Ce este glutenul vital? Rolul adaosului de gluten vital in panificatie.

Glutenul din făina de grâu poate fi separat şi comercializat sub formă de:

– gluten devitalizat, obţinut prin uscarea glutenului umed la temperaturi mai ridicate, care se caracterizează prin capacitate de hidratare mare, coeziune şi elasticitate, fiind utilizat mai mult pentru proprietăţile funcţionale (pâine, paste) şi mai puţin pentru valoarea nutritivă;

– gluten vitalizat, obţinut prin uscarea glutenului umed la temperaturi scăzute, în instalaţii de uscare sub vid, care se caracterizează prin solubilitate mică în apă în domeniul de pH= 4,7 şi printr-o capacitate de legare a apei relativ mare (1,5-2 părţi apă/ o parte gluten, în greutate ) (McDermott E.E., 1985).

Glutenul vital se utilizează pentru îmbogăţirea în proteine a pâinii şi pastelor destinate alimentaţiei în perioadele în care necesităţile proteice sunt mai mari (creştere, convalescenţă, graviditate, lactaţie) şi alimentaţiei pentru diabetici şi obezi

Este binecunoscut faptul că făinuri diferite, obţinute din soiuri de grâu de diferite calităţi, în urma probei standard de coacere, conduc la obţinerea unor volume diferite ale pâinii. Această determinare este numită, în mod normal, volumul potenţial al pâinii, corespunzător unui anumit soi de grău, şi este un factor major în programele de cultivare a grâului (Harris, R. H., Johnson, J., 1941). Pe de altă parte, volumul pâinii depinde de conţinutul proteic al făinii. Finney şi Barmore (1948) au aratat că, chiar în cadrul unui anumit soi de grâu, volumul pâinii este direct proporţional cu conţinutul proteic.

Se cunoaşte faptul că dacă alţi factori, cum ar fi: oxidarea, absorbţia, timpul de framântare, etc. pot fi optimizaţi în efectuarea unei probe de coacere, volumul pâinii obţinute este corelat linear cu conţinutul de proteine al făinii. Panta liniei de corelare poate să difere pentru făinuri din soiuri de grâu cu calităţi diferite, dar într-un grup restrâns de făinuri, relaţia se menţine (Beckwith, A.C., Wall, J.S., 1966 ; Pyler E.J., 1983).

Aitken si Anderson (1943) au testat 24 făinuri din soiuri de grâu canadian, tare şi roşu de primăvară, prin efectuarea probei de coacere, şi au descoperit că, în afara domeniului de 11,2-16,7 % conţinut de proteine corelaţia acestora şi volumul pâinii a fost 0,98 % şi se constată că o creştere cu 1 % a proteinei a mărit volumul pâinii cu 70 cm3. Aceşti cercetători au realizat trei făinuri compuse (cu conţinut de proteină mic, mediu şi înalt), au izolat glutenul din fiecare făină şi au combinat făina cu gluten în procente diferite, obţinand 81 de amestecuri. După efectuarea probelor de coacere a fiecăruia dintre aceste amestecuri, au descoperit că, ridicarea nivelului proteinei cu 1 % (prin adăugarea glutenului de grâu izolat) a crescut volumul pâinii cu 36 cm3. Pentru cazul în care făina a fost utilizata ca atare, cu gluten din proteinele native, creşterea conţinutului de proteine cu 1 % a mărit volumul pâinii numai cu 18 cm3.

Lucrările ulterioare, cu mult mai multe soiuri dintr-un domeniu mai larg al conţinuturilor proteice din făină, au arătat că, la un conţinut proteic sub 12 %, relaţia este o curbă (Finney,1985)

Cercetări din timpul ultimilor zece ani au arătat că, majoritatea caracteristicilor de „calitate” rezidă din masa moleculară înaltă a subunităţilor de glutenină a proteinelor din făină (Payne şi alţii 1987; Ng şi Bushuk 1988; Khan, Tamminga şi Lukow 1989).

Fiecare glutenină conţine patru sau cinci specii de subunităţi. Compararea rezultatelor analitice ale subunităţilor, cu rezultatele probelor de coacere, au condus la stabilirea unor ecuaţii, care să indice volumul pâinii sau un scor de coacere (nivelul de proteinã independent) pentru compoziţia subunităţii. Payne şi colaboratorii (1987) au determinat un coeficient pozitiv sau negativ pentru fiecare tip de subunitate şi apoi au calculat un scor al calităţii, notat Glu-1. Aceste cercetări au împărţit grâul în patru grupe calitative, bazându-se pe testele de coacere independente şi au găsit că Glu-1 justifică 55 % din funcţie (Belitz, H.-D., Kieffer, R., Seilmeier, W., Wieser, H., 1986).

Wadhawan si Bushuk (1989) au descoperit trei teste care par să indice performanţele în panificaţie ale glutenului vital:

– măsurarea rezistenţei la întărire a aluatului cu gluten; se corelează bine cu volumul pâinii (r = + 0,73);

– măsurarea procentului de proteină din gluten, care este solubilă în acid acetic 0,05 N; se corelează bine cu volumul pâinii (r = + 0,88). Denaturarea termică a proteinei îi micşorează solubilitatea într-un solvent, astfel încât în acest caz, corelaţia se explică, dacă se acceptă ideea că proteina din gluten, solubilă în acid acetic, poate intra în matricea glutenului în aluatul din pâine şi contribuie la volumul pâinii, în timp ce proteina insolubilă nu o face.

– măsurarea fluorescenţei glutenului de grâu vital uscat; o bună corelaţie negativă cu volumul pâinii (r = – 0,74). Când o proteina este denaturată, ea se desface; resturile de triptofan devin mai expuse într-un mediu mai polar şi emană o fluorescenţa puternică. Pe lângă corelaţia obţinută, au măsurat de asemenea, fluorescenţa fracţiei solubile în acid acetic, corelaţia fiind r = – 0,98. În final, au măsurat fluorescenţa glutenului ca atare şi după încălzire la 110°C, 20 ore. Au putut determina astfel, un indicator al glutenului devitalizat, folosindu-se de răspunsul fluorescenţei, în loc de volumul de sedimentare SDS.

În toate aceste studii, a fost stabilită o relaţie cauză-efect între o proprietate a proteinei glutenului uşor măsurabilă şi capacitatea de a mări volumul pâinii într-o probă de coacere (Bietz, J.A., Lookhart. G.L., 1996).

Folosirea glutenului vital se face fie în scopul de a susţine „masa” de aluat (de exemplu, cu tărâţe sau fibre) fie pentru a compensa o făină slabă.

În primul rând, un gluten comercial contine circa 75 % proteine, astfel încât creşterea conţinutului de proteine al făinii de la 10 la 12 % ar necesita circa 1,1 kg de gluten la 100 kg fãinã. Din cauza slabei funcţionalităţi a proteinei din gluten, în practicã ar trebui să se adauge circa 1,8 kg de gluten la 100 kg făină pentru a se obţine acelaşi efect.

În al doilea rând, adăugarea glutenului de grâu vital necesită adăugarea, în reţetă, şi a apei pentru a menţine aceeaşi consistenţă a aluatului. De asemenea, glutenul vital de grâu necesită timp pentru a se hidrata, astfel încât este mult mai eficient dacă se adaugă la maia (Curic, D., Karlovic, D., Tusak, D., Petrovic, B., Dugum, J., 2001).

În industria panificaţiei glutenul intervine prin proprietăţile sale şi anume:

– proprietăţile vâsco-plastice necesare tăriei aluatului;

– capacitatea de a forma filme, atunci când masa vâsco-elastică este malaxată pentru un timp mai îndelungat (reţea de fibrile ş micelii coloidale), cu rol în reţinerea de umiditate şi de gaze, precum şi în determinarea configuraţiei, volumului şi structurii pâinii;

– capacitatea de a forma gel sub acţiunea căldurii (la temperaturi mai mari de 85° C masa de gluten hidratat coagulează ireversibil, fără pierderea structurii sale ordonate, obţinându-se un gel moale, dar ferm, care poate îngloba şi lega între ele diferite particule, ajutând şi la menţinerea umidităţii şi a gazelor);

– capacitatea de a absorbi şi reţine apa, ceea ce este important pentru obţinerea de produse cu miez moale, cu durată mare de păstrare;

– aroma naturală a glutenului, care contribuie la aroma generală a produsului, la creşterea acceptabilităţii sale de către consumatori (Gupta, R.B., Popineau, Y., Lefebre, J., Cornec, M., Lawrence, G.J., MacRitchie, F., 1995).

În condiţiile în care glutenul este modificat chimic prin fosforilare şi succinilare, se îmbunătăţeste capacitatea de legare a apei şi solubilitatea acestuia.

Dispersia glutenului în aluat este îmbunătăţită, dacă la uscarea prin pulverizare, glutenul este amestecat cu monogliceride (Grosskreutz, J.C., 1961).

In concentraţii de pâna la 50 %, glutenul este utilizat pentru obţinerea unor produse de panificaţie speciale, destinate alimentaţiei dietetice, cu structură spongioasă, bogată în proteine. În mai multe ţări este adaugat în concentraţii de 1 – 5 % pentru a mări cantitatea de gluten a făinii şi a asigura un volum şi o textură corespunzătoare, în special, produselor în care se adaugă o cantitate mare de adjuvanţi, precum faină de soia, făină de secară, lapte praf (Gupta, R.B., Batey, I.L., MacRitchie. F., 1993).

În calitate de materie primă vegetală pentru fabricarea produselor proteice, pe locul doi după soia, a urcat în ultimul timp, grâul care dă o producţie globală, ce depăşeşte 500 milioane tone.

Glutenul este deficitar în lizină, dar bogat în aminoacizi cu sulf şi, ca urmare, se echilibrează bine cu aminoacizii din soia; un amestec de 60 % soia şi 40 % gluten asigură o mixtură proteică cu calităţi nutriţionale superioare fiecărei componente în parte.