Imbunatatirea Calitatii Produselor de Panificatie Prin Utilizarea Enzimelor

PROIECT DE DIPLOMA

ÎMBUNĂTĂȚIREA CALITĂȚII PRODUSELOR DE PANIFICAȚIE PRIN UTILIZAREA ENZIMELOR

CUPRINS

INTRODUCERE

În cadrul obiectivului major al României, aderarea la Uniunea Europeană, una din principalele componente o reprezintă integrarea în sistemul agroalimentar al pieței unice a produselor alimentare.

Se cunoaște faptul că una din caracteristicile definitorii ale pieței unice europene este capacitatea mare de absorbție în condițiile unei competitivități deosebit de severe.

Pentru majoritatea procesatorilor din industria alimentară, datorită unei concurențe tot mai agresive pe piața internă și internațională, creșterea într-un ritm alert a competitivității produselor fabricate devine în prezent cel mai însemnat țel.

De aceea, este absolut necesar ca pregătirea tuturor agenților economici, producători de alimente să fie făcută din timp, cu responsabilitate și corelat cu realitățile interne ale țării.

Realitatea ultimilor ani a arătat că și în țara noastră se simte din ce în ce mai mult presiunea pieței, a clienților asupra producătorilor de alimente. Consumatorul așteaptă de la producătorii de produse alimentare: varietate, calitate, valoare nutritivă, siguranță și prețuri rezonabile.

Bogăția și diversitatea gamei sortimentale a produselor de panificație a condus la plasarea acestui sector pe un loc de frunte în ierarhia industriei alimentare, iar segmentul de adresabilitate al acestor produse este cel mai larg.

Produsele de panificație asigură peste 50% din sursele de alimentație ale omenirii și de aceea, pe plan mondial, un număr tot mai mare de specialiști, organisme și instituții specializate întreprind studii și desfășoară ample cercetări în vederea găsirii și aplicării în industria de panificație și patiserie de noi procedee tehnologice și amelioratori, care să asigure obținerea unor produse de calitate și în sortimente adaptate la specificul local, la gustul consumatorilor.

În condițiile unor schimbări tot mai frecvente în stilul de viață al omului modern au apărut nemijlocit și schimbări în alimentația acestuia care țin de satisfacerea necesarului de energie și de substanțe nutritive folositoare pentru menținerea și dezvoltarea sa fizică și psihică.

Pentru o lungă perioadă de timp, folosirea enzimelor exogene în panificație a fost limitată la adăugarea de amilaze pentru ajustarea calității făinii. În zilele noastre, numeroși producători oferă o varietate de enzime produse special pentru panificație. Enzimele exogene pot fi folosite pentru a modifica în mod favorabil proprietățile făinii, dar și pentru a reduce efectele de variabilitate calitativă a făinurilor de grâu. Se știe că efectul unui gluten prea puternic poate fi anulat prin adaosul de protează, ceea ce duce la creșterea extensibilității aluatului și la obținerea unui volum mai mare al pâinii, sau că α-amilaza este folosită pentru a crește volumul pâinii și a reduce rata de învechire. Totuși, cunoștințele brutarilor despre produsele enzimatice sunt adesea foarte limitate. Activitățile colaterale ale enzimelor, altele decât cele principale, nu sunt întotdeauna declarate sau chiar cunoscute. Datorită faptului că activitatea enzimelor în aluat nu este suficient de clară, este dificil să se controleze rezultatul final.

Făinurile conțin cam 1-2% glucide fermentescibile, cantitate suficientă pentru drojdie în timpul fermentării aluatului timp de 2 ore. Apoi, când nu se mai adaugă alte zaharuri, surplusul de gaz se formează prin fermentarea maltozei obținută în urma acțiunii de degradare enzimatică a amidonului, reprezentând 5-10% din făina de grâu.

Unele cercetări mai amănunțite au dovedit că transformările suferite de amidon sunt responsabile de procesele care au loc în pâine în timpul păstrării.

Pentozanii au proprietatea de a absorbi cantități mari de apă, din care cauză pot influența distribuția apei în aluat și pâine. Ei influențează proprietățile reologice ale aluatului datorită masei moleculare mari și a abilității de a forma geluri.

Folosirea enzimelor exogene în panificație previne o deficiență a unor enzime ce se găsesc natural în grâu și făină.

Folosirea enzimelor are multiple avantaje. Astfel, enzimele au efecte specifice sigure asupra aluatului și a pâinii, care nu pot fi ușor obținute cu ajutorul altor aditivi. Enzimele sunt extrem de eficace deoarece efectul lor este catalitic și, de aceea, nu este necesară utilizarea unor cantități substanțiale din acestea, cum este cazul utilizării altor aditivi.

Dacă ne bazăm pe raportul preț/performanță, de cele mai multe ori este benefică utilizarea enzimelor. În plus, enzimele sunt aditivi naturali (proteine) care nu au fost trecuți în lista CEE ca aditivi, mai mult, producerea lor prin fermentare microbiologică este un proces natural.

Pe de altă parte, enzimele au și câteva dezavantaje. Este nevoie de puternice colective de cercetare pentru a găsi și obține enzimele, implicând investiții serioase, consumatoare de timp. Procedurile de aprobare a utilizării lor pot dura foarte mult.

Mulți producători de produse alimentare consideră folosirea enzimelor nouă și inovatoare. In timp ce acest lucru este adevărat pentru multe categorii de produse, industria de panificație are o lungă istorie de studiere și utilizare a enzimelor. Intradevăr, există referințe despre utilizarea enzimelor în produsele de panificație vechi de peste 100 de ani.

Pentru rezolvarea lucrarii de diplomă Îmbunătățirea calității produselor de panificație prin utilizarea enzimelor mi-am propus următoarele obiective științifice:

Realizarea unui studiu documentar privind glucidele făinii și rolul lor tehnologic, precum și carboxidrazele exogene folosite în panificație și implicațiile lor biochimice și tehnologice, care să releve stadiul actual al cunoașterii în acest domeniu.

Studiul influenței adaosului de α-amilază exogenă în aluat asupra unor indici biochimici importanți (cifra de cădere, indicele de maltoză, capacitatea făinii de a forma gaze), asupra reologiei aluatului și asupra calității pâinii.

Influența unor parametri tehnologici (temperatura, pH-ul și consistența aluatului, durata de frământare) și a adaosului de sare asupra activității α-amilazei în aluat.

Studiul corelației între proprietățile reologice ale aluatului și calitatea pâinii la adaosul exogen de α-amilază.

Studiul influenței adaosului exogen de xilanază asupra capacității făinii de a forma gaze, reologiei aluatului și calității pâinii.

Studiul influenței adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra proprietăților reologice ale aluatului și asupra calității pâinii.

1. STUDIU BIBLIOGRAFIC

1.1. Glucidele făinii de grâu și rolul lor tehnologic în panificație

1.1.1. Amidonul. Compoziția chimică, structura granulei de amidon, rolul tehnologic

Compoziția chimică

Amidonul reprezintă peste 70% din compoziția făinii de grâu, granulele acestuia fiind încorporate într-o matrice proteică (fig. 1.1.) .

Fig. 1.1. Granule de amidon

În substanță uscată, amidonul constituie, deasemenea, componentul major al făinii de grâu, reprezentând 74-90%, în funcție de extracție. ( Lásztity R., 2005).

Din punct de vedere chimic amidonul este un glucan și are formula moleculară (C6H10O5)n. În ceea ce privește structura chimică a macromoleculei de amidon, aceasta este compusă din resturi de -D-glucopiranoză legate (1,4) și mai rar (1,6) glicozidic, aceste din urmă legături reprezentând 4-5% din totalul legăturilor.

Resturile D-glucopiranozilice sunt în configurația 4C1 (hidroxilul de la C4 în sus și de la C1 în jos) cu toate grupările hidroxil de la C2,C3,C4 și C6 în aceeași poziție.

Fiecare moleculă de amidon are hidroxilul reducător de la C1 disponibil și atâtea capete nereducătoare câte legături 1-6 există. S-a dovedit în anii 1940-1950 că amidonul este de fapt un amestec de fracțiuni: amiloza, o fracțiune liniară (macromoleculă liniară) și amilopectina, o macromoleculă ramificată.

În majoritatea tipurilor de amidon provenite din cereale, amiloza și amilopectina sunt prezente în proporții asemănătoare (72-75% amilopectină și 25-28% amiloză).

Amidonul se regăsește în plante sub formă de granule, în special în celulele numite amiloplaste. Aceste granule constituie forma sub care planta de grâu înmagazinează energia pentru dezvoltarea seminței. Granula de amidon este o formă foarte eficientă de depozitare a glucidelor, ocupând un spațiu economic ce face ca energia să fie ușor accesibilă la germinarea seminței. O granulă de amidon este sintetizată în fiecare amiloplast, iar forma și dimensiunile granulei sunt tipice originii botanice. (Segal R., 1998).

Dimensiunea granulei de amidon din endospermul de grâu este cuprinsă între 1-30m, dimensiune distribuită bimodal (fig.1.2). Această distribuție bimodală a mărimii granulelor este caracteristică amidonului de grâu, dar ea poate fi întâlnită și la amidonul de orz și secară.

Fig.1.2. Distribuția mărimii particulelor de amidon de grâu

Granulele mici B sunt sferice și au diametrul mai mic de 10m, valoarea medie fiind de circa 4m. Granulele mari A sunt lenticulare și au diametrul mai mare de 10m, cu o valoare medie de 14,1m. Granulele A prezintă un șanț sau o crestătură ecuatorială. Amidonul B reprezintă 23,9-28,2% din volumul total al amidonului și circa 90% din numărul total al granulelor de amidon (Lásztity R., 2006).

Dimensiunile granulelor de amidon sunt mai mari decât ale coloizilor obișnuiți (10-5-10-9m). Deși ele sunt mai mari, comparativ cu celelalte componente din aluat, ele sunt suficient de mici și crează o interfață relativ mare în aluat. Granulele A au o suprafață specifică de circa 0,27m2/g, iar granulele B au o valoare de circa 0,79m2/g (tabel 1.2). Suprafața specifică a amidonului total este de circa 0,4m2/g, rezultând în aluat o interfață gluten-amidon de 0,2m2/g aluat. O parte substanțială a glutenului înconjoară granulele de amidon.

Amiloza și amilopectina

Granula de amidon este compusă aproape 100% din polizaharide, amiloză și amilopectină; 98,5% din granula de amidon este formată din -glucani.

Amiloza constă din resturi de D-glucopiranoză legate 1-4 într-un lanț liniar. Amiloza este formată din 500-6000 resturi de 1-20 catene liniare, lungimea medie a unei catene fiind de 500 resturi. Masa moleculară variază între 105-106da. În majoritatea amidonurilor, între 30-70% din amiloză are lanțuri secundare atașate în puncte de ramificare ocazionale, fără a avea vreo regulă (legături , 1-6). Unii autori au găsit o valoare medie de 2-8 puncte de ramificare pe moleculă, și o lungime a lanțurilor secundare de 4-100 resturi de glucoză.

Un criteriu al liniarității amilozei este posibilitatea de a fi complet hidrolizată de -amilază. Această enzimă desface legăturile (1-4) de la capătul nereducător al catenei, eliberând unități de α-maltoză, dar nu poate trece peste legăturile (1-6).

Când amiloza este degradată de -amilază pură, circa 90% din macromolecule sunt convertite la maltoză și o cantitate mai mică de dextrine limită, formate din resturi de -D-glucopiranoză legate (1-4) și cuprinse între legături (1-6) existente la capetele dextrinei. Se știe că gradul de ramificare crește odată cu masa moleculară .

Comportarea amilozei în soluție a fost interpretată ca fiind a unei spirale întâmplătoare, fără conținut elicoidal în soluții apoase, fără agenți de complexare. Datele obținute cu raze X, cu unghi mic de împrăștiere sugerează că lanțul de amiloză este foarte dezordonat, dar pot exista structuri elicoidale scurte. Aceste structuri elicoidale sunt neregulate și labile; o moleculă de amiloză, în soluție poate fi ilustrată ca în fig. 1.3.

Fig. 1.3. Amiloza în soluție apoasă

Deși amiloza este puțin ramificată, ea se comportă ca un polimer liniar.

Există două caracteristici ale amilozei în soluție care prezintă interes special în relație cu procesul de panificare. Prima este tendința mare de a forma legături de hidrogen intramoleculare, care manifestă o tendință puternică de a cristaliza. Dtaliza. De aceea o soluție de amiloză nu este stabilă. S-a observat turbiditatea unei soluții cu 2,4% amiloză, la câteva minute după răcire la 320C. S-a obținut o valoare limită după 1-2 ore. Turbiditatea este interpretată ca fiind rezultatul separării fazei. Formarea cristalinității a fost urmărită cu raze X și s-a găsit că această cristalinitate se dezvoltă în faza bogată în polimer. A doua caracteristică este abilitatea amilozei din soluție de a forma complecși de incluziune elicoidală. Când este prezent ligandul potrivit, amiloza formează în cavitate un complex cu ligandul .

Lanțurile lineare bazate pe legături α (1-4) realizează o înfășurare graduală a lanțului, conducând la conformația elicoidală cu pasul de 6 resturi și diametrul intren de 0,5nm. Această conformație permite complexarea multor molecule hidrofobe, cum ar fi iodul, acizii grași cu catene hidrocarbonate, deoarece în această conformație toate grupările hidroxil sunt poziționate către exterior, iar grupările hidrofobe sunt în interiorul helix-ului.

Amilopectina este componentul puternic ramificat al amidonului, format din lanțuri de resturi de α-D-glucopiranoză legate între ele în principal prin legături α (1-4) dar și cu 5-6% din legături de tip α (1-6) în punctele de ramificare .

Organizarea de bază a lanțurilor este definită prin existența de lanțuri A, B și C. Astfel, lanțurile exterioare A sunt legate glicozidic, prin gruparea hidroxil reducător de carbonul 6 al unui rest de glucoză ce face parte dintr-un lanț interior B, aceste catene fiind la rândul lor definite ca lanțuri având și ele lanțuri de ramificație. Lanțul mic C din moleculă are de asemenea catene ca ramuri, dar în plus conține singurul capăt reducător al amilopectinei.

Raportul dintre catenele A și B numit și „grad de ramificare” este un parametru important. Prin experimentări enzimatice minuțioase, raportul A/B a fost găsit ca 0,8-2,2 (exprimat molar) și 0,4-1,0 (exprimat masic). Totuși, este evident că lanțul B va trebui să dețină cel puțin o catenă de tip A.

O caracteristică a amilozei și amilopectinei, este incompatibilitatea lor. Incompatibilitatea s-a observat când soluțiile de amiloză și amilopectină s-au amestecat. Cu timpul s-a format un sistem cu două faze, în partea de sus – faza bogată în amiloză și în partea de jos – faza bogată în amilopectină. Acest rezultat este corespunzător cu structura amidonului (cu amiloza și amilopectina așezate separat în granula de amidon). (Triboi, E., 2000).

Componenții minori ai amidonului. Alături de polizaharide (amiloză și amilopectină), amidonul de grâu mai conține și alte componente la un nivel de 0,8-1,2%. Acestea, denumite “componente minore” cuprind lipide polare și proteine.

Componentele minore prezente în cantitățile cele mai mari sunt lipidele polare. Ele constituie aproximativ 1% din amidonul grâului, dar există diferențe între granulele A și granulele B.

Un alt component minor al amidonului este proteina. Conținutul proteic este estimat la circa 0,1-0,25%.

Dintre proteine fac parte enzimele care au rămas din sinteza amidonului ori au fost necesare pentru hidroliza amidonului când semințele au germinat. Sunt prezente două tipuri de amilaze: α-amilaze și β-amilaze.

Sunt prezente în amidon și proteine care nu sunt enzime și nici de tipul gliadinei. O asemenea proteină este extractibilă cu soluție de sare și are o masă moleculară de aproximativ 30 000da. Ea reprezintă 8% din totalul proteinelor asociate cu amidonul și este localizată la suprafața granulei de amidon.

Prezența unei alte proteine la suprafața granulei de amidon s-a găsit că este corelată cu duritatea endospermului și cu caracteristicile de măcinare ale grâului. Alte proteine pot fi extrase din amidon numai după gelatinizare. Aceste proteine sunt denumite „proteine interne ”(I.M.Verburggen, 2003).

b) Structura granulei de amidon

Amidonul este un amestec de amiloză și amilopectină. În stare nativă, amiloza și amilopectina sunt dispuse sub formă de entități granulare semi-cristaline, ale căror dimensiuni (2-38 nm pentru cereale), morfologie (formă sferică, poligonală, lenticulară) și poziție a hilului sunt controlate genetic. Granulele native de amidon prezintă, în lumină polarizată, o orientare radială a catenelor macromoleculare din granulă sub formă de cruce „malteză”.

Granulele de amidon sunt structuri semi-cristaline. Acest concept pentru prima dată a fost propus în 1920, și descrie nivelele de complexitate structurală care sunt importante pentru structura granulară. Primul nivel este aranjat sub forma unui ciorchine a ramurilor de amilopectină.

Granulele A au proporții mai mari de lanțuri de amilopectină în comparație cu granulele B. Nici o diferență în conținutul de amiloză și amidon deteriorat între granulele A și B nu a fost observat.

Granulele A au entalpia de gelatinizare cea mai ridicată și temperatura de vârf cea mai mică. De asemenea, au cel mai înalt maxim de vâscozitate, vâscozitate minimă, vâscozitate medie și finală.

Granulele de amidon conțin 15-45% zone cristaline. Cristalinitatea este dată de amilopectină și este creată prin intersectarea lanțurilor.

Suprafața granulelor de amidon. Suprafața granulelor a fost mai întâi descrisă de modelul lui Lineback. În acest model suprafața granulară nu este fină, ci este caracterizată prin lanțuri, iar Stark și Lynn au descris suprafața granulei ca fiind caracterizată de părți finale de lanțuri de amiloză.

Dar „insule” incomplete de amilopectină sunt atașate de granule și dau naștere la puncte specifice pentru atacul amilazei (Christopher G., 1997).

Conținutul de amiloză crește odată cu maturizarea. Granule de amidon se dezvoltă prin apoziție, și se presupune că partea exterioară a granulei va avea un conținut de amiloză mai ridicat. În plus, moleculele de amiloză cresc în mărime, odată cu maturizarea. De asemenea, se menționează că fosforul care vine aproape în totalitate din lipide se concentrează către periferia granulei.

Suprafața granulei de amidon este foarte stabilă. Granulele de amidon sunt foarte greu de dezintegrat și, chiar după autoclavare, apar fragmente de structuri de suprafață. Când enzimele atacă granulele de amidon din grâu, ele formează în mod obișnuit cavități și hidrolizează granula de amidon din interior. Granulele A mari, sunt preferate față de granulele B, fiind atacate de la șanțul central. După câteva zile de la înmugurire, granula de amidon prezintă goluri pe toată suprafața.

Componentele de suprafață joacă, cu siguranță, un rol în interacțiunile dintre amidon și celelalte componente.

Organizarea granulei de amidon

Amidonul nativ de gâu ca și celelalte amidonuri native, este birefringent când este văzut în lumină polarizată. Mai mult, amidonul nativ, prezintă un model de difracție cu raze X, și anume modelul A. Amidonul de grâu gelatinizat prezintă un model V, datorat distrugerii granulei de amidon, în timp ce amidonul retrogradat prezintă modelul B. Birefringența indică faptul că granula de amidon este anizotropică, ceea ce arată că există o anumită organizare în granula de amidon. Modelele de difracție cu raze X arată că granula de amidon este parțial cristalină.

Gradul de cristalinitate s-a estimat între 0-66%. Gradul de organizare cristalină pentru diferite varietăți de amidonuri de grâu poate fi diferit. Dacă cea mai mare valoare cristalină a amidonului de grâu este de 100, atunci cea mai mică valoare cristalină pentru șase soiuri de grâu, se situează la nivelul de 86. Mai mult, s-a găsit că granulele mici au un grad mai mare de cristalinitate decât granulele mari. Un studiu care utilizează lumina polarizată, un unghi mare de rotație, găsește două tipuri de fracțiuni de amidon – fracțiuni cristaline și fracțiuni amorfe. Este posibil să se realizeze o combinație a amidonului cristalin cu cel amorf, în diferite proporții, în spectrul amidonului nativ (Tang H.R., 2000).

Structura helixului dublu al amilopectinei apare ca în (fig.1.4). Fiecare răsucire conține 6 molecule de glucoză, iar lungimea medie a lanțului este de circa 25 molecule, ceea ce înseamnă cam patru răsuciri.

Fig. 1.4. Structura helixului dublu al amilopectinei

Lanțurile cele mai scurte conțin mai puține grupări de glucoză și de aceea ar trebui să existe puțin spațiu pentru punctul de ramificație. Înălțimea helixului dublu corespunde numai pentru două sau trei răsuciri.

Această structură a helixului dublu se consideră a fi aceeași, indiferent de tipul modelului de difracție cu raze X. Se presupune că helixurile se răsucesc paralel, spre dreapta. Diferența de modele de difracție se datorează împachetării acestor helixuri, pachetele de unități celulare ale polimorfismului A și B, fiind ilustrate în (fig. 1.5). Împachetarea helixurilor din unitatea celulei s-a interpretat că este antiparalelă.

Fig.1.5. Unitățile celulare ale polimorfismelorA și B din amidon

Gelatinizarea amidonului

Gelatinizarea amidonului se consideră că apare la exces de umiditate (peste 100% apă adăugată față de substanța uscată) și ar putea fi separată în două faze mari: umflarea și respectiv dizolvarea moleculelor. Topirea corespunde dispariției cristalinității native a amidonului în condiții de hidratare redusă.

Totuși temperatura de topire este adesea confundată cu temperatura de gelatinizare, deoarece studiile DSC au arătat că nu apare nici o discontinuitate care să poată diferenția gelatinizarea de topire.

Temperatura de topire T0m, a celor mai perfecte cristalite, în condiții anhidre, este de circa 160-2100C, cu entalpia corespunzătoare de 160-875J/mg, ambele depinzând de originea amidonului.

Utilizând sferulite cu GP (grad de polimerizare) de 15, s-a observat că în cristalitele de tip A temperatura de topire a fost mai mare decât în tipul B, la același conținut de umiditate, și această observație este valabilă pentru un domeniu larg de fracții volumice ale apei (0,4-0,95). Surprinzător, valorile de diferență de entalpie la topire par a fi aceleași pentru cele două cazuri, de circa 35 J/g.

De câtva timp este posibilă măsurarea și cuantificarea greutății moleculare a polimerilor din gluten, cunoscuți a fi responsabili pentru variațiile privind calitatea produselor de panificație, folosind tehnici cum ar fi difuzarea luminii dinamice, iar conformația și structura lor prin difuzarea razelor X și a electronilor, RMN și biospectroscopia precum și studii hidrodinamice în soluție și microscopie atomică. Acestea arată că glutenul are o distribuție bimodală a greutății moleculare, ceea ce cu greu se încadrează divizării clasice bazată pe solubilitatea gliadinelor și gluteninelor. Moleculele individuale de gluten din soluție au o structură fibroasă extinsă de aproape 50-60nm în lungime, alcătuită dintr-o structură spiralată regulată, numită spirale β, iar structura secundară a polimerilor este o rețea de polimeri amestecată, unde moleculele de gluten sunt legate prin legături intermoleculare ramificate.

În majoritatea alimentelor amidonoase, conținutul de apă depinde de procesul tehnologic: 40-50% în pâine și produsele derivate, sub 10% în biscuiți, etc. De aceea, topirea incompletă explică prezența formelor native de amidon observate în biscuiți și coaja de pâine, în timp ce în miezul de pâine tot amidonul este gelatinizat.

Toate aceste interpretări au la bază interacțiunea directă dintre cristalitele de amidon și apă.

Gelatinizarea amidonului induce modificări structurale majore în timpul coacerii pâinii din făina de grâu. Granulele umflate și amidonul parțial solubilizat acționează ca elemente structurale esențiale ale pâinii. După răcirea și învechirea pâinii, rearanjarea fracțiunilor de amidon conduce la o serie de modificări incluzind gelificarea și cristalizarea. Această transformare este numită retrogradarea amidonului și se crede a fi cauza majoră a întăririi miezului de pâine la învechire (Susanna Hug-Iten, 1999).

Gelificarea amidonului – Când suspensia de amidon se răcește, are loc formarea unui gel elastic opac. Gelurile sunt stări de neechilibru metastabile, și suferă transformări structurale în timpul duratei de depozitare.

Înțelegerea gelificării amidonului a reprezentat o temă predilectă a multor investigații științifice în ultimele peste cinci decenii. S-a studiat mecanismul de formare a gelurilor de amidon, amiloză și amilopectină.

Studiindu-se gelificarea amilozei, s-a observat în prima fază o creștere a turbidității, pusă pe seama unui proces de separație de faze. În faza următoare s-a înregistrat o creștere a elasticității urmată la un interval de timp mai mare de un proces de cristalizare. În modelul de gelificare, ultimele două fenomene ar corespunde formării zonelor de joncțiune între diferitele zone ale gelului. Din contră, unii autori, studiind gelificarea amilozei complet monodisperse (GP = 2500), au demonstrat că are loc o creștere imediată a elasticității, urmată de creșterea turbidității. Ei au sugerat că formarea acestor zone de joncțiune conduce la fenomenul de separație de faze.

Gelurile opace se obțin la răcirea dispersiilor apoase de amidon concentrat, ca urmare a separației ternare de fază în sistemul apă-amidon, urmată de formarea germenilor de cristalizare ce conduce la apariția unei rețele fine tridimensionale de amiloză.

Gelurile cu amestec de amiloză și amilopectină au o matrice continuă de amilopectină pentru r 0,43 și respectiv o matrice continuă de amiloză pentru r 0,43. Această comportare este accentuată în cazul granulelor de amidon gelatinizat, în care extracția amilozei întărește această excluziune (J. Rouille, 2005).

Retrogradarea amidonului

Procesul de gelatinizare duce la topirea cristalelor din granule de amidon, rezultând o structură amorfă a gelului. Cu toate acestea, gelul nu este o stare de echilibru, cu timpul având loc modificări.

Procesele care au loc în soluțiile de amiloză și amilopectină au fost descrise de mulți cercetători. Modificările care au loc s-au numit retrogradare, iar în cazul gelatinizării acest termen se utilizează pentru a descrie ordinea proceselor.

Efectul macroscopic constă într-o modificare a comportării reologice, probabil împreună cu sinereza apei. Rigiditatea gelului de amidon crește în timpul depozitării, ca rezultat al procesului de recristalizare. Uneori retrogradarea se utilizează pentru a descrie creșterea vâscozității în timpul răcirii la un amilograf Brabender. Ca urmare, retrogradarea se implică în proces ca fază separată, în cristalizarea și formarea gelului.

În granula de amidon nativ, amilopectina se găsește în domeniile cristaline, în timp ce amiloza și amilopectina se implică în retrogradare. Retrogradarea implică un proces de recristalizare care se urmărește atât prin tehnica cu difracție de raze X, cât și cu DSC. Cu toate acestea, cele duoă metode diferă prin calea în care ele fac diferența dintre retrogradarea amilozei și amilopectinei. (S.G.Choi, 2003).

Retrogradarea (Hc după un timp infinit) depinde de conținutul de amilopectină din gelul de amidon și crește în ordinea: amiloză porumb grâu cartof porumb obișnuit.

S-a găsit că, constanta vitezei a fost mai mare pentru porumbul obișnuit și amidonurile de cartof decât amiloza de porumb și amidonurile de grâu. S-a concluzionat că amiloza și lipidele polare micșorează viteza de retrogradare. Posibilitatea cocristalizării menționată și în amestecurile de amiloză și amilopectină, evidențiază faptul că retrogradarea amilopectinei nu se desfășoară independent de amiloza prezentă. La un nivel ridicat de amiloză, retrogradarea amilopectinei se desfășoară cu viteză mai mare decât s-ar aștepta.

Din măsurarea modulului de deformație, a endotermei DSC și a intensității razelor X asupra gelurilor de amidon (10-20%) și asupra gelurilor de amiloză, s-a concluzionat că procesul inițial de cristalizare este același în gelurile de amidon și în gelurile de amiloză – și anume cristalizarea amilozei. Deși proprietățile gelului de amidon sunt constante după 24 ore, modificările din gelurile de amidon continuă în săptămânile următoare.

Acest ultim efect este atribuit unei cristalizări lente a amilopectinei.

Rolul tehnologic al amidonului

În procesul de fabricare a pâinii, amidonul nativ din făină se hidratează în timpul frământării aluatului, prin absorbție de apă. Conținutul în amidon scade în timpul frământării și fermentării aluatului, crescând în schimb conținutul de dextrine, maltoză și monozaharide, ca efect al activității enzimelor amilolitice. Variațiile capacității de absorbție a apei de către amidon explică diferențele calitative între făinurile de grâu. Mărirea volumului granulelor de amidon se face prin absorbția apei libere din aluat, rezultată din coagularea proteinelor. Procesul are loc în timpul coacerii când se ajunge la temperatura de gelatinizare a amidonului. Absorbția apei de către amidon în timpul coacerii pâinii reprezintă un factor principal în formarea structurii miezului de pâine și a menținerii prospețimii în timp, după coacere, cunoscut fiind faptul că echilibrul dinamic al conținutului de apă din miezul pâinii, joacă un rol important în procesul de învechire al pâinii, de sfărâmiciozitate al miezului, deci, în procesul de retrogradare a amidonului (Petroman C., 1999).

Gelatinizarea amidonului este schimbarea cea mai clar perceptibilă în aluat în timpul procesului de coacere. Gelatinizarea este în primul rând un proces de absorbție. Această absorbție provoacă o presiune asupra cristalelor de amilopectină, ceea ce duce la o disociere a helixului dublu de amilopectină din cadrul cristalelor. Acest proces intervine rapid la cristalele individuale dar la o temperatură mare afectează întreaga granulă. Cristalele mai mici sunt mai puțin stabile și sunt distruse primele. Ea este de asemenea explicația cea mai evidentă pentru transformarea dintr-un aluat vâscos într-un produs de panificație predominant solid (L. Jayakody, 2002).

Deteriorarea amidonului în timpul măcinării influențează proprietățile de prelucrare a făinii. Este bine cunoscut faptul că deteriorarea amidonului creează deosebiri în ceea ce privește absorbția de apă, caracteristicile de prelucrare a aluatului și destinderea aluatului în timpul fermentării. Scindarea amidonului afectează volumul pâinii și textura miezului (E.L.Sliwinski., 2004).

Făinurile conțin cam 1-2% glucide fermentescibile, cantitate suficientă pentru drojdie în timpul fermentării aluatului timp de 2 ore. Apoi, când nu se mai adaugă alte zaharuri, surplusul de gaz se formează prin fermentarea maltozei obținută în urma acțiunii de degradare enzimatică a amidonului, reprezentând 5-10% din făina de grâu (F.E. Dowell., 2008).

Învechirea pâinii a constituit un subiect de analiză pentru numeroși cercetători. S-a observat în general că pâinea din făinuri tari se păstrează mai bine decât cea din făinuri slabe. Rezultatele au arătat că atât cantitatea cât și calitatea proteinelor din făină influențează învechirea pâinii, însă unele cercetări mai amănunțite au dovedit că transformările suferite de amidon sunt responsabile de procesele care au loc în pâine în timpul păstrării (Bordei D., 2004).

Influența mărimii granulelor de amidon

Amidonul din grâu este alcătuit din granulele A și B care diferă între ele ca formă și mărime. Granulele-B sunt mici și sferice cu diametrul mai puțin de 10µm, în timp ce granulele A sunt lenticulare și mai mari (>10µm). Când amidonul din diferite specii de plante a fost folosit să reconstituie făina, amidonul din grâu a dat o performanță superioară a pâinii. Rezultate acceptabile s-au obținut cu amidonul din orz. Mai multe proprietății fizice și chimice ale amidonului afectează calitatea producției (Gasztonyi K., 2002).

A fost determinată canitatea de granule de amidon separate de la 8 pâini preparate din făina de grâu. Pâinile au fost preparate din același tip de făină, variind timpul de fermentare, cu frământare rapidă și cu o putere mare de absorbție. Ecuațiile au fost calculate pentru caracteristicile pâinii: volumul, raportul de formă, porozitate. Au fost folosite ecuații de regresie care să exprime distribuția mărimii granulelor de amidon. Modele obținute arată pentru masa pâinii și respectiv raportul de formă coeficienți de corelare de 0,74 și 0,69. Corelația obținută indică faptul că masa și raportul de formă au fost influențate într-o mică măsură de granule de tip A (mărime cca 12µm). Efectul mărimii granulelor de amidon în pâine a fost modificat de puterea de absorbție și frământarea rapidă, în timp ce fermentația nu a avut nici un efect (Fig.1.6).

Marimea granulelor de amidon (µm)

Fig. 1.6. Distribuția mărimii granulelor de amidon pentru opt tipuri de amidon purificate separate din pâine

Nu a fost găsită nici o corelație între compoziția făinii (conținutul de proteine, lipide, amidon) și distribuția mărimii granulelor de amidon.

Corelațiile pozitive obținute pentru masa și raportul de formă sunt promovate de granule tip A cu mărimea de cca 12µm. Masa pâinii depinde de apa reținută în timpul coacerii, care este influențată de distribuția mărimii granulelor de amidon. Corelațiile găsite între masă și granulele de tip A mici au fost luate ca un indiciu că aceste mici granule de tip A (11-12µm) țin apa mult mai strâns decât unele mai mici, de 2-3 µm. Raportul de formă depinde în mare parte de proprietățile de vâscozitate – elasticitate ale aluatului în timpul fermentării și coacerii și este astfel influențat de apa prezentă în aluat. Creșterea numărului de granule mici de tip A, care țin bine apa, poate conduce la presupunerea că o proporție mare de apă este asociată cu amidonul.

Efectul frământării asupra structurii aluatului este în funcție de conținutul de apă, care prezintă două faze: faza legată și faza liberă. Cantitatea de apă din aluatul de pâine reprezintă de obicei aproape 40%, din care cca 24% este legată și restul de 16% este apă liberă. S-a găsit că o parte din apa liberă acoperă granulele de amidon, în timp ce restul există sub formă de picături distribuite în tot aluatul. Deoarece granulele mici au suprafața specifică mai mare, mai multă apă va acoperi granule mici. Această parte din apa liberă poate fi probabil mult mai ușor absorbită de granulele de amidon în timpul gelatinizării. Se presupune că apa existentă sub formă de picături libere este mai dispusă la evaporare și pierderea ei în timpul coacerii. Creșterea vitezei de frământare care distribuie mai uniform apa în aluatul, reduce numărul picăturilor de apă și se poate realiza o acoperire mult mai eficace pentru granulele de amidon. Aceasta poate explica corelația pozitivă găsită între viteza de frământare și granule mici de tip B, pentru masa pâinii. Mai multă apă absorbită de micile granule de tip B corespunzător la frământarea rapidă, poate reduce evaporarea apei în timpul coacerii și astfel crește masa și reduce volumul pâinii coapte. O explicație a variației masei pâinii indică faptul că distribuția mărimii granulelor de amidon este un factor important în variația masei la schimbările vitezei de frământare.

1.1.2. Poliglucide neamidonoase. Compoziția chimică, structură, proprietăți, rolul tehnologic

Poliglucidele neamidonoase se împart în 3 grupe: celuloză, β-glucani și pentozani.

Pentozani

Principalul polizaharid constituent al pereților celulari ai endospermului de grâu este arabinoxilanul (pentozan). Acesta este cunoscut ca hemiceluloză (Annica A.M., 2002).

Compoziția chimică, structură și proprietăți

Compoziția chimică, structura și proprietățile pentozanilor din endospermul de grâu au fost studiate într-o măsură mai mare, ca cele găsite în alte porțiuni din boabele de grâu sau alte plante. Oricum, au fost realizate studii despre hemicelulozele din tărâțele de grâu și germeni, cât și din frunzele și paiele de grâu.

Altă cereală care a fost în atenția cercetătorilor în studiul pentozanilor a fost secara. Este general acceptat că endospermul făinii de secară conține pentozani în cantitate apreciabil mai mare decât grâul.

S-a evidențiat că pe lângă faptul că pentozanii solubili în apă sunt în cantitate mai mare în făina de secară (endosperm), vâscozitatea a fost mult mai mare în făina de secară, decât în făina de grâu.

Aproximativ jumătate din pentozani sunt extractibili cu apă și deci sunt incluși în categoria gumelor. Materialul pentozanic rămas a fost găsit că este prezent într-un strat de material, deasupra primului strat de amidon, atunci când o suspensie de făină și apă a fost centrifugată. Au fost utilizați diferiți termeni pentru a descrie acest strat de material, precum: „amilodextrine”, „inserție de cauciuc”, „strat de capăt” și „suspensie”. Materialul pentozanic asociat cu această fracțiune, poate fi extras în condiții alcaline.

Odată extras totuși, materialul este solubil în apă. Fig.1.6. arată unitatea de bază care se repetă, a pentozanilor solubili în apă, din endospermul de grâu.

Fig.1.6. Structura pentozanilor endospermului de grâu. Sunt figurate prin posibile puncte de ramificație ale arabinozei la C2 și C3

Modelul principal constă într-un lanț rectiliniu de resturi de anhidro-D-xilopiranozil, legate β-1,4 la care sunt atașate resturile de anhidro-L-arabinofuranozil, în două sau trei poziții ale unităților individuale de anhidroxiloză.

Pentru a obține arabinoxilanul pur din făina de grâu este esențială purificarea materialului brut.

S-a estimat că circa 34% din apa din aluat este asociată cu pentozani. Un alt rol important al pentozanilor, ce a rezultat din numeroase studii, este implicația lor în reacția de gelificare. Această reacție are loc când extractul apos din făina de grâu este tratat cu cantități foarte mici, urme, de agent oxidant.

Oxidanții obișnuiți, ca bromatul de potasiu, iodatul de potasiu, acidul ascorbic, nu măresc vâscozitatea substanțelor solubile în apă din făina de grâu, dar apa oxigenată, persulfatul de amoniu și disulfidul de formamidă, o măresc.

Cercetările privind rolul pentozanilor solubili în apă, influența lor asupra volumului pâinii, au întâmpinat probleme datorită imposibilității separării efectelor carbohidraților de cele ale proteinelor.

S-a observat că volumul pâinii obținute din amestec de gluten și amidon, crește la adaos de pentozani solubili cu masă moleculară mare din grâu. Hidroliza enzimatică a confirmat că această creștere se datorează polizaharidelor neamidonoase și nu prezenței proteinelor. O creștere importantă a volumului pâinii cu adiția preparatelor de pentozani a fost evidențiată de Gaud (2001). Acest cercetător a izolat material conținând pentozani din boabele întregi de secară utilizând o extracție alcalină.

În fig. 1.7. se prezintă variația volumului pâinii din făină de grâu în funcție de nivelul de absorbție a apei și de timpul de malaxare.

Fig. 1.7. Nivelul de absorbție a apei, timpul de frământare și volumul pâinii rezultate pentru proba martor din făină de grâu

Dependent de condițiile de panificare, volumul pâinii variază între 58-68 cm3(17%). Volumul pâinii descrește continuu odată cu creșterea timpului de malaxare. Pentozanii din secară și grâu cu o capacitate înaltă de absorbție a apei, probabil acumulează toată apa la frământare și rezultă un gluten mai puțin hidratat.

Celuloza

Celuloza este prezentă în proporție însemnată în straturile periferice ale bobului (strat aleuronic, perisperm, pericarp) și aproape absentă în endosperm. De aceea conținutul în celuloză al făinurilor este mic pentru extracții sub 70% și crește pentru extracții peste 70%, alura curbei de variație a conținutului de celuloză cu extracția fiind asemănătoare cu cea a conținutului mineral (Fig.1.8.)

Fig.1.8. Variația conținutului de celuloză cu extracția făinii

Rolul tehnologic al poliglucidelor neamidonoase

Rolul tehnologic al poliglucidelor neamidonoase la frământare

Pentozanii au proprietatea de a absorbi cantități mari de apă, din care cauză pot influența distribuția apei în aluat și pâine. Pentozanii solubili absorb o cantitate mare de apă, de circa 3 ori mai mare decât masa lor, iar pentozanii insolubili de 10 ori mai mare. Ei influențează proprietățile reologice ale aluatului datorită masei moleculare mari și a abilității de a forma geluri. Gelificarea are loc la rece și în prezența unor cantități mici de oxidanți. In acest proces participă mai ales arabinoxilanii care conțin acid feluric. Oxidanții utilizați în mod obișnuit în panificație ca : bromatul de potasiu și acidul ascorbic, nu au efect de gelificare. Procesul are loc însă în prezența urmelor de apă oxigenată și peroxidază și a altor oxidanți capabili să formeze radicali liberi. La formarea gelurilor iau naștere complecși pentozani – pentozani și pentozani – proteine și în acest fel pentozanii solubili pot participa la formarea glutenului. Pentozanii insolubili, în urma absorbției apei se umflă și formează aglomerări ce întrerup continuitatea filmelor proteice, exercitând astfel un efect negativ pentru calitatea pâinii.

Pentozanii solubili în apă măresc consistența și timpul de dezvoltare a aluatului și îmbunătățesc calitatea pâinii, în timp ce pentozanii insolubili în apă nu măresc consistența aluatului, dar reduc timpul de frământare și volumul pâinii.

Se apreciază că prezența în făină a pentozanilor solubili în apă este indispensabilă pentru obținerea pâinii cu volum normal.

Efectul pozitiv al pentozanilor solubili în apă asupra volumului pâinii este atribuit și faptului că aceștia ar intra în constituția filmului lichid existent la suprafața bulelor de gaz, mărindu-le stabilitatea și rezistența la presiune, împiedicând astfel asocierea lor în timpul coacerii.

Câteva caracteristici ale pâinii îmbogățite cu β-glucani, au fost utilizate într-un studiu nutrițional.

Curbele amilografice au indicat că β-glucanii au accelerat punctul de start al vâscozității inițiale a pastei, a crescut semnificativ maximul vâscozității pastei (fig. 1.9.).

Fig. 1.9. Proprietățile de pastificare ale suspensiilor de amidon/ β-glucani din orz

Un preparat brut de β-glucan a fost substituit în proporție de 1% într-o făină de grâu roșu tare de toamnă (consistență medie la frământare). Probele au fost suplimentate cu cantități similare de amidon, servind drept probe martor. β-Glucanii au crescut consistența aluatului de la 500 la 700UB și au scurtat timpul de frământare de la 8 la 6 minute. Cu ajustarea absorbției la 500UB, s-a observat că β-glucanii au crescut timpul de formare a aluatului de la 8 la 9,3 minute, stabilitatea aluatului și toleranța mecanică au descrescut, respectiv de la 15,4 la 13,2 și de la 23,3 la 18,3. β-Glucanii au crescut absorbția tehnologică a apei și au crescut ușor volumul pâinii. Nu au existat efecte detectabile asupra stării de învechire a pâinii.

1.1.3. Glucide solubile, rolul tehnologic

Sunt formate din: dextrine, zaharoză, maltoză, glucoză, fructoză și mici cantități de rafinoză și trifructozan. Conținutul de glucide fermentescibile, zaharoză, glucoză, fructoză, maltoză în care zaharoza este predominantă (80%) este de 1,1-1,8%, conținutul lor crescând cu extracția făinii, conform tabelului 1.1.(Bordei D., 2004).

Tabel 1.1.

Repartizarea glucidelor în bobul de grâu

Rolul tehnologic al glucidelor simple

Dintre glucidele simple care se gasesc în făină, cele mai importante sunt glucoza și fructoza. Acestea sunt solubile în apă, au gust dulceag și cantitatea lor crește când grâul este încolțit.

Modificările pe care le suferă glucidele în timpul procesului tehnologic:

– în timpul prelucrării-sub acțiunea apei se dizolvă;

– sub acțiunea enzimelor (în timpul fermentării) glucidele sunt hidrolizate și apoi fermentate.

În prima fază: dizaharidele sunt hidrolizate la monozaharide.

În faza a doua: sub acțiunea drojdiei, care conține un complex enzimatic, monoglucidele sunt transformate în alcool etilic și dioxid de carbon (fermentație alcoolică), și sub acțiunea bacteriilor lactice în acid lactic (fermentație lactică), acizi volatili și unele gaze.

Sub acțiunea căldurii (în timpul coacerii) glucidele din coajă se caramelizează, iar prin combinare cu aminoacizii formează melanoidine (substanțe de culoare brun roșcat).

Fiecare dintre acești produși de reacție au un rol tehnologic foarte important; astfel dioxidul de carbon rezultat în urma fermentației este reținut de rețeaua glutenică din aluat, ducând astfel la afânarea aluatului și în final a produsului contribuind la formarea volumului acestuia. La formarea volumului mai intervine și capacitatea de reținere a gazelor, caracteristică dată de calitatea glutenului din faină.

În timpul fementării se mai formează și alcoolul etilic, acidul lactic, acidul acetic, acidul formic. Din interacțiunea acestora se obțin numeroși esteri care intră în complexul aromatic al produsului (Werli J., 2000).

Glucidele fermentescibile preexistente în făină au rolul de a declanșa fermentația în aluat. Ele sunt fermentate în primele 1-2 ore.

1.2. Carbohidraze exogene utilizate în panificație

1.2.1. Carbohidraze exogene. Origine. Enumerare.Caracteristici.

Enzimele exogene utilizate în panificație sunt:

Enzime amilolitice; Enzime proteolitice; Pentozanaze; Lipaze; Oxidaze -Lipoxigenaza -Glucozoxidaza- Sulfhidriloxidaza- Polifenoloxidaza– Peroxidaza; Lactaza; Transglutaminaza (Engelsen, S.B., 2001).

Deși enzimele sunt cunoscute pentru efectele lor benefice în procesul de panificație, se cunoaște foarte puțin încă despre mecanismul lor de acțiune. Enzimele singure, luate în parte, sunt extrem de specifice și proprietățile îmbunătățite ale produsului sunt, în general provocate în mod indirect, secvența schimbărilor la diferite nivele structurale fiind inițiată de ruperea legațurilor specifice din biopolimerii aluatului.

Gradul amilolizei și, de asemenea al altor reacții enzimatice care au loc în timpul procesului de panificație depinde de activitatea enzimelor la conținutul scăzut de apă din aluat și de stabilitatea lor la temperatura din cuptor. -Amilazele bacteriene sunt termostabile și, dacă nu sunt dozate corect, cu grijă, pot conduce la o supraproducție de dextrine în timpul coacerii. Aceasta ar putea conduce la un miez lipicios al pâinii, similar cu efectul observat în cazul -amilazelor endogene aflate în exces.

Maltoza formată în urma hidrolizei -amilazei este fermentată în continuare, de drojdie. Volumul mărit al pâinii se poate datora, în parte, activității crescute a drojdiei. Schimbările induse de enzime în reologia aluatului constituie, de asemenea, un motiv principal pentru un volum crescut. Datorită înmuierii, aluatul poate crește mai mult, conducând la o creștere în cuptor în plus. Proprietățile de retenție de gaz ale aluatului pot fi, de asemenea, îmbunătățite, probabil din cauza compoziției diferite și a stabilității îmbunătățite a filmului lichid la interfața gaz-lichid. Stabilizarea celulelor de gaz este importantă, în special, în producerea aluaturilor congelate și este un țel important al aplicațiilor a noi enzime (Osbáth N., 2008).

α-Amilaza de diferite origini diferă în abilitatea ei de a desface maltodextrinele liniare cu grad inferior de polimerizare și abilitatea ei de a desface legăturile α (1,4) din vecinătatea punctelor de legătură α (1,6) din amilopectină sau glicogen. Astfel, maltopentozele sunt hidrolizate rapid de α-amilaza din Aspergillus niger, față de hidroliza mai lentă de către enzima cerealieră bacteriană. α-Amilaza există în organismele vii, în particular are un nivel ridicat la cerealele germinate (Barry V., et al., 2002).

1.2.2. Enzime amilolitice

Dintre acestea se folosesc α-amilaza, β-amilaza și amiloglucozidaza.

În boabele verzi, imature, cea mai mare cantitate de α-amilază se găsește în pericarp. În bobul matur se găsește o oarecare activitate în învelișul seminal și în stratul aleuronic și foarte puțin în endosperm. β-Amilaza se găsește în cantitate mare în endosperm și numai în mică proporție în pericarp. Mai bogate în β-amilază vor fi făinurile care conțin părți exterioare ale bobului, iar în făinurile care provin din grâu imatur sau germinat vor conține cantități mai mari de β-amilază, decât cele provenite din grâne mature sănătoase (Ana Răcaru., 1999).

Făinurile normale de grâu conțin α-amilază doar sub formă de urme (0,03u. SKB/100g), dar în unele cazuri, cum sunt făinurile provenite din grâne sticloase sau din grâne cultivate și recoltate în condiții climatice secetoase, acestea pot fi complet lipsite de α-amilază. Conținutul în această enzimă crește mult în urma germinării bobului. În timpul depozitării grâului activitatea α-amilazică scade în funcție de temperatura de depozitare.

β-Amilaza este prezentă de obicei în cantități suficiente pentru sistemul aluat.

Aceste enzime sunt prezente sub două forme: o formă liberă și una legată. Forma legată este inactivă și ea reprezintă aproximativ 1/3 din conținutul total de amilaze al făinii, în timp ce forma liberă este activă și extractibilă. β-Amilaza extractibilă are două forme, una extractibilă în apă și alta în soluții diluate de sare. Cei mai mulți cerectători consideră că ambele forme reprezintă enzima liberă. Amilazele legate se consideră că sunt fixate pe glutenină, cel mai probabil printr-o combinație de tipuri de legături.

Amilazele din făină au o structură eterogenă. Prin cromatografie cu schimb ionic pe DEAE celuloză și pe CM celuloză, Kruger (1991) a separat pentru β-amilaza liberă, solubilă în apă și în soluții de sare, două componente principale și două componente minore. Aceste date sunt confirmate prin electroforeză cu focalizare izoelectrică, când sunt separate două componente cu pH izoelectric 4,8-4,9 și 5,2 și două componente minore cu pH izoelectric 5,6 și 5,8. Pentru β-amilaza legată s-au identificat componente care se comportă cromatografic identic cu cele ale β-amilazei libere, cea ce susține ideea că cele două forme ale enzimei sunt în esență identice (Kruger, 1991).

β-Amilaza este mai sensibilă la temperatură și mai rezistentă la aciditate decât α-amilaza. Activează optim la temperaturi de 48-510C, este distrusă în proporție de 50% la 600C și inactivată la 70-750C. Lucrând cu două soiuri de grâu, s-a găsit pentru β-amilază un pH optim de 4,6-5.

La un pH=2,5 și 300C sunt inactivate ambele amilaze (Bodrei D., 2000).

Aceste enzime sunt cheia producerii de gaze, care promovează fermentarea produselor de panificație. Acest grup de enzime au acțiune catalitică la transformarea amidonului în zaharuri fermentescibile, un nutrient esențial pentru fermentarea drojdiilor.

Amilazele acționează numai asupra amidonului deteriorat prin procesul de măcinare sau asupra amidonului gelatinizat prin căldura din faza de coacere. Se apreciază că 5-9% din granulele de amidon au pereții celulari exteriori rupți prin mărunțire și acest amidon este utilizat în primele faze de utilizare. Această acțiune este importantă din două motive: la fermentarea aluatului nu se adaugă zaharuri, iar drojdia trebuie să se bazeze pe transformarea amidonului în zaharuri simple, ca sursă de nutrienți; și în al doilea rând, granulele de amidon deteriorate vor absorbi o cantitate mai mare de apă decât cele nedeteriorate.

Acțiunea amilazelor este importantă în timpul fermentării, când amidonul deteriorat este transformat în maltoză și dextrine cu importanța fiecărui produs în procesul de panificare.

A doua etapă în care activitatea amilazelor este extrem de importantă este în timpul primei faze a coacerii, când aluatul este introdus în cuptor, glutenul pierde treptat apa și în timp ce temperatura crește se denaturează. În același timp, începe gelatinizarea amidonului care va absorbi apa eliberată de gluten. În timpul coacerii activitatea α-amilazică va crește rapid până la o temperatură de 60-650C, când enzima se inactivează. Pentru ca aceste acțiuni să aibă loc, trebuie să existe amilaze suficiente, atât de tip α- cât și β-amilază (M.C.Zghal., 2002).

Funcționarea potrivită a α-amilazei și prezența ei în cantități adecvate sunt importante pentru fermentarea aluatului. Făina provenită din grâu sănătos are doar cantități mici de zaharuri fermentescibile. Concentrația mono- și dizaharidelor este de aproximativ 0,5%, nivel care nu este suficient pentru a obține o fermentare viguroasă a drojdiei, necesară pentru a produce aluaturi bune și pâini cu volum mare.

Adăugarea de zaharoză și glucoză la aluat nu rezolvă această problemă, deoarece intensitatea producerii de gaze trebuie să coincidă cu capacitatea aluatului de a reține gazele și de a-și dezvolta controlat structura. Zaharurile libere adăugate sunt fermentate prea repede ducând la pierderea nutrienților și a gazelor. În consecință, producerea pâinii de calitate depinde de adăugarea de α-amilază pentru susținerea formării maltozei în timpul perioadei de fermentare. β-Amilaza naturală prezentă în făină completează hidroliza amidonului la maltoză, care este folosită de drojdie, obținându-se CO2 și etanol (L. Segui., 2007).

Făina de grâu moale conține β-amilază suficientă pentru transformarea lanțurilor lungi de amidon în maltoză, dar este deficitară în α-amilază naturală. Această situație se corectează printr-o suplimentare a făinii cu preparate de α-amilază.

Dacă se folosește amilază fungică, chiar la o ușoară supradozare, nu se influențează negativ calitatea pâinii, deoarece acțiunea principală are loc în timpul fermentării și nu în timpul coacerii ea fiind termostabilă (se obține o pâine cu un volum crescut și coajă normală). Dacă se folosește α-amilaza din malț sau α-amilaza bacteriană, activitatea acesteia din urmă este maximă la temperaturi mai ridicate (primul stadiu de coacere) și, fiind termorezistentă o parte de enzimă rămâne activă și în pâinea coaptă și, în acest caz, se afectează negativ volumul pâinii, miezul va fi lipicios, porozitatea redusă, retenția de CO2 diminuată. De aceea pentru a corija o făină hipoamilazică este necesar să se țină cont de temperatura de inactivare a enzimei exogene folosite.

α-Amilazele termorezistente (bacteriene) trebuie să fie folosite cu multă precauție și în special atunci când se urmărește să se reducă viteza de învechire a pâinii, deoarece aceste α-amilaze sunt capabile să hidrolizeze legăturile α-1,4 glicozidice din zonele amorfe ale amidonului retrogradat. În același scop se poate utiliza pullulanaza – enzimă de debranșare, care hidrolizează legăturile α-1,6 din amilopectină (fig.1.10). Conform acestei teorii, α-amilazele care întârzie învechirea pâinii ar scurta lungimea amilopectinei de la 19-21 unități de glucoză la 12-15 unități de glucoză, ceea ce ar conduce la micșorarea tendinței de retrogradare a amilopectinei (Banu C., 2000 Biotehnologii).

Fig. 1.10 Acțiunea α-amilazei bacteriene asupra amidonului din miezul de pâine în cursul retrogradării (săgețile indică acțiunea α-amilazei)

Enzimele amilolitice sunt tehnologic cele mai importante enzime. Prin hidroliza amidonului din aluat ele asigură necesarul de glucide fermentescibile pentru desfășurarea procesului tehnologic și obținerea pâinii de calitate. (Bordei D., 2004).

Adaosul de α-amilază. α-Amilaza exogenă se adaugă în aluat în două scopuri:

intensificarea amilolizei;

mai nou, și pentru prelungirea prospețimii.

În principiu, α-amilaza se adaugă în făinurile sănătoase pentru intensificarea amilolizei. Se folosește la prelucrarea făinurilor „tari la foc ”, care conțin amidon cu grad mic de deteriorare și sunt lipsite de α-amilaza activă sau al cărui conținut este insuficient pentru a produce o amiloliză normală în aluat.

Acțiunea α-amilazei în aluat se bazează pe proprietatea ei de a hidroliza legăturile α-(1,4) din structura amidonului prin care se eliberează maltoză și dextrine micromoleculare. Acestea din urmă sunt apoi hidrolizate de β-amilaza prezentă în făină, cu formare de maltoză.

α-Amilaza are și rolul de a sensibiliza granula de amidon pentru atacul β-amilazei, enzimă care nu hidrolizează decât zonele deteriorate mecanic ale granulelor de amidon și pe cele corodate în prealabil de α-amilază. Consecința este acumularea de maltoză în aluat.

Surse de α-amilază. Enzimele amilolitice exogene pot avea mai multe surse, ele putând fi obținute din diferite cereale și din microorganisme.

α-Amilaza se poate obține din: cereale, mucegaiuri sau bacterii. Cele din mucegaiuri sunt cel mai des întâlnite metode pentru obținerea preparatelor enzimatice de α-amilază, după cum urmează: specii de Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus alliaceus.

Amilazele de natură fungică se pretează foarte bine utilizării în industria panificației unde se cer temperaturi optime de lucru scăzute și capacitate zaharogenică pronunțată.

Amilazele bacteriene sunt obținute din tulpini de Bacillus subtilis, Bacillus maceraus, Bacillus licheniformis.

Enzimele din surse diferite se deosebesc în ceea ce privește stabilitatea și temperatura de inactivare. Astfel, nivelele mari de zaharuri fermentescibile produse de α-amilaza bacteriană se datorează și temperaturii mari de inactivare.

Formarea glucozei este aproape la fel pentru amilaza din cereale și cea fungică, dar formarea maltozei este mai pregnantă la amilaza din cereale. Enzima fungică conține o glucoamilază puternică, care produce glucoză ca produs final principal, lucru important atunci când nu se adaugă zaharuri în rețetă și unde drojdia poate avea o activitate “maltazică” mică.

α-Amilaza fungică obținută din Aspergillus oryzae a fost prima enzimă microbiană folosită la prepararea pâinii. Ea a înlocuit malțul din cereale germinate, care este dificil de standardizat din cauza conținutului variabil de amilază și a prezenței nedorite a activității proteazice. Amilaza fungică are o activitate amilazică constantă și nu are activitate proteazică.

β-Amilazele se găsesc în cerealele sănătoase, în boabele de soia și în produsele de fermentație a anumitor bacterii. Enzima din soia este cristalizată, dar nu prea utilizată în panificație. Datorită faptului că în boabele de grâu sănătoase există o cantitate suficientă de β-amilază, aceste enzime nu se folosesc ca și preparate exogene.

Preparate de -amilaze – principalele preparate de -amilază sunt: ingrediente pe bază de malț, amilaze fungice și amilaze bacteriene. Preparatele amilolitice fungice și bacteriene au și o anumită activitate proteolitică (endopeptidazică). Datorită conținutului lor în enzime proteolitice, preparatele amilolitice se dozează ținând seama și de calitatea glutenului.

-Amilaze pe bază de malț – făinurile conțin, în mod natural amilaze. Acest lucru este valabil și pentru alte cereale în afară de grâu. Când grânele încolțesc, conținutul de -amilază crește foarte mult. In consecință, grânele malțificate, cum ar fi malțul și grâul, pot fi folosite ca ingrediente care conțin -amilază.

Acestea sunt:

făina de malț – folosită frecvent de morari pentru a standardiza conținutul de -amilază al făinii de grâu, deși se regăsește adeseori ca ingredient în anumite pâini. Se obține din grâu sau orz germinat, uscat și măcinat pentru a da o făină fină;

extracte de malț și siropuri din malț germinat – după măcinarea boabelor uscate, aceste ingrediente sunt obținute printr-o serie de etape de extracție și concentrare, care conservă activitatea -amilazică.

siropuri de malț diastatic – sunt obținute în același mod, dar pornind de la un amestec de porumb și orz. Acestea produc siropuri diastatice, care conferă mai puțină aromă de malț decât siropurile și extractele normale, dar același nivel al activității enzimatice.

sirop de malț nediastatic – procesul de obținere este același, dar la temperaturi înalte pentru a produce un ingredient fără activitate -amilazică. Acesta este folosit pentru aroma și culoarea cojii.

Preparatele de malț (făină de malț, extract de malț) conțin cantități însemnate de proteaze, activate în timpul încolțirii odată cu amilazele. Preparatele de malț conțin, de asemenea, produse de hidroliză : maltoză , polipeptide, aminoacizi.

-Amilaza fungică – în timpul dezvoltării, anumiți fungi sintetizează -amilaza. Biomasele de Aspergillus oryzae sunt supuse extracției, concentrate și uscate pentru a se obține amilaze fungice. Acestea sunt disponibile atât sub formă de pastile, cât și sub formă de pulbere, cu o activitate predeterminată, în amestec cu făină sau amidon. Amilazele fungice pot fi utilizate pentru standardizarea făinii de grâu, dar de multe ori, sunt adăugate pentru condiționarea aluatului.

Pudrele diluate de preparate fungice se amestecă cu făina de prelucrat și tabletele de preparate fungice, dispersabile în apă , se dizolvă în prealabil în apă .

-Amilaza bacteriană – anumite bacterii, cum ar fi Bacillus subtilis, sintetizează, -amilaza. Aceasta poate fi extrasă și uscată, în mod asemănător cu amilaza fungică. Totuși, amilazele bacteriene sunt mai termostabile și mai utile pentru menținerea prospețimii în produsele finite. Datorită termostabilității și capacității dextrinogene mari, enzima prezintă toleranță mică la dozare.

Prin modificări genetice s-a obținut o tulpină de Bacillus subtilis, care produce o -amilază maltogenică. Ea este folosită pentru prelungirea prospețimii pâinii fără să afecteze însușirile fizice ale miezului. Hidrolizează amidonul formând maltoză și dextrine, care măresc capacitatea de reținere a apei în pâine, întârziind astfel retrogradarea amidonului și, deci, învechirea. Enzima este activă în aluat, dar este distrusă la coacere.

Adaosul de amiloglucozidază – amiloglucozidaza este o enzimă amilolitică. Ea nu este prezentă în grâu și în făina de grâu. Spre deosebire de – si -amilaza, amiloglucozidaza hidrolizează nu numai legaturile glicozidice -(1,4), ci și legăturile -(1,6).

Hidrolizează amidonul formând glucoza ca produs final. Prezența acestei enzime în aluat intensifică procesul de fermentare prin creșterea cantității de glucoză. Din diferite studii, s-a constatat că efectul enzimei asupra creșterii volumului pâinii este mai mare decât al -amilazei. Astfel, 25 mg glucoamilază /100 g făină determină obținerea unei pâini cu volum mai mare decât adaosul a 40 unități SKB de -amilază fungică (Banu C. si alții, 1999).

Câteva exemple de AMG cu stabilitate termică intermediară, dar toate utilizate experimental ca o singură enzimă, indică proprietăți de antiînvechire.

Amiloglucoziaza (AMG) și amilaza – când se utilizează în combinație cu – amilaza bacteriană, AMG previne formarea unui miez lipicios și elimină efectele supra dozării accidentale cu -amilază (P.A. Caballero., 2007).

1.2.3. Enzime hemicelulolitice

Enzimele hemicelulolitice sunt cunoscute și sub denumirea de pentozanaze, hemicelulaze sau xilanaze.

Hemicelulaza este un nume generic dat unui grup complex de enzime, care pot utiliza hemiceluloză ca substrat. Oricum, fiecare enzimă are o specificitate de substrat, astfel endoxilanaza, exoxilanaza, celobiohidrolaza și arabinofuranozidaza sunt exemple ale acestor enzime care se găsesc în grupul hemicelulazelor.

Hemicelulozele sunt heteropolizaharide cu masă moleculară mare, care nu se dizolvă în apă, dar se dizolvă în soluții alcaline. Pot fi hidrolizate la manoză, galactoză, arabinoză, xiloză, astfel că poartă denumirea corespunzătoare de manani, galactani, arabani și xilani (pentozani). Xilanii au ca element structural de bază un polizaharid linear sau ușor ramificat format din resturi de β-xilopiranoză unite prin legături β(1-4) și β(1-3) glicozidice.

Xilanaza este enzima care catalizează hidroliza β-xilanilor, constituentul principal al hemicelulozelor .

Cunoașterea modului de acțiune al pentozanazelor a crescut cu câțiva ani în urmă, ceea ce a condus la utilizarea lor în practică.

În procesul tehnologic de fabricare al pâinii, 15-20% din pentozanii din aluat sunt hidrolizați în prezența pentozanazelor proprii ale făinii. Creșterea proporției de pentozani hidrolizați și a efectului asupra calității pâinii este posibilă prin adaos de pentozanaze exogene.

Pentozanaza (inclusiv xilanaza) s-a utilizat doar recent în brutării, probabil din două motive:

a)-preparatele active de pentozanaze nu s-au comercializat până acum;

b)-avantajele practice nu sunt destul de mari ca să justifice cheltuielile.

Cantități mici de xilanază purificată, adăugate la făina de grâu, dau un volum crescut cu 10%, dar aluatul este ușor lipicios; o cantitate mai mare de xilanază produce aluaturi moi, volum scăzut și de calitate inferioară. Scăderea capacității de hidratare cu 1/5 (de la 64% la 53%) dă un aluat de consistență normală, dar nu are proprietățile dorite de brutar. În aluaturi care au conținut ridicat de fibre, adaosul de pentozanaze dă o culoare a cojii, a structurii miezului și a volumului; capacitatea de hidratare scade uneori, dar umiditatea la pâinea coaptă este neschimbată (Banu C., 2000).

Xilanazele exogene adăugate în aluat hidrolizează pentozanii solubili și insolubili într-o măsură mai mare sau mai mică, în funcție de originea lor, și acționează în mod diferit asupra proprietăților aluatului și calității pâinii, unele având efecte bune, altele efecte slabe sau nule (Bordei D., 2004).

În 1991, Hamer enumeră pentozanazele imediat după amilaze și proteaze. Folosirea pentozanazelor este importantă în fabricarea pâinii integrale și a pâinii îmbogățite în fibre, corectând capacitatea de legare a apei.

Totodată, pentozanazele și celulazele rezolvă problemele de calitate la pâinea cu conținut ridicat de fibre.

În câteva studii asupra vâscozitătii gelului obținut din făină, celulaza a fost una din enzimele studiate.

Hidroliza enzimatică a fost folosită pentru a cerceta rolul funcțional al pentozanilor în aluat și pâine; în special, folosirea endo-xilanazei înalt purificată a fost foarte concludentă, în aceea că: adaosul acesteia are ca rezultat o slabă consistență a aluatului și a absorbției apei, ameliorarea prelucrării aluatului, creșterea volumului și a înălțimii pâinii și ameliorarea aspectului și culorii. Mecanismul acestor schimbări este numai parțial cunoscut și este raportat la vâscozitate, fragmente de pentozani și apă legată.

Endo-xilanaza este cea mai eficientă hemicelulază în procesul de fabricare a pâinii (Martinez-Anaya, M.A.,1996).

Acțiunea endo-xilanazelor asupra pentozanilor solubili în apă, izolați, constă într-o micșorare bruscă a vâscozității.

Totuși, când este folosit un amestec de pentozani solubili și insolubili în apă, atunci este îngreunată orice micșorare a vâscozității. Aceasta arată că fragmentele de pentozani insolubili contribuie la vâscozitate.

Surse de pentozanaze – xilanaze active se găsesc în culturile unor mucegaiuri, Aspergillus oryzae și Aspergillus niger, precum și în culturile de Trichoderma reesei.

Hemiceluloza din făină este prezentă în principal ca arabinoxilan, și chiar dacă conținutul în făină este de numai 3%, el leagă până la 30% din apa adăugată. Apa se eliberează în aluat prin hidroliza parțială a acestui substrat de către endoxilanază. Ca rezultat, aluatul devine mai moale și prelucrabilitatea este îmbunătățită. Rezultatul final este că, în timpul coacerii formarea miezului este întârziată, și se observă o mai bună creștere a volumului la începutul coacerii, iar pâinea obținută are volum mai mare, un miez mai moale și mai delicat. Cele mai importante hemicelulaze utilizate (xilanaze, pentozanaze) sunt obținute din mucegaiuri Aspergillus și Trichoderma (Bordei D., 2004).

1.3. Modificări biochimice, efect tehnologic și modul de utilizare a carbohidrazelor exogene

1.3.1. Modificări biochimice care au loc în aluat în prezența enzimelor amilolitice și a pentozanazelor exogene

Enzimele amilolitice sunt hidrolaze capabile să degradeze legăturile glicozidice specifice amidonului și produselor sale de degradare până la stadiul de oligoglucide. Participă la numeroase procese biologice, cum ar fi maturarea și germinarea cerealelor, digestia substraturilor amidonoase de către animale și de către microorganisme. Ele sunt, pe de altă parte, apreciate în industrie unde aptitudinea lor de a depolimeriza amidonul stă la baza transformărilor tehnologice importante cum ar fi prepararea siropului de glucoză sau în panificație (Leonte M., 2000).

Amiloliza – este procesul de hidroliză a amidonului sub acțiunea – și -amilazei. Procesul este deosebit de important în aluat, deoarece glucidele proprii ale făinii sunt insuficiente pentru a întreține procesul de fermentare pe toată durata procesului tehnologic de panificare. Pâinea obținută numai din fermentarea glucidelor proprii ale făinii are un volum redus, este densă și nedezvoltată. Maltoza provenită din hidroliza amidonului este principalul glucid fermentescibil care este fermentat și deci, asigură volumul de gaze necesar în partea finală a procesului tehnologic. Din această cauză, amidonul este considerat ca fiind principala sursă de glucide fermentescibile din aluat. Într-un proces normal de panificare se hidrolizează 6…12 % din amidon, în aluat.

Amilazele permit producerea de glucoză și de maltoză, care apoi, sunt fermentate, o fermentare insuficientă determinând o creștere mai mică a pâinii. Procentajul scăzut de glucide conținute inițial în făină (0,5 la 2 %) implică o hidroliză a amidonului.

Acțiunea amilazelor în aluat este influențată de condițiile de mediu: gradul de hidratare al aluatului, temperatura și starea de degradare a granulelor de amidon (Jurcoane Ș., 2000).

Coacerea aluatului determină creșterea progresivă a temperaturii în interior până aproape de 100°C, având acțiune dublă, asupra activității enzimatice și asupra stării fizice a amidonului. Totuși, la suprafață, temperatura va fi în jur de 170°C.

Amilazele sunt active de la adăugarea apei în procesul de fabricare a aluatului (Piotr P., 2004; Hui Huang C., 2008).

Dacă activitatea -amilazei este scăzută, cantitatea de granule de amidon deteriorate constituie un factor limitant. În aceste condiții, adaosul de -amilază îmbunătățește condițiile de fermentație a aluatului. Producția de glucide fermentescibile depinde, deci, de cantitatea de enzime prezente și de starea de deteriorare a granulei de amidon (Bordei D., 2004).

O activitate -amilazică excesivă are efecte importante asupra capacității de absorbție a apei de către aluat și asupra formării miezului. O activitate excesivă determină o supraproducție de dextrine, care conduce la un miez colorat, cu pori mari, și o coajă foarte colorată. Activitatea amilolitică prea mare se repercutează și asupra proprietăților reologice ale aluatului .

1.3.2.Mod de utilizare al enzimelor amilolitice și al enzimelor hemicelulolitice

În ceea ce privește utilizarea -amilazei în panificație – suplimentarea făinii de grâu cu -amilază se face în doze care depind de: capacitatea făinii de a forma gaze, activitatea preparatului și metoda de preparare a aluatului. Pe baza experiențelor practice s-au stabilit urmă toarele doze:

15 – 20 unități SKB/ 100 g făină pentru -amilaza fungică ;

8 – 15 unități SKB/100 g făină pentru -amilaza de malț;

maximum 1 unitate SKB/100 g faină pentru -amilaza bacteriană ;

9–90 unități maltogenice/100g făină pentru -amilaza bacteriană maltogenică.

Un adaos de 0,25-0,4 % făină de malț corespunde la 10-15 unități SKB de α-amilază. Dependența adaosului de extract de malț pulbere de activitatea α-amilazică a făinii, exprimată prin cifra de cădere Hagberg, este prezentată în tabelul 1.2

Tabel 1.2

Cantitatea de extract de malț pulbere adăugată în făină în funcție de cifra de cădere

În S.U.A. sunt recomadate doze de 50 unități SKB/100g făină și chiar mai multe de amilază fungică. Datorită stabilității termice mai mici, amilaza fungică prezintă toleranțe mai mari la dozare, pentru care este preferată celorlalte enzime.

Preparatele de α-amilază se pot adăuga în mori sau în fabrica de pâine.

Făina de malț și preparatele sub formă de pudre se amestecă cu făina de prelucrat, extractul de malț lichid se adaugă direct în semifabricat, iar tabletele se suspensionează în apă rece, separat de celelalte ingrediente sau aditivi.

Amilazele de malț, precum și cele fungice și bacteriene sunt folosite la prepararea pâinii, biscuiților, rulourilor și a produselor crocante. Se obțin produse mai fragede, cu o aromă mai plăcută și coajă mai intens colorată.

La prepararea unor produse dulci, cum este cozonacul, de exemplu, al cărui miez trebuie să fie mai moale, se foloseste -amilaza bacteriană.

Condiții de utilizare a xilanazei. Dozarea enzimei se face în funcție de tipul și calitatea făinii utilizate și de compoziția aluatului. Doza de xilanază variază între 50-400FXU/kg făină. Doza optimă pentru făinurile normale europene este de 150-200 FXU/kg făină. Ea asigură creșterea volumului pâinii cu aproximativ 20%. Supradozarea xilanazei conduce la aluaturi moi și, deși volumul pâinii crește, structura miezului se înrăutățește, devenind lipicios (fig. 1.11)

Fig. 1.11Influența adaosului de xilanază asupra însușirilor reologice ale aluatului și volumului pâinii

Datorita efectului lor, pentozanazele sunt utilizate în panificația modernă ca adaosuri amelioratoare, sub formă de preparate obținute din speciile Aspergillus (Georgescu A. L., 2003).

Astfel:un adaos de 0,3 % pentozanaze (față de făină) duce la creșterea volumului pâinii afânate cu drojdie; adăugate la aluaturile pentru grisine, pentozanazele asigură înmuierea accentuată a aluatului și obținerea unor produse finite mai fragede și mai plăcut colorate; adaosul de pentozanaze la pâinea fabricată prin procedeul bifazic, este benefic numai dacă se face la aluat ( Bagley E.B., 1999).

2. PARTEA EXPERIMENTALA

Partea experimentala a fost realizata in cadrul SC VLASAR AGRO SRL din localitatea Bicaciu, judetul Bihor, iar probele de caoacere s-au realizat la brutaria SC AGROSARA SRL din localitatea Bicaci, situata in vecinatatea laboratorului din cadrul SC VLASAR AGRO SRL.

2.1. Materiale

2.1.1. Făinuri

S-au folosit patru făinuri din anii 2006 și 2007, a căror caracteristici sunt prezentate în tabelul 2.1. În condițiile în care:

F1 și F3 – faină din recolta anului 2009

F2 și F4– făină din recolta anului 20010

Tabel 2.1.

Caracteristicile făinii

Calitatea făinii utilizate în panificație ocupă un loc important în obținerea unui produs; în elaborarea și stabilirea unor criterii care să caracterizeze cât mai complet însușirile de panificație ale făinii, respectiv să se prezinte cât mai complet modul în care făina se comportă la prelucrarea tehnologică, în vederea obținerii unui aluat normal și a pâinii de bună calitate, crescută, poroasă și ușor digerabilă pelucrată tehnologic în vederea obținerii unui aluat normal și o pâine de bună calitate.

În acest context, cunoscând caracteristicile făinurilor F1, F2, F3, F4 cu care s-a lucrat și prezentate în Tabelul 2.1, rezultă următoarele:

făinurile se încadrează în grupa făinurilor albe de extracție mică, a căror conținut de cenușă variază între 0,38% și 0,65%;

conținutul de gluten umed de 24,85 pentru F4 indică o făină cu un conținut redus de gluten umed, o făină cu gluten puternic calitativ (D=5,0 mm), cu un conținut de -amilază aproape de limita normalului, cu o capacitate medie de formare a gazelor, cu extensibilitate și indice de extensibilitate reduse, rezistență la deformare a aluatului mare;

făina F2 are un conținut de gluten umed mai mare decât F4, este o făină puternică (D=5,5 mm), cu o capacitate redusă de formare a gazelor (V=1087,5 cm3) și cu un conținut de α-amilază redus (cifra de cădere = 394 s), extensibilitate și indice de extensibilitate reduse, rezistență (alveografică) la deformarea aluatului medie;

făinurile F1 și F3 sunt făinuri cu conținuturi apropiate de gluten umed, dar calitatea glutenului diferă, F1 având o deformare de 13 mm, în timp ce F3 are o deformare de 4,5 mm încadrând această făină în categoria făinurilor puternice.

Activitatea alfa amilazică este redusă în ambele cazuri, mai pronunțat pentru făina F1. Ambele făinuri au o capacitate suficient de bună de formare a gazelor, au o rezistență medie la deformare a aluatului, extensibilitate și indice de extensibilitate reduse.

Principalele proprietăți de panificație ale făinii de grâu sunt: capacitatea de a forma gaze și puterea făinii. De aceea, concluzii juste asupra comportării tehnologice ale făinii se pot trage numai luând în considerare corelația dintre degajările de dioxid de carbon și calitatea glutenului.

Din determinările farinografice rezultă că toate făinurile au o durată de formare a aluatului (dezvoltare) mică, cuprinsă între 1,5 și 2 minute, o durată de menținere a consistenței standard cuprinsă între 5,5 și 6,5 minute, încadrându-se într-o categorie de făinuri de calitate medie, iar gradul de înmuiere care se situează între valorile 65-90 ne indică apartenența acestor făinuri tot în categoria de calitate medie.

2.1.2. Alte ingrediente

Drojdie comprimată – Pakmaya. Drojdia este utilizată în panificație pentru afânarea aluatului în vederea obținerii pâinii bine dezvoltate și cu miez poros.

Datorită echipamentului său enzimatic, drojdia realizează fermentația alcoolică având ca substrat glucidele fermentescibile din aluat din care rezultă CO2 care afânează aluatul, alături de alte produse principale și secundare.

Drojdia de panificație aparține, conform clasificării lui Hansen, speciei Saccharomyces cerevisiae, drojdie de fermentație superioară din genul Saccharomyces.

Drojdia comprimată pentru panificație reprezintă produsul obținut pe cale industrială, prin înmulțirea într-un mediu nutritiv a celulelor de Saccharomyces cerevisiae urmată de centrifugare, spălare și presare sau filtrare.

Sare (clorură de sodiu) – sare alimentara extrafină având caracteristicile din (SR 13360/1996).

Apă – apă potabilă de la rețea.

2.1.3. Preparate enzimatice (α-amilază fungică și xilanază fungică)

α-Amilază fungică (denumire comercială Clarase G Plus) – este un preparat de α-amilază fungică microgranulată, extras din Aspergillus oryzae, cu activitate enzimatică de 140.000U.SKB/g, dar are și o slabă activitate proteazică.

O unitate SKB reprezintă cantitatea de enzimă care hidrolizează 0,1g de β dextrină limită într-o oră.

Enzima este activă în intervalul de pH 4,4-6, la temperaturi de 40-650C și acționează optim la pH=5,2 și temperatura de 500C. Începe să-și piardă din activitate la temperaturi mai mari de 650C și este rapid inactivată prin menținerea timp de 30 minute la temperaturi mai mari de 800C.

Xilanază (denumire comercială Belpan XILA L) – este o xilanază fungică standardizată de origine microbiană obținută prin fermentația imersată a unei tulpini de Aspergillus. Enzima conține pentozanaze, endo- și exo-xilanaze, hemicelulaze care favorizează reacțiile de hidroliză ale pentozanilor, transformând pentozanii insolubili în pentozani solubili, mărind astfel modulul de elasticitate al aluatului, cu activitate enzimatică de 2700 FXU/g.

FXU-unități xilanază fungică.

2.2. Proba de coacere

Proba de coacere. Pentru determinarea însușirilor de panificație a făinurilor și a influenței pe care o au diverse adaosuri asupra calității pâinii, cea mai sigură metodă este proba de coacere. Aprecierea calității făinii și a comportării ei în prezența adaosurilor se face pe baza calității pâinii obținute. Proba de coacere permite urmărirea și a proprietăților reologice ale aluatului în timpul procesului tehnologic. Procesul de realizare a probei de coacere: s-au efectuat probe separat cu α-amilază, separat cu xilanază și apoi cu amestec de α-amilază și xilanază, astfel:

Prepararea probelor cu α-amilază

S-au preparat 4 probe din care una martor, fără enzimă și 3 cu următoarele nivele de α-amilază: P1-280000 U. SKB/100 kg faina, P2-560000 U. SKB/100 kg faina și P3-840000 U. SKB/100 kg făină. S-a folosit pe rând făină F1, F2, F3 și F4 și preparatul enzimatic Clarase G Plus.

Prepararea probelor cu xilanază

S-au preparat 4 probe din care una martor, fără enzimă și 3 cu următoarele nivele de xilanază: P1-8100 U.FXU/100 kg făină, P2-16200 U.FXU/100 kg făină și P3-24300 U.FXU/100 kg făină. S-a folosit preparatul enzimatic Belpan XILA L.

Prepararea probelor cu amestec de α-amilază și xilanază

S-au preparat 4 probe din care una martor, fără enzimă și 3 cu următoarele nivele de amestec de α-amilază+xilanază: P1-840000U.SKB/100kg faină+8100 U.FXU/100kg făină, P2-840000U.SKB/100kg făină + 16200U.FXU/100kg făină și P3-840000U.SKB/100kg faină + 24300 U.FXU/ 100kg făină. S-au folosit preparatele enzimatice Belpan XILA L și Clarase G Plus.

Probele de pâine a 900g/buc. s-au preparat prin procedeul direct,(Leonte M., 2000) după următoarea rețetă de bază: 675g făină, 13,5 g drojdie (2%), 13,5 g sare (2%), 365 g apă (CH=54%). Drojdia s-a suspensionat în 50 ml apă, sarea s-a dizolvat în 50 ml apă, enzima s-a adăugat în proporții diferite, corespunzător cantității de făină din rețetă.

Regim tehnologic:

malaxare lentă 12 minute în malaxor de laborator

malaxare rapidă 4 minute

fermentare 20 minute, 25-300C

refrământare 20 s

divizare manuală – 1 000 g

rotunjire manuală

predospire – 20 minute

modelare – format lung

fermentare finală 60 minute, 330C în dospitor automat, umiditate relativă 80%;

coacere 35 minute, 2500C în cuptor ciclotermic cu vatră supraetajată, în forme;

răcire la temperatura de 200C.

Dozarea enzimelor

Dozarea enzimelor s-a realizat astfel:

La 99g făină s-a adăugat 1g de enzimă, s-a amestecat 20 de minute, iar la dozarea în probele de coacere care s-au efectuat s-a realizat ținând cont că, concentrația de enzimă în amestecul respectiv este de 1%. Cu ajutorul regulei de trei simplă s-a determinat câtă făină amestecată cu enzimă avem nevoie pentru dozarea unei anumite cantități de enzime.

Cântărirea cantităților de enzime s-a efectuat pe cântar electronic Sartorius.

Limitele de folosire a fiecărei enzime, în parte, s-au determinat prin încercări și s-au ales doar intervalele care au avut efecte, din acestea alegându-se ulterior dozele optime.

Pentru urmărirea efectelor fiecărei enzime s-a preparat un număr dublu de probe, pentru fiecare doză de enzimă, rezultatele trecute în această lucrare reprezentând media aritmetică a dublelor încercări.

Diluarea enzimelor a fost necesară, deoarece cantitatea de enzimă luată în lucru pentru determinare era în cantități foarte mici.

2.2.1. Metode de analiză a pâinii (determinarea însușirilor senzoriale ale pâinii, metode fizice și chimice de analiză a pâinii: determinarea volumului, porozității, elasticității și acidității pâinii)

Determinarea însușirilor senzoriale ale pâinii. (SR 91/2007) Examenul senzorial (organoleptic) constă în evaluarea însușirilor senzoriale ale pâinii, cu ajutorul organelor de simț. Pe cale senzorială se apreciază aspectul exterior al pâinii, simetria formei, volumul, culoarea și structura cojii, culoarea, elasticitatea și porozitatea miezului, gustul, mirosul, semnele de alterare microbiană și prezența corpurilor străine.

Analiza senzorială a pâinii s-a făcut asupra pâinii întregi și a pâinii secționate la 3 ore după scoaterea din cuptor.

Metode fizice și chimice de analiză a calității pâinii:

Determinarea volumului pâinii. (SR 91/2007) S-a folosit metoda cu aparatul tip Fornet. Metoda are ca principiu măsurarea volumului de semințe de rapiță dislocuit de produsul analizat. Volumul specific se obține prin raportarea volumului obținut la 100 g produs.

Determinarea porozității pâinii prin metoda cântăririi. (SR 91/2007) Principiul metodei constă în determinarea volumului total al porilor dintr-un volum cunoscut de miez, cunoscându-se densitatea și masa acestuia.

Determinarea elasticității miezului. (SR 91/2007) Principiul metodei constă în presarea unei bucăți de miez de formă cilindrică, un timp dat (un minut) și măsurarea revenirii la poziția inițială, după înlăturarea forței de presare și după un repaus de un minut.

Pentru realizarea analizei au fost folosiți cilindri de miez cu înălțimea de 6 cm (obținuți prin decuparea cu un perforator cilindric) de la determinarea porozității.

Determinarea acidității pâinii. (SR 91/2007) Aciditatea pâinii se exprimă în grade de aciditate și reprezintă numărul de cm3 soluție 1n de NaOH necesari pentru neutralizarea acidității din 100g probă.

Determinarea se face asupra unui extract de miez în apă și titrarea cu soluție de NaOH 0,1n în prezență de fenolftaleină ca indicator.

3. EFECTUL ADAOSULUI DE α-AMILAZĂ, XILANAZĂ ȘI A ADAOSULUI ASOCIAT DE α-AMILAZĂ ȘI XILANAZĂ ÎN ALUAT. REZULTATE ȘI DISCUȚII.

3.1. Efectul adaosului de α-amilază

α-Amilaza este prezentă în făinurile de grâu normale sub formă de urme. Cu toate acestea ea joacă un rol important în tehnologia panificației. Fiind capabilă să corodeze granula de amidon, ea poate hidroliza și granulele intacte, sensibilizânu-le în același timp pentru acțiunea β-amilazei.

Dintre făinurile luate în studiu, 3 dintre ele (F1, F2 și F3) necesită adaosul de α-amilază exogenă. Dozele optime de adaos de α-amilază pentru cele trei făinuri sunt: pentru F1-840.000 U. SKB/100 kg făină, adică 6g α-amilază/100 kg făină; pentru F2-840.000 U. SKB/100 kg făină, adică 6g α-amilază/100 kg făină; pentru F3-280.000 U. SKB/100 kg făină, adică 2g α-amilază/100 kg făină; iar la F4 prin adaos de α-amilază de numai 2g α-amilază/100 kg făină resprectiv 280.000 U. SKB/100 kg făină se constată că cifra de cădere scade sub 250 secunde.

Pentru determinări s-a utilizat un preparat de α-amilază fungică extras din Aspergillus oryzae, cu activitate enzimatică de 140.000 U.SKB/g.

α-Amilaza introdusă în aluat are proprietatea de a intensifica amiloliza (degradarea amidonului) și de a crește pe această cale cantitatea de glucide fermentescibile, astfel încât să asigure necesarul lor pentru întreținerea la intensitate optimă a procesului de fermentare pe toată durata procesului tehnologic.

3.1.1. Influența adaosului de α-amilază asupra calității pâinii

S-au preparat 4 probe de pâine din care una martor, fără enzimă, și 3 cu următoarele nivele de α-amilază: P1-280000 U. SKB/100 kg faina, P2-560000 U. SKB/100 kg faina și P3-840000 U. SKB/100 kg făină. S-a folosit pe rând făină F1, F2, F3 și F4 și preparatul de α-amilază Clarase G Plus.

3.1.1.1. Influența α-amilazei asupra însușirilor senzoriale ale pâinii

Probele au fost realizate conform metodei prezentate în capitolul materiale și metode. Analiza pâinii s-a făcut după 3 ore de la scoaterea din cuptor.

Însușirile senzoriale ale pâinii la diverse adaosuri de -amilază se prezintă în tabelul 3.3.

Tabel 3.3.

Însușirile senzoriale ale pâinii la diverse adaosuri de -amilază

3.1.1.2. Influența adaosului de α-amilază asupra caracteristicilor fizice ale pâinii

Influența α-amilazei asupra volumului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.13

Fig.3.13. Influența α-amilazei asupra volumului pâinii

Din datele experimentale obținute se observă o creștere a volumului, pentru făinurile F1 și F2, proporțional cu adaosul de -amilază comparativ cu volumul probei martor.

În cazul probelor F3 și F4, creșterea volumului specific al pâinii comparativ cu volumul pâinii martor, se înregistrează la adaosurile de: 280 000 U.SKB/100 kg făină și la 560 000 U.SKB/100kg făină.

La un adaos de 840 000 U.SKB/100 kg făină, în ambele cazuri (F3 și F4) se înregistrează scăderea volumului specific: pentru proba preparată din F3 scăderea este de 3,5% față de P2 și 0,7% față de P1, iar pentru proba preparată din F4 scăderea volumului specific de 8,1% față de P2 și de 2,2% față de P1 rămânând însă mai mare decât volumul martorului. Această variație a volumului este în concordanță cu variația cifrei de cădere.

Influența α-amilazei asupra porozității pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.14.

Fig. 3.14. Influența α-amilazei asupra porozității pâinii

Porozitatea pâinii este în creștere comparativ cu porozitatea pâinii martor, la adaosul de -amilază în cazul celor trei făinuri F1, F2 și F4.

În cazul făinii F3, porozitatea pâinii cu adaos de α-amilază este practic contantă.

În figura 3.15. se prezintă influența α-amilazei asupra porozității pâinii preparată din făina F2.

P3 Martor

Fig.3.15. Influența α-amilazei asupra porozității pâinii preparată din făina F2

(dreapta proba martor, stânga proba P3=840 000 U.SKB/100 kg făină)

Influența α-amilazei asupra elasticității miezului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.16.

Fig. 3.16. Influența α-amilazei asupra elasticității miezului pâinii

Elasticitatea miezului pâinii este în creștere comparativ cu elasticitatea miezului pâinii martor în cazul făinurilor F1 și F2 numai pentru dozele de 560 000 U.SKB/100kg făină. În cazul probei F3 elasticitatea este în scădere petru dozele de 560 000 U.SKB/100kg făină și 840 000 U.SKB/100kg făină.

În cazul făinii F4 se realizează o ușoară creștere (1%) a elasticității, comparativ cu elasticitatea probei martor, pentru adaosul de enzimă fungică de 280 000 U.SKB/100kg făină.

Ținând seama de indicii de calitate ai pâinii se poate afirma că din făinurile F1 și F2 s-au obținut produse cu caracteristici calitative corespunzătoare la un dozaj de 840 000U.SKB/100 kg făină, iar din făinurile F3 și F4 s-au obținut produse cu caracteristici calitative corespunzătoare la un dozaj de 280 000U.SKB /100 kg făină.

Făcând o corelație între calitatea pâinii obținute și influența adaosului de α-amilază fungică asupra uneia din caracteristicile făinii și anume cifra de cădere, se confirmă dozele optime de α-amilază fungică necesare obținerii produselor de calitate corespunzătoare.

Astfel, în cazul făinurilor F1 și F2, la un adaos de α-amilază de 840 000U.SKB/100 kg făină cifra de cădere scade până aproape de optim, fapt care duce la formarea maltozei în aluat în cantitate suficientă, astfel încât este îmbunătățită capacitatea făinurilor de a forma gaze.

În cazul făinurilor F3 și F4, adaosul de α-amilază de 840 000 U.SKB/100 kg făină scade cifra de cădere foarte mult față de optim, ducând la înrăutățirea proprietăților tehnologice, optimul pentru aceste făinuri fiind atins la o doză de α-amilază de 280 000 U.SKB/100 kg.

3.2. Efectul adaosului de xilanază

Xilanaza face parte din grupul enzimelor hemicelulolitice. Ea acționează hidrolitic asupra pentozanilor, care, în făină, sunt formați predominant din arabinoxilani. Ea nu acționează asupra amidonului (S.G. Choi, 2003).

Totuși, am vrut să văd dacă ea nu influențează în vreun fel formarea glucidelor fermentescibile în aluat.

S-a folosit în acest scop metoda zimotachygrafică folosind un aluat preparat din făină, apă și drojdie în exces, astfel ca aceasta să poată fermenta toate glucidele fermentescibile din aluat și să evidențieze acest lucru prin volumul de gaze degajat.

S-au folosit trei doze de xilanază : 8100, 16200 și 24300U.FXU/100kg făină, dozele fiind stabilite conform prescripțiilor din Fișa Tehnică a enzimei.

3.2.1. Influența adaosului de xilanază asupra calității pâinii

S-au preparat 4 probe din care una martor, fără enzimă și 3 cu următoarele nivele de xilanază: P1-8100 U.FXU/100 kg făină, P2-16200 U.FXU/100 kg făină și P3-24300 U.FXU/100 kg făină. S-a folosit preparatul enzimatic Belpan XILA L.

3.2.1.1. Influența xilanazei asupra însușirilor senzoriale ale pâinii

Influența xilanazei asupra însușirilor senzoriale ale pâinii se prezintă în Tabelul 3.5.

Tabel 3.5.

Influența xilanazei asupra însușirilor senzoriale ale pâinii

3.2.1.2. Influența adaosului de xilanază asupra caracteristicilor fizice ale pâinii

Analiza pâinii s-a făcut la 3 ore după scoaterea din cuptor.

Influența xilanazei asupra volumului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.28.

Fig. 3.28. Influența xilanazei asupra volumului pâinii

Din datele experimentale obținute, și prezentate în tabel se observă că volumul specific crește comparativ cu volumul specific al probei martor odată cu creșterea dozei de xilanază. În cazul făinurilor F1, F2 și F3 acest lucru se întâmplă pentru toate dozele de xilanază.

În cazul făinii F4 se înregistrează la început o creștere a volumului specific comparativ cu proba martor numai pentru dozajul corespunzător probelor P1 și P2 după care la proba P3 volumul specific scade întrucâtva comparativ cu probele P1 și P2 dar rămâne mai mare decât volumul specific al probei martor.

De remarcat este creșterea volumului specific comparativ cu volumul specific al probei martor în cazul făinii F2 la doza de 16200 U.FXU/100kg făină care crește cu 20% iar pentru doza de 24300 U.FXU/100kg făină crește cu 25%.

O creștere de 19% a volumului specific comparativ cu volumul specific al probei martor se înregistrează în cazul făinii F4 la o doză de xilanază de 8100 U.FXU/100kg făină.

Volumul și masa pâinii constituie factori importanți ce determină nivelul pierderilor prin uscare. (Leonte M., 2000).

Influența xilanazei asupra porozității pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.29.

Fig. 3.29. Influența xilanazei asupra porozității pâinii

Pentru făinurile F1, F2, F3 porozitatea, comparativ cu porozitatea probei martor este în creștere, pe măsură ce doza de xilanază crește.

Pentru făina F4 se înregistrează o creștere a porozității comparativ cu porozitatea probei martor de 11% la o doză de xilanază corespunzătoare probei P1, după care la dozele corespunzătoare probelor P2 și P3 porozitatea înregistrează o ușoară scădere comparativ cu porozitatea corespunzătoare probei P1, dar rămâne mai mare decât porozitatea probei martor.

Influența xilanazei asupra elasticității mezului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.30.

Fig. 3.30. Influența xilanazei asupra elasticității mezului pâinii

Din datele experimentale obținute, rezultă că elasticitatea miezului în cazul făinurilor F1 și F3 rămâne și egală cu elasticitatea probei martor la toate dozele de xilanază.

În cazul făinurilor F2 și F4 se înregistrează o ușoară creștere a elasticității comparativ cu elasticitatea probei martor de 2% pentru F2 și 1% pentru F4, creșteri care rămân la același nivel pentru toate dozele de xilanază.

3.3. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază

S-au realizat unele studii privind adaosul asociat de enzime.

Enzimele endoxilanaza, peroxidaza și glucozoxidaza îmbunătățesc performanțele de coacere, volumul pâinii și structura miezului (Hilhorst et. al, 1999); endo-xilanazele cu o specificitate de substrat diferită, măresc concentrația de arabinoxilani cu masă moleculară mare în faza apoasă a aluatului, ducând astfel spre o rețea de gluten optimă; enzimele α-amilaza și endoxilanaza, măresc moliciunea în sortimentele din pâinea din grâu îmbogățite cu fibre (Laurikainen et al., 1998) și, în combinație cu proteaza, optimizează caracteristicile texturale ale aluatului în pâinea canadiană obținută printr-un proces de scurtă durată (Harada et. Al., 2000).

Efectul asocierii enzimelor α-amilază, endoxilanază, lipază și glucozoxidază a fost stabilit folosindu-se metodologia suprafeței de răspuns. Combinația și concentrația potrivită a acestor enzime a intensificat reținerea de gaz, extensibilitatea și timpul de fermentare a aluatului (Collar et al., 2000). În timp ce efectele de îmbunătățire ale enzimelor exogene sunt observate îndeosebi în proprietățile texturale, de consistență și de învechire, ele pot de asemenea să influențeze în mod pozitiv gustul produselor coapte (Martinez Anaya, 1996).

Folosirea aluatului fermentat (acid) este foarte răspândită în biotehnologia produselor de panificație datorită numeroaselor avantaje pe care le oferă față de drojdie. Aceste avantaje sunt legate în principal de activitatea metabolică a bacteriilor lactice din aluatul fermentat: formarea acidului lactic, proteoliza, sinteza componentelor de gust și prevenirea contaminării microbiene. Adăugarea de aluat fermentat poate interfera cu eficiența enzimelor exogene în timpul fermentării din cauza micșorării pH-ului. În schimb, enzimele pot interfera cu activitățile metabolice ale bacteriilor lactice din aluatul fermentat eliberând nutrienți disponibili sau modificând alți factori de mediu (Martinez-Anaya and Davesa, 2000).

Lactobacillus plantarum a manifestat o creștere optimă și a mărit producția de acid acetic atunci când a fost folosită la prepararea aluatului fermentat împreună cu pentoze și α-L-arabinofuranoza. Escriva și Martinez Anaya (2000) au folosit aluat fermentat și enzime (pentozanaza, amilaza, lipaza și combinațiile lor) pentru a obține un efect simultan pentru creșterea totalului pentozelor și fructozelor solubile și insolubile. Este foarte importantă în biotehnologia modernă selectarea celei mai folositoare combinații de bacterii lactice în aluatul fermentat și enzime exogene.

Într-un studiu asupra activității lipazei și esterazei a speciilor de Lb. Sanfranciscensis, s-a arătat că activitatea lipazei a fost foarte slabă și că acitvitatea esterazei asupra mono-acil-glicerolilor care sunt eliberați de activitatea exogenă a lipazei a favorizat producția de celulă microbiană și procentul de creștere datorită eliberării acizilor grași liberi ( De Angelis and Corsetti et al., 1999).

Plecând de la aceste observații și de la cerințele din panificație am considerat că este utilă cercetarea privind utilizarea asociată a α-amilazei și xilanazei.

3.3.1. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra calității pâinii

Prepararea probelor cu amestec de α-amilază și xilanază s-a realizat astfel: s-au preparat 4 probe din care una martor, fără enzimă, și 3 cu următoarele nivele de amestec de α-amilază + xilanază: P1-840000U.SKB/100kg faină+8100 U.FXU/100kg făină, P2-840000U.SKB/100kg făină+16200U.FXU/100kg făină și P3-840000U.SKB/100kg faină+24300U.FXU/100kg făină. S-au folosit preparatele enzimatice Belpan XILA L și Clarase G Plus.

3.3.2. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra însușirilor senzoriale ale pâinii

Analiza senzorială este o etapă indispensabilă în aprecierea calității pâinii și a oricărui produs alimentar. Ea dă o imagine globală asupra calității pâinii și de rezultatele ei depind acceptabilitatea acesteia, deoarece anumite aspecte legate de gust și miros nu pot fi sesizate decât senzorial. Pe cale organoleptică-senzorială se controlează: culoarea cojii și a miezului, mirosul, gustul, aroma, masticația (Bordei D., 2004).

Însușirile senzoriale ale pâinii la adaos asociat de enzime se prezintă în tabelul 3.10.

Tabel 3.10

Însușirile senzoriale ale pâinii

Analizând diferențele privind caracteristicile senzoriale ale produsului finit obținut din făină tratată cu enzime asociate și însușirile senzoriale ale produsului finit obținut din făina tratată cu α-amilază, se poate se pot constata următoarele observații:

produsele obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază au volum specific mai mic decât în cazul produselor obținute din făinuri cu adaos de enzime asociate, au o culoare a cojii cu tentă ușor spre brun în timp ce prodsele cu adaos de enzime asociate au culoarea cojii galben aurie, porozitatea înregistrează valori mai mici decât porozitatea produselor preparate cu enzime asociate în cazul dozelor optime de enzime;

elasticitatea miezului este mai mică în cazul utilizării α-amilazei la tratarea făinurilor F3 și F4 decât elasticitatea miezului pâinii obținue din făinurile F3, F4 cu adaos de enzime asociate.

În concluzie pentru adaosurile optime de enzime asociate se constată îmbunătățirea calității pâinii: volum specific al pâinii îmbunătățit, porozitatea miezului îmbunătățită, porii cu format oval sau mijlociu și cu pereți subțiri, miezul elastic, având culoare uniformă.

3.3.3.. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra caracteristicilor fizice ale pâinii

Analiza pâinii s-a făcut la 3 ore de la scoaterea din cuptor.

Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra volumului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.44.

Fig. 3.44. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra volumului pâinii

Pentru toate făinurile adaosul asociat de α-amilază și xilanază determină o creștere a volumului pâinii, mai pronunțat pentru făinurile F1, F2 și F4.

Creșterile cele mai mari se înregistrează pentru prima doză de adaos (P1), ceea ce corespunde în mare parte cu observațiile organoleptice.

Atât pentru făina F1 cât și pentru făina F2 creșterea volumului specific, comparativ cu volumul probei martor este de 9% respectiv 21% pentru un dozaj de enzime asociate corespunzător probei P1.

Pentru dozele corespunzătoare probelor P2 și P3, volumul specific în cazul făinii F1 crește comparativ cu volumul specific al probei martor cu 14%.

În cazul făinii F2, pentru dozele de enzime asociate corespunzătoare probelor P2 și P3 volumul specific scade comparativ cu volumul specific al probei P1, dar este mai mare decât volumul specific al probei martor cu 19%, respectiv 17%.

Făcând o corelație între volumul specific al produselor obținute din făinuri cu adaos de enzime asociate și volumul specific al produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază, se observă următoarele:

dacă pentru făinurile F1 și F2 volumul specific al produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază, înregistrează un trend crescător, proporțional cu doza de α-amilază utilizată și are valori mai mici decât valorile volumului specific al produselor obținute din făinuri cu adaos de enzime asociate, volumul specific are și în acest caz un trend crescător numai pentru F1, iar pentru făina F2 valorile sunt descrescătoare invers proporțional cu doza de enzimă asociată;

pentru făinurile F3 și F4 volumul specific al produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază înregistrează un trend crescător până la doza corespunzătoare probei P2, după care urmează o ușoară scădere a volumului specific. Pentru aceleași făinuri volumul specific al produselor obținute cu adaos de enzime asociate, realizează un trend descrescător dar înregistrează valori mai mari decât volumul specific în cazul utilizării numai a α-amilazei numai în cazul probei P1.

Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra porozității pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.45.

Fig. 3.45. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra porozității pâinii

Porozitatea înregistrează, în general, un trend ușor crescător la adaosul de enzime comaparativ cu martorul, în corelație cu variația volumului pâinii.

În cazul făinurilor F1 și F2 pentru doza corespunzătoare probei P1, se înregistrează o creștere de 2% respectiv 8%.

Pentru următoarele doze de enzime asociate, corespunzătoare probelor P2 și P3, porozitatea este în creștere în cazul făinii F1, comparativ cu porozitatea probei martor și cu a probei P1.

În cazul făinii F2, pentru dozele de enzime asociate corespunzătoare probelor P2 și P3 se înregistrează o ușoară scădere a porozității comparativ cu porozitatea probei P1, porozitate care este mai mare decât porozitatea probei martor.

Pentru F3 și F4, porozitatea înregistrează o creștere de 3% pentru F1 și 6% pentru F2 comparativ cu porozitatea probei martor, în cazul tratării acestor făinuri cu enzime asociate, corespunzătoare probei P1.

Pe măsură ce se modifică dozele de enzime asociate, porozitatea înregistrează o ușoară scădere comparativ cu porozitatea probei P1, ajungând în cazul dozei corespunzătoare probei P3 la făina F3 să înregistreze valori mai mici decât porozitatea probei martor.

În cazul făinii F4 pentru dozele de enzime asociate corespunzătoare probelor P2 și P3, porozitatea este în scădere, comparativ cu porozitatea probei P1 dar, mai mare decât porozitatea probei martor.

Realizând o analiză a corelației între porozitatea produselor obținute din făinuri cu adaos de enzime asociate cu porozitatea produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază se constată următoarele:

dacă pentru făinurile F1 și F2 porozitatea produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază, înregistrează un trend crescător, proporțional cu doza de α-amilază utilizată iar valorile acestui indicator sunt mai mici decât valorile porozității produselor obținute din făinuri cu adaos de enzime asociate, volumul specific are și în acest caz un trend crescător numai pentru F1, iar pentru făina F2 valorile sunt descrescătoare invers proporțional cu doza de enzime asociate;

pentru făinurile F3 și F4 porozitatea produselor obținute din făinuri cu adaos numai de α-amilază înregistrează un trend descrescător atât în cazul utilizări numai a α-amilazei cât și în cazul utilizării enzimelor asociate. Pentru aceleași făinuri porozitatea produselor obținute cu adaos de enzime asociate, realizează un trend descrescător față de valorile volumului spcefic corespunzător probei P1.

Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază asupra elasticității miezului pâinii. Rezultatele se prezintă grafic, în figura 3.46.

Fig. 3.46. Influența adaosului asociat de α-amilază și xilanază

asupra elasticității mezului pâinii

Pentru toate făinurile studiate și pentru toate adaosurile enzimatice folosite, elasticitatea miezului suferă o ușoară îmbunătățire față de martor.

În cazul făinii F1, elasticitatea miezului pâinii înregistrează o ușoară creștere comparativ cu elasticitatea probei martor, creștere care rămâne constantă pentru toate dozele de enzime asociate (P1, P2, P3).

Elasticitatea miezului pâinii preparată din făina F2, înregistrează o creștere în prima fază corespunzătoare probei P1, după care la următoarele doze corespunzătoare probelor P2 și P3 elasticitatea miezului scade comparativ cu elasticitatea probei P1, dar este mai mare decât elasticitatea probei martor.

Prin tratarea făinii F3 cu adaosul de enzime asociate, elasticitatea miezului pâinii obținute rămâne la același nivel pentru toate dozele de enzime, nivel egal cu elasticitatea probei martor.

Prin tratarea făinii F4 cu adaosul de enzime asociate, elasticitatea miezului crește, comparativ cu elasticitatea probei martor cu 1%, procent care rămâne constant pentru toate dozele de adaos de enzime asociate (P1, P2, P3).

4. CONCLUZII FINALE ȘI RECOMANDĂRI

Concluzii

1) Suplimentarea făinii cu -amilază intensifică amiloliza și mărește astfel cantitatea de glucide fermentescibile în aluat, prin formarea de maltoză, capabilă să asigure formarea gazelor pe toată durata procesului tehnologic, inclusiv în fazele lui finale, la un nivel care să garanteze obținerea pâinii de calitate. Acesta este efectul principal;

2) Adaosul de α-amilază reduce cifra de cădere, este și scopul pentru care este folosită. Pentru toate cele 4 făinuri studiate, cifra de cădere este în scădere proporțional cu adaosul de -amilază fungică. Pe baza acestui indice care ne dă informații asupra activității -amilazei din făină, se pot concluziona următoarele:

cu cât activitatea -amilazică a unei făini este mai mică, cu atât adaosul de α-amilază trebuie să fie mai mare;

capacitatea de a forma gaze crește prin tratarea făinurilor cu α-amilază, odată cu creșterea adaosului de enzimă;

adaosul de sare influențează volumul total de gaze formate în cazul făinurilor cu adaos de -amilază; astfel cu cât adaosul de sare crește volumul total de gaze formate este în scădere. Adaosul de sare în aluat, în general, reduce activitatea enzimelor la concentrații obișnuite pentru panificație. Pentru concentrații sub 1,5% în raport cu făina, efectul de inhibare este mic, iar sub 1% enzima nu este inhibată, dar el crește vizibil pentru concentrații mai mari;

activitatea α-amilazei crește cu temperatura aluatului, mai lent în intervalul de temperatură de 25-300C (cu 1,7%) și mai rapid în intervalul 30-350C (cu 7,5%);

în intervalul de pH al aluatului de 5,5-6 sunt condiții mai bune pentru amiloliză decât la pH 5;

consistența mai mică a aluatului, datorită unei cantități mai mari de apă liberă care asigură o mai mare mobilitate enzimei și substratului crează condiții mai bune pentru activitatea α-amilazei, evidențiată prin creșterea capacității aluatului de a forma gaze;

prelungirea duratei de frământare de la 10 la 13 minute stimulează amiloliza în aluat, probabil datorită unui contact mai intim enzimă-substrat. Prelungirea timpului de frământare la 20 minute nu este însoțită de o creștere corespunzătoare a amilolizei, ceea ce arată că din acest punct de vedere prelungirea duratei de frământare nu se justifică;

3) α-Amilaza are în aluat și efecte secundare: unul dintre aceste efecte secundare este influența asupra proprietăților reologice ale aluatului. Pentru toate cele 4 făinuri studiate, proprietățile reologice ale aluatului sunt slăbite: scade energia (W), care determină ruperea aluatului; raportul dintre elasticitate și extensibilitate (P/L); tenacitatea (P), într-o măsură cu atât mai mare cu cât adaosul de ezimă este mai mare. Explicația: preparatul de α-amilază conține mici cantități de enzime proteolitice (nu există preparat enzimatic pur 100%) și în prezența α-amilazei se formeză maltoză, care exercită o acțiune de deshidratare asupra glutenului, mărind astfel faza lichidă a aluatului. În consecință scade consistența aluatului și slăbesc însușirile lui reologice;

4) Adaosul de α-amilază înrăutățește și parametri farinografici ai aluatului: scad timpul de frământare și stabilitatea aluatului și crește gradul de înmuiere. De asemenea, un trend descendent are capacitatea de hidratare a făinii;

5) Adaosul de α-amilază fungică a redus presiunea maximă exercitată de aluat și cantitatea de apă absorbită, indiferent de nivelul adaosului;

6) Adaosul de α-amilază a îmbunătățit însușirile senzoriale precum și volumul pâinii, porozitatea și elasticitatea miezului, cu atât mai mult cu cât doza de enzimă a fost mai mare și făina de calitate mai bună, ca urmare a influenței pozitive asupra reținerii gazelor. Totuși, la doze mai mari, miezul a fost lipicios și cu gust dulceag.

Dozele optime recomandate sunt:

– pentru făinurile bune și foarte bune, cu conținut în gluten peste 28%, având deformarea cuprinsa între 5-15 mm cu activitate amialzică redusă (cifra de cădere peste 300 “făinuri tari la foc”), care conțin amidon cu grad mic de deteriorare și sunt lipsite de α-amilazăactivă, sau al cărui conținut este insuficient pentru a produce o amiloliză normală în aluat, doza optimă este de 840 000U.SKB/100kg făină;

– pentru făinurile cu conținut de gluten mic (gluten sub 27%), având deformare sub 5 mm, cu activitate amilazică medie și ridicată (cifra de cădere sub 300s), doza optimă de α-amilază este de 280 000U.SKB/100kg făină.

7) În consecință pâinea preprată cu adaos de α-amilază este o pâine cu volum mare, porozitate și elasticitate a miezului îmbunătățite, culoare mai intensă a cojii, aromă mai pronuntată, prospețime prelungită față de martor.

Adaosul α-amilazei reduce consistența aluatului și modifică proprietățile reologice ale acestuia. Crește extensibilitatea și scade rezistența aluatului cu atât mai mult cu cât adaosul este mai mare. Adaosul de α-amilază permite ca degajările de dioxid de carbon să se realizeze pe toată perioada procesului tehnologic, acest lucru fiind foarte necesar deoarece o parte din dioxidul de carbon format în prima parte a procesului tehnologic (fermentare semifabricate) se elimină în timpul operațiilor de divizare-modelare.

În acest context, dintr-un aluat cu capacitate bună de formare și reținere a gazelor se obțin produse finite cu volum mare, cu miezul bine crescut, cu pori uniformi, elastic.

8) Adaosul de xilanază mărește energia de deformare a aluatului (W) și extensibilitatea lui și reduce raportul P/L. Acest lucru se explică prin faptul că această enzimă acționează asupra proprietăților vâscoase ale aluatului care definesc capacitatea lui de a se extinde în prezența gazelor de fermentare.

Xilanaza hidrolizează pentozanii și astfel este eliberată o parte din apa legată de aceștia la frământare, apă care este preluată de proteinele glutenice contribuind la formarea în condiții mai bune a glutenului.

Pentru făinurile cu gluten având o deformare mică, extensibilitate mică, adaosul de xilanază duce la scăderea rezistenței aluatului la deformare ca urmare a reacțiilor de hidroliză a pentozanilor, iar în cazul făinurilor cu gluten slab, se îmbunătățește calitatea aluatului, crescând rezistența la deformare. Supradozarea enzimei conduce la aluaturi moi, la înrăutățirea calității aluatului.

S-a obținut o creștere a elasticității aluaturilor preparate din făinuri bune cu adaos de xilanază, la doze mici (8.100 U.FXU/100kg făină) și din făinuri slabe, cu adaos de xilanază în doze mai mari (16.200-24.300 U.FXU/100kg făină).

Gradul de înmuiere a aluatului obținut din făinuri cu adaos de xilanază crește diferit, în funcție de calitatea făinii și doza de enzimă utilizată.

Folosite împreună, α-amilaza și xilanaza măresc mai puțin sau deloc valoarea energiei (W) alveografice comparativ cu hemicelulaza singură și reduc raportul P/L și P mai puțin decât α-amilaza singură;

9) Adaosul de xilanază a avut același efect asupra pâinii ca și cel de α-amilază, respectiv o îmbunătățire a calității ei. Cu creșterea dozei de enzimă însă, peste doza optimă, aluaturile devin tot mai lipicioase, greu de prelucrat, lucru care poate fi atribuit faptului că enzima obținută din Aspergillus oryzae formează prin hidroliza pentozanilor oligomeri cu masă măleculară mică și glucide simple, care nu pot lega apa eliberată de proteinele care coagulează în aceeași măsură cu moleculele mari. De aceea, dozele optime pentru xilanază sunt următoarele:

– pentru făinurile cu un conținut de gluten umed peste 27% cu deformare mică, doza optimă este de 24.300 U.FXU/100kg făină, iar pentru făinurile cu conținut de gluten redus (gluten umed sub 27% cu calitate slabă a glutenului), doza optimă de xilanază este de 16.200 U.FXU/100kg făină.

10) Adaosul asociat de enzime influențează însușirile senzoriale ale aluatului și anume: pentru dozele optime aluaturile sunt omogene, nelipicioase având stabilitate medie, elasticitate bună, cu capacitate de formare și reținere a gazelor îmbunătățită.

11) Adaosul asociat de enzime influențează proprietățile reologice ale aluatului astfel: pentru dozele optime de enzime asociate timpul de formare a aluatului crește în cazul făinurilor cu conținut în gluten mare, și scade sau rămâne la aceeași valoare cu martorul în cazul făinurilor cu conținut de gluten umed mic sau mediu, elasticitatea aluatului se îmbunătățește, gradul de înmuiere crește, presiunea maximă scade, energia de deformare crește numai în cazul făinurilor cu gluten cu deformare mică la făinurile normale și cu conținut în gluten mic scade, indicele de extensibilitate crește, raportul P/L scade, indicele de elasticitate crește.

12) Adaosul asociat de α-amilază și xilanază a mărit volumul pâinii și porozitatea pentru dozele optime. La doze mai mari, volumul a început să scadă, rămânând totuși mai mare decât martorul, dar miezul pâinii a devenit cleios, iar aluaturile lipicioase și greu de prelucrat.

Recomandări

Proprietățile de panificație ale făinurilor de grâu determină aptitudinea acestora de a produce un aluat normal și o pâine de bună calitate, crescută, poroasă și ușor digerabilă.

Calitatea făinurilor folosite pentru fabricarea pâinii variază între limite foarte mari și nu se poate aprecia cu ajutorul unei singure probe de panificație.

De asemenea efectuarea amestecurilor de grâne și făinuri, aplicarea diferitelor tratamente grânelor și făinurilor, nu se pot realiza numai pe baza compoziției chimice a făinii.

Trebuie să se cunoască și să se determine însușirile de panificație ale făinurilor și modificările la care au fost supuse în toate împrejurările.practica ne-a dovedit că sunt foarte frecvente situațiile când din diferite motive trebuie să se folosească la fabricarea pâinii făinuri defecte.

Aceste făinuri sunt făinuri care au conținut de enzime necorespunzător sau gluten de calitate necorespunzătoare pentru desfășurarea normală a procesului tehnologic. Ele provin uneori din grâne recoltate în anii secetoși sau în anii cu precipitații abundente.

Făinurile cu care s-a lucrat la probele prezentate în această lucrare, deși provin din grâu recoltat în ani cu anotimp ploios (F1 și F3) și din grâu recoltat în ani secetoși, ele sunt făinuri care au o serie de defecte: activitate α-amilazică redusă, extensibilitatea aluatului redusă, capacitate redusă de formare a gazelor. Adaosurile utilizate au condus la îmbunătățirea calității produselor, conform tabelelor prezentate, motiv pentru care se fac următoarele recomandări:

a. Adaosul de α-amilază exogenă în aluat se recomandă în cazul prelucrării făinurilor “tari la foc”, care conțin amidon cu grad mic de deteriorare și sunt lipsite de α-amilază activă sau a-l cărui conținut de α-amilază este induficinet pentru a produce o amiloliză normală în aluat.

Scopul principal: intensificarea amilolizei, mărirea conținutului de glucide fermentescibile în aluat, care asigură formarea gazelor pe toată perioada procesului tehnologic. Glucidele fermentescibile formate prin hidroliza amidonului nu sunt consumate în întregime în procesele fermentative. O parte din acestea rămâne în miezul pâinii și îi conferă gustul plăcut, iar cele prezente în straturile exterioare ale bucății de aluat participă în mare parte la reacția Maillard de formare a melanoidinelor contribuind astfel la intensificarea culorii cojii și a aromei pâinii.

Efectele pozitive asupra calității pâinii depind de cantitatea de enzimă adăugată. Astfel, doze mici de α-amilază au efect pozitiv pentru calitatea pâinii, în doze mari însă, creșterea volumului este însoțită de scăderea elasticității miezului și creșterea lipiciozității lui. Pentru 20 U.SKB/100 kg făină, conținutul de dextrine din miez crește de 1,25 ori.

b. Adaosul de xilanază pentru făinurile cu gluten cu deformare mică are ca efect creșterea extensibilității aluatului care asigură o mai bună expansiune a aluatului la fermentare, deci o capacitate mai mare de reținere a gazelor. În general, adaosul de xilanază are ca efect mărirea indicelui de elasticitate a aluatului.

Alte efecte de îmbunătățire a calității aluatului și pâinii sunt: îmbunătățirea stabilității aluatului, creșterea volumului pâinii, îmbunătățirea texturii miezului.

O atenție deosebită trebuie acordată respectării dozei de enzimă.

Dozarea enzimei se face în funcție de tipul și calitatea făinii utilizate și de compoziția aluatului. Doza de xilanază variază între 50 și 400 U.FXU/kg făină. Doza optimă pentru făinurile studiate a variat între 16.200-24.300U.FXU/100kg făină.

Supradozarea xilanazei conduce la aluaturi moi, pâine cu volum mare, cu miez lipicios.

c. Adaosul asociat a celor 2 enzime conduce la o acțiune sinergică: enzima xilanză hidrolizează pereții celulari ai endospermului, mărind accesul α-amilazei la substrat.

Prin utilizarea adaosului asociat de enzime se obțin efecte superioare în ceea ce privește calitatea aluatului și a produsului finit și anume: creșterea capacității de reținere a gazelor de fermentare, creșterea volumului pâinii, îmbunătățirea texturii miezului.

5. BIBLIOGRAFIE

1. Ana Răcaru, 1999 – Enzimele făinii. Evoluția lor în timpul dezvoltării și germinării bobului, BIMP., Galați, vol.10,nr. 4.

2. Annica A. M. Anderson, Elin Armo, Emilie Grangeon, Fredksson,

Roger Andersson and Per Aman, 2002 – Molecular weight and structure units of (1→3, 1→4) β-glucans in dough and bread made from hull-less barley milling fractions, Journal of Food Engineering, vol.36, issue 1, pag. 59-66.

3. Bagley, E. B. and D. D. Christianson, 1999 – Behaviour of foods in large

deformations. In: Blanshard, J.M.V. and J.R. Mitchel (editors). Food Structure – Its Creation and Evaluation. Butterworths, . pag. 401- 416.

4. Banu C. Coordonator, și alții, 1999 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol.II, Editura Tehnică, București, pag. 1067-1130.

Banu Constantin coordonator, și alții, 2000 – Aditivi și ingrediente pentru industria alimentară, Editura Tehnică București, pag.649-655.

5. Banu C. și colab., 2000 – Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică București, pag.67-70.

6. Barry V.McCleary, Robert Sturgeron, 2002 – Măsurarea activității α-amilazei din cereale, produse alimentare și de fermentare, Cereal Foods World, 47, nr. 7, pag. 299.

7. Bordei Despina, 2004 – Tehnologia modernă a panificației, Editura Agir, București, pag.383-390.

8. Collar, C., , J.C., Andreu, P., Armero, E., 2000 – Effects of enzyme associations on bread dough performance. A response surface analysis. Food Science Technology. Int. 6, pag. 217-226.

9. Coutrin, C., Delcour, J.A., 2002. – Arabinoxylans and endoxylanases in wheat flour bread-making, Journal of Cereal Science, 35, pag. 225-243.

10.De Angelis, M., Gobbetti, M., Corsetti, A., 1999 – Esterase and lipase activities of Lactobacillus sanfranciscensis strains used in sourdough fermentation. Ital. Journal. Food Science, 11, pag. 167-172.

11. E.L.Sliwinski, P.Kolster, T.van Vliet, 2004 – One the relationship between large-deformation properties of wheat flour dough and baking quality, Journal of Cereal Science, nr.39, pag. 231-245.

12. Engelsen, S.B., Jensen, M.K., Pedersen, H.T., Norgaard, L., & Munch, L., 2001 – NMR-baking and multivariate prediction of instrumental texture parameters in bread, Journal of Cereal Science, 33, pag.59-69.

13. Escriva, C., Martinez-Anaya, M.A., 2000 – Influence of enzymes on the evolution of fructosans in sourdough wheat process. Eur. Food Res. Technol. 210, pag. 286-292.

14. F.E. Dowell, E.B.Maghirang, R.O. Pierce, G.L.Lookhart, S.R.Bean, F. Xie, M.S.Caley and O.K. Chung, 2008 – Relationship of bread quality to kernel, flour and dough properties, Food Chemistry, vol.85, nr.1, pag. 82-91.

15. Gasztonyi Kálmán, 2002 – A kenyérkészités folyamatai I., Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 3, p. 8-15.

16. Gaud Dervilly-Pinel, Jean-Francois Thibault and Luc Saulnier, 2001 – Experimental evidence for a semi-flexible conformation for arabinoxylans, Carbohydrate Research, Volume 330, Issue 3, pag. 365-372.

17. Georgescu Anca Luminița, 2003 – Enzimologie generală, Editura Academică, Galați, pag. 11-32, 145.

18. Hamer, R. J., 1991 – Enzymes in the Baking Industry in Enzymes in Food Processing, (Tucker, G.A. si Woods, L.F.J., eds.), Blakie Academic & Professional, London, UK, pag.168-193.

19. Harada, O., Lysenko, E.D., Preston, K. R., 2000 – Effects of commercial hydrolytic enzyme additives on Canadian short process bread properties and processing characteristics, Cereal Chemistry, 77, pag. 70-76.

20. Hilhorst, H., Dunnewind, B., Orsel, R., Stegeman, P., van Vliet, T., Gruppen, H., Schols, H.A., 1999 – Baking performance, rheology, and chemical composition of wheat dough and gluten affected by xylanase and oxidase enzymes, Food Chemistry Toxicol. 64, pag. 808-813.

21. Hui – Huang Chen, Hong – Yi Kang, Su-Der Chen, 2008 – The effects of ingredients and water content on the rheological properties of batters and physical properties of crusts in fried foods, Journal of Food Engineering, Volume 88, 1, pag. 45-54.

22. I.M.Verburggen and J.A.Delcour, 2003 – Extension properties of wheat flour dough fortified with characterised wheat gluten fractions, Journal of Cereal Science, 37, pag. 151-156.

23. J. Rouille, G. Della Valle, J. Lefebvre, E. Sliwinski, T. van Vliet, 2005 – Shear and extensional properties of bread doughs affected by their minor components, Journal of Cereal Science, vol.5, pag.1-13.

24. Jurcoane Ștefana, 2000 – Biotehnologii; fundamente, bioreactoare, enzime, Editura Tehnică București, pag. 284-307.

25. Kruger, J.E., MacGregor, A.W., Marchylo, B.A. 1991 – Endogenous Cereal Enzymes; Food Enzymology edited by P.F.Fox, University College Cork, Ireland, Elsevier applied Science, , pag. 10 – 13, 34-45.

26. L. Jayakody, R. Hoover, 2002 – The effect of linterization on cereal starch granules, Food Research International, 35, pag. 665-680.

27. L. Seguí, C. Barrera, L. Oliver, P. Fito, 2007 – Practical application of the SAFES (systematic approach to food engineering systems) methodology to the breadmaking process,
Journal of Food Engineering, Volume 83, Issue 2, pag. 219-228.

28. Lásztity Radomir, 2005 – Ismerjük meg a gabonák kis mennyiségben elöfasduló öszeteväit Sztrinek és természetes antioxidánsok, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 1, pag. 22-25.

29. Lásztity Radomir, 2006 – Nem emész Hretá (rezistens) Keménytá, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 4, pag.6-8.

30. Laurikainen, T., Harkonen, H., Autio, K., 1998 – Effects of enzymes in fibre-enriched baking, Journal Sci. Food Agric. 76, pag. 239-248.

31. Lee C.C., Mulvaney, S.J., 2003 – Dynamic viscoelastic and tensile properties of gluten and glutenin gels of common wheats of different strenght. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, pag. 2317-2327.

32. Leonte Mihai, 2000 – Biochimia și tehnologia panificației, Editura Crigarux, Piatra Neamț, pag. 262-265.

33. M.C.Zghal, M.G.Scanlon, H.D.Sapirstein, 2002 – Cellular Structure of bread crumb and its influence on mechanical properties, Journal of Cereal Science, 36, p.167-176.

34. Maior Daniel, 2008 – Echipamente pentru industria de morărit și soluții de transport al făinii, Revista morarilor, brutarilor, cofetarilor și patiserilor, anul VIII, nr. 6, pag. 16-20.

35. Martinez-Anaya, M.A., 1996 – Enzymes and bread flavour, J. Agric. Food Chem. 44, pag. 2469-2480.

36. -Anaya, M.A., Devesa, A., 2000 – Influence of enzymes in sourdough wheat breadmaking. Changes in pentosans, Food Science Technol. Int. 6, pag. 109-116.

37. Mateescu Constantin, 2001 – Reologia produselor agroalimentare, vol I, Editura Eurostampa, , pag.22-30.

38. Mingwei Wang, Ton van Vliet and Robert J. Hamer, 2004 – How gluten properties are affected by pentosans, Journal of Cereal Science, Volume 39, Issue 3, pag.395-402.

39. Osbáth Nikoletta, 2008 – Leveles-tészták reológiai tulajdonságainak tanulmányozása, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 3, pag. 13-15.

40. P.A. Caballero, M. Gomez, C.M.Rosell., 2007 – Improvement of dough rheology, bread quality and bead shelf-life by enzymes combination, Journal of Food Engineering, Volume 81, Issue 1, pag.42-53.

41. Petroman Cornelia, 1999 – Procesarea produselor agricole, Editura Mirton, Timișoara, pag. 17-37.

42. Piotr P. Lewicki., 2004 – Water as the determinant of food engineering properties. A review, Journal of Food Engineering, Volume 61, 4, p.483-495.

43. Popper, L., 2003. – Dough Rheology as function of flour treatment. Muhlenchemie, Ahrensburg, , pag.67-72.

44. S.G.Choi, W.L.Kerr, 2003 – Water mobility and textural properties of native and hydroxypropylated wheat starch gels, Carbohydrate Polymers, 51, pag. 1-8.

45. SR ISO 712:2005- Cereale si produse cerealiere. Determinarea umidității, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

46. SR 90:2007 –Făină de grâu – Metode de analiză, Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

47. SR ISO 21415-2:2007- Grâu și făină de grâu. Conținut de gluten. Partea 2 – Determinarea conținutului de gluten umed cu mijloace mecanice, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

48. SR EN ISO 20483:2007- Cereale și leguminoase. Determinarea conținutului de proteină brută – metoda Kjeldhal, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

49. SR ISO 5529/2007 –Grâu- Determinarea indicelui de sedimentare-Testul Zeleny din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

50. SR ISO 3093 :2007 – Grâu, secară și făinuri corespunzătoare, grâu durum și făină grifică de grâu durum- Determinarea indicelui de cădere conform metodei Hagberg – Perten, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

51. SR ISO 5530-1:1999- Făină de grâu. Caracteristici fizice ale aluatului. Partea 1: Determinarea absorbției apei și a proprietăților reologice folosind farinograful, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

52. SR ISO 5530-4:2005- Făină de grâu- Caracteristici fizice ale aluatului. Partea 4: Determinarea proprietăților reologice folosind alveograful și consistograful, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

53. SR 91 :2007 –Pâine și produse proaspete de patiserie – Metode de analiză, Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

54. SR 13360 :1996 Sare (clorură de sodiu). Sare prin evaporare (pentru uz alimentar) și sare gemă comestibilă. Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

55. Segal Rodica, 1998 – Biochimia produselor alimentare, Editura Alma, Galați, vol.1, pag. 36-60.

56. Segal Rodica, 1999 – Biochimia produselor alimentare, Editura , , vol.2, pag. 11-64.

57. Susanna Hugh-Iten, Stephan Handschin, Beatrice Conde-Petit and Felix Escher, 1999 -Changes in Starch Microstructure on Baking and Staling of Wheat Bread, of , , Journal of Cereal Science, vol. 5, pag.255-260.

58. Tang, H.R., Godward, J., & Hills, B., 2000 – The distribution of water in native starch granules – a multinuclear NMR study, Carbohydrate Polymers, 43, pag. 375-387.

59. Triboi E., Daniel C., 2000 – Effects of temperature and nitrogen nutrition on the grain composition of winter wheat: Effects on gliadin content and composition, Journal of Cereal Science, 32, pag.45-56.

60. Uri Csilla, Tóth Árpád, Sipos Péter, Borbélyné Varga Mária, Györi Zoltán, 2006 – A sikérfehérjék összetétele, hatásuk a sikér reológiai tulajdonságaira (Szemle); Agrártudományi Közlemények,Különszám; 23, pag.124-129.

61. Uthayakumaran S.Beasley, H.L. Stoddard, F.L.Keentok, M.Phan Thien, N.Tanner, R.I.Békés, 2002 – Synergistic and Additive Effects of Three High Molecular Weight Glutenin Subunit Loci. I. Effects on Wheat Dough Rheology. Cereal Chemistry, 79, 2, pag. 294-300.

62. Werli Werli József, 2000 – Sütöipari Technológia II., Agrárszakoktatási Intézet, Budapest, p. 26-29.

. BIBLIOGRAFIE

1. Ana Răcaru, 1999 – Enzimele făinii. Evoluția lor în timpul dezvoltării și germinării bobului, BIMP., Galați, vol.10,nr. 4.

2. Annica A. M. Anderson, Elin Armo, Emilie Grangeon, Fredksson,

Roger Andersson and Per Aman, 2002 – Molecular weight and structure units of (1→3, 1→4) β-glucans in dough and bread made from hull-less barley milling fractions, Journal of Food Engineering, vol.36, issue 1, pag. 59-66.

3. Bagley, E. B. and D. D. Christianson, 1999 – Behaviour of foods in large

deformations. In: Blanshard, J.M.V. and J.R. Mitchel (editors). Food Structure – Its Creation and Evaluation. Butterworths, . pag. 401- 416.

4. Banu C. Coordonator, și alții, 1999 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol.II, Editura Tehnică, București, pag. 1067-1130.

Banu Constantin coordonator, și alții, 2000 – Aditivi și ingrediente pentru industria alimentară, Editura Tehnică București, pag.649-655.

5. Banu C. și colab., 2000 – Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică București, pag.67-70.

6. Barry V.McCleary, Robert Sturgeron, 2002 – Măsurarea activității α-amilazei din cereale, produse alimentare și de fermentare, Cereal Foods World, 47, nr. 7, pag. 299.

7. Bordei Despina, 2004 – Tehnologia modernă a panificației, Editura Agir, București, pag.383-390.

8. Collar, C., , J.C., Andreu, P., Armero, E., 2000 – Effects of enzyme associations on bread dough performance. A response surface analysis. Food Science Technology. Int. 6, pag. 217-226.

9. Coutrin, C., Delcour, J.A., 2002. – Arabinoxylans and endoxylanases in wheat flour bread-making, Journal of Cereal Science, 35, pag. 225-243.

10.De Angelis, M., Gobbetti, M., Corsetti, A., 1999 – Esterase and lipase activities of Lactobacillus sanfranciscensis strains used in sourdough fermentation. Ital. Journal. Food Science, 11, pag. 167-172.

11. E.L.Sliwinski, P.Kolster, T.van Vliet, 2004 – One the relationship between large-deformation properties of wheat flour dough and baking quality, Journal of Cereal Science, nr.39, pag. 231-245.

12. Engelsen, S.B., Jensen, M.K., Pedersen, H.T., Norgaard, L., & Munch, L., 2001 – NMR-baking and multivariate prediction of instrumental texture parameters in bread, Journal of Cereal Science, 33, pag.59-69.

13. Escriva, C., Martinez-Anaya, M.A., 2000 – Influence of enzymes on the evolution of fructosans in sourdough wheat process. Eur. Food Res. Technol. 210, pag. 286-292.

14. F.E. Dowell, E.B.Maghirang, R.O. Pierce, G.L.Lookhart, S.R.Bean, F. Xie, M.S.Caley and O.K. Chung, 2008 – Relationship of bread quality to kernel, flour and dough properties, Food Chemistry, vol.85, nr.1, pag. 82-91.

15. Gasztonyi Kálmán, 2002 – A kenyérkészités folyamatai I., Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 3, p. 8-15.

16. Gaud Dervilly-Pinel, Jean-Francois Thibault and Luc Saulnier, 2001 – Experimental evidence for a semi-flexible conformation for arabinoxylans, Carbohydrate Research, Volume 330, Issue 3, pag. 365-372.

17. Georgescu Anca Luminița, 2003 – Enzimologie generală, Editura Academică, Galați, pag. 11-32, 145.

18. Hamer, R. J., 1991 – Enzymes in the Baking Industry in Enzymes in Food Processing, (Tucker, G.A. si Woods, L.F.J., eds.), Blakie Academic & Professional, London, UK, pag.168-193.

19. Harada, O., Lysenko, E.D., Preston, K. R., 2000 – Effects of commercial hydrolytic enzyme additives on Canadian short process bread properties and processing characteristics, Cereal Chemistry, 77, pag. 70-76.

20. Hilhorst, H., Dunnewind, B., Orsel, R., Stegeman, P., van Vliet, T., Gruppen, H., Schols, H.A., 1999 – Baking performance, rheology, and chemical composition of wheat dough and gluten affected by xylanase and oxidase enzymes, Food Chemistry Toxicol. 64, pag. 808-813.

21. Hui – Huang Chen, Hong – Yi Kang, Su-Der Chen, 2008 – The effects of ingredients and water content on the rheological properties of batters and physical properties of crusts in fried foods, Journal of Food Engineering, Volume 88, 1, pag. 45-54.

22. I.M.Verburggen and J.A.Delcour, 2003 – Extension properties of wheat flour dough fortified with characterised wheat gluten fractions, Journal of Cereal Science, 37, pag. 151-156.

23. J. Rouille, G. Della Valle, J. Lefebvre, E. Sliwinski, T. van Vliet, 2005 – Shear and extensional properties of bread doughs affected by their minor components, Journal of Cereal Science, vol.5, pag.1-13.

24. Jurcoane Ștefana, 2000 – Biotehnologii; fundamente, bioreactoare, enzime, Editura Tehnică București, pag. 284-307.

25. Kruger, J.E., MacGregor, A.W., Marchylo, B.A. 1991 – Endogenous Cereal Enzymes; Food Enzymology edited by P.F.Fox, University College Cork, Ireland, Elsevier applied Science, , pag. 10 – 13, 34-45.

26. L. Jayakody, R. Hoover, 2002 – The effect of linterization on cereal starch granules, Food Research International, 35, pag. 665-680.

27. L. Seguí, C. Barrera, L. Oliver, P. Fito, 2007 – Practical application of the SAFES (systematic approach to food engineering systems) methodology to the breadmaking process,
Journal of Food Engineering, Volume 83, Issue 2, pag. 219-228.

28. Lásztity Radomir, 2005 – Ismerjük meg a gabonák kis mennyiségben elöfasduló öszeteväit Sztrinek és természetes antioxidánsok, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 1, pag. 22-25.

29. Lásztity Radomir, 2006 – Nem emész Hretá (rezistens) Keménytá, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 4, pag.6-8.

30. Laurikainen, T., Harkonen, H., Autio, K., 1998 – Effects of enzymes in fibre-enriched baking, Journal Sci. Food Agric. 76, pag. 239-248.

31. Lee C.C., Mulvaney, S.J., 2003 – Dynamic viscoelastic and tensile properties of gluten and glutenin gels of common wheats of different strenght. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, pag. 2317-2327.

32. Leonte Mihai, 2000 – Biochimia și tehnologia panificației, Editura Crigarux, Piatra Neamț, pag. 262-265.

33. M.C.Zghal, M.G.Scanlon, H.D.Sapirstein, 2002 – Cellular Structure of bread crumb and its influence on mechanical properties, Journal of Cereal Science, 36, p.167-176.

34. Maior Daniel, 2008 – Echipamente pentru industria de morărit și soluții de transport al făinii, Revista morarilor, brutarilor, cofetarilor și patiserilor, anul VIII, nr. 6, pag. 16-20.

35. Martinez-Anaya, M.A., 1996 – Enzymes and bread flavour, J. Agric. Food Chem. 44, pag. 2469-2480.

36. -Anaya, M.A., Devesa, A., 2000 – Influence of enzymes in sourdough wheat breadmaking. Changes in pentosans, Food Science Technol. Int. 6, pag. 109-116.

37. Mateescu Constantin, 2001 – Reologia produselor agroalimentare, vol I, Editura Eurostampa, , pag.22-30.

38. Mingwei Wang, Ton van Vliet and Robert J. Hamer, 2004 – How gluten properties are affected by pentosans, Journal of Cereal Science, Volume 39, Issue 3, pag.395-402.

39. Osbáth Nikoletta, 2008 – Leveles-tészták reológiai tulajdonságainak tanulmányozása, Sütöiparosok Pékek, Méte Kiadó Budapest, 3, pag. 13-15.

40. P.A. Caballero, M. Gomez, C.M.Rosell., 2007 – Improvement of dough rheology, bread quality and bead shelf-life by enzymes combination, Journal of Food Engineering, Volume 81, Issue 1, pag.42-53.

41. Petroman Cornelia, 1999 – Procesarea produselor agricole, Editura Mirton, Timișoara, pag. 17-37.

42. Piotr P. Lewicki., 2004 – Water as the determinant of food engineering properties. A review, Journal of Food Engineering, Volume 61, 4, p.483-495.

43. Popper, L., 2003. – Dough Rheology as function of flour treatment. Muhlenchemie, Ahrensburg, , pag.67-72.

44. S.G.Choi, W.L.Kerr, 2003 – Water mobility and textural properties of native and hydroxypropylated wheat starch gels, Carbohydrate Polymers, 51, pag. 1-8.

45. SR ISO 712:2005- Cereale si produse cerealiere. Determinarea umidității, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

46. SR 90:2007 –Făină de grâu – Metode de analiză, Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

47. SR ISO 21415-2:2007- Grâu și făină de grâu. Conținut de gluten. Partea 2 – Determinarea conținutului de gluten umed cu mijloace mecanice, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

48. SR EN ISO 20483:2007- Cereale și leguminoase. Determinarea conținutului de proteină brută – metoda Kjeldhal, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

49. SR ISO 5529/2007 –Grâu- Determinarea indicelui de sedimentare-Testul Zeleny din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

50. SR ISO 3093 :2007 – Grâu, secară și făinuri corespunzătoare, grâu durum și făină grifică de grâu durum- Determinarea indicelui de cădere conform metodei Hagberg – Perten, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

51. SR ISO 5530-1:1999- Făină de grâu. Caracteristici fizice ale aluatului. Partea 1: Determinarea absorbției apei și a proprietăților reologice folosind farinograful, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

52. SR ISO 5530-4:2005- Făină de grâu- Caracteristici fizice ale aluatului. Partea 4: Determinarea proprietăților reologice folosind alveograful și consistograful, din Culegere de Standarde Române, ASRO, București.

53. SR 91 :2007 –Pâine și produse proaspete de patiserie – Metode de analiză, Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

54. SR 13360 :1996 Sare (clorură de sodiu). Sare prin evaporare (pentru uz alimentar) și sare gemă comestibilă. Standard de Stat, din Culegere de Standarde Române, Institutul Român de Standardizare, București.

55. Segal Rodica, 1998 – Biochimia produselor alimentare, Editura Alma, Galați, vol.1, pag. 36-60.

56. Segal Rodica, 1999 – Biochimia produselor alimentare, Editura , , vol.2, pag. 11-64.

57. Susanna Hugh-Iten, Stephan Handschin, Beatrice Conde-Petit and Felix Escher, 1999 -Changes in Starch Microstructure on Baking and Staling of Wheat Bread, of , , Journal of Cereal Science, vol. 5, pag.255-260.

58. Tang, H.R., Godward, J., & Hills, B., 2000 – The distribution of water in native starch granules – a multinuclear NMR study, Carbohydrate Polymers, 43, pag. 375-387.

59. Triboi E., Daniel C., 2000 – Effects of temperature and nitrogen nutrition on the grain composition of winter wheat: Effects on gliadin content and composition, Journal of Cereal Science, 32, pag.45-56.

60. Uri Csilla, Tóth Árpád, Sipos Péter, Borbélyné Varga Mária, Györi Zoltán, 2006 – A sikérfehérjék összetétele, hatásuk a sikér reológiai tulajdonságaira (Szemle); Agrártudományi Közlemények,Különszám; 23, pag.124-129.

61. Uthayakumaran S.Beasley, H.L. Stoddard, F.L.Keentok, M.Phan Thien, N.Tanner, R.I.Békés, 2002 – Synergistic and Additive Effects of Three High Molecular Weight Glutenin Subunit Loci. I. Effects on Wheat Dough Rheology. Cereal Chemistry, 79, 2, pag. 294-300.

62. Werli Werli József, 2000 – Sütöipari Technológia II., Agrárszakoktatási Intézet, Budapest, p. 26-29.