Aktywność enzymów amylolitycznych zawartych w mące jest pochodną cech ziarna, z którego została wyprodukowana. Zależy ona również od odmiany pszenicy lub żyta, stanu aktywności enzymatycznej ziarna, zabiegów, jakim poddano ziarno przed przemiałem czy warunków przechowywania mąki po przemiale.

Poziom aktywności enzymów amylolitycznych* zawartych w mące w dużym stopniu wpływa na jakość uzyskanego z niej pieczywa.

Aktywność enzymów zawartych w mące oraz zdolność skrobi do kleikowania badane są za pomocą amylografu. Na wykresie, tzw. amylogramie (rys. 1-2, patrz kolejne strony), rejestrowane są zmiany lepkości zawiesiny mąki w wodzie, zachodzące na skutek pęcznienia i kleikowania ziarenek skrobi w trakcie stopniowego wzrostu temperatury o 1,5°C na minutę. Oznaczenie rozpoczyna się w temperaturze 30°C. Początkowo lepkość zawiesiny jest stała, a wykres stanowi linię prostą. Po przekroczeniu 50°C następuje gwałtowny wzrost lepkości zawiesiny, spowodowany pęcznieniem ziarenek skrobi. Na wykresie rejestrowane jest wznoszenie się krzywej do góry. Ten punkt określamy jako „temperatura początkowa kleikowania, T_p” (°C). Krzywa osiąga następnie swoje maksimum i zaczyna opadać, ponieważ nastąpiła degradacja ziarenek skrobi w mące w wyniku działalności enzymów amylolitycznych, co prowadzi do zmniejszenia lepkości zawiesiny. W tym momencie określana jest „temperatura końcowa kleikowania, T_k” (°C), oraz „lepkość maksymalna zawiesiny, (η_max)”, wyrażona w umownych jednostkach amylograficznych (AU). Zmiany temperatury zawiesiny w trakcie oznaczania w zakresie 30-90°C odpowiadają zmianom temperatury ciasta podczas wypieku.

^{fot. Za zgodą Brabender GmbH & Co. KG}

^{Pieczywo uzyskane z mąki o różnej lepkości maksymalnej zawiesiny}

Opracowana w latach 60. XX w. przez Hagberga i Pertena metoda oceny aktywności enzymów amylolitycznych, zwana „liczbą opadania” (ang. falling number), szybko zyskała popularność z uwagi na znacznie krótszy czas oczekiwania na wynik (10-15 min) w porównaniu do oceny amylograficznej (ok. 45 min). Zasada metody polega na pomiarze czasu, w którym nastąpi opadnięcie mieszadełka na dno probówki, w której pod wpływem enzymów zawartych w mące następuje upłynnianie kleiku skrobiowego, sporządzonego z wody i mąki. Metodyka wykonania tego oznaczania powoduje, że najniższa możliwa wartość liczby opadania to 61 sekund. Normy określające obie metody oceny aktywności enzymów amylolitycznych zawartych w mące dokładnie precyzują warunki wykonywania oznaczenia oraz parametry techniczne aparatury laboratoryjnej.

^{fot. Za zgodą Perten Instruments AB}

^{Pieczywo uzyskane z mąki o różnej liczbie opadania}

Jaka mąka, taki chleb

Mąki pszenne i żytnie dostarczane do zakładów piekarskich i ciastkarskich charakteryzują się dużym zróżnicowaniem wartości omawianych parametrów (tab. 1). Mąki pszenne wykazują niższą aktywność enzymów amylolitycznych, a więc wyższe wartości liczby opadania i lepkości maksymalnej zawiesiny. Różnice w wielkości ziarenek skrobi mąki pszennej i żytniej powodują, że temperatura początkowa i końcowa kleikowania skrobi jest zróżnicowana w zależności od rodzaju mąki. Poziom aktywności enzymów amylolitycznych w mące w dużej mierze uzależniony jest od stanu aktywności ziarna, z którego została wyprodukowana mąka. W latach, w których duży udział zbiorów stanowi ziarno porośnięte o wysokiej aktywności enzymów amylolitycznych, również mąka będzie wykazywała wysoki poziom aktywności.

^{Tabela 1. Zestawienie wyników oceny amylograficznej mąki pszennej i mąki żytniej produkowanej w Polsce (od-do). Źródło: Badania ZPZiP IBPRS}

Mąki pszenne

Mąki pszenne o lepkości maksymalnej zawiesiny poniżej 250 AU i liczbie opadania poniżej 150 s charakteryzują się wysoką aktywnością enzymów amylolitycznych (tab. 2). Uzyskane z takiej mąki pieczywo cechuje się płaskim bochenkiem oraz wilgotnym i lepkim miękiszem o ciemnej barwie. Pieczywo uzyskane z mąki pszennej o niskiej aktywności enzymów amylolitycznych (lepkość maksymalna zawiesiny powyżej 1000 AU i liczba opadania powyżej 300 s) charakteryzuje się kulistym kształtem oraz suchym miękiszem z tendencją do kruszenia się. Dobrą jakość pieczywa uzyskuje się z mąki pszennej o średniej aktywności enzymów amylolitycznych i lepkości maksymalnej zawiesiny w zakresie od 300 do 700 AU.

^{Tabela 2. Interpretacja wykresów amylograficznych mąki pszennej}

Mąka żytnia

Pieczywo uzyskane z mąki żytniej o bardzo wysokiej aktywności enzymów amylolitycznych (liczba opadania poniżej 70 s, lepkość maksymalna zawiesiny poniżej 100 AU) charakteryzuje się nieodpowiednią jakością, a skórka odstaje od miękiszu, który jest wilgotny i zbity. Niski wykres amylograficzny jest charakterystyczny dla mąki, w której na skutek procesów enzymatycznych nastąpił rozkład ziarenek skrobi. W mące uzyskanej z ziarna porośniętego następuje wzrost aktywności enzymatycznej, głównie α-amylazy, co prowadzi do rozkładu skrobi do dekstryn i tym samym do gwałtownego spadku lepkości maksymalnej zawiesiny. Mąki żytnie o lepkości maksymalnej zawiesiny 200-350 AU są odpowiednie do wypieku na kwasach, natomiast przy wypieku drożdżowym istnieje możliwość powstawania wilgotnego miękiszu.

^{Rys. 1. Przykładowy wykres amylograficzny mąki pszennej}

Mąki żytnie o lepkości maksymalnej zawiesiny powyżej 700 AU zawierają skrobię, która nie została rozłożona do dekstryn przy jednocześnie niskiej aktywności zawartych w mące enzymów. Pieczywo uzyskane z takiej mąki będzie kuliste, o małej objętości i słabo spulchnionym miękiszu, a chleb będzie szybciej czerstwiał. Odpowiednią jakość pieczywa uzyska się z mąki żytniej o średniej aktywności enzymów amylolitycznych, czyli liczbie opadania 125-200 s i lepkości maksymalnej zawiesiny 400-600 AU oraz temperaturze końcowej kleikowania na poziomie 63-68°C. Chleb z takiej mąki będzie miał miękisz pulchny, o dużej i równomiernej porowatości i ściśle przylegającej do niego skórce.

^{Rys. 2. Przykładowy wykres amylograficzny mąki żytniej}

Wraz ze wzrostem wartości liczby opadania wzrasta również lepkość maksymalna zawiesiny. Wyznaczony w niemieckich badaniach współczynnik korelacji między obiema metodami na poziomie r = 0,966 pozwala w dużym stopniu zastąpić czasochłonną ocenę amylograficzną oznaczaniem liczby opadania. W badaniach prowadzonych w Zakładzie Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego (ZPZiP IBPRS) w zakresie aktywności enzymów amylolitycznych mąki pszennej handlowej wyznaczony współczynnik korelacji między wynikami obu metod wyniósł r = 0,873.

^{Rys. 3. Zróżnicowanie liczby opadania i lepkości maksymalnej zawiesiny w zależności od przeznaczenia mąki pszennej}

Liczba opadania mąki a jej zastosowanie

Na podstawie badanych w ZPZiP IBPRS próbek mąki pszennej różnych typów stwierdzono zróżnicowanie poziomów aktywności enzymów amylolitycznych w mąkach pszennych przeznaczonych do produkcji różnych asortymentów pieczywa oraz wykorzystywanych w zakładach piekarskich o różnej zdolności produkcyjnej. Mąka pszenna typ 650, przeznaczona do produkcji bułek do hamburgerów, charakteryzowała się wyższą średnią liczbą opadania oraz maksymalną lepkością zawiesiny (odpowiednio: 392 s i 691 AU) niż mąka pszenna typ 750 Chlebowa, przeznaczona do produkcji chleba baltonowskiego (odpowiednio: 313 s i 397 AU). Liczba opadania mąki pszennej przeznaczonej do produkcji pieczywa cukierniczego kształtowała się natomiast w zakresie 260-420 s.  

autor: Anna Szafrańska
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego
Zakład Przetwórstwa Zbóż i Piekarstwa (ZPZiP IBPRS)

^{* W przemyśle zbożowo-młynarskim i piekarskim przyjęto określanie stanu aktywności enzymów amylolitycznych poprzez oznaczanie lepkości maksymalnej zawiesiny w ocenie amylograficznej (według metodyki określonej w normie PN-ISO 7973 Ziarno zbóż i przetwory zbożowe – Oznaczanie lepkości mąki – Metoda z zastosowaniem amylografu) oraz liczby opadania (według PN-EN ISO 3093 Pszenica, żyto i mąki z nich uzyskane, pszenica durum i semolina – Oznaczanie liczby opadania metodą Hagberga-Pertena).}