Липиды можно извлечь из муки и теста с помощью различных растворителей. Если извлеченные липиды внести обратно, то обычно первоначальные свойства муки или теста восстанавливаются лишь частично. Даже при временной адсорбции мукой паров этанола, когда из нее не удаляется ни одна из ее составных частей, в тесте наблюдается повышение сопротивляемости деформации и уменьшение растяжимости.
Полное восстановление хлебопекарных качеств, а также пригодности для выработки печенья было отмечено после экстрагирования муки последовательно эфиром и водонасыщенным н-бутанолом и обратным внесением извлеченных липидов. Каннингэм и Глинка сообщают, что при экстрагировании муки петролейным эфиром и последующем возвращении этой фракции скорость потери броматов полностью восстанавливается. Однако после экстракции более сильным растворителем — водонасыщенным н-бутанолом — такой результат не наблюдается. Неполное восстановление первоначальных свойств в результате обратного внесения всех извлеченных веществ вовсе не обязательно связано с изменениями оставшихся составных частей муки. Липиды муки в связи с их ненасыщенностью могут легко окисляться при концентрировании экстрактов или в процессе их выделения. Наконец, как будет показано ниже, чтобы оказать должное влияние на поведение теста, липиды должны находиться в определенном положении и быть связанными определенным образом с белками муки. В настоящее время все еще остается неясным, в результате каких именно влияний большинство опытов по восстановлению муки кончалось неудачей.
Липиды муки образуют сложную смесь, содержащую триглицериды, моноглицериды, жирные кислоты, фосфатидилхолин, этаноламин, галактозилглицериды, магниевую соль фосфатидиновой кислоты и стеролы, причем каждое из указанных веществ имеет свой показатель растворимости, а многие из них при растворении взаимодействуют друг с другом. В соответствии с указанным влияние экстракции жира на свойства теста зависит от используемого растворителя.
Обезжиривание муки высоких выходов с помощью петролейного эфира, согласно показаниям экстенсографа, вызывает повышенную чувствительность теста к кислороду. Возможно, что повышенная сопротивляемость и меньшая растяжимость теста после экстракции муки различными растворителями по сравнению с тестом из неэкстрагированной муки обусловлено увеличением влияния на тесто атмосферного кислорода после извлечения жира. Снижение потребности в броматах после экстракции четыреххлористым углеродом объясняется, по-видимому, также этим обстоятельством. Указанными наблюдениями можно объяснить противоречивые сообщения о влиянии обезжиривания на качество хлеба. На одни сорта муки дополнительное окисление действует положительно, у других сортов, которые уже находятся в стадии оптимального окисления, при дополнительном окислении появляются все признаки чрезмерной обработки.
Однако многие другие наблюдаемые явления вряд ли можно объяснить на основе окислительных процессов. Экстракция с помощью водонасыщенного н-бутанола или смеси ацетона с водой в пропорции 4 : 1 снижает связность и растяжимость клейковины, однако при длительном периоде замеса все же можно получить более или менее нормальное тесто.
Указанные примеры подтверждают то, что извлечение из муки содержащихся в ней менее чем 2% липидов может оказать крайне неблагоприятное влияние на ее хлебопекарные качества. Специфическое влияние липидов (на единицу веса вещества) значительно Сильнее, чем соответствующее влияние белка, а действие одного определенного липидного компонента может быть еще более значительным. Практически, помимо липидов муки, в тесте обычно содержится комбинированный жир (шортнинг). Влияние последнего на свойства теста, согласно различным экстенсограммам и фаринограммам, незначительно и зависит как от типа жира, добавленного в тесто, так и от типа муки, однако, несмотря на слабое влияние на качество теста (как это установлено обычной методикой), добавление его к тесту оказывает значительный положительный эффект на объем и структуру хлеба. Это объясняется, по-видимому, повышением газоудерживающей способности теста, в особенности на последних стадиях выпечки.
Включение в раздел о липидах поверхностно-активных соединений или детергентов оправдывается тем обстоятельством, что некоторые липиды, например жирные кислоты и глицерилмоностеарат, сами по себе поверхностно-активны и что детергенты влияют на растворимость многих липидов. Анионные ПАВ в концентрации 0,1% в муке, как и 1% натриевых солей насыщенных (от С6 до С12) жирных кислот, делают клейковину более крепкой и улучшают консистенцию и устойчивость теста при замесе, что соответственно подтверждается показаниями фаринографа. Добавление 1% этих ПАВ также увеличивает период формирования теста. Катионные и неионогенные ПАВ в указанном отношении оказались неэффективными. Изложенные результаты вполне совпадают с материалами прежних исследователей. Полиоксиэтиленовые стеараты в концентрации до 2% замедляют первую фазу развития теста и слегка снижают максимальную консистенцию. Добавление от 0,25 до 1% стеарил-2-лактата кальция увеличивает устойчивость теста при замесе и оказывает влияние на характер фаринограмм клейковины.
Рассматривая значение липидов муки или добавленного комбинированного жира, следует иметь в виду, чтолипиды очень тесно связаны с белками клейковины и часто для обозначения комплекса клейковины и липидов пользуются обобщенным термином «липопротеиды». Сырая клейковина, отмытая из теста обычным способом, содержит от 50 до 75% липидов муки. В сырой клейковине было обнаружено также от 50 до 95% добавленных ненасыщенных натуральных жиров, ненасыщенных жирных кислот или их сложных эфиров и вазелинового масла. Белково-липидный комплекс, по-видимому, уже имеется в самой муке. Это подтверждается тем обстоятельством, что во фракции клейковины, полученной путем извлечения уксусной кислотой из муки, выработанной из мягкой пшеницы, содержится 55% липидов муки. Тем не менее липиды легче извлекаются из муки, чем из теста, что, очевидно, связано со смачиванием муки и в особенности с замесом. Соль также снижает прочность связей между липидами муки и другими составными частями, этим самым указывая на то, что данные связи частично электростатичны. Фосфолипиды — наиболее прочно связанная фракция липидов, причем имеет место связь преимущественно с менее растворимыми фракциями клейковины. Фосфолипиды с полярной группой на одном конце молекулы и гидрофобными цепями парафина на другом конце могут легко образовать слои, связывающие молекулы белка с полярной группой на одном конце и со слегка полярными липидами на другом конце. Этим, по-видимому, можно объяснить, почему фосфолипиды извлекаются труднее, чем другие фракции липидов.
Данные микроскопических исследований дают основание предполагать, что в тесте липиды муки и жиры располагаются на поверхностях раздела между крахмалом и клейковиной, а возможно, и между разными тяжами клейковины. При исследовании пшеничной муки и ее фракций с помощью рентгеновских лучей (под малым углом) обнаруживается промежуточный слой в 45—48, связанный с фракцией фосфолипидов; плоскость этого слоя можно легко определить. Предполагается, что ориентированные слои фосфолипидов удерживают вместе нити белка [359]. Однако учитывая результаты последних работ можно предполагать, что наличие соединений, которые вызывают отражение 45—48, вовсе не влияет на получение нормальных качеств теста. Результаты исследований с помощью электронного микроскопа и рентгенографии подтверждают, что экстрагирование водонасыщенным н-бутанолом затрудняет образование пластинок клейковины и расположение вещества внутри этих пластинок. В качестве еще одного довода в пользу послойной структуры липидов в тесте приводят тот факт, что жир, хотя и действует благоприятно при добавлении в тесто из цельной муки, оказывает вредное влияние на хлеб при добавлении его к тесту из обезжиренной муки, даже в том случае, когда удалены только наиболее легко экстрагируемые липиды. Совершенно очевидно, что липиды муки необходимы как вещества, цементирующие клейковину с добавленным жиром. Как полагает Гесс, уже в эндосперме пшеницы слой липопротеида расположен посредине между прикрепленным белком и жиром муки.
Попытки оценить влияние различных липидных фракций на хлебопекарные качества муки не дали определенных результатов, хотя весьма вероятно, что фосфолипиды могут иметь большое значение. В равной мере требуют дальнейшего уточнения и выяснения данные, полученные при изучении изменений свойств теста, сопутствующих гидролизу и окислению липидов в период хранения муки и зерна пшеницы. Некоторые заключения сделаны на основании опытов с добавлением липидов в тесто. Наличие жирных кислот не может служить причиной изменений свойств теста во время созревания муки. Ненасыщенные липиды влияют на свойства теста, однако, чтобы повлиять на свойства хлеба, они должны быть окислены в перекиси.
Ввиду послойного расположения липидов муки, по-видимому, вполне логично полагать, что добавленный жир действует как смазочный материал между тяжами клейковины, покрытыми слоем фосфолипидов, а также между клейковиной и крахмалом и таким образом увеличивает растяжимость теста.
На основе определения йодных чисел Бейкер и Майз доказали, что добавленные жиры, по крайней мере частично, смешиваются с жирами самой муки. Поэтому технологические свойства какой-либо смеси определяются вязкостью этой смеси, а не вязкостью добавленного жира. Этим именно и объясняется, почему при добавлении в тесто тонкодиспергированные твердые жиры превосходят полутвердые жиры, а последние более пригодны, чем жидкие жиры.
По имеющимся данным, между липидами в тесте и действием улучши — тел ей муки существует определенная связь. С одной стороны, как упоминалось выше, липиды муки защищают другие ее составные части от влияния кислорода воздуха. Такого рода защита обусловливается, вероятно, конкурентной борьбой за кислород легко окисляемых липидов муки, а не физической защитой в виде обволакивания других составных частей теста или присутствием в липидах муки антиоксидантов, например токоферола. Извлечение жира делает тесто более чувствительным не только к кислороду, но также и к поверхностно-активным веществам. В данном случае, конечно, наиболее вероятным является физический эффект.
С другой стороны, в результате применения улучшителей муки происходят химические изменения в липидах. Это дает повод предполагать, что липиды могут играть определенную роль в улучшении качества муки. Возникает вопрос, являются ли липиды посредником в передаче кислорода другим компонентам теста или же для изменения физических свойств теста достаточно окисления липидной части липопротеида. Содержание перекиси в экстрактах муки, полученных с помощью петролейного эфира, значительно увеличивается при обработке муки двуокисью хлора или треххлористым азотом. Экстракты липидов муки, оставленные на свету, с течением времени показывают увеличение перекисного числа, причем это явление более отчетливо проявляется в опытах с обработанной окислителями мукой, чем с необработанной. В конечном счете увеличение содержания перекиси приводит к осаждению полимерного материала. Было высказано предположение, что подобная полимеризация и является причиной изменения свойств муки. Применение фракции окисленных липидов в качестве улучшителя муки даже запатентовано. В некоторых других наблюдениях липидам придается большое значение в качестве промежуточного звена. Липиды, извлекаемые с помощью водонасыщенного н-бутанола, по-видимому, играют существенную роль при броматной реакции, и для проявления своего естественного влияния они должны быть определенным образом связаны в тесте. Поскольку в дальнейшем будет показана вероятность того, что тиоловые группы, как и липиды, имеют отношение к реакции на внесение улучшителей муки, то невольно напрашивается желание сопоставить настоящие результаты с данными Менсона и Мустафы, которые установили, что липоксидаза из семян гороха может вызвать окисление глютатиона, если она в то же время окисляет производные линолевой или линоленовой кислот.