Интересно о хлебе: химия хлеба

Цели урока: дать возможность учащимся применить и закрепить знания об органических веществах на примере химии хлеба; открыть для себя неизвестные страницы о таком популярном продукте.

Из истории… (слайд 2)

Самый первый хлеб, который нашли ученые на земле, оказался в гробнице египетского фараона Рамсеса ІІІ, жившего за тысячу двести лет до начала нашей эры. В ту пору даже для властителя пекли его из растертых ручными жерновами зерен в виде грубых пресных лепешек. Не очень-то они были вкусными, да и разгрызть такую лепешку можно было только размочив в воде. Еще более древним способом считается приготовление похлебки или каши из истолченных или грубомолотых зерен. Этот вид хлеба сохранился в виде некоторых народных кушаний и сегодня: например, итальянская полента или румынская мамалыга, пшенная каша на юге нашей страны или гречневая каша на севере Франции, в Бретани и Нормандии.

(слайд 3) Печь хлеб из квашеного теста умели уже культурные народы древности: жители Малой Азии, Древней Греции и Рима. А вот в Западную Европу такой хлеб пришел в начале средних веков. Наша страна всегда славилась удивительным умением выпекать разнообразные хлебы. В XVI—XVII веках маленькие московские пекарни называли “хлебными избами”, а предприятия побольше именовали “хлебными палатами”. В Московском Кремле стоял государев “хлебный дворец”. Чего только не выпекали мастера: караваи ситного, сайки, калачи, сдобные плюшки и булки, булки, булки всех форм и размеров. Но... в основном это был товар для богатых. Простому люду по карману был только хлеб ржаной, который кормил мужика плотно, без обмана. Почтенна была и профессия хлебопека, древняя и очень важная профессия в городах. Хорошие пекари были богатыми людьми. Но тех, кто намеренно изготавливал товар низкого качества, жестоко наказывали. Еще в Византии их брили наголо, ставили у позорного столба, пороли плетьми и даже изгоняли...

(слайд 4) Замешивание теста и выпечка хлеба – это, пожалуй, самые древние химические процессы, известные человеку. Для приготовления теста и выпечки хлеба необходимы мука, вода (или молоко), дрожжи (или иные разрыхлители), а также соль, сахар, жиры.

(слайд 5) Основным сырьем для производства хлеба является мука (пшеничная и ржаная различных сортов). В муке содержится 10% белков, 1,5% жиров, 70% углеводов (сахаров, крахмала, клетчатки), а так же магний, железо, калий и витамины В1, В2, РР.

(слайд 6) Состав питательных веществ в хлебе (таблица на слайде)

Казалось бы, что может быть лучше традиционного рецепта, по которому выпекают хлеб, ведь эти общепринятые стандарты формировались веками и используются по сей день. Однако в наше время при приготовлении хлеба используются различные пищевые улучшители и добавки. (Слайд 7)

В отдельных сортах может использоваться кукурузная и овсяная мука. Химический состав муки зависит от состава и качества зерна, выхода муки.

Для выпечки хлеба применяются комплексные пищевые добавки, в состав которых входят следующие ингредиенты:

• натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Е466);
• модифицированный крахмал (Е1422);
• моноглицериды дистиллированные (Е471);
• бутилгидроксианизол (Е320);
• бутилгидрокситолуол (Е321);
• лимонная кислота (Е330);
• сорбиновая кислота (Е200);
• лактилат натрия (Е481).

Тут очевиден плюс заводского производства, потому что пекарням финансово не выгодно тратить много времени на приготовление хлеба, ведь, как известно, время — деньги. И в данном случае речь о здоровье идет редко. Частные предприятия и мини-пекарни в основном производят хлеб по собственным рецептам. Мало кто знает, что изготовители не обязаны раскрывать свои ТУ (технические условия, принятые самим производителем, но утвержденные законодательными органами) и рецепты на упаковке. По закону, это их ноу-хау и “военная тайна”.

(Слайд 8) По своим техническим условиям дешевый, не элитный хлеб делают в основном экономные производители. То есть, они закупают недорогую муку, а недостаток белка, определяющего питательность хлеба, компенсируют разными способами. Чаще всего добавляют соевое молоко. Как говорится, дешево и сердито. Вот только хлебушек с соевым молоком быстро покрывается плесенью, потому что слишком влажный. За ускоренную технологию и низкую себестоимость приходится платить качеством. Такой хлеб должен быть съеден за первой же трапезой. Как же правильно выбрать хлеб, когда на полках такое разнообразие?
Прежде всего, необходимо читать информацию на этикетках. Например, нарезной батон, посмотрите, что туда добавили. Подойдет мука в/с, дрожжи, сахар, соль, масло или маргарин. А если есть какая-то неизвестная добавка Е, то это уже не будет “привычный” батон. Следует знать: если фирма утвердила такую рецептуру и по ней работает, это не считается нарушением. Разница только в натуральности. Стоит помнить, что изготовитель может сэкономить на всем: была мука высшего сорта — заменим на первый сорт, имелось масло подсолнечное — пусть будет соевое, а чтобы подольше не черствел, так немного “химии” добавим”.
Отличить “химический” хлеб от натурального непросто. На вид и тот, и другой могут быть идентичными. Но! Если вы купили батон, мякоть которого тянется, немедленно выбрасывайте его! Такой хлеб заражен картофельной или сенной палочкой. Разрезав его, вы сразу почувствуете запах гнили и затхлости. Картофельная палочка для здоровья человека не опасна, однако ей под силу испортить вкус любого хлеба.

Немного о технологии приготовления хлеба. (Слайд 9)

Приготовление хлеба начинается с замеса для получения однородного по всей массе теста. Его продолжительность 7– 9 мин для пшеничного хлеба и 5-7 мин для ржаного хлеба, в это время происходят сложные, в первую очередь, коллоидные процессы: набухание муки, слипание ее частичек и образование массы теста. В них участвуют все основные компоненты теста: белки, углеводы, липиды, однако ведущая роль принадлежит белкам. Белки, связывая воду, набухают, отдельные белковые макромолекулы связываются между собой за счет разных по энергии связей и взаимодействий и под влиянием механических воздействий образуют в тесте трехмерную сетчатую структуру, получившую название клейковинной. Это растяжимый, эластичный “скелет” или “каркас” теста, во многом определяющий его физические свойства, в первую очередь упругость и растяжимость. В этот белковый каркас включаются крахмальные зерна, продукты деструкции крахмала, растворимые компоненты муки и остатки оболочек зерна. На него оказывают воздействие углекислота и поваренная соль, кислород воздуха, ферменты.

В дальнейшем, в ходе брожения теста, клейковинный каркас постепенно растягивается. Основная часть теста представлена крахмалом, часть зерен которого повреждена при помоле. Крахмал также связывает некоторое количество воды, но объем его при этом увеличивается незначительно. Кроме твердой (эластичной) в тесте присутствует и жидкая фаза, содержащая водорастворимые (минеральные и органические) вещества, часть ее связывается нерастворимыми белками при их набухании. При замесе тесто захватывает и удерживает пузырьки воздуха. Следовательно, после замеса тесто представляет собой систему, состоящую из твердой (эластичной), жидкой и газообразной фаз.

Совокупность процессов, протекающих в тесте за это время, объединяют общим понятием “созревание теста”. В созревающем тесте идет процесс спиртового и молочнокислого брожения. Образовавшийся при спиртовом брожении диоксид углерода разрыхляет тесто, а этиловый спирт участвует в образовании аромата хлеба. Интенсивность брожения зависит от активности  дрожжей, их качества, от количества сахара, находящегося в муке и тесте, температуре, кислотности среды. Молочнокислое брожение вызывают молочнокислые бактерии, попадающие в тесто из воздуха с мукой. Их делят на две группы. Первая – гомоферментативные (типичные, истинные) бактерии оживают гексозу с образованием главным образом молочной кислоты, вторая – гетероферментативные (нетипичные, неистинные), они наряду с молочной кислотой вырабатывают уксусную кислоту, этиловый спирт, диацетил, диоксид углерода и другие соединения. В пшеничном тесте преобладает спиртовое,  ржаном – молочнокислое брожение.

Одновременно идут и другие биохимические процессы (слайд 10):

• гидролизе крахмала, мальтозы и сахарозы;
• частичному гидролизу подвергаются и пентозаны.
• наряду с набуханием белков они подвергаются частичному протеолизу. Частичный протеолиз в тесте из сильной муки желателен. Он приводит к улучшению физических свойств теста, а в результате взаимодействия восстанавливающих сахаров с продуктами деполимеризации белков (меланоидинообразование) улучшаются его вкус и аромат, окраска корки хлеба. В тесте из слабой муки интенсивный протеолиз нежелателен, он приводит к увеличению неограниченного набухания белков, ухудшает физические свойства теста. Хлеб получается расплывшийся, недостаточного объема.

На эти процессы значительное влияние оказывает температура. В ходе выпечки, по мере превращения теста в хлеб, в нем протекает комплекс сложных процессов (слайд 11).

• в начале выпечки брожение ускоряется, наиболее интенсивно оно идет при температуре 35°С, образуется этиловый спирт, диоксид углерода, молочная и уксусная кислоты;
• по мере роста температуры брожения затухает, а затем прекращается при 50-60 °С. Интенсивность образования диоксида углерода, тепловое расширение газов в тесте приводят к увеличению его объема. При повышении температуры белки теряют часть присоединенной ранее воды, проходит неполный их протеолиз, а при температуре 70 °С и выше они частично денатурируют, теряют эластичность, уплотняются; 
• крахмал при выпечке частично поглощает выделенную белками влагу, клейстеризуется и частично гидролизуется с образованием декстринов и некоторого количества сахаров. Особенно энергично  гидролиз крахмала идет при выпечке ржаного хлеба;
• в ходе выпечки интенсивно протекают процессы формирования вкуса и запаха хлеба. Большая роль в этом принадлежит например изовалериановому эфиру, имеющему запах ржаной  корки, а также фурфуролу и оксиметилфурфуролу. Последние образуются во время выпечки из моноз. Решающая роль в образовании аромата и вкуса хлеба, румяной  поджаристой, хрустящей, приятно пахнущей корки хлеба  принадлежит  реакции меланоидинообразования.

Хлеб – один из важнейших продуктов питания. В нем содержатся многие важнейшие пищевые вещества. Немного о состоянии основных пищевых веществ, присутствующих в хлебе (слайд 12):

• белки хлеба денатурированы;
• крахмал частично клейстеризован, деполимеризован;
• липиды адсорбированы или образуют комплексы с белками и углеводами;
• пищевые волокна (клетчатка, гемицеллюлозы) находятся в размягченном и набухшем состоянии

Это должен знать каждый! (слайд 13):

– В питании человека хлеб является важным источником белка, покрывающим его суточную потребность на 30%. В то же время в белках хлеба существует дефицит лизина и треонина. В ржаном хлебе содержится несколько больше незаменимых аминокислот, но и в ржаном хлебе лизин и треонин дефицитны. В пшеничном хлебе из целого зерна содержание этих аминокислот несколько выше, чем в хлебе и муки высоких  сортов.

– Из минеральных веществ хлеб частично покрывает потребность человека в железе.

– Основной компонент хлеба – углеводы (крахмал). Он наряду с другими сахарами служит энергетическим материалом. Потребить человека в углеводах покрывается хлебом на 50 % (из пшеничной муки 1 сорта) и 40 % (из ржаной муки).

– Из витаминов хлеб наиболее полно покрывает потребности человека в тиамине (B1), однако витамины группы В концентрируются в оболочке зерна, и  в муке высоких сортов этих витаминов мало. Если в  пшеничном хлебе из цельного зерна 0,27 мг % витамина В, в белом хлебе из муки высшего сорта лишь 0,11 мг %, витамин В – 0,13 и 0,06 мг %, витамина РР – 4,20 и 0,92 мг %.

– Хлеб является важным источником пищевых волокон.  С этих позиций наиболее полезен хлеб из муки грубых помолов соответственно. Витаминов же А и С в хлебе практически нет.

У каждого народа существует исторически сложившийся ассортимент хлеба и хлебобулочных изделий, разнообразных по форме и составу (слайд 14.)

Поляница – очень популярна в Украине.

Лаваш армянский – пекут знаменитый, древнейший из хлебов из тончайших листов теста.

Черный хлеб (столичный) – новый улучшенный сорт традиционного черного хлеба, очень популярен в России.

Каравай – круглый или прямоугольный сладкий дрожжевой хлеб, выпекали на Руси.

Лепешки – популярны у жителей Средней Азии.

Батон – является одной из разновидностей хлебобулочных изделий. Существует множество разных сортов батона, при этом большинство из них изготовляется из более сдобного теста

В мире существует огромнейшее разнообразие сортов хлеба (слайд 15)

Маца — традиционный еврейский хлеб из белой муки, который выпекают из пресного теста.

Питта — плоский хлеб Ближнего Востока, выпекается из белой и непросеянной муки. Иногда имеет форму кармана, куда кладут начинку.

Бриошь — сладкая булка из сдобного теста на пивных дрожжах с добавлением масла, изготавливается во Франции.

Наан — индийский хлеб на дрожжевой опаре в форме слезы. Выпекается на стенке горячей духовки.

Фокача — итальянский хлеб из дрожжевого теста, по форме напоминающий пиццу. Выпекается с травами и чесноком.

Пышки и пончики — круглый дрожжевой хлеб, производят в России.

(слайд 16) Хлеб действительно единственный в своем роде продукт с богатейшей историей, и нет такой кухни в мире, где не присутствовал бы хлеб.

(слайд 17) Хлеб в доме является символом благополучия и богатства, так как хлеб не раз спасал от голода целые народы. Этот продукт наделяли и некой мистической силой: считалось, что если взять хлеб в дорогу, он не только всегда насытит, но и будет оберегать в пути. Хлеб может использоваться в качестве абсолютно самостоятельного продукта питания, и ни в одной кухне мира нет другого такого продукта.