амінокислотний склад клейковини визначає харчову цінність білка. Вторинна, третинна і четвертинна - впливають на фізичні властивості клейковини і мають вирішальне значення для реології тіста та якості готової продукції.

Основою клейковини є глютелін, який складається із двох фракцій - - і -глютеліну, її склеююча основа - гліадин, який представлений чотирма фракціями. Гліадин надає клейковині розтягнутість і клейкість, глютелін - пружність. При надлишку глютеліну утворюється малозв'язувана і короткопорвана клейковина. Першочергове значення для якості клейковини має глютелін. Співвідношення гліадину і глютеліну в клейковині дорівнює близько одиниці. Величина співвідношення гліадину та глютеліну не впливає на зміну фізичних властивостей клейковини. Вони визначаються особливістю побудови молекул клейковинного білка, характером зв'язку між окремими макромолекулами. 
 
 Значну роль у зміні властивостей клейковини відіграють дисульфідно-сульфгідрильний обмін у її білках. При зміщуванні рівноваги дисульфідних і сульфгідрильних груп виникає зміна фізичних властивостей тіста. Білки клейковини мають високі гідрофільні властивості, які залежать від гідрофільних груп, розташованих на поверхні білкової глобули і притягують до себе дипольні молекули води. До них відносяться пептиднии зв'язок -СONН, амінна група -NН2, карбоксильна група -СОON і т.п. Максимальне набрякання клейковини досягається при 20-30°С. При замішуванні тіста білки клейковини сорбують 1% всієї води.

Від якості клейковини в  першу чергу залежать структурно-механічні  властивості тіста. Чим сильніша клейковина, тим менша її вологоємність  і розтяжність. Різна розтяжність  клейковини не впливає на якість макаронних виробів, але визначає їх кулінарні  властивості. У результаті збільшення розтяжності клейковини підвищується перехід сухих речовин у варильну воду, знижується пружність, міцність зварених виробів.

Кулінарні властивості макаронних виробів, їх поживні і смакові  достоїнства, міцність та стійкість  при транспортуванні перш за все  залежать від кількості клейковини. Подальше підвищення вмісту клейковини надає макаронним виробам непривабливий, темно-жовтий колір, знижує коефіцієнт збільшення маси зварених виробів, підвищує їх міцність, тривалість приготування. При зменшенні вмісту клейковини (менше 25%) різко знижується пластичність і з'являється крихкість сирих  виробів, злам стає борошняним, кількість  сухих речовин у варильній  воді збільшується, вироби набувають  кашоподібної консистенції, погіршується смак і зменшується їх харчова  цінність. 
 
 Від якості клейковини в першу чергу залежать структурно-механічні властивості тіста. Чим сильніша клейковина, тим менша її вологоємність і розтяжність. Різна розтяжність клейковини не впливає на якість макаронних виробів, але визначає їх кулінарні властивості. У результаті збільшення розтяжності клейковини підвищується перехід сухих речовин у варильну воду, знижується пружність, міцність зварених виробів.

Кулінарні властивості макаронних виробів, їх поживні і смакові  показники, міцність та стійкість при  транспортуванні перш за все залежать від кількості клейковини. Подальше підвищення вмісту клейковини надає  макаронним виробам непривабливий, темно-жовтий колір, знижує коефіцієнт збільшення маси зварених виробів, підвищує їх міцність, тривалість приготування. При зменшенні вмісту клейковини (менше 25%) різко знижується пластичність і з'являється крихкість сирих виробів, злам стає борошняним, кількість сухих речовин у варильній воді збільшується, вироби набувають кашоподібної консистенції, погіршується смак і зменшується їх харчова цінність. 
 
 Таким чином, вирішальним фактором, який визначає якість макаронних виробів, є кількісний і якісний вміст білкових речовин та властивості клейковини.

Біологічна цінність білків залежить від набору амінокислот, які  є складовою частиною і структурним  компонентом білкової молекули. Однак  не всі білки пшениці рівноцінні. Повноцінними білками та пшениці  є альбумін і глобулін. Гліадин і глютелін утримують мале лізину, сірковмісних амінокислот - цисцину і цистеїну. У деяких сортах пшениці названі вище амінокислоти відсутні. 
 
 Порівняння амінокислотного складу клейковини різних за "силою" пшениць не виявляє принципових відмінностей в кількісному і якісному співвідношенні амінокислот.

У клейковині міститься 18 амінокислот, У білках клейковині містяться всі 8 незамінних амінокислот, які не синтезуються в організмі людини і обов'язково повинні надходити з білками  їжі. Найбільш помітним є дефіцит  таких амінокислот як лізин, а  також метіонін і триптофан. Біологічну цінність білків можна визначити  за розрахунком амінокислотного  складу, який зводиться до вирахування  відсотка кожної із амінокислот в  дослідному білку по відношенню до їх кількості у білку, прийнятому за ідеальний, за формулою: 
 
 
 
Лімітуючою біологічну цінність амінокислотою вважається та, :кор якої має найменше значення (таблиця 1.2.2).

Таблиця 1.2.2

Склад незамінних амінокислот  у білках макаронних виробів г  на 100 г (скор амінокислот у %)