PROPRIETAŢILE BIOCHIMICE ALE PÂINII

Student: Bălosu Sorin

1.ASPECTE GENERALE

1

Pâinea este definită ca un aliment din făină de grâu moale, apă, sare de bucătărie şi maia sau drojdie de panificaţie, după frământarea amestecului, fermentarea sa şi după coacere în cuptor a aluatului porţionat rezultat.

1.1.Principalele sortimente de pâine fabricate în RomâniaProdusele de franzelărie , conform STAS 1489-88, pot fi simple sau cu diferite adaosuri: zahăr, glucoză,ulei, unt, lapte, margarină, zer, ouă.În funcţie de urmatoarele criterii pâinea se clasifică astfel:a)după natura materie prime şi auxiliare:

1.Pâinea albă – Pâine făcută cu făină rafinată, ce poate fi albită. Pâinea conţine: calorii – 235; fibre -1,5; carbohidraţi – 49.3; proteine – 8.4; grăsimi – 1,9. Vitamine si minerale: de două ori mai mult calciu decât cea integrală. Făina albă este fortificată cu calciu, niancină, fier şi tiamină.

2. Pâinea neagră – Obţinută din făină neagră. Are un conţinut scăzut de fibre alimentare şi este bună în tratamanetul obezităţii. Pâinea conţine: calorii – 218; fibre -3,5 ; carbohidraţi – 44,3; proteine – 8,5; grăsimi – 2,0.

3. Pâinea graham – Pâine din tărâţe de grâu în amestec cu făină. Printre elementele nutritive conţinute de acestea se numără făina neagră, făina graham, mineralele, vitaminele şi fibrele. Conţine: calorii – 215; fibre -5,8 ; carbohidraţi – 41,6 ; proteine – 9,2 ; grăsimi – 2,5. Vitamine şi minerale cu 40% mai mult decât pâinea albă şi de trei ori mai mult zinc. Are mai multe vitamine B decât pâinea albă şi cea neagră şi conţine vitamina E.

4. Pâinea cu amestec de cereale – Pâine  din făină de soia şi făină neagră. Conţine griş de soia , seminţe de in şi susan,germeni de grâu, seminţe decojite de floarea-soarelui, ameliorator. Scade nivelul colesterolului din sânge. Valoarea nutritivă la 100 g: proteine – 5,8 g, grasimi – 2,7 g , carbohidranţi – 38,5 g, fibre alimentare – 7,7 g.

5. Pâinea cu adaos de cartofi – Are un gust deosebit de bun, dar şi o încărcătură calorică, fiind excelentă pentru cei care vor să îşi aleagă o dietă bogată în calorii.

6. Pâinea albă acloridă – Este pâine fără sare cu greutatea de 500 g format lung. Este destinată persoanelor supuse unei diete fară sare.

7. Pâinea hipoglucidică – Este obţinută dintr-un aluat obţinut din gluten, puţină făină, tărâţe, sare, unt, chimion. Bogată ân vitamine, minerale şi fibre, fiind recaomandată mai ales copiilor.

8. Pâinea superproteică – Este o pâine din tărâţe de grâu, făină de grâu, şi de secară. Conţine făină, drojdie, sare, granule de soia, gluten şi ulei vegetal. Este o pâine foarte bună recomandată tuturor care vor să urmeze un regim echilibrat.

9. Produse de franzelărie simplă – Cornurile şi chiflele.

2

10. Produse de franzelărie cu diferite adaosuri – Impletituri, batoane cu lapte, cornuri umplute cu diverse adaosuri.Compoziţia chimică a diferitelor sortimente de pâineCompoziţia chimică medie a pâinii complete, pâinii albe, pâinii de secară, a pâinii cu tărâţe şi a pâinii fără sare, exprimată în g/100g sau mg/100g se prezintă în tabelul numărul 1 Tabelul nr. 1 – Compoziţia chimică a diferitelor sortimente de pâine

Crt

Componentul, unitatea de

măsurăPâine

completăPâine albă

Pâine de

secară

Pâine cu

tărâţePâine fără

sare

1Conţinut de apă,

g/100g 35,2 31,0 38,5 36,0 31,0

2

Conţinut de proteine

vegetale, g/100g 8,5 8,4 6,7 8,0 8,4

3

Conţinut de glucide

disponibile, g/100g 48,9 58,0 51,0 53,6 59,0

4Fibre alimentare,

g/100g 8,5 3,5 5,5 3,1 3,5

5 Lipide, g/100g 1,6 1,0 1,0 2,8 1,0

6 Sodiu, mg/100g 700,0 650,0 552,0 570,0 1,0

7Potasiu, mg/100g 225,0 120,0 169,0 125,0 100,0

8Magneziu, mg/100g 81,0 27,0 35,0 22,0 26,0

9 Fosfor, mg/100g 195,0 100,0 140,0 93,0 90,0

3

10 Calciu, mg/100g 58,0 24,0 29,0 80,0 20,0

11 Fier, mg/100g 2,0 1,3 2,5 1,3 1,7

12Tiamină, mg/100g 0,3 0,09 0,18 0,18 0,09

13Riboflavină,

mg/100g 0,14 0,05 0,11 0,03 0,05

14Vitamina B6,

mg/100g 0,21 0,12 0,22 0,04 0,12

15Vitamina E,

mg/100g 1,0 0,18 1,2 0,3 0,18

16Niacină, mg/100g 3,4 1,0 0,92 1,3 1,0

17

Acidul pantotenic, mg/100g 0,6 0,3 0,47 0,3 0,3

18Folacina, mg/100g 28,0 23,0 16,0 27,0 23,0

1.2.Valoarea nutritiva a pâiniiPâinea reflectă valoarea nutritivă a făinii din care a fost obţinută, a materiilor auxiliare

utilizate şi tehnologia aplicată. Ea reprezintă o importantă sursă de proteine, vitamine din grupul B şi săruri minerale.Gradul de asimilare a proteinelor din pâine este de 85% în cazul în care pâinea a fost obţinută din făină de extracţie 96% şi de 92%, când s-a utilizat făină 75% grad de extracţie.

Proteinele din pâine prezintă o importanţă deosebită pentru alimentaţia umană, dar este cunoscut că ele au un deficit de aminoacizi în primul rând în lizină. S-a calculat că, pentru a asigura necesarul zilnic de lizină prin pâine trebuie să se consume 2,6 kg pâine albă. Ca urmare, la un consum de 500 g pâine albă pe zi se asigură numai 19,2% din necesarul de lizină.

Utilizarea în alimentaţie a pâinii integrale măreşte acest procent, dar este departe de a asigura necesarul zilnic. al organismului în lizină.

4

În prezent se ştie că proteinele din pâine sun deficitare, pe lângă lizină şi în triptofan şi metionină, deficitul fiind cu atât mai accentuat cu cât gradul de extracţie este mai mic (deci cu cât făina este mai albă ). Conţinutul de aminoacizi al pâinii de secară este mai echilibrat, fără a fi însă atins un echilibru perfect.

În alimentaţia umană, pâinea joacă un rol esenţial în asigurarea necesarului de vitamine din grupul B, dar aportul acestora depinde de gradul de extrcaţie al făinii. În timp de 300 g pâine albă contribuie cu 15% din necesarul zilnic de tiamină (vitamina B1) pentru adult, pâinea obţinută din făină integrală furnizează 25%,iar pâinea integrală 40%. Contribuţia pâinii la asigurarea necesarului de riboflavină (vitamina B2) este mai mică: 300 g pâine albă contribuie cu 10%, aceeaşi cantitate de pâine intermediară cu 18%, iar de pâine integrală cu 20-25%.

Aportul de niacină (vitamina PP) la 300 g pâine albă este de 20% din necesarul zilnic în această vitamină pentru un adult; pâinea intermediară 25%, iar pâinea integrală 40%.Pâinea furnizează 30-40% din necesarul zilnic de piridoxină (vitamina B6) şi 14-30% din cel de acid pantotenic şi acid folic.În afară de conţinutul în vitamine al materiilor prime şi auxiliare asupra conţinutului de vitamine al pâinii, o influenţă deosebită o are procesul de coacere. Pierderile cele mai mari le înregistrează tiamina.

Deoarece necesarul de vitamine din grupul B nu este satisfăcut de raţia alimentară de pâine, în special prin consumul de pâine albă, în multe state se aplică îmbogăţirea făinii cu vitamine: B1, B2, PP şi acid folic.Un consum zilnic de 500 g pâine furnizează organismului circa 60% din necesarul de magneziu, 50% din cel de fosfor, dar numai 15% din necesarul de fier. Utilizarea biologică a sărurilor minerale din pâine este micşorată de prezenţa fitinei care blochează utilizarea elementelor minerale. În timpul fermentării aluatului se stimulează acţiunea fitazei şi hidroliza fitaţilor cu eliberarea mineralelor, dar efectul este scăzut. Utilizarea calciului este frânată şi de faptul că raportul P/Ca este necorespunzător unei bune absorbţii şi a depunerii în sistemul osos a acestor două elemente. Ca urmare, se recomandă corectarea făinii cu adaos de calciu sub formă de carbonat sau lactat, în concentraţie de 235-309 mg/100 g făină.Fierul se găseşte, de asemenea, legat de fitină, cantitatea de fier liber, asimilabil de organism fiind de maximum 20% din total. Pâinea albă are un conţinut mai redus de fier decât pâinea integrală, pâinea de grâu fiind mai săracă în fier decât cea de secară. Pâinea obţinută din făină cu grad mare de extracţie constituie un excitant puternic pentru sucul gastric, activitatea enzimelor gastrice fiind cu 40% mai mare decât la ingerarea aceleiaşi cantităţi de pâine albă. Conţinutul mare de vitamine din grupul B şi de fibre alimentare asigură un produs superior, înscriindu-se printre produsele care satisfac cerinţele unei alimentaţii corecte. Totodată, o astfel de pâine se caracterizează prin aromă şi gust deosebit de plăcute, o porozitate superioară şi o umiditate a miezului care-i păstrează prospeţimea.

2.COMPOZIŢIA CHIMICĂ ŞI BIOCHIMICĂ A FĂINII DE GRÂU

5

Făina de grâu are o compoziţie complexă. Ea conţine componente chimice şi biochimice in proporţii ce depind de extracţie, soiul grâului, gradul de maturizare biologică, condiţiile agro-climatice de cultură şi de depozitare după recoltare. Repartizarea neuniformă a acestor componente in bobul de grâu determină variaţia compoziţiei chimice şi biochimice a fainurilor cu gradul lor de extracţie. In făinuri sunt prezente substanţe proteice, glucide , lipide, saruri minerale, enzime, pigmenţi, apa.

2.1.Substanţele proteice. Conţinut şi structurăGrâul conţine in medie 10-11% proteine (NX5.7), cu o variaţie care se situează intre 7 şi

25%. Ele sunt repartizate neuniform, conţinutul cel mai mic fiind în endosperm şi în învelis(10%) şi cel mai mare in stratul aleuronic(30%) şi in germene (34%). Endospermul conţine proteine de rezervă şi proteine cu funcţii fiziologice(enzime) , embrionul numai proteine cu funcţii fiziologice, iar invelişul proteine cornoase.

În făinuri, conţinutul de proteine este in medie de 10-12%, conţinutul minim pentru a fi panificabilă fiind de 7.0%.

Datorită repartizării neuniforme a proteinelor in bob, conţinutul total de proteine al făinurilor creşte cu extracţia simpla. Această creştere este aproape liniară până la extracţia simplă de 90% şi creşte brusc in intervalul 90-98%, datorită conţinutului important de proteine in stratul aleuronic.

Proteinele făinii de grâu se impart in două mari categorii: proteine aglutenice şi proteine glutenice.

2.1.1.Proteine agluteniceProteinele aglutenice reprezinta circa 15% din totalul proteinelor făinii şi cuprind:

albumine, globuline, aminoacizi, proteine spumate, proteine coagulante, enzime.

Albuminele. Reprezinta 3-5% din ttalul proteinelor făinii. Sunt proteine solubile in apa şi in soluţii saline diluate, au masă moleculară mică (21 000-28 000) şi sunt in special proteine cu funcţie fiziologică. În compoziţia lor predomină aminoacizi cu caracter neutru, motiv pentru care ele sunt substanţe slab acide spre neutre. Cea mai mare cantitate se găseşte în embrion sub formă de nucleat de albumină şi în stratul aleuronic sub forma liberă; de aceea sunt prezente mai ales in făinurile de extracţie mare. Cea mai importantă albumină din făinurile de grâu este leucozina. Electroforetic s-a stabilit că leucozina este un amestec din trei componente cu puncte izoelectrice diferit: α-leucozina-pH i =4.5-4.38; β-leucozina - pH i=4.9-5.9; γ-leucozina- pH i= 6.7-8.7. În făina de griu dur lipseşte componenta β.

Globulinele. Reprezintă 5-11% din proteinele făinii. Sunt insolubile in apă, dar solubile in soluţii diluate de săruri neutre (Popescu S.,1964). Au masă moleculară mai mare decât albuminele (26 000-30 000) şi sunt uşor hidrolizabile. In compoziţia lor predomină acizii glutamic şi aspartic, din care cauză au un caracter acid mai pronunţat decât albuminele. Boabele de grâu conţin 5-11% globuline.

Electroforetic s-au identificat α-,β-,γ- şi ω- globuline, care se deosebesc prin masa lor moleculară. În embrion se gaseste 5-10% nucleat de globulină, în care este prezentă mai ales γ-

6

globulina , iar in endosperm predomină α- globulina. Cea mai importantă globulina din făina de grâu este edestina.

Proteinele solubile, albuminele şi globulinele reprezintă 0.13-0.14% faţă de masa făinii. Conţinutul lor şi raportul albumine/globuline variază cu calitatea făinii.

2.1.2.Proteinele glutenice

Proteinele glutenice sunt proteine de rezervă ce reprezintă circa 85% din totalul proteinelor făinii şi cuprind: prolamine şi gluteline.

Prolaminele. Sunt reprezentate în grâu de gliadină. Aceasta are caracter acid pentru că in compoziţia ei predomină acidul glutamic şi prolina. Este insolubilă în apă şi în alcool absolut, dar solubilă în alcool 70%, proprietate pe baza căreia a fost separată din gluten de Osborne (1907). Reprezintă 30-35% din totalul proteinelor. Aceasta constă din patru fracţiuni: α-gliadina, β-gliadina, γ-şi ω-gliadina , in care α-gliadina are masa moleculară cea mai mică. În afară de aceasta, ambele fracţiuni se deosebesc între ele dupa capacitatea de hidratare, viscozitatea soluţiei acetate şi după mărimea căldurii de hidratare. Masa moleculară medie a gliadinei nedivizate a fost găsită că fiind egală cu 41 000.Gliadina este extensibilă şi puţin elastică.

Glutelinele. Cele din boabe de grâu poartă denumirea de glutenine şi împreună cu gliadina formează proteinele generatoare de gluten.

Glutenina are caracter acid datorită acidului glutamic care predomină în compoziţia sa, este insolubilă in apă, alcool, soluţii de săruri, dar se dizolvă in soluţii diluate de alcalii şi acizi. Este elastică şi puţin extensibilă. Reprezintă 40-50% din totalul proteinelor din făină.

Proteinele glutenice se găsesc in bobul de grâu numai în endosperm, cu o repartiţie care creşte de la centrul endospermului (7,6%) spre periferia acestuia (16,25%). Datorita prezenţei lor numai în endosperm, continutul de proteine glutenice in făinuri scade cu creşterea extracţiei peste 70%, şi determină deosebiri insemnate in conţinutul acestora pentru făinuri de acelaşi tip obţinute prin extracţii simple si extracţii intermediare sau extracţii totale.Aceste doua proteine din grâu, gliadina si glutenina, au proprietatea de a absorbi apa şi de a se umfla, stare în care se unesc şi formeaza glutenul. Capacitatea acestor proteine de a forma gluten conferă grâului proprietăti unice de panificaţie.

Glutenul formează în aluat o fază proteică continuă sub formă de pelicule subţiri care acoperă granulele de amidon şi celelalte componente insolubile în aluat. Aceste pelicule sunt capabile să se extindă în prezenţa gazelor de fermentare dând naştere unei structuri poroase din care se obţine pâinea de calitate.

Proprietăţile elastico-vâscozice ale proteinelor glutenice în aluat sunt considerate determinante pentru proprietăţile de panificaţie ale grâului

2.2. Glucide. Structură şi proprietăţiSunt prezente în făinuri sub formă de glucide solubile în apă, amidon şi poliglucide

neamidonoase.2.2.1. Glucide solubileSunt reprezentate de dextrine, glucoză, fructoză, zaharoză, maltoză. Se mai găsesc

rafinoză şi trifructozanul. Glucidele direct reducătoare (glucoza, fructoza, maltoza) se găsesc în cantităţi de 0,1-0,5% s.u..

2.2.2.Amidonul

7

Este cel mai important dintre glucide,atit din punct de vedere cantitativ,cit si tehnologic si componentul cu ponderea cea mai mare in fainurile de griu,reprezentind 74-90% din substanta uscata a acestora.Fiind present,practice, numai in endosperm,continutul da amidon al fainurilor scade cu cresterea extractiei,o scadere accentuate avind loc dupa extractie de 70%.

Amidonul este un homopolimer format din unitati de D-glucopiranoza legate intre ele prin legaturi glucozidice α(-1,4)si legaturi de ramificatie α(-1,6)si β(-1,3).In lanturile glucidice predomina legatura α(-1,4)-glucozidica.

Prin metoda grupelor terminale au fost determinate 91% legaturi α(-1,4),iar catenele ramificate contin in medie 20-25 unitati de glucoza.

Oamenii de stinta admit fara rezerva existenta a doua tipuri de macromolecule care preexista in amidon ,denumite amiloza si amilopectina.Cele doua fractiuni se deosebesc prin proprietatile si structural or.

Numeroase cercetari au ajuns la concluziea ca in bobul de griu continutul de amiloza si amilopectina se prezinta astfel :17-27%amiloza si 73-83% amilopectina.

Amiloza este un polimer cu structura esentiala liniara,format din resturi de D-glucoza legate prin legaturi α (-1,4) si un grad de polimerizare de 250-2100,atingind o masa moleculara de 10000-40000.O cantitate redusa (aprox.1,6%)de legaturi α (-1,6) este prezenta prin puncte de ramificare.Acest lucru este confirmat de faptul ca β-amiloliza limita a amilozei este de 77-79%.

Amiloza are o conformatie de α-helix(6 resturi de glucoza/tur),in care grupurile hidrofile ale lantului sunt indreptate spre exterior si gruparile hidrofobe spre interior. Se formeaza astfel o cavitate hidrofoba (¢-4,5A),care poate fi ocupata de molecuyle hidrofobe.Ea are o viteza foarte mare de hidroliza datorita legaturilor glucozidice α(-1,4).In solutii apoase ea are o structura dezordonata ,in care structura helix exista intr-un grad mai mic.In aceasta forma de soutie ,amiloza prezinta doua caracteristici importante pentru panificatie:tendinta mare de a forma legaturi de hydrogen intramoleculare,ceea ce detrmina o tendinta mare de agregare ;abilitatea de a forma complecsi de incluziune cu compusi cum sunt lipidele ,surfactantii si iodul.

Amilopectina are o structura ramificata.Este mult mai mare decit amiloza ,gradul ei de polimerizare fiind de circa 1000,reprezentind una dintre cele mai mari molecule din natura. Masa moleculara a amilopectinei este de circa 500000.Prin hidroliza enzimatica s-a stabilit ca amilopectina este formata din trei tipuri de lanturi :lanturi de tip A formate din resturi de glucoza legate α (-1,4),dar fixate de molecula prin legaturi α(-1,6);lanturi de tip B, cu aceeasi structura cu cele de tip A,dar care pot purta si alte lanturi, de tip Asau /si de tipB fixate prin legaturi α (-1,6);lanturi de tip C, care poarta la capat numai o grupare reducatoare. Raportul de lanturi A/B este de 1-1.5.

Structura ramificata a amilopectinei confera granule de amidon o structura friabila ,iar catenele patrund una in alta si se leaga prin legaturi de hydrogen slabe ,formind o retea tridimensionala.

Cu ajutorul spectrelor de difractie cu raza X s-a ajuns la concluziea existentei intre lanturile de amiloza si amilopectina a legaturilor de hydrogen stabilite la nivelul grupurilor polare hidroxil-OH ale resturilor de glucoza ,direct sau prin intermediul moleculelor de apa .Legaturile de hidrogen prin interediul apei determina,cel putin in partea,existenta unor zone organizate,cristaline ,in granula de amidon .Amidonul cu umiditatea zero da un spectru caracteristik unei substante amorfe ,in timp ce amidonul hidratat are o structura cristalina ,crisalinitatea fiind de ordinal 30-40%.

8

Structura rezultata din prezenta legaturilor de hidrogen intre lanturile glucanice ale amidonului constitue structura secundarta a acestuia .

Amidonul este present in fainurile sub forma de granule.Ele au marimi, forme si grade de deteriorare diferite .Marimea granulei de amidon de griu variaza in limitele 1-30mm,expunind o suprafata specifica de 0.25-0.9 amidon. Sunt prezente granule mari de tip A,lenticulare ,cu diametrul mai mare de 10mm.Granulele de tipB reprezinta 80-95% din numarul granulelor de amidon si 5-10% din masa amidonului.

Datorita dimensiunilor mici, granulele de amidon creaza in aluat o interfata mare .,Interfata gluten-amidon in aluat este de circa 0.2 aluat, ceea ce inseamna ca o cantitate mare de gluten inconjoara granulele de amidon (Lelievre si colab.,1987).

La macinarea griului ,membrane granulei sufera o deteriorare , a careia intensitate este macinare grinele tari dau un grad mai mare de deteriorare decit cele moi(Evers si Stevens,1985).Cu ajutorul micropenetrometrului s-a stabilit ca granulele de amidon provenite din griu tare si moale,precum si proteinele de la suprafata acestora ,sunt la fel de rezistente(Barlow si colab.,1973).astfel ca,comportarea la macinarea a acestor soiuri de griu nu este data de granule de amidon sau de proteinele aderente ,ci de forta cu care proteinele adera la suprafata granulelor ,ele fiind mai puternic legate in griul tare si mai slab legate in griul moale.

Cantitatea normala de amidon deterirat la macinarea este de 6-9% si ea este importanta pentru hidroliza enzimatica a acestuia in procesul tehnologic de preparare a piinii ,amidonul fiind sursa principala de glucide fermentescibile din aluat.

Structura granulei de amidon. Pe baza datelor experimentale accumulate se admite pentru granula de amidon de griu o structura in straturi ,in care alterneaza straturi cu diferiti indici de refractie ,densitate ,cristalinitate si rezistenta la atacul enzymatic(Gallant si Guilbot,1969;Everes,1973).Faptul ca astfel de sraturi suprapuse au fost observate si la amidonul de porumb ceros,lipsit de amiloza ,demonsreaza ca ele nu sunt o alternatie de straturi de amiloza si de amilopecdtina (Gallant si Guilbot,1969),ci sunt straturi (zone)amorfe si straturi cristaline ,zonele cristaline fiind mai subtiri si mai numeroase la periferiea granulei.Rezistenta fata de enzyme a acestor straturi este evidentiata de faptul ca hidroliza granulei are loc prin canale radiale ,,in dinte de fierastrau”.

Pe baza observarii hidroliza granulei de amidon de griu in prezenta α-amilazei bacteriene si pancriatece, Gallant si colab. (1972, 1973) au observat ca partea mijlocie a granulei este solubilizate. Aceasta a condus la concluzia cǎ, alǎturi de straturile periferice, centrul granulei are si el o structura mai rezistenta, mai organizata, in timp ce partea mijlocie, cuprinsa intre acestea, are o structura mai putin organizata.

Granulele mari, lenticulare, prezinta o adincitura ecuatoriala, care este hidrolizata preferential de amilaze. Aceasta brazda lipseste in cazul granulelor mici de tip B.

2.2.3.Poliglucide neamidonoase Poliglucidele neamidonoase cuprind celuloza, hemiceluloza si pentozanii, prezenti in

bobul de griu si produsele derivate. Celuloza. Macromolecula celulozei corespunde formulei brute si este formata din resturi

de d-glucopiranoza legate β(-1,4)-glucozidic, unde n se refera la lungimea acestui polimer care variaza si depinde de sursa si metoda de izolare. Celuloza este prezenta in proportii insemnate in straturile periferice ale bobului si aproape absenta in endosperm, iar continutul in celuloza al fainurilor creste cu extractia, in mod deosebit pentru extractii peste 70%.

9

Hemiceluloza si pentozanii. Au fost indentificati in aproape toate partile anatomice ale bobului de griu,dar cu pondere spre partile periferice.De aceea,proportia lor creste cu extractiea fainii.

Pentozanii sunt polimeri ai pentozelor,arabinogalactani.Circa 1/3 din pentozanii fainii sunt xilani.Dupa solubilitate,pentozanii se impart in pentozani solubili in apa si pentozanii insolubile in apa ,acestia din urma reprezentind circa 60%din continutul total de pentozani ai fainii.Datorita capacitatii lor mari de absorbi apa ,pentozanii pot influenta distributia apei in aluat.Pentozanii solubili maresc viscozitatea aluatului in urma gelificarii lor oxidative,marind prin aceasta capacitatea aluatului de a retine gazelle.

Cantitatea de pentozani apare in raport invers proportional fata de gradul de duritate al griului.

2.3.LipideleLipidele sunt prezente in cantitati mici in fainuri. Fainurile de extractii mari si cele

provenite din grine tari sunt mai bogate in grasimi(2%)decit cele de extractii mici si cele provenite din grine moi(0.6-0.7%).Lipidele se gasesc in fainuri sub forma de lipide simple (gliceride,aciz grasi liberi, steride,cerebrozide)si lipide complexe(lecitina).

Trigliceridele reprezinta principalele lipide ale griului si fainurilor de griu.Alaturi de acestea mai sunt prezente unele cantitati de mono-si digliceride.Acizii grasi liberi reprezinta aproximativ 5% din lipidele fainii ,intre care predomina acidul linoleic.

Dintre nesaponificabile sunt prezenti mai ales sterolii ,dintre care β-sterolul este cel mai important .Ei se afla preponderant sub forma libera ,alaturi de mici cantitati de esteri ai acestor .

Pe linga aceste lipide nepolare ,a caror proportiie in fainurile de griu obtinute din griu de iarna reprezinta 59% din continutul total de lipide ,fainurile contin si lipide polare ,glicolipide(26%) si fosfolipide(15%).Glicolipidele sunt considerate a fi compusi ai galactozei cu mono-si diliceridele,desi mai mult de 20% din glucidele continute de acestea o reprezinta glucoza. Ele joaca un rol pozitiv pentru insusirile reologice ale aluatului in urma formarii de complecsi cu proteinele glutenice. Fosofolipidele sunt prezente ,in principal ,sub forma de fosfatidilcolina(45.5%),lisofosfatidilcolina(14%),fosfotidiletanolamina(11.6%). Acidul fosfatidic se gaseste numai sub forma de urme.

Lipidele fixate pe granule de amidon sunt denumite lipide neextractibile (se extrag cu butanol saturat cu apa la 90…100 grade)si reprezinta aproximativ 1% fata de amidon .Sunt formate din fosfolipide (86-91%),glicolipidele (3-5%),acizi grasi(6-9%).Fainurile contin unele cantitati de tocoferoli (7.9mg/100g).

Desi sunt prezente in cantitati mici ,lipidele fainii joaca un rol important in procesul de maturizare al fainurilor si in procesul de prelucrare al acestora.In aluat ele formeaza complecsi cu proteinele si cu amidonul ,influientind calitatea produselor finite.

2.4.Substanţele mineraleÎn făinurile de grîu sunt prezente o serie de elemente minerale: fosfor, calciu, magneziu,

fier, potasiu, sodiu, zinc, clor ş.a. Cele mai multe dintre ele, fosforul, calciu, magneziu, fierul se găsesc sub formă de compuşi insolubili, a căror proporţie creşte cu extracţia făinii.Compoziţia minerală a grîului variază cu soiul acestuia şi cu condiţiile de cultură, iar cantităţile elementelor individuale depind de solul pe care s-a cultivat grîul şi de condiţiile de fertilizare şi nu depind de conţinutul total de cenuşă.

10

La creşterea conţinutului de cenuşă al produselor de măcinare a grîului, concentraţia fiecărui element mineral creşte, dar nu în aceeaşi proporţie cu cenuşa. Dintre elementele minerale ale făinurilor, fosforul şi potasiul sunt preponderente (0,126, respectiv 0,105% ), urmate de magneziu şi calciu ( 0,028 respectiv 0,018% ), în timp ce celelalte elemente se găsesc în cantităţi foarte mici, cuprinse între 0,003 ppm pentru oxigen şi 10,5 ppm pentru fier (Czerniejenski. şi colab., 1964 ).

Deoarece distribuţia în bobul grîului a substanţelor minerale este neuniformă, ele fiind prezente mai ales în stratul aleuronic ( 8% ), germene ( 5% ) şi pericarp ( 3,5% ) şi foarte puţin în endosperm (0,4% ), conţinutul mineral al făinurilor variază cu extracţia. Această variaţie este dată de curba lui Mohs, conţinutul de substanţe minerale fiind o caracteristică importantă a acestora.

2.5.VitamineleÎn bobul de grîu sunt prezente vitamine din grupul B, mai ales B1, B 2, B 6, PP, dar

cantităţi importante de acid pantotenic, inzitol, biotină, acid folic. Conţinutul de vitamine variază cu soiul grîului făinurile provenite din grîne moi şi din soiuri de primăvară fiind mai bogate în vitaminele B1, B2 decît cele provenite din grîne tari şi din soiuri de toamnă.

Făinurile nu conţin vitaminele C şi D, iar vitamina A este conţinută sub formă de provitamină ( caroteni). Vitamina E este prezenta sub formă de tocoferoli, în făinurile de grîu predominînd α- şi β-tocoferolii, care au o activitate vitaminică intensă, dar o activitate antioxidantă mai slabă faţă de γ-tocoferol. Ca şi substanţele minerale, vitaminele sunt prezente în bob mai puţin în endosperm şi mai mult în germene şi în stratul aleuronic; de aceea, conţinutul de vitamine este mai mic în făinurile albe şi mai mare în făinurile negre, conţinutul lor mărindu-se considerabil la extracţii peste 70%. Cele mai sărace în vitamine sunt făinurile albe.

2.6.PigmenţiiPigmenţii naturali ai făinii sunt formaţi din pigmenţi carotenoidici, xantofile şi flavone.

Carotenii şi xantofilele sunt prezente în endospermul bobului şi se vor găsi în făinurile albe, iar flavonele sunt prezente în părţile periferice şi se vor găsi în făinurile negre. Analiza

11

cromatografică a pigmenţilor făinii au evidenţiat faptul că un rol important îl au xantofilele, respectiv luteina. Aceasta este prezentă în stare liberă sau esterificată. La grîul moale esterii ating 80% din luteina totală, monoesterii fiind predominanţi, în timp ce la grîul tare 80% din luteină se află în stare liberă.

Prezenţa în structura acestor pigmenţi a dublelor legături conjugate le conferă proprietatea dea adiţiona oxigen şi de a trece sub formă peroxidică incoloră, proces care are loc în timpul maturizării făinii, determinînd albirea acesteia.

2.7.Oxidoreductazele.

Din această clasă fac parte: lipoxigenaza, tirozinaza, peroxidaza, catalaza, ascorbat oxidaza.Lipoxigenaza: Catalizează peroxidarea acizilor graşi polinesaturaţi cu duble legături conjugate cis-cis 1,4 pentadienice, dintre aceşti acizi făcînd parte acizii linoleic şi linolenic.

Grîul conţine cantităţi mici de lipoxidază ,2-5 unităţi LPX/g. Acest conţinut variază cu soiul, condiţii de cultură şi gradul de maturitate al bobului.

Enzima este localizată în special în scutelum şi embrionul şi foarte puţin în endosperm. Soiurile tari, roşii sunt foarte bogate în lipoxigenază decît cele moi, albe.

Datorită repartizării neuniforme în bob a enzimei, conţinutul de lipoxigenază variază cu extracţia făini, celei mai sărace fiind cele mai provenite din endosperm. Conţinutul de lipoxigenază al făinurilor este de 1-3 unităţi LPX/g.

Lipoxigenaza nu este unitară, Guss şi colab.(1967), lucrînd cu extracte crude (netratate termic) ale diferitelor fracţiuni de măcinare a grîului pe care le-au supus electroforezei pe gel de poliacrilamidă, au găsit pentru făina de grîu două componente majore, iar pentru şrotul de grîu două componente minore.

Toate izoenzimele lipoxigenazei din germenele grîului prezintă profiluri similare pentru activitate funcţie de pH, deşi izoenzima L2 are optimul de activitate la pH = 4,5-6, iar L1 şi L3 la pH =5,5 (Shiiba şi colab., 1990).

Din punct de vedere al stabilităţii termice, cele trei izoenzime de lipoxigenază se comportă aproape le fel; ele au activitate optimă la circa 45 ْC şi numai urme de activitate la 65 ْC. La 69 ْC ele sunt inactivate repede, după 45 secunde, inactivîndu-se mai mult de 50% din activitatea iniţială.

Substratul cel mai bun pentru lipoxigenaza grîului îl reprezintă acizii linoleic şi linolenic în stare liberă. Guss şi Colab. (1968) au arătat că monogliceridele şi trigliceridele nu sunt un substrat bun pentru lipoxigenaza de grîu. Totuşi, Graveland (1968) a semnalat că lipoxigenaza grîului oxidează pe lîngă acizii linoleic şi linolenic şi glicerol-monolinoleatul, lucru confirmat

12

ulterior de Mann şi Morrison (1974,1975), care au arătat că pe lîngă acizii graşi liberi sunt peroxidate şi monogliceridele lor.

Lipoxigenaza poate activa şi în medii cu umiditate scăzută. Acest lucru face posibilă acţiunea ei în făină în timpul depozitării. Enzima catalizează peroxidarea acizilor graşi polinesaturaţi razultaţi în urma hidrolizei lipidelor sub acţiunea lipazei, ceea ce favorizează oxidări la nivelul grupărilor -SH din făina, cu efecte pozitive pentru calitatea acesteia, precum şi oxidarea pigmenţilor făinii, a carotenilor şi a xantofilelor, producînd albirea ei.

Fenoloxidazele. Cuprind tirozinaza, enzimă, capabilă să oxideze monofenolii la chinone,şi polifenoloxidaza, capabilă să oxideze o-difenolii.

Taneja şi Sachar (1974) au separat cele două enzime prin gel-filtrare, fracţionare cu etanol şi gel-electroforeză.

3. DROJDIA DE PANIFICAŢIE

Fabricarea produselor de panificaţie se utilizează, în exclusivitate afânători biochimici –drojdia. Afânarea aluatului destinat produselor de panificaţie se face cu ajutorul drojdiei de panificaţie, numită şi drojdie comprimată. În unele situaţii se poate utiliza drojdia uscată sau drojdia lichidă cu hamei şi drojdia lichidă cu bacterii acido lactice. Drojdia produce în aluat fermentaţia alcoolică, cu degajarea de CO2, care are rolul de a afâna aluatul. Tehnologia aplicată în ţara noastră foloseşte mai ales afânarea cu drojdie comprimată, pe când în unele ţări se foloseşte în mare măsură şi drojdia lichidă.

Drojdia pentru panificaţie reprezintă o aglomerare de celule de drojdii din specia Saccaromyces cerevisiae şi se obţine în fabricile de spirt, prin fermentarea melasei de zahăr la care se adaugă săruri nutritive. După unele aprecieri într-un gram de drojdie comprimată se afle cca. 10 milioane celule. Ca structură morfologică celula de drojdie este alcătuită dintr-o membrană subţire şi elastică, în interiorul căreia se găseşte protoplasma cu aspect vâscos, conţinând granule de grăsime, particule de proteină, glicogen, săruri minerale şi o însemnată cantitate de vitamine.

Adaugată în aluat, drojdia se înmulteşte şi produce fermentaţia alcoolică. Înmulţirea celulelor are loc prin înmugurire alcătuind lanţuri de celule sau colonii. Fermantaţia se desfăşoară optim la temperatura de 35°C. Drojdia comprimată se prezintă sub forma unui calup paralelipipedic, cu masa de 0,5  sau 1 kg. Culoarea trebuie să fie cenuşiu deschis cu nuanţă gălbuie, uniformă în toată masa. La suprafaţă poate avea un strat de max 1 mm în grosime cu nuanţă mai închisă sau o culoare albă asemănătoare culorii prafului de cretă de var. Gustul trebuie să fie caracteristic drojdiei proaspete, cu un uşor gust de alcool, fără să fie amar, rânced sau alte gusturi străine. Mirosul de drojdie proaspătă este caracteristic fermentaţiei alcoolice, fără miros de mucegai , de putrefacţie sau alt miros străin. Umiditatea drojdiei nu trebuie să fie mai mare de 76%, iar puterea de creştere să fie sub 90 min. Cea mai bună orientare asupra calităţii drojdiei comprimate o dă puterea ei de creştere.

4.EMULGATORII FOLOSIŢI ÎN PANIFICATIE

13

Emulgatorii (surfactanţi, tenside) sunt substanţe active, amfifilice, care au capacitatea de a migra la interfaţa unui amestec eterogen de lichide nepolare şi polare, stabilizându-l. Natura amfifilică a emulgatorilor se bazează pe structura lor mixtă, având o parte lipofilă (hidrofobă) şi una hidrofilă (lipofobă). Capacitatea de stabilizare a diverselor amestecuri de lichide polare şi nepolare este determinată de afinitatea moleculelor emulgatorilor de a se orienta cu părţile hidrofile către lichidul polar (de exemplu apa) şi cu părţile hidrofobe către lichidul neopolar (de exemplu uleiul). Rezultatul este o scădere a energiei termodinamice libere a amestecului (a tensiunii superficiale apărute la interfaţa celor două faze) şi prin urmare o creştere a stabilităţii acestuia. În figuraurmatore este reprezentată structura unei molecule amfifilice. Porţiunea lipofilică aparţine unui acid gras cu catenă lungă.

Clasificarea emulgatorilor utilizaţi în panificaţie se poate realiza după mai multe criterii:- mecanismul de acţiune asupra emulsiei (în emulgatori adevăraţi ce actionează prin

scăderea tensiunii interfaciale şi formarea unui film de absorbţie la suprafaţa fazei dispersate şi pseudoemulgatori, care acţionează asupra fazei externe, mărind stabilitatea emulsiei);

- proprietăţile fizice  ale acestora (în emulgatori tari, cu Ha > 55° C, care pot fi neautoemulsionanţi, respectiv autoemulsionanţi, emulgatori semimoi cu 45° C < Ha < 48° C şi emulgatori fluizi, cu 23° C < Ha < 27° C);

- tipul de emulsie pe care-l determină (emulgatori tip U/A şi emulgatori tip A/U);- proprietăţile electrochimice (emulgatori anionici, emulgatori ionici, anionactivi,

cationactivi, amfolitici);- din punct de vedere chimic (în combinaţii nepolare, aşa cum sunt grăsimile şi

combinaţii polare, aşa cum sunt lecitinele sau esterii unor polialcoli cu unii acizi graşi); Cercetările realizate de Tsen şi Weber (1980) privind influenţa unor emulgatori asupra

capacităţii de hidratare a făinii, au dus la concluzia că stearoil lactilatul de calciu (CSL), stearoil 2 lactilatul de sodiu (SSL), esterii mono- şi digliceridelor cu acidul diacetiltartric (DATEM), monogliceridele (MG), sucromonopalmitatul (SMP), monogliceridele etoxilate (EMG), monostearatul de polioxietilenă sorbitan cu denumirea comercială de Polisorbat 60 (PS-60), determină creşterea acesteia. De asemenea, DATEM, SCL, SSL determină creşterea stabilităţii aluatului şi a timpului de fermentare, în timp ce SMP, PS-60 şi EMG reduc durata fermentării.

14

Goareaceava şi Colab. (1972) au arătat că adaosul de 0,25 % MG are ca efect scăderea vâscozităţii aluatului, a perioadei de relaxare şi a gradului de elesticitate, concomitent cu creşterea extensibilităţii acestuia.

Tsen şi Colab. (1981) au constatat că emulgatorii DATEM, SSL, CSL, accelerează capacitatea fermentativă a drojdiei, în timp ce PS-60 şi EMG inhibă în măsură semnificativă formarea gazelor în aluat. Poliesterii zaharozei nu afectează capacitatea fermentativă a drojdiei.

Junge şi Hoseney (1981), Chung şi colab.(1981), au arătat că surfactanţii măresc volumul pâinii în funcţie de doza în care sunt folosiţi. Porozitatea pâinii obţinute cu diferiţi emulgatori a variat în funcţie de natura acestora. Astfel, adaosul de SSL şi propilen glicol-monoesterat (PGME) a determinat obţinerea unei porozităţi fine şi foarte fine, adaosul de PS-60 porozitate medie, iar EMG şi MG o porozitate inferioară martorului.

Majoritatea datelor din literatura de specialitate converg în a fi de acord că emulgatorii măresc elasticitatea miezului şi durata de prospeţime a pâinii. De asemenea, studiile efectuate au arătat că sucroesterii, SSL, EMG, glicolipidele şi monogliceridele didtilate (DMG) pot înlătura efectele negative ale proteinelor din soia, asupra pâinii.

După Hughes (1975), emulgatorii ionici sunt cei mai eficienţi deoarece influenţează pozitiv proprietăţile reologice ale aluatului, comportamentul la coacere şi durata de păstrare a produsului finit. Pe de altă parte, emulgatorii neionici, reduc elasticitatea glutenului şi măresc fluajul aluatului, fiind recomandaţi pentru creşterea capacităţii de retenţie a gazelor în făinurile puternice. Emulgatorii amfoliţi au un comportament similar celor anionici însă sunt agenţi antiînvechire, mai eficienţi.

Aplicaţiile emulgatorilor în panificaţie se bazează în principiu, pe efectul frământării asupra sistemului coloidal reprezentat de aluat. Energia mecanică introdusă la frământare creşte cantitatea totalã de energie şi determină subdivizarea continuă a fazelor reprezentate în aluat, deci creşterea suprafeţei interfaciale. Ca urmare, stabilitatea sistemului tinde să scadă proporţional cu mărimea lucrului mecanic efectuat asupra sa, respectiv cu durata de acţiune a acestuia. Surfactanţii utilizaţi în panificaţie au ca efect fie inmuierea miezului (surfactanţii care interacţionează cu moleculele şi granulele de amidon gelatinizat, încetinesc viteza cu care acestea recristalizează şi contribuie la menţinerea moliciunii miezului, reaţionând la suprafaţa soluţiei, nu la interfaţa lichid/lichid), fie întărirea aluatului (emulgatori care interacţionează cu proteinele glutenului şi îmbunătăţesc caracteristicile reologice în aluaturi, acţionând la interfaţa solid/lichid).

Numar Denumire HLB Indice de complexare a amilozei

E 432 Polisorbat 20 - -

E 433 Polisorbat80 15,4 -

E 434 Polisorbat 40 - -

E 435 Polisorbat 60 14,4 -

E 436 Polisorbat 65 10,7 -

15

E 471 Mono-si digliceridele acizilor grasi - -

E 472 Esterii acizilor grasi cu glicerolul - -

E 473 Esterii sucrozei cu acizii grasi - -

E 474 Sucroglicerolului - -

E 475 Esterii poliglicerolului cu acizii grasi - -

E 476 Poliglicerol poliricinoleat - -

E 477 Esterii propilen gliconului cu acizii grasi

- -

E 480 Dioctil sodium sulfosuccinat - -

E 481 Sodiu stearoil-2-lactat 21 72

E 482 Calciu steraoil-2-lactat - 65

E 483 Tartratul de stearil - -

E 491 Monostearat de sorbitan - 18

E 492 Tristearat de sorbitan - -

E 593 Monolauratul de sorbitan 5,9 -

E 494 Monooleatul de sorbitan - -

E 495 Monopalmitatul de sorbitan - -

16

5.BIBLIOGRAFIE

1-

17