Învechirea pâinii

Granulele de amidon nativ sunt structuri ordonate, care poseda un grad inalt de cristalinitate. Nu toate lanturile amidonului, in particular, sunt, in mod necesar, cristaline. Mai degraba, segmente ale catorva lanturi adiacente se pot ordona, ele insele, intr-o structura cristalina, in timp ce alte parti ale moleculelor sunt mai mult intamplatoare; aceste regiuni ordonate sunt atribuite cristalitelor. Structura interna a granulei de amidon este, inca, in discutie, dar ea poate fi caracterizata, in linii mari, ca cristalite de amilopectina incrustate intr-o matrice de cristalite de amiloza si amiloza amorfa.

Cand amidonul este incalzit in apa, aceasta proprietate de cristalinitate incepe sa dispara la temperatura caracteristica sursei de amidon, si ea este aproape complet pierduta la un punct cu 6-8- C mai inalt. Aceasta pierdere a cristalinitatii este cunoscuta ca gelatinizare./10/

Gelatinizarea amidonului reprezinta distrugerea ordinii moleculare, care, in interiorul granulei de amidon se manifesta prin schimbari ireversibile ale proprietatilor, cum ar fi:

- umflarea granulara;

- topirea cristalitei native;

- pierderea birefringentei;

- solubilizarea amidonului.

Temperatura initiala de gelatinizare si domeniul peste care are loc sunt guvernate de:

- concentratia amidonului;

- metoda de urmarire;

- tipul de granula;

- heterogenitatile din interiorul populatiei granulei supuse observatiei.

Cand o suspensie de granule de amidon in apa este incalzita, prima schimbare notata, prin observare la microscop, este o crestere graduala a volumului granulei sau umflarea (Schoch 1965). Granulele absorb toata apa disponibila (in afara de cazul in care apa este prezenta in exces), dar ele nu se rup daca nu sunt agitate mecanic. In timpul etapelor timpurii ale umflarii, pierderea cristalinitatii este numai partiala.

Cand granulele s-au umflat si cristalitele s-au topit, moleculele de amiloza au migrat liber in matricea apoasa inconjuratoare. Cand amidonul de grau (care are circa 23% amiloza) este incalzit in apa, de 90 de ori masa sa, 6% din amidon este solubilizat la 75- C, dintre care aproape tot este amiloza (Ghiasi,Hoseney si Varriano-Marston 1982a). Daca temperatura este marita, in continuare, fractia de amidon solubil care este amilopectina creste, si la 95- C, 35% din amidon este solubilizat, cuprinzand toata amiloza si o parte semnificativa a amilopectinei.

Intr-un sistem cu apa limitata, asa cum este painea, numai cateva procente de amidon sunt facute solubile. Morad si D'Appolonia (1980) au extras fractiuni solubile in apa din miezul de paine la timpi diferiti dupa coacere. Acesti cercetatori au gasit ca, in painea coapta proaspata, circa 2% din masa uscata a fost amidon solubil, si usor peste jumatate din acesta a fost amilopectina. Intrucat amidonul reprezinta aproximativ 70% din masa uscata a painii, efectul apei in solubilizarea limitata a amidonului este limpede.

Din studii cum ar fi acesta si multe altele, tragem concluzia ca in produsul copt proaspat, ca de exemplu paine sau prajitura, granulele de amidon sunt umflate, o parte din amiloza migreaza in faza apoasa si multa amiloza este la suprafata granulei, ca si portiuni ale unor molecule de amilopectina. Granulele care au rezultat au aspectul de "mingi de biliard paroase"(Lineback 1984).

Asa cum s-a observat in definitia gelatinizarii, cativa factori influenteaza procesul, printre care proportia amidon/apa si prezenta substantelor dizolvate, cum ar fi zaharul si sarurile, a altor componenti hidratabili care concureaza cu amidonul pentru apa si lipidele care formeaza complex cu amidonul.

Temperatura la care cristalitele de amidon se topesc depinde de cantitatea de apa disponibila (Donovan1979). O proportie de 2:1 apa la amidon (ca masa) este necesara pentru ca tot amidonul sa gelatinizeze in domeniul normal de temperatura (circa 60-70- C pentru amidonul din grau). Produsele de panificatie, toate, au o proportie apa/amidon mai mica decat aceasta, asa ca temperatura pentru gelatinizarea completa este crescuta.

Studii de calorimetrie cu scanare diferentiala ale gelatinizarii, la proportii apa/amidon variate arata ca, topirea cristalitelor de amidon este asistata de solvent; altfel spus, s-au hidratat si s-au topit la temperatura de gelatinizare, care este de circa 65- C pentru amidonul din grau.

Cu apa, in cantitati limitate, unele portiuni ale cristalitelor de amidon se topesc si se hidrateaza aproape de 65- C; topirea a ceea ce a ramas, este un proces anhidru, care are loc peste domeniul de temperatura, pana la 115- C (Donovan 1979).

Zaharul si sarea maresc, de asemenea, temperaturile de gelatinizare. In testele amilografice, adaugarea a 2% sare ridica temperatura de gelatinizare de la 82 - C la 91- C.

Prezenta altor materiale hidratabile in aluat micsoreaza cantitatea de apa libera disponibila pentru gelatinizarea amidonului.

- Studii ale amestecurilor de gluten si amidon au aratat ca glutenul leaga aproximativ 75% din masa sa cu apa, si intr-un sistem marginal, cum a fost cel folosit (0.91gram apa per gram amidon), aceasta micsorare a apei libere micsoreaza proportia de amidon care gelatinizeaza la temperatura normala (circa 61- C) si mareste fractia care se topeste la temperatura mai inalta (Eliasson 1983a). /10/

- Surfactantii modifica comportamentul gelatinizarii aluatului.

Figura de mai jos prezinta schimbarile in curbele de gelatinizare la amilograf pentru amidonul de grau provocate de includerea a 0.5% emulsifianti variati.

1. Ariyama, T, Khan, K. - Effect of Laboratory Spronting and Storage on Physico-chemical and Bread Making Properties of Hard Red Spring Wheat, 1990, Chemical Chemistry , 67, p.53-58.

2. Bakhella Mohamed, R. C. Hoseney si G.L.Lookhart - Hardness of Moroccan Wheats , 1990, Cereal Chemistry ,67, p.246-250.

3. Banu C. s. a., 1987 - Biotehnologii in industria alimentara, Ed. Tehnica, p.398-426.

4. Banu, C., 1993 - Progrese tehnice, tehnologice si stiintifice in industria alimentara. Editura Tehnica, Bucuresti, vol.II.

5. Banu, C., 1985 - Folosirea aditivilor in industria alimentara, Ed. Tehnica, Bucuresti.

6. Bechtel Donald, B., Inna Zayas, Lori Kalukan, Y. Pomeranz, 1990, - Size - Distribution of Wheat Starch Granules During Endosperm Development, Cereal Chemistry ;67; p.59-63.

7. Belitz, H.D., Kieffer, R., - Structure and Function of Gluten Proteins, Cereal Chemistry, 63(4), pag 336-341.

8. Bietz, J.A. and Wall, J.S. 1972, Wheat Gluten subunits. 1990, Molecular weights determined by sodium dodecil sulfat - polyacrylamide gel electroforesis. Cereal Chemistrys 49, p.416.

9. Bollen, L., Sinnaeve, G.,- Wheat GLiadin to predict Technological Quality,1996,- 10th International Cereal and Bread Congres, Greece.

10. Banu C. s. a., 1987 - Biotehnologii in industria alimentara, Ed. Tehnica, p.398-426.

11. Banu, C., 1985 - Folosirea aditivilor in industria alimentara, Ed. Tehnica, Bucuresti.

12. Bakhella Mohamed, R. C. Hoseney si G.L.Lookhart - Hardness of Moroccan Wheats , 1990, Cereal Chemistry ,67, p.246-250.

13. Cros An, D.L. 1987. Glutenin proteins and glutenin strength in durum wheat. J. Cereal Science 5, p.3.

14. Dubois Donald, Technical Bulletin, Research Department, vol.II, Issue 10, oct.1980.

15. D'Appolonia, L.B.; Gilles, A.K.- "Protein alteration in flour dameged by ball-milling and roller-milling". In Cereal Chemistry, 44, nr.2, mai 1967, p.324-332.

16. Dexter, J.E., Matsuo, R.R. and Kruger, J.E. 1990, The Spaghetti - Making Quality of Commercial Durum Wheat Samples with Variable a-Amylase Activity , Cereal Chemistry 67 p.405-412.

17. Dubois Donald, Technical Bulletin, Research Department, vol.II, Issue 10, oct.1980.

18. Dubois Donald, Technical Bulletin, Research Department, vol II, Issue 11, nov.1980.

19. Dubois, M. Les farines. Caracterisation des farines et des pates, 1996, Industries des Cereales, p.19-30.

20. Dumitru, I.F., Iordachescu Oana, 1981, Introducere in enzimologie, Editura Medicala, Bucuresti.

21. Eliasson Ann-Charlotte, Tierneld Eva. - 1990 - Adsorbtion of Wheat Proteins on Wheat Starch Granules. Cereal Chemistry ,67, p.366-372.

22.Giurca, V., Postelnicu, C., Dan Valentina-1972, Cercetari privind activitatea de lichefiere a amidonului a unor amilaze exogene, in regim variabil de temperatura si pH, Lucrari stiintifice - Institutul Politehnic Galati, vol.6-pag.109-111.

23. Groes Max - 1994 - The Gist nr.60, p.159,.

24. Gao, L, and Bushuk, W, - 1993 - Polymeric Glutenin of Wheat Lines with Varying Number of High Molecular Weight Glutenin Subunits, 70, p.475-480.

25. Giurca, V., Postelnicu, C., Dan Valentina-1972, Cercetari privind activitatea de lichefiere a amidonului a unor amilaze exogene, in regim variabil de temperatura si pH, Lucrari stiintifice - Institutul Politehnic Galati, vol.6-pag.109-111.

26. Giurca V., 1980 -Tehnologia si utilajul industriei de panificatie, Universitatea Galati.

27. Giurca V., Dan V. - Lucrari stiintifice 6/1972, Institutul Politehnic Galati, p.109-111.

28. Giurca, V si colab. - Tehnologii de macinare si prelucrare a fainurilor provenite din grau atacat de plosnita graului. Galati, 1988.

29. Groes Max - 1994 - The Gist nr.60, p.159,.

30. Grosch, W., si Rielter, R., 1980 Enzymatischoxidative Mehlverbesserung, Getreide Mehl und Brot, RFG, 34, nr.11, p.287-288.

31. Gruppen, H., Marseille, J.P., Voragen, G.J, Hammer, R.J. - On the Lange - Scale Isolation of Water - Insoluble Cell Wall Material from Wheat Flour - 1990, Cereal Chemistry, 67, p.512.

Bread Making Properties of Hard Red Spring Wheat, 1990, Chemical Chemistry , 67, p.53-58.

32. Hamer Rob J. - Enzymes in Food Processing, Ed.Van Nostrand Reinhold, New York - 1991.

33. Hamer Rob J. - Al IX-lea Congres International al cerealelor si painii, Paris, 1992.

34. Hamer Rob J. - Enzymes in Food Processing, Ed.Van Nostrand Reinhold, New York - 1991.