Технология хлебопекарных дрожжей. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

О.Е. ТЕМНИКОВА, П.А. ЧАЛДАЕВ

ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Учебное пособие

Самара Самарский государственный технический университет

2019

1

Печатается по решению ученого совета СамГТУ (протокол № 8 от

29.03.2019 г.)

УДК 663.126 (075.8) ББК 36.87я73 Т 32

Темникова О.Е.

Т 32 Технология хлебопекарных дрожжей: учеб. пособие / О.Е. Темни-

кова, П.А. Чалдаев. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2019. – 60 с.: ил.

Предназначено для теоретического освоения курса дисциплины «Технология муки и хлебопекарных дрожжей» для студентов факультета пищевых производств, обучающихся по направлению 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья», профиль «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий».

УДК 663.126 (075.8) ББК 36.87я73 Т 32

Рецензент: д-р биол. наук, профессор Е.Ю. Руденко

©О.Е. Темникова, П.А. Чалдаев, 2019

©Самарский государственный технический университет, 2019

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основной целью данного учебного пособия является систематизация и изложение в кратком виде основных сведений о технологии производства хлебопекарных дрожжей.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с особенностями строения и химического состава, а также с физиологией хлебопекарных дрожжей, технологическими процессами производства хлебопекарных дрожжей; технологическими схемами производства хлебопекарных дрожжей; методами ведения технологических процессов производства хлебопекарных дрожжей.

Данное учебное пособие подготовлено в соответствии с программой преподавания дисциплины «Технология муки и хлебопекарных дрожжей», разработанной на кафедре «Технология пищевых производств и биотехнология», и соответствует государственному образовательному стандарту высшего образования.

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями государственного стандарта и рабочей программы дисциплины «Технология муки и хлебопекарных дрожжей». Оно предназначено, в первую очередь, для студентов университета всех форм обучения, в чьи учебные планы включен названный курс, и может быть использовано как в качестве материала для подготовки к лабораторным и практическим занятиям, так и для самостоятельного знакомства с основами технологии хлебопекарных дрожжей.

В первой главе учебного пособия приведена классификация дрожжей, в том числе, хлебопекарных дрожжей, и химический состав дрожжевой клетки. Во второй главе рассмотрены вопросы физиологии дрожжевой клетки. Третья глава учебного пособия посвящена основным факторам, влияющим на процесс выращивания дрожжей, и параметрам процесса дрожжеращения. В четвертой главе подробно рассмотрены способы выращивания хлебопекарных дрожжей. Пятая глава посвящена основным технологическим схемам дрожжеращения. В шестой главе рассмотрены вопросы производства сушеных дрожжей.

4

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДРОЖЖАХ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ДРОЖЖЕЙ

Классифицируют дрожжи по способам их вегетативного размножения (почкование, деление), способности к спорообразованию, а также по физиологическим признакам.

Для пищевой промышленности наибольшее значение имеет род Saccharomyces. В этот род входят как природные виды, так и виды, полученные путем селекции. Они различаются способностью сбраживать разные сахара, интенсивностью брожения, количеством образуемого спирта, оптимальной температурой брожения, образованием спор и др.

В пищевой промышленности наиболее широко используют два вида дрожжей рода Saccharomyces: Sacch. cerevisiae и Sacch. ellipsoideus, или Sacch. vini.

Sacch. cerevisiae имеют круглую или овальную форму клетки. Их используют для получения этилового спирта, а также в пивоварении, квасоварении, хлебопечении. Каждое производство использует свои специфические штаммы дрожжей, дающие возможность получить конечный продукт с заданными свойствами.

Sacch. ellipsoideus, или Sacch. vini имеет клетки эллиптической формы. Этот вид дрожжей используется преимущественно в виноделии. Каждая марка вина производится с использованием специфической расы дрожжей.

Все виды дрожжей рода Saccharomyces и некоторые природные дрожжи при спонтанном (самопроизвольном) развитии на пищевых продуктах, содержащих сахар, вызывают их порчу: брожение и прокисание.

Из других родов дрожжей наибольшее значение имеют два: Torulopsis и Candida, которые широко распространены в природе, не способны вызвать спиртовое брожение, но вызывают порчу пищевых продуктов, а дрожжи рода Candida имеют, к тому же, патогенные формы, вызывающие кандидозы слизистой оболочки полости рта,

5

особенно у детей. Дрожжи рода Torulopsis имеют клетки округлой или овальной формы. Эти дрожжи вызывают лишь слабое спиртовое брожение. Отдельные виды этих дрожжей используют при производстве кумыса и кефира.

Дрожжи рода Candida имеют клетки вытянутой, цилиндрической формы, иногда образуют примитивный мицелий. Есть виды, которые могут окислять сахар и этиловый спирт в органические кислоты и являются вредителями при производстве вин, пива, пекарских дрожжей. Они вызывают также порчу квашеных овощей, безалкогольных напитков и многих других пищевых продуктов.

Некоторые виды дрожжей рода кандида использовались в животноводстве и птицеводстве для производства кормового белка, богатого витаминами [3].

1.2. ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ ДРОЖЖИ

Дрожжевые клетки имеют шаровидную или овальную форму и содержат 75 % влаги. Сухое вещество клетки состоит в основном из белков (44-67 %), минеральных веществ (6-8 %), углеводов (до 30 %). Основные углеводы дрожжей – гликоген и трегалоза – являются источником энергетических процессов в клетке. Установлено, что дрожжи с большим количеством запасных углеводов могут длительное время сохранять свое качество. В дрожжах содержится трипептид глютатион, активирующий протеолиз. Дрожжи содержат также разнообразные витамины и ферменты.

Ферменты, присутствующие в дрожжах, способствуют протеканию всех жизненных функций их, в том числе процессов дыхания, размножения, построения органов клетки.

В дрожжах действует ряд ферментативных комплексов, из которых главным является зимазный, или так называемая зимаза. При помощи зимазы дрожжи сбраживают сахар, т. е. превращают его в спирт и углекислый газ. При этом дрожжевые клетки получают энергию, необходимую для своей жизнедеятельности. При отсутствии кислорода (в анаэ-

6

робных условиях) ферменты дрожжей вызывают спиртовое брожение сахара. Это сложный многоступенчатый процесс, который проходит одиннадцать стадий с участием многочисленных ферментов и фосфорной кислоты. На последней стадии процесса брожения сахара образуются углекислый газ и этиловый (винный) спирт.

В тесте и других полуфабрикатах хлебопекарного производства кислорода очень мало, поэтому дрожжи вызывают процесс спиртового брожения. Образовавшийся в результате брожения углекислый газ разрыхляет тесто и обеспечивает необходимую пористость изделий. В присутствии кислорода (в аэробных условиях) в питательной среде дрожжи разлагают сахар с образованием воды и углекислого газа. При этом энергии выделяется в 23 раза больше, чем при спиртовом брожении, поэтому в присутствии кислорода дрожжевые клетки интенсивно размножаются.

Для нормальной жизнедеятельности дрожжей необходимы жидкая среда, содержащая питательные вещества, соответствующая реакция среды и температурные условия.

Жидкая среда для развития дрожжей должна содержать сахар, азотистые соединения, минеральные соединения, витамины. Хлебопекарные дрожжи усваивают глюкозу, галактозу, сахарозу, рафинозу, мальтозу. Сложные сахара (сахароза, мальтоза) под действием ферментов, дрожжей предварительно превращаются в простые. Из азотистых соединений дрожжи лучше всего усваивают продукты гидролиза белка (аминокислоты, полипептиды), а также минеральные соли, содержащие азот, например сернокислый аммоний.

Реакция среды, в которой находятся дрожжи, должна быть слабокислая. Щелочная среда угнетает дрожжевые клетки. При высокой щелочности дрожжи погибают. Оптимальное значение рН среды 4,5-5.

Большое значение для жизнедеятельности дрожжей имеют температурные условия. Для размножения дрожжей наиболее благоприятна температура 25-28 ° С. Спиртовое брожение идет наиболее активно при температуре 30-35 ° С.

7

При температуре 45-50 ° С и выше дрожжевые клетки погибают. Низкая температура тормозит жизнедеятельность дрожжей, дрожжи впадают в состояние анабиоза (скрытая жизнедеятельность), в котором могут сохраняться долго без порчи.

Замороженные дрожжи после медленного оттаивания при температуре 6-8 ° С сохраняют свои свойства.

Прессованные дрожжи представляют собой скопление дрожжевых клеток, выделенных из культуральной среды, промытых и спрессованных. Питательной средой для выращивания дрожжей служит разбавленная меласса. Меласса (отход свеклосахарного производства)

– темная густая жидкость с консистенцией патоки. На дрожжевых заводах мелассу разводят водой, подкисляют, добавляют соли азота и фосфора, так как содержание этих веществ, необходимых дрожжам, в мелассе недостаточное.

Процесс выращивания дрожжей состоит из двух стадий: получение маточных и товарных дрожжей. Дрожжевые расы, применяемые для выращивания маточных дрожжей, должны иметь хорошую подъемную силу (до 45 мин) и высокую мальтазную активность. Расы, применяемые для выращивания маточных дрожжей, должны содержать как можно меньше глютатиона, ослабляющего тесто, быть устойчивыми к высоким концентрациям соли и сахара.

Товарные дрожжи получают при размножении маточных дрожжей в подготовленной питательной среде в дрожжерастильных аппаратах. Размножение дрожжей на концентрированных средах (5- 6 % сахара), применяемое последнее время на крупных заводах, улучшает качество дрожжей и повышает производительность дрожжерастильных аппаратов. Выращивание дрожжей на концентрированных средах – главное направление в современной технологии. Дрожжи размножаются в течение 14-20 ч при непрерывной подаче воздуха в питательную среду (кислород ускоряет рост клеток). После выращивания дрожжей культуральную среду сепарируют, получая дрожжевое молоко, содержащее 500-600 г/л дрожжей и бражку (отработанную жидкость). Дрожжевое молоко проходит через фильтр-

8

пресс, где дрожжи отделяются от внеклеточной влаги, после чего их формируют в виде брусков, упаковывают в этикетировочную бумагу и помещают в холодильник с температурой 2-4 ° С.

Выход дрожжей из 1 т мелассы (содержание сахара 46 %) на передовых предприятиях составляет 750-760 кг.

Прессованные дрожжи стандартного качества должны иметь следующие показатели: сероватый с желтым оттенком цвет; плотную консистенцию, при разломе должны крошиться, но не мазаться.

Чем ниже влажность, тем выше качество дрожжей и их стойкость при хранении.

Подъемная сила – это способность дрожжей сбраживать глюкозу, фруктозу, сахарозу.

Стойкость дрожжей определяется выдержкой бруска дрожжей при температуре 35 ° С до момента их размягчения. Стойкость характеризует активность протеолитических ферментов дрожжей и пригодность дрожжей к хранению.

Мальтазная активность характеризует способность дрожжей гидролизовать мальтозу муки и зависит от присутствия в дрожжах фермента мальтазы. Мальтоза – основной сахар хлебного теста, с большим трудом сбраживается дрожжами и более медленно, чем другие сахара, так как дрожжи содержат сравнительно мало мальтазы. Мальтазная активность хороших дрожжей должна быть не более 100 мин. В ГОСТе на хлебопекарные дрожжи мальтазная активность не включена, но при подборе дрожжевых рас этот показатель учитывается.

Прессованные дрожжи применяют для разрыхления теста в количестве 0,5-5 % от массы муки. Конкретная дозировка зависит от вида изделия, способа приготовления теста и подъемной силы дрожжей.

Кроме дрожжей, изготовляемых специализированными дрожжевыми заводами, в хлебопечении применяют дрожжи, полученные при производстве спирта путем выделения отработанных дрожжей из ме- лассно-спиртовой бражки. Качество спиртовых дрожжей несколько ниже, чем у хлебопекарных. Они менее стойки при хранении и имеют худшую мальтазную активность.

9

Дрожжевое молоко – это жидкая суспензия дрожжей в воде, полученная при сепарировании культуральной среды после размножения в ней дрожжей. Цвет дрожжевого молока – серый с желтоватым оттенком, запах и вкус – свойственные дрожжам. Сепарированный концентрат с температурой до 5 ° С поступает на хлебозаводы в автоцистернах. В 1 л дрожжевого молока должно содержаться не менее 450 г дрожжей в пересчете на прессованные дрожжи влажностью 75 %. Подъемная сила и кислотность дрожжевого молока должны соответствовать показателям прессованных дрожжей по ГОСТу.

Дрожжевое молоко применяется для разрыхления теста в пересчете на прессованные дрожжи. Например, для замены 3 кг прессованных дрожжей дрожжевым молоком, в 1 л которого содержится 500 г дрожжей (в пересчете на 75 %-ную влажность), необходимо взять 3/0,5 = 6 л дрожжевого молока. Замена прессованных дрожжей дрожжевым молоком имеет значительные преимущества и экономическую эффективность: несколько снижается расход дрожжей вследствие большей активности дрожжевых клеток в дрожжевом молоке; ликвидируются трудовые затраты по перемещению и растариванию дрожжей; приготовлению дрожжевой суспензии. Дрожжевые клетки в этом продукте более активны, так как они не подвергались охлаждению и анабиозу.

Сушеные дрожжи получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей теплым воздухом до остаточной влажности (8-9 %) (влага, химически связанная с белками клеток). Вследствие низкой влажности сушеные дрожжи, в отличие от прессованных, могут долго сохраняться без порчи. Качество сушеных дрожжей зависит от исходного качества прессованных, от режима сушки и режима хранения. Для высушивания берут обычные доброкачественные прессованные дрожжи, однако установлено, что качество сушеных дрожжей будет выше, если в исходных дрожжах повысить содержание сухих веществ до 30 % и запасных углеводов, особенно трегалозы, до 11-12 %. Желательно, чтобы подъемная сила исходных дрожжей была до 60 мин.

10