Autor: Dipl. ing. Marjan Ranogajec

.
Pšenica je žitarica koja se uzgaja u različitim klimatskim uslovima. Postoji veliki broj različitih sorti pšenice, a njihova zrna se mogu razlikovati po veličini, obliku, sadržaju glutena… Danas se žetva pšenice obavlja mašinski, pomoću kombajna koji odvaja zrno od ostatka biljke. Odvojeno zrno se sa njive vozi u silose, gde biva skladišteno, pre dalje prerade. Najznačajniji pravac u preradi pšenice je mlevenje, pri čemu se dobijaju različite vrste brašna i krupica, a sporedni proizvodi su mekinje i stočno brašno, kao i primese izdvojene u procesu pripreme (Žeželj, 2005). Proizvodi mlevenja služe kao osnovna sirovina u pekarstvu, pri čemu se dobija veliki asortiman pekarskih proizvoda, od kojih je najznačajniji hleb. Osnovna sirovina u proizvodnji hleba je brašno. Od njegovih osobina zavisi kvalitet, kako testa, tako i krajnjeg proizvoda. Po svom sastavu brašno je vrlo kompleksan prirodni materijal, čiji sastav i osobine variraju zavisno od sorte pšenice, klimatskih uslova, primenjenih agrotehničkih mera, načina meljave, pravilnog skladištenja i čuvanja.
.

Mlevenje pšenice

Zadatak mlevenja pšenice je da se razdvoje anatomski delovi zrna i da se zrno usitni. Mlevenjem pšenice dobijaju se brašna i krupice za ljudsku ishranu, stočna brašna i mekinje, koji se koriste kao stočna hrana, i u maloj količini se izdvaja klica. U pripremi za mlevenje se izdvajaju primese, koje se većim delom koriste u ishrani stoke. Brašna i krupice čine usitnjene čestice jezgra endosperma, dok stočno brašno i mekinje potiču od omotača i aleuronskog sloja. Kako proces mlevenja nije savršen, deo omotača, aleuronskog sloja i klice se usitni i pomeša sa brašnom, dok deo jezgra endosperma završi u mekinjama. Efikasnost razdvajanja zavisi od mlevnih karakteristika pšenice (meljivost) i načina vođenja tehnološkog procesa pripreme i mlevenja.

Pre samog procesa mlevenja, potrebno je očistiti i kondicionirati zrno. Čišćenje obuhvata prolazak zrna kroz niz mašina pomoću kojih se uklanjaju primese (crne i bele primese). Tu spadaju sita sa različitim veličinama i oblikom otvora, izdvajači kamena, trijeri, čistilice, ribalice i magneti. Prilikom kondicioniranja zrnena masa se prska vodom i tako joj se povećava vlažnost. Kondicioniranje je potrebno radi naglašavanja strukturnih i mehaničkih razlika izmedju anatomskih delova zrna (omotač treba da je što žilaviji, endosperm što rastresitiji i klica što plastičnija), kako bi se dobilo što više brašna sa što manje mineralnih materija, uz što manji utrošak energije. Prilikom kondicioniranja dolazi i do slabljenja veza između različitih delova zrna.

Postupak mlevenja se sastoji iz sukcesivnog usitnjavanja i razvrstavanja usitnjenog mliva. Postupak obuhvata krupljenje, rastvaranje krupice i okrajaka i izmeljavanje. Krupljenjem se razdvajaju anatomski delovi zrna, sa težnjom da se dobije što manje brašna, a što više krupnih delova. Proces obuhvata obično 4-6 pasaža krupljenja. Rastvaranjem krupice i okrajaka se ustvari naziva njihovo usitnjavanje na valjcima. Teži se da se čestice omotača sa okrajaka što manje usitne, kako ne bi dospele u brašno. Izmeljavanjem se čestice krupice i okrajaka usitne i dobije se brašno za različite namene.
.

Vrste i tipovi pšeničnog brašna

Tipska i namenska brašna su proizvodi mlevenja sa tačno definisanim sadržajem mineralnih materija i kiselinskim stepenom. Dobijaju se mešanjem i homogenizacijom pasažnih brašna. Tipizacija se vrši na osnovu sadržaja mineralnih materija, tako što se udeo pepela pomnoži sa 1000. Po našim propisima, pšenična brašna su svrstana, prema sadržaju pepela, u sledeće tipove: T-400 (belo), T-500 (belo), T-850 (polubelo), T-1100 (crno). Prekrupa predstavlja usitnjeno celo zrno (Žeželj, 2005).

Bela brašna imaju sadržaj pepela do 0,55%. Potiču iz središnjeg dela zrna i skoro su bez prisustva omotača i aleuronskog sloja. Proizvode se dva tipa: tip 400 (T–400, pepeo do 0,45%) i tip 500 (T–500, pepeo između 0,46-0,55%). Bela brašna su obično čestica sitnijih od 180 µm, tj. meka, bele boje, imaju nizak sadržaj proteina i glutena (ali je gluten odličnih pecivnih osobina), masti, vitamina i enzima. Slabih su nutritivnih karakteristika, ali sa odličnim tehnološkim svojstvima.

Polubela brašna imaju sadržaj pepela između 0,75 i 0,9%. Potiču iz centralnih delova endosperma, ali imaju veći sadržaj omotača i aleuronskog sloja i otuda su i tamnije boje. Najčešće se proizvode dva tipa: tip 800 (T–800) i tip 850 (T–850). Koriste se za proizvodnju hleba i glutena, kao i u konditorkoj industriji. Proizvode se kao meka. Odlikuju se većim sadržajem proteina i glutena, masti, vitamina i enzima u odnosu na bela brašna.

Crna brašna imaju visok sadržaj pepela, od 0,95 do 1,15%. Tamne su boje usled prisustva velikog udela perifernih delova zrna. Najčešće se proizvodi tip 1100 (T-1100). Najviše se koriste za proizvodnju hleba.
.

Hemijski sastav pšeničnog brašna

Hemijski sastav brašna zavisi od hemijskog sastava zrna i tipa brašna, dok hemijski sastav zrna zavisi od vrste i sorte pšenice, zemljišta, klime, vremenskih i agrotehničkih uslova tokom vegetacije (Auerman, 1988).

Sadržaj osnovnih komponenti pojedinih vrsta pšeničnog brašna uobičajenog za naše podneblje prikazan je u Tabeli 3 ( Žeželj, 2005).

Tabela 3: Sadržaj osnovnih komponenti pojedinih vrsta pšeničnog brašna

Materija	Tip 400	Tip 500	Tip 850	Tip 1100	Prekrupa
Voda	15,0	14,5	14,0	13,5	14,0
Min.materije	<0,45	0,45-0,55	0,80-0,90	1,05-1,15	<1,70
Proteini	10,3	11,1	11,7	12,8	12,5
Skrob	68	67	65	63	57
Šećeri	1,8	1,7	1,8	1,8	3,4
Masti	1,00	1,20	1,60	2,00	2,20
Balaste materije	4,0	4,2	5,0	6,1	11,4

Voda je vrlo važan faktor održivosti brašna. Sa porastom sadržaja vlage, smanjuje se apsorpciona moć brašna, a time i prinos hleba. Sadržaj vode u brašnu je ograničen propisima i kod nas iznosi najviše 15 % (Žeželj, 2005).

Šećeri koji se nalaze u pšeničnom brašnu su: glukoza, fruktoza, rafinoza, maltoza, saharoza, melobioza, glukofruktozan. Količina šećera, naročito maltoze, se znatno povećava pri klijanju zrna (Auerman, 1988). Ova početna količina fermentabilnih šećera, 1,0-1,8 % u brašnu (Žeželj, 2005) ili 0,7-2,8 % na suvu materiju brašna (Auerman, 1988), služi kao hrana kvascu, u početnoj fazi procesa fermentacije. Važnu ulogu ugljeni hidrati imaju i u procesu stvaranja boje kore, preko učestvovanja u Maillardovim i reakcijama karamelizacije. Ukupni sadržaj šećera u pšeničnom brašnu iznosi oko 1 %, pri čemu između različitih tipova brašna nema značajnije razlike, ukoliko je odstranjena klica u kojoj se nalazi najveći deo šećera (Žeželj, 2005).

Mineralne materije brašna čine fosfor, kalcijum, magnezijum, hlor, kalijum. Ostali elementi su zastupljeni u tragovima (Žeželj, 2005).

Lipidi brašna se uglavnom sastoje od triglicerida nezasićenih masnih kiselina. Njihovo prisustvo može dovesti do užegnuća brašna. Pored triglicerida, prisutni su i fosfolipidi, lipoproteini i glukolipidi (Žeželj, 2005). Masti su koncentrisane u klici, dok su ostali delovi zrna znatno siromašniji. U belom brašnu je sadržaj masti od 1,15-1,8 %, a u crnom 3,5-4,4 %.

Proteini brašna su isti kao i proteini pšenice, tj. to su albumini, globulini, glijadini i prolamini. Oni, tj. gluten, su direktno odgovorni za formiranje strukture testa.

Skrob zauzima najveći udeo u masi brašna, oko 70 % (Auerman, 1988). Pšenična skrobna zrna su okruglog oblika i veličine od 5 do 50 mm (Kaluđerski i Filipović, 1998). Na osobine testa utiče sadržaj skroba u brašnu, veličina skrobnih zrna i stepen njihove oštećenosti. Sitnija kao i oštećena skrobna zrna, mogu da apsorbuju više vode (Auerman, 1988). Skrob se sastoji iz dve makromolekulske komponente: amiloze (nerazgranati polimer) i amilopektina (razgranati polimer).

Balaste materije su vrlo značajne sa stanovišta ishrane, i ako se u ljudskom organizmu ne resorbuju. To su celuloza, hemiceluloza, lignin, pentozani.

Vitamini su u brašnu zastupljeni u vrlo malim količinama. Najviše ima vitamina B-grupe, manje tokoferola, dok je sadržaj ostalih vitamina zanemarljiv.

Enzimi prisutni u brašnu su proteaze, a-amilaza i b-amilaza i lipoksigenaza (Auerman, 1988). Njihova aktivnost započinje u momentu kontakta sa vodom, prilikom mešenja, a završava se u toku pečenja hleba.
.

Tehnološki postupak proizvodnje hleba

Priprema hleba je verovatno jedna od najstarijih tehnologija u istoriji čovečanstva. Zabeleženo je da su stanovnici Vavilona, Egipta, Grčke I Rima imali hleb u svom jelovniku još u prehrišćanskom dobu. Od tog vremena pekarska tehnologija se razvijala u mnogo različitih pravaca. Nove sirovine i sastojci uključeni su u recepturu hleba, a nauka je generisala konstantan i impresivan progres pekarstva.

Činjenica je da na različitim podnebljima postoje velike razlike kako u pogledu recepture, tako i samog postupka pripreme hleba. Ove razlike u skladu su sa istorijom, tradicijom i religijom naroda koji u tim regionima žive.

Postupak proizvodnje hleba na tradicionalan način obuhvata pripremu i odmeravanje sirovina, mešenje, fermentaciju u masi, deljenje i okruglo oblikovanje, intermedijarnu fermentaciju, završno oblikovanje, završnu fermentaciju i pečenje.
.

Fermentativna aktivnost kvasca u toku proizvodnje hleba

Rezultat aktivnosti kvasca u testu je nastajanje CO2 čime se menjaju njegove fizičke osobine što obezbeđuje da hleb dobije rahlu, poroznu strukturu. Podjednako je važno što se za to vreme u testu nakupljaju proizvodi metabolizma kvasca koji daju ukus i aromu svojstvenu hlebu od dobro fermentisanog testa (Auerman, 1988).

Fermentativna aktivnost kvasca započinje u trenutku mešenja testa, ali tokom ove operacije njen intenzitet je mali. Aktivnost kvasca se nastavlja tokom operacija deljenja i oblikovanja testa i intenzivira se tokom završne fermentacije, kao i u prvoj fazi pečenja.

Zimazni kompleks enzima kvasca fermentiše šećere u etanol i CO2. Pekarski kvasac fermentiše sve glavne šećere brašna: glukozu, fruktozu i maltozu, ali i saharozu. Glukozu i fruktozu kvasac fermentiše neposredno, dok se saharoza invertuje saharazom u glukozu i fruktozu. Brzina inverzije je velika pa je već nekoliko minuta po završetku mešenja ukupna količina saharoze koju testo sadrži invertovana. Molekul maltoze se u testu hidrolizuje maltazom na dva molekula glukoze. Maltoza se, u testu, obrazuje iz skroba usled delovanja amilolitičkih enzima brašna.

Ćelije pekarskog kvasca prvo fermentišu glukozu i fruktozu. Ukoliko su oba šećera istovremeno prisutna fermentacija glukoze je nešto brža. Maltozu kvasac fermentiše tek kada je iscrpljena sva raspoloživa količina glukoze i fruktoze. Fermentacija maltoze zahteva prestrojavanje enzimskog aparata u kvasnoj ćeliji usled čega dolazi do privremenog smanjenja brzine stvaranja CO2. Po završetku prilagođavanja kvasca brzina nastajanja CO2 se povećava, a njeno ponovno usporavanje indikator je smanjenja sadržaja maltoze u testu.
Kada se, u skaldu sa recepturom, testu dodaje saharoza početak fermentacije maltoze se odlaže. Ukoliko je količina saharoze u testu dovoljna, praktično ne dolazi do fermentacije maltoze.

Ukupna količina CO2 koja nastaje metaboličkom aktivnošću kvasca u testu je oko 70% od teorijski moguće vrednosti. Razlog tome je utrošak izvesne količine šećera na energetske potrebe i druge metaboličke procese koji se odvijaju u kvasnim ćelijama tokom njihove životne aktivnosti u testu.

Po isteku završne fermentacije testo mora da sadrži izvesnu količinu fermentabilnih šećera (2-3%) neophodnu za fermentaciju u početnim fazama operacije pečenja i za normalno obojenje kore pšeničnog hleba koja nastaje usled njihove karamelizacije i Maillardovih rakcija.
.

Brzina fermentacije u testu

Na brzinu fermentacije u testu utiču (Auerman, 1988):

• temperatura testa,
• vrednost pH testa,
• sadržaj biogenih elemenata, vitamina i minerala u testu,
• količina kvasca u testu,
• sadržaj kuhinjske soli u testu i
• sadržaj šećera i masti u testu.

Optimalna temperatura razmnožavanja pekarskog kvasca je oko 25°C dok je optimalna temperatura fermentacije oko 35°C. Promenom temperature za 10°C u ovom intervalu brzina fermentacije se udvostručuje. Pri progrevanju testa prilikom pečenja ubrzava se fermentacija do oko 35°C kada dostiže svoj maksimum. Aktivnost ćelija kvasca u testu još je intezivna do 40°C, a iznad 45°C značajno se smanjuje. Pri temperaturi testa od 50°C kvasne ćelije umiru.

Optimalna vrednost pH za disanje kvasnih ćelija i fermentaciju je od 4-6. Fermentacijom pšeničnog testa od tipskog brašna vrednost pH se smanjuje sa 6 na 5 i nalazi se u optimalnim granicama.

Azotne materije koje sadrži brašno visokog izmeljavanja i aminski azot, koji se u testu skuplja u toku proteolize, služe kvascu kao izvori biogenog azota. Tiamin, biotin i pantotenska kiselina kao i neki drugi vitamini suštinski utiču na metaboličku aktivnost kvasca. Dodatak različitih kalcijumovih i amonijumovih soli u testo stimulativno utiče na ćelije kvasca i ubrzava njegovu fermentativnu aktivnost.

Pri izradi pšeničnog testa sveži kvasac se koristi u količini 0,5-3% na brašno, a tokom fermentacije testa u uobičajenom trajanju ne dolazi do razmnožavanja kvasca.

Vrlo mali sadržaj kuhinjske soli može stimulisati razmnožavanje kvasca, ali količine koje se uobičajno koriste u pekarstvu (1,5-2% na masu brašna) usporavaju fermentaciju delujući na same ćelije kvasca i smanjuju aktivnost amilolitičkog enzimskog kompleksa brašna čime se smanjuje raspoloživa količina maltoze.

Visoke koncentracije šećera izazivaju plazmolizu kvasnih ćelija čime se smanjuje produkcija CO2. Masti dodate u testo formiraju film po površini ćelija kvasca čime je ometena normalna razmena hranljivih materija i proizvoda ćelijskog metabolizma sa supstratom.
.

Literatura

1. Auerman, L.J. (prevod): Tehnologija pekarske proizvodnje, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1988.
2. Hadžić, O., Takači, Đ.: Matematika za studente prirodnih nauka, Prirodno Matematički Fakultet, Novi Sad, 1998.
3. Kaluđerski, G. i Filipović, N.: Metode ispitivanja kvaliteta žita, brašna i gotovih proizvoda, Tehnološki fakultet, Zavod za tehnologiju žita i brašna, Novi Sad, 1998.
4. Paunović T.: Primena statističkih metoda za ispitivanje uticaja mesta uzgoja na tehnološke karakteristike semena novih hibrida suncokreta, diplomski rad, Tehnološki fakultet , Novi Sad, 2008.
5. Pavličić, D., Lovrić, M., Žižić, M.: Metodi statističke analize, Ekonomski fakultet, Beograd, 1998.
6. Pejin, D.: Tehnologija pekarskog kvasca, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1989.
7. Stojković, M.: Statistika, Ekonomski Fakultet, Subotica, 2001.
8. Pravilnik o kvalitetu i drugim zahtevima za pekarski kvasac, Sl. SRJ br. 9/2002
9. Pravilnik o kvalitetu žita, mlinskih i pekarskih proizvoda, testenina i brzo smrznutih testa, Službeni list SRJ br. 52/95
10. SRPS E.M8.022, Pravilnik br 07-93/174 od 1987, Sl.SFRJ br. 56/87
11. SRPS E.M8.024, Pravilnik br 07-93/174 od 1987, Sl.SFRJ br. 56/87
12. Šiler-Marinković, S.:Mikrobna biomasa, Tehnološko-Metalurški fakultet, Beogred, 2006.
13. Žeželj, M.: Tehnologija žita i brašna: prerada brašna, Glas javnosti, Beograd, 2005.