FAINA DE GRAU

1. Gradul de extractie al fainii de grau

Faina de grau - materia prima pentru industria panificatiei si a produselor fainoase - este un produs de transformare, obtinut prin operatia de macinare inalta a graului. In afara de faina de grau, in industria panificatiei se mai foloseste, in cazul painii cu adaos de secara sau pentru paine de secara, faina de secara. In alte tari se mai folosesc ca adaos fainurile de orz, ovaz, porumb si soia.

Gradul de extractie. Prin macinarea graului se obtin diferite sorturi de faina, care se clasifica in functie de gradul de extractie.

Prin grad de extractie se intelege proportia de faina obtinuta din 100 kg grau. Extractiile de faina sunt de trei categorii (considerand bobul de grau impartit in 100 de straturi si stratul 0 -punct de plecare- in centrul bobului; stratul 100 la periferia bobului):

extractii simple - a caror limita inferioara este fixa si pleaca de la 0, iar limita superioara este variabila (0-10, 0-30, 0-90 etc). in practica aceste extractii se obtin mai rar dar au o importanta fundamentala in clasificarea si alcatuirea tipurilor de faina;

extractiile complementare - a caror limita inferioara este variabila si mai mare ca 0, iar limita superioara este fixa si egala cu 100. in practica, numarul acestor extractii este mic, reprezentand deseuri rezultate de la curatirea mecanica a graului sau produsului numit tarata;

extractii intermediare - care au ambele limite variabile, limita inferioara fiind mai mare ca 0 iar cea superioara mai mica ca 100. aceste extractii se obtin curent in industria moraritului prin macinarea si cernerea sroturilor, grisurilor si dunsturilor. Prin amestecarea acestor extractii in anumite proportii si dupa anumite criterii se obtin fainurile prevazute in standarde.

Aprecierea gradului de extractie al fainurilor, respectiv rezolvarea formarii sorturilor de faina se poate face prin:

aprecierea extractiilor de faina si formarea sortimentelor cu ajutorul randamentului in faina obtinut cu anumite site. Nu este o metoda precisa deoarece finetea produsului cernut este influentata de:

o       tratamente aplicate granelor inaintea macinisului;

o       greutatea hectolitrica a boabelor;

o       grosimea stratului care se cerne;

o       diagrama de macinis a morii;

aprecierea gradului de extractie al fainurilor dupa culoarea lor este o metoda folosita frecvent in practica, totusi are o serie de neajunsuri. Culoarea fainurilor este determinata de culoarea alb-galbuie a partilor provenite din endosperm, datorita prezentei pigmentilor carotenici, cat si de culoarea inchisa a taratelor in faina, datorita pigmentilor flavonici.

Neuniformitatea culorii devine mai aparenta:

in cazul umezirii fainii;

tratarii fainii cu un reactiv (pirocatehina) ce coloreaza invelisurile.

In general intre culoarea fainurilor normale de grau si culoarea miezului de paine exista oarecare corespondenta. Totusi sunt cazuri cand dintr-o faina alba se obtine o paine de culoare inchisa. Acest fenomen se datoreaza actiunii enzimei tirozinaza, care, in prezenta oxigenului din aer, oxideaza tirozina cu formarea unor combinatii de culoare neagra - melanine - ce comunica aluatului si miezului de paine coloratia inchisa. Formarea de melanina are loc in toate cazurile cand faina este transformata in aluat, insa nu coloreaza miezul de paine decat daca proportia de tirozina libera in faina este mai mare.

o metoda stiintifica, care a gasit o larga aplicare in practica, este aprecierea gradului de extractie al fainurilor prin determinarea continutului de substante minerale (cenusa). Acest continut este repartizat neuniform in diferitele parti anatomice ale bobului si variaza de la 0,4% in endosperm, pana la 7% in stratul aleuronic. Bobul intreg din granele romanesti are un continut de substante minerale mediu de 1,95%. Deci, cu cat invelisul bobului, inclusiv stratul aleuronic, sunt prezente in cantitate mai mare in masa de faina, cu cat creste continutul in substante minerale al acesteia. In functie de continutul in substante minerale pot exista mai multe tipuri de faina (tipul reprezentand continutul in cenusa al fainii multiplicat cu 1000). Astfel, faina alba corespunde tipului 480, faina semialba tipului 780, iar cea neagra tipului 1300. se mai folosesc la fabricarea painii faina alba tip 600 si faina semialba tip 950. pentru biscuiti, produse de patiserie si paste fainoase se utilizeaza numai faina alba.

Desi      aceasta metoda este mai buna decat aprecierea organoleptica a culorii, totusi aprecierea unui tip de faina nu se poate face numai pe baza continutului ei in substante minerale.

Fainurile cu acelasi continut in cenusa (acelasi tip), rezultate din grane diferite, pot avea:

continut de amidon diferit;

putere de fermentare si un maxim de gelatinizare diferit;

cantitatea si calitatea glutenului diferite;

durata si conditiile de maturizare a fainii diferite, influentand direct asupra calitatii, puterii de fermentare si cantitatii glutenului.

Pentru a stabili mai corect adevaratele fainuri tip va trebui sa se tina seama in primul rand, in afara de continutul in cenusa, de cantitatea si calitatea glutenului.

2. Compozitia chimica a fainii de grau

Compozitia chimica a fainii, ca aliment si ca materie prima pentru industria panificatiei, depinde in principal de calitatea graului din care provine (tabelul 3).

Tabelul 3

Repartitia componentelor chimice in bobul de grau

Substantele proteice. Cantitatea de proteine din diferite fainuri de grau creste odata cu gradul de extractie al acestora, respectiv, cu cresterea tipului de faina. Substantele proteice ale fainii de grau se impart in doua categorii:

v     substante proteice generatoare de gluten;

v     substante proteice cornoase sau negeneratoare de gluten.

Cele din prima categorie se gasesc in faina alba cu grad de extractie pana la 65%, cu cenusa de 0,5% si ambele categorii de substante proteice se gasesc in faina cu extractie peste 65%.

In componenta fainii de grau de diferite extractii se gasesc urmatoarele grupe de proteine:

v     albuminele - se gasesc in citoplasma celulelor vii, fiind acumulate si ca substanta de rezerva in boabele de grau. Continutul de albumina al boabelor de grau variaza intre 0,3-0,5%, fiind mai mare in embrion (10% din compozitia sa), in timp ce corpul fainos contine numai urme de. Leucozina, albumina din grau, este solubila in apa, se gaseste in proportie care variaza de la 0,05 la 0,2% in fainurile albe si in cele de larg consum. Continutul mai mare in aceste din urma fainuri se datoreaza prezentei leucozinei in proportie mare in tarate;

v     globulinele - se gasesc in cantitati relativ mici in boabele de grau si sunt concentrate in embrion. Edestina - globulina graului - se gaseste in proportie de 0,08-0,25% in fainurile albe si de larg consum;

v     prolamina - gliadina - se gaseste numai in endospermul bobului de grau si impreuna cu glutenina formeaza glutenul. Unii autori sustin ca gliadina este formata din mai multe substante asemanatoare (clei de planta, fibrina si mucedina) care se deosebesc numai prin diferenta de solubilitate in alcool etilic de diferite concentratii. Alti autori au gasit ca proteina solubila in alcool este unitara. Gliadina este foarte putin solubila in apa, solubilitatea scazand in solutii diluate de saruri. Este solubila in alcool etilic la concentratia de 60% (procente masice);

v     glutenina din faina de grau este o proteina care ramane insolubila prin extragerea glutenului cu alcool de 70%. Aceasta proteina a fost numita la inceput zimon, mai tarziu Liebig a numit-o fibrina plantei, apoi cazeina glutenului si intr-un tarziu a primit numele de glutenina. Glutenina nu este solubila in apa si nici in solutie alcoolica; se dizolva in solutii diluate de hidroxizi alcalini si alcalino-pamantosi. Glutenina coaguleaza prin incalzire in apa fierbinte si devine insolubila in baze si acizi foarte diluati.

Dintre diferitele categorii de proteine care intra in compozitia bobului de grau si respectiv a fainii, gliadina si glutenina prezinta o deosebita importanta, intrucat sunt proteine generatoare de gluten.

Glutenul se formeaza numai in cazul fainii de grau ca o masa elastico-vascoasa, cu o mare capacitate de absorbtie pentru apa si care comunica principalele insusiri de panificatie aluatului preparat din faina de grau.

Intre continutul total de substante proteice si continutul de gluten uscat exista o dependenta: cu cat este mai mare continutul proteic al bobului intreg cu atat este mai mare si continutul de gluten. Se considera bogat in gluten graul al carui continut total in substante proteice depaseste 13%.

Proportia proteinelor generatoare de gluten creste din interior (7,6%) catre exteriorul endospermului (16,25%). Aceasta repartitie neuniforma a substantelor generatoare de gluten conduce la variatii considerabile intre continuturile in gluten al extractiilor intermediare care apartin aceluiasi tip.

Pentru clarificare, se considera doua fainuri care corespund aceluiasi tip si anume extractiile 0-90 si 30-83 (tipul 1450). Continutul lor in gluten este diferit: extractia 30-83 are continut mai mare in gluten decat extractia 0-90 deoarece extractia 30-83 contine in intregime zonele bogate in gluten pe cand faina de extractie 0-90 contine zonele mai sarace in gluten si o cantitate insemnata de tarate.

Continutul in substante azotoase solubile in apa este mai mare in cazul fainurilor de extractie ridicata (0-90, 0-100), acest continut crescand daca:

fainurile provin de la grane incoltite atacate de plosnita graului;

fainurile sunt insuficient maturizate sau pastrate in conditii necorespunzatoare.

Glucidele constituie componentul cel mai insemnat al fainii, continutul lor depasind la fainurile superioare 82%, din care amidonul ocupa proportia cea mai mare. Odata cu cresterea gradului de extractie al fainii, continutul de amidon scade, astfel ca fainurile cu grad de extractie mic au continutul cel mai mare in amidon, iar taratele cel mai mic. Aceasta se explica prin faptul ca, cu cat procesul tehnologic de macinare este mai avansat, cu atat continutul in amidon al taratelor este mai mic, variind intre 16-22%. O maruntire prea avansata a fainii in cursul macinarii poate provoca sfaramarea granulelor de amidon.     

Granulele amidonului de grau se pot identifica calitativ dupa forma si marime. Fata de granulele amidonului de secara, care sub actiunea unor oxidanti in solutie formeaza crapaturi radiale, granulele de amidon ale graului nu au aceasta caracteristica si ca atare pot fi deosebite.

Din punct de vedere al structurii chimice, macromolecula de amidon este compusa din resturi de α-D-glucopiranoza legate 1,4-glicozidic.

Granula de amidon este constituita din doua componente: amiloza (20-30%) si amilopectina (70-80%), ambele gasindu-se repartizate in mod uniform in intreaga granula (tabelul 4).

Tabelul 4

Diferentele existente intre amiloza si amilopectina

Cea mai importanta reactie a amidonului este reactia de hidroliza, care poate avea loc in prezenta de acizi, enzime sau prin incalzire. Reactia are loc treptat si schematic se poate reprezenta astfel:

Amidon amilodextrine eritrodextrine acrodextrine maltodextrine maltoza glucoza.

Un procent ridicat de dextrine (produsi macromoleculari chimic nedefiniti) se obtin la prajirea amidonului la 180-220C (in coaja painii, in timpul coacerii).

Gradul de hidroliza si natura produsilor rezultati se poate urmari cu ajutorul reactiei de culoare pe care o dau cu iodul si prin reactia Fehling. Astfel, in reactia cu iodul:

Amidonul coloreaza solutia in albastru-inchis;

Amilodextrinele dau o coloratie violet;

Eritrodextrinele coloreaza in rosu;

Acrodextrinele si maltodextrinele nu dau aceasta reactie de culoare.

Produsii inferiori de hidroliza au putere reducatoare si dau reactia Fehling.

In afara de amidon, in fainurile de grau se mai gasesc rafinoza si trifructozanul (in proportie redusa), hemiceluloze si celuloza.

Hemicelulozele - provenite din tarate si din invelisul celulelor mari ale endospermului - fac parte din clasa poliglucidelor omogene si sunt formate in cea mai mare parte din pentozani sau pentozani si hexozani, acestia din urma fiind in proportie mica.

Din grupa pentozanilor in fainuri se gasesc xilani si arabani, iar din grupa hexozanilor - glucanii.

Fainurile albe au un continut de 2-2% pentozani, iar cele de larg consum (90%) au un continut mai mare (4-6%). In tarate se gasesc 25-30%.

Celuloza este un poliglucid omogen - glucan - foarte raspandit in regnul vegetal, intrand in structura peretilor celulelor vegetale amestecata intim cu alte substante. Celuloza se gaseste in faina datorita prezentei taratei deoarece endospermul care formeaza baza fabricarii fainii este lipsita de celuloza.

Continutul de lipide al fainii este influentat de gradul de extractie al acesteia, respectiv cu cat gradul de extractie este mai mare cu atat continutul de lipide creste. Aceasta crestere se datoreaza existentei in masa de faina a germenilor.

Continutul de fitina (sarea dubla de calciu si magneziu a acidului fitic) creste odata cu cresterea gradului de extractie al fainii (fitina si acidul fitic se gasesc in embrion si stratul aleuronic). In timpul pastrarii fainii, sub actiunea fitazei, acidul fitic este scindat partial sau total in acid fosforic si derivatii penta-, tetra-, tri-, bi-fosfati ai fitinei, scindarea mergand chiar pana la inotizol. In acelasi mod are loc si degradarea fitinei, in acest caz formandu-se fosfati acizi si acid fosforic ce conduc la cresterea aciditatii fainii.

Continutul de vitamine. Principalele vitamine continute de faina de grau sunt cele din complexul B (B₁, B₂, B₆, B₁₂, biotina etc). dintre vitaminele liposolubile in fainuri se gasesc vitaminele E si A. Datorita concentrarii vitaminelor in germen si stratul aleuronic, continutul in vitamine al fainii creste cu gradul de extractie, respectiv cu cat faina contine mai multa tarate si germeni.

Enzimele existente in faina (provenite din bobul de grau) au un rol deosebit de important in tehnologia prelucrarii graului, in general si in aceea a panificatiei, in mod special.

Carbohidrazele sunt cele mai bine reprezentate in faina prin amilaze. Substraturile pe care lucreaza amilazele sunt amiloza, amilopectina si produsele de degradare ale acestora. Starea in care se gaseste substratul influenteaza in mod evident activitatea amilolitica.

Granula intacta de amidon nu este atacata de β-amilaza, in timp ce α-amilaza actioneaza intens asupra ei. α-amilaza hidrolizeaza, in special, granulele de amidon afectate mecanic, hidrotermic sau enzimatic.

Compozitia chimica a fainii variaza si in functie de gradul de extractie. In tabelul 5 se prezinta compozitia chimica a fainii provenita din grane romanesti, in functie de gradul de extractie.

Tabelul 5

Compozitia chimica a fainii in functie de gradul de extractie

3. Insusirile fizico-chimice ale fainii de grau

Insusirile fizice ale fainii sunt in legatura cu calitatea materiei prime, finetea sau granulatia si proportia particulelor provenite din anumite parti anatomice ale bobului de grau.

Dintre insusirile fizice mai importante ale fainii de grau putem aminti:

Æ     umiditatea reprezinta un parametru important al fainii, de care depinde comportarea ei in procesul tehnologic si cantitatea de produse ce se obtin. Din punct de vedere al continutului in umiditate se deosebesc trei categorii de faina:

o       faina uscata      - cu umiditate mai mica de 14%;

o       faina medie - cu umiditate cuprinsa intre 14-15%;

o       faina umeda (jilava)      - cu umiditate mai mare de 15%.

Acest parametru conditioneaza in mare masura si pastrarea fainii. Pentru depozitarea pe lunga durata se recomanda ca faina sa aiba umiditatea mai mica de 14%, deoarece o faina cu umiditate mai mare de 15% prezinta conditii favorabile pentru a se incinge, a mucegai si a se infesta cu daunatori (gandaci si molii), capatand un gust si miros neplacut, fiind deci improprie consumului.

Æ     culoarea fainii - este determinata, in afara de prezenta pigmentilor carotenici si flavonici, de marimea particulelor si de prezenta malurii sau taciunelui. Astfel, prezenta unor particule mai mari arunca umbra pe suprafata fainii ceea ce conduce la o nuanta mai inchisa a acesteia;

Æ     gradul de finete al fainii - prezinta o importanta deosebita deoarece el influenteaza in mare masura viteza proceselor coloidale si biochimice si deci insusirile de panificatie ale aluatului precum si proprietatile fizice si digestibilitatea painii. Cu cat faina contine un numar cat mai mare de particule fine, cu atat suprafata specifica a particulelor este mai mare si deci cu atat va fi mai mare capacitatea fainii de a lega coloidal apa in procesul framantarii aluatului. Painea provenita din faina cu granulatie mare este asimilata mai greu de organismul uman.

4. Depozitarea fainurilor

Depozitarea si transportul fainii in vrac reprezinta un procedeu modern de realizare a rezervelor tampon de faina, necesare pentru asigurarea functionarii continue a fabricilor de paine.

Prin introducerea depozitarii in vrac exista urmatoarele avantaje:

eliminarea muncii manuale din depozitele de faina;

accelerarea maturizarii fainii;

reducerea pierderilor de faina;

eliminarea cheltuielilor legate de uzura sacilor;

cresterea productivitatii muncii.

Ca dezavantaje putem enunta:

investitii mari;

necesita personal de exploatare si intretinere de inalta calificare;

mareste consumul de energie;

necesita un depozit auxiliar de piese de schimb cu un nomenclator bogat.