Лабораторная №8 Определение активной кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в полуфабрикатах.

Общие положения. Для обеспечения непрерывного контроля и управления процессом приготовления теста разработаны методы автоматического контроля физико-химических характеристик теста. Одним из таких методов является потенциометрический.

Цель работы: определить активную кислотность и окислительно- восстановительный потенциал в полуфабрикатах; установить взаимосвязь общей и активной кислотности.

Аппаратура и материалы: рН- метр; термостат; стакан стеклянный или фарфоровый вместимостью 50 см³; бумага фильтрованная.

Техника определения

Определение активной кислотности. Недостаток определения общей кислотности заключается в том, что конечную точку титрования определяют визуально, а кислотность контролируют периодически. Для получения более реальной и непрерывной информации о накоплении кислотности в процессе приготовления теста желательно измерять активную (истинную) кислотность.

Активную кислотность определяют с помощью рН- метров различных модификаций (рН-150, рН-262, рН-340 и др.). При измерении рН используют электродную систему, состоящую из измерительного и вспомогательного электродов. В качестве измерительного электрода берут стеклянный ЭСЛ-45-11, а в качестве вспомогательного-хлоросеребрянный ЭВЛ-1М4.

Работа рН- метра основана на преобразовании электродвижущей силы электродной системы в постоянный ток, пропорциональный измеряемой величине.

Перед началом измерения прибор прогревают 30 мин. Нажимают кнопку Т и, вращая ручку РУЧ. ТЕМП, устанавливают на индикаторе необходимое значение температуры полуфабриката. Электроды промывают дистиллированной водой и высушивают фильтрованной бумагой.

Стеклянный или фарфоровый стакан вместимостью 50 см³ на 2/3 объема заполняют полуфабрикатом, равномерно распределяя его по поверхности, чтобы не было пустот. Заполненный стакан ставят на поворотный столик подставки прибора и опускают в него электроды. Для снятия показаний нажимают клавишу рН. Отсчет производят по индикатору после того, как показания примут установившееся значение. Обычно время установления показаний не превышает3 мин.

По окончании измерений нажимают кнопку Т, электроды промывают и опускают в стакан с дистиллированной водой.

Между общей и активной кислотностью существует зависимость. Она определена для отдельных полуфабрикатов из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, и по полученным данным составлены номограммы. (табл. В1; В2)

При изучении динамики кислотонакопления в исследуемом объекте стакан с полуфабрикатом сразу после замеса помещают в термостат на поворотный столик подставки рН- метра и опускают в него электроды. Значения рН фитксируют через каждые 15 мин в процессе брожения и номограммам находят соответствующие величины общей кислотности. По полученным данным строят графики зависимости

рН = (τ_бр) и К =(τ_бр) , (6)

где τ_бр – Продолжительность брожения полуфабриката, мин; К – общая кислотность, град.

Определение окислительно- восстановительного потенциала.Окислительно- восстановительный потенциал (ОВП) среды обусловлен соотношением содержащихся в ней веществ восстановительного и окислительного характера. От величины этого показателя зависит интенсивность биохимических, микробиологических, коллоидных и других процессов, протекающих при брожении.

При погружении инертного электрода в раствор, содержащий вещество в двух разных формах окисления, возникает скачок потенциала на границе электрод- раствор, называемый окислитиельно- восстановительным потенциалом, величина которого определяется уравнением Нерста:

Е=Е₀ +ln , (7)

где Е – потенциал при данной температуре и концентрации, В; Е₀ – стандартный потенциал, В; R- универсальная газовая постоянная, Дж/(К·моль) (R= 8,314 Дж/(К·моль); Т- абсолютная температура, К; -число электронов, участвующих в реакции; F –число Фарадея, Кл ( F= 96484, 56); восстановленной форме.

Брожение теста представляет собой цепь сложных биохимических процессов, а ОВП является косвенной характеристикой жизнедеятельности дрожжевых клеток, выражаемой в вольтах или величиной rH₂ (отрицательный логарифм концентрации молекулярного водорода). В пределах от 0 до 40 rH₂характеризует все степени восстановленности или окисленности среды- от насыщения ее водородом до насыщения ее кислородом. Величину rH₂ рассчитывают по формуле

rH₂= + 2pH, (8)

E_h- потенциал, возникающий в среде, В; 201- поправка на электрод сравнения по отношению к вспомогательному; 29- коэффициент по Нернсту.

Для измерения ОВП на рН- метре в качестве измерительного электрода используют платиновый ЭПЛ-02, А в качестве вспомогательного- хлорсеребряный ЭВЛ-IМ4.

Подготовку прибора к измерению ОВП проводят так же, как описано выше для рН. Для снятия показаний нажимают кнопку mV и снимают установившееся значение (мВ) по индикатору. После замера нажимают кнопку Т. В процессе брожения полуфабриката значения E_h фиксируют через каждые 15 мин. Затем вычисляют rH_2. По полученным данным строят график зависимости rH₂=(τ_бр) ,

Вопросы для самоконтроля :

1. В чем заключается недостаток определения общей кислотности ?

2. Чем обусловлен окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) среды?

Заключение: оценить различные виды полуфабрикатов по показателям рН и ОВП; выявить взаимозависимость между активной и общей кислотностью.

Результаты определения активной кислотности, окислительно-восстановительного потенциала записать в таблицу В3( см. приложение).

Лабораторная работа № 9

Влияние ферментных препаратов на свойства теста и качество хлеба.

Общиеположения.Ферментные препараты-микроингредиенты, функциональная особенность которых состоит в интенсификации биохимических процессов, протекающих при переработки растительного сырья. Ферменты характеризуются специфичностью действия, проявляют активность в строго определенной последовательности, при оптимальных параметрах процесса (концентрации субстрата, температуры и продолжительности процесса, активной кислотности среды, наличии активаторов и ингибиторов).

В хлебопекарной промышленности применяются амилолитические (α- амилаза, глюкоамилаза), протеолитические (протеаза), цитолитические (гемицеллюлоза, ксиланаза), липолитические (липаза), окислительные (липоксидаза, глюкозооксидаза) ферментные препараты.

Одним из способов интенсификации процесса тестоприготовления является повышение сахаробразующей способности полуфабрикатов за счет увеличения содержания сбраживаемых микроорганизмами сахаров- продуктов глубокого гидролиза крахмала и некрахмальных полисахаридов, а также лактозы молочной сыворотки. При этом создаются условия для более интенсивного протекания процессов меланоидинообразования и накопления ароматобразующих соединений.

Характеристикой ферментного препарата является его активность, определяемая по начальной скорости ферментативной активности и выражаемая в единицах активности. Стандартной единицей активности любого фермента является то количество его, которое катализирует превращение 1мкмоля субстрата в 1мин при заданных регламентированных условиях. Содержание фермента в данном препарате условно выражается в стандартных единицах активности фермента на 1мл ферментного раствора или 1 г препарата. Активность ферментного препарата выражается в микромолях субстрата, прореагировавшего в присутствии 1мл ферментного раствора или 1 г препарата в заданных условиях за 1мин. Число микромолей будет равно числу стандартных единиц.

Для гидролиза крахмала используются амилолитические ферментные препараты, обладающие α- амилазной и глюкоамилазной активностью. Применение α- амилазы повышает содержание сбраживаемых сахаров в тесте, что приводит к интенсификации процесса созревания полуфабрикатов, увеличению количества декстринов, а также способствует сохранению свежести хлеба.

В нашей стране производится ферментный препарат с протеолитической активностью Протосубтилин Г3Х, продуцентом которого является глубинная культура Bacillussubtilis. Сопутствующими ферментами являются ксиланаза, амилаза, эндоглюконаза. Оптимальные условия действия рН 7-7,5, температура 50⁰С. Протосубтилин Г3Х катализирует расщепление растительных белков, т.е. обеспечивает разрыв связи СО-NH – с образованием пептидов низкого молекулярного веса и аминокислот, стимулирует увеличение плотности дрожжевой популяции, повышает физиологическую активность и продуктивность дрожжевых клеток. При добавлении ферментных препаратов в оптимальных дозировках увеличивается объем хлебобулочных изделий, улучшается структура их пористости, мякиш становится более эластичным, Улучшаются вкус и аромат хлеба, корка приобретает более интенсивную окраску и глянец, улучшенные структурно- механические свойства хлеба сохраняются более длительное время.

Цель работы: определить влияние ферментных препаратов на свойства теста и качество хлеба.

Аппаратура и материалы:

• Емкости для замеса теста V=3…5 дм³.

• Доски разделочные.

• Сита металлические.

• Совочки.

• Весы лабораторные общего назначения с погрешностью взвешивания +/- 0,01 г.

• Весы циферблатные с допускаемой погрешностью взвешивания+/-1,0 г.

• Термометры жидкостные стеклянные по ГОСТ 28498 с диапазоном измерения 0…50⁰С, 0…100⁰С.

• Термостат для брожения теста.

• Лабораторная печь с расстойной камерой.

• Формы и листы для выпечки хлеба.

• Цилиндры мерные наливные по ГОСТ 1770, вместимостью 500 и 1000 см³.

• Часы сигнальные.

• Титровальная установка.

• Прибор для определения влажности теста «Элекс-7».

• Бумага газетная.

• Линейка с миллиметровыми делениями.

• Ступки фарфоровые с пестиками.

• Мука пшеничная хлебопекарная –3 кг.

• Дрожжи прессованные хлебопекарные –75 г.

• Соль поваренная пищевая –50 г.

• Сахар (песок) –50 г.

• Жир (маргарин) –50 г.

• Вода питьевая –2 л.

• Вода дистиллированная –0,5 л.

• Спиртовой раствор фенолфталеина (1%) –25 мл.

• Масло растительное (на смазку форм).

• Кисти (для смазки форм).

• Ножи.

• Рукавицы

• Опрыскиватель для хлеба

Задание 1

Изучите материал по лабораторному практикуму /2/, с. 218…220; с.221

Задание 2

Определите влияние ферментного препарата на ход технологического процесса свойства теста и качество хлеба. Способ приготовления теста безопарный (см. описание по лабораторному практикуму /2/ с.160…161).

Дозировка ферментного препарата:

Протосубтилин Г3Х – 0,25% к массе муки.

Задание 3

Результаты пробной лабораторной выпечки оформите в виде протокола по форме указанного в лабораторном практикуме /2/ на с.246…248.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие ферментные препараты применяются в хлебопекарной промышленности ?

2. Какое влияние оказывают ферментные препараты на свойства теста, ход технологического процесса и качество хлеба.

Заключение: оценить влияние ферментных препаратов на качество теста и хлеба.