Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биотехнологические основы хлебопекарного производства. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
131
Этот класс ферментов сформировался из ранее принадлежащих другим классам ферментов.
Например, АТФ-синтаза – ранее фермент относился к третьему классу и был назван по номенклатуре – АТФ­фосфогидролаза, но название не соответствует характеру работы фермента, т.к. гидролиз АТФ практически не происходит.
Ферменты седьмого класса катализируют реакции переноса молекул или ионов через мембраны или их разделение внутри мембран. Реакция обозначается как переход от «стороны 1» к «стороне 2», поскольку ранее использованные обозначения «в» и «вне» могут быть неоднозначными.
Например, при переносе протонов из матрикса межмембранное пространство через комплекс электронно- транспортной цепи (дыхательная цепь переноса электронов) происходит восстановление убихинона до убихинола и реакция описывается следующей схемой:
NADH + Сo Q + 6 H
+
[сторона 1]
= NAD+ + Сo QH2 + 7 H
+
[сторона 2]
.
АТФ-синтаза, катализирующая реакцию переноса ионов водорода из межмембранного пространства в матрикс с образо­ванием при этом молекулы АТФ из АДФ и неорганического фос­фата, реакция описывается схемой:
АДФ + Фн→ АТФ + H2O.
За ферментами, перемещёнными в класс транслоказ, сохранились систематические названия, указывающие на их прежний класс.
В зависимости от переносимых ионов или молекул в седь­мом классе выделяют шесть подклассов (КФ 7.1-7.6), катализи­рующих транслокацию протонов водорода H
+,
неорганических
катионов и их хелатов; неорганических анионов; аминокислот и пептидов; углеводов и их производных, иных соединений.
Транслоказы могут быть связаны с цитоплазматической мембраной, а также могут свободно находиться в другой части клетки (цитоплазме, периплазме и т.д.).
132
7.4. Применение гидролизатов в технологии хлеба
Ферментативные гидролизаты, полученные из сырья раз­личного происхождения, – это один из потенциальных и перспек­тивных источников белково-углеводных и вкусовых добавок к пищевым продуктам. Их целесообразно применять для улучше­ния биотехнологических характеристик хлебопекарных дрожжей, интенсификации производств созревания хлебопекарных полу­фабрикатов, повышения питательной ценности, улучшения орга­нолептических и физико-химических показателей хлеба. В хле­бопекарном производстве находят применение ферментативные гидролизаты из целлюлозосодержащего, нетрадиционного зерно­вого и белоксодержащего сырья.
Гидролизаты из целлюлозосодержащего сырья. При пере- работке топинамбура с целью получения высокоосахаренных си­ропов в качестве остаточного сырья накапливается мезга . Основ­ными её компонентами являются гемицеллюлоза и целлюлоза, кроме того, она содержит до 8 % белка. Для гидролиза мезги применяются ферментативные препараты пектофоэтидин П10Х и целлобранин ГЗХ. Эти препараты содержат активные пектолити­ческие, целлюлозный и протеолитический комплексы.
Целлюлозный комплекс состоит из 3 типов ферментов: эндо-(3-1,4-(3-глюконаза, экзо-1,4-а-глюконаза, целлобиазы (3-глюкозидаза). Под действием эндоглюконаз на целлюлозу в основном образуется растительная целлобиоза. Экзоглюконазы катализируют гидролиз остатков целлобиозы от нередуцирующе­го конца цепи. В реакции гидролиза получают гидролизаты, ха­рактеризующиеся высокой пищевой ценностью.
Содержание глюкозы в них составляет 26,5 % на СВ, фрук­тозы – 2 %, общего сахара – 46 %, также содержатся минераль­ные вещества Са, Nа, К, Мg и весь комплекс незаменимых ами­нокислот.
Гидролизат мезги имеет сладковатый вкус, белый с беже­вым оттенком цвет и слегка напоминающий фруктовый запах. При производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта и 1 -го сорта гидролизат муки дозируют в количе­стве 40-50 % к массе муки в тесте вместо воды, идущей на его
133
замес. При этом продолжительность брожения теста сокращается на 30-40 мин, а окончательная расстойка на 15 мин.
Пищевая ценность хлеба с гидролизатом повышается, со­держание белка увеличивается на 2 0-2 3 %. Объём увеличивается на 11-14 %, пористость на 7-11 %, кислотность не превышает нормируемый показатель.
Гидролизаты из нетрадиционного сырья (ферментатив­ные гидролизаты из амаранта). Амарант содержит 12-19 % бел-
ковых веществ, а в пшеничной муке 10-11 %, в котором отмечено значительное содержание незаменимой аминокислоты лизина. Также зерно амаранта содержит 8,1 % липидов, состоящих на 80 % из ненасыщенных жирных кислот. При внесение гидролиза­тов амаранта в тесто вносится в 1,5 -2,0 раза больше муки амаран­та, чем в нативном виде. При этом качество изделий улучшается по органолептическим и физико-химическим показателям, а так­же увеличивается пищевая и биологическая ценность хлебобу­лочных изделий. При этом биогидролизат готовится из муки ама­ранта в количестве 8-16 % к массе муки в тесте.
В водно-мучную суспензию при соотношении муки и воды 1:2 вносят 0,25-0,35 % ферментного препарата амилосубтилина Г10Х. Суспензию нагревают до 90-95оС, постоянно перемеши­вают и выдерживают в течение 15 мин, при этом происходит гид­ролиз крахмала и белковых веществ. Затем гидролизат охлажда­ют и вносят ферментный препарат глюкоавамарин. Полученный гидролизат применяют в качестве белково-углеводного ком­понента при производстве хлебобулочных изделий ускоренным способом.
Ферментативные гидролизаты из белоксодержащего сырья.
В хлебопекарном производстве использование белоксодержащих добавок необходимо для повышения биологической ценности изделия и для экономии основного сырья за счет использования вторичных продуктов других отраслей пищевой промышленно­сти (гидролизованный кератин, который содержится в ногтях и копытах). Добавки из кератинсодержащего сырья имеют более высокую биологическую ценность по сравнению с растительным белком, а по соотношению незаменимых аминокислот аналогич-
134
ны мясу, по содержанию метионина, треонина и цистина превос­ходят молоко.
Сложность в использование кератинного сырья заключает­ся в трудности обработки этого белка. Один из путей переработ­ки - ферментативный гидролиз. Пищевые добавки из кератин со­держащего сырья получают путем модификации кератина пера, предварительно подготовленного для обработки ферментами микроорганизмов родов Streptomicis и Actinomicis.
Перо стерилизуют под давлением в течение 2, 0 - 2 , 5 ч. Затем проводят гидролиз в присутствии ферментного препарата и затем отделяют жидкую фракцию путем упаривания при температуре
80-90 °С до содержания СВ 40-60 % (жидкий гидролизат) или 90- 93 % (порошок). Полученный гидролизат вносят в тесто в коли-
честве 6-16 %, для жидкого гидролизата, или 3,8-8,5 % для по­рошка (порошок перед использованием разводят в воде до со­держания СВ 40-60 %).
Перед внесением в тесто из него готовят эмульсию смеси с жировыми продуктами, при этом происходит интенсификация созревания теста за счет высокого содержания в гидролизате сво­бодных аминокислот (>95 %). Их внесение обеспечивает более высокую начальную кислотность теста и сдвигает рН в сторону наиболее благоприятных значений для жизнедеятельности дрож­жевых клеток (рН=5,1-5,3). Кроме того, наличие в среде таких аминокислот как аспарагиновая, глутаминовая, лейцин, фенила­ланин, необходимых для развития как дрожжевых клеток, так и микроорганизмов бактерий, приводит к сокращению продолжи­тельности брожения теста в 6 раз (до 15-20 мин). Снижаются за­траты на брожение теста, увеличивается его выход на 40 %. В результате получаются изделия с более высокими показателями качества, пористостью, удельным объемом и повышенной биоло­гической ценностью.
Способы производства кукурузного, пшеничного и картофельного крахмала были неоднократно и подробно описаны. Гидролиз этих разновидностей крахмала в промышленном масштабе осуществляется разными способами: только кислотой, кислотой и ферментами, и только ферментами.
135
В середине 60-х гг. на смену кислотному и кислотно­ферментативному процессам пришел ферментативный способ переработки крахмала, основанный на последовательном применении
a
-амилазы Bacillus subtilis (амилосубтилин) и амилоглюкозидазы Aspergillus orizae (амилоризин) или A. niger (амилосубтилин). Главное его преимущество связано с увеличением скорости процесса, уменьшением уровня загрязнения продуктами реверсии, получением продукта с высоким декстрозным эквивалентом (ДЭ). Величина ДЭ гидролизата (в используемой шкале глюкоза – декстроза соответствует 100 ед.) отражает глубину гидролиза крахмала, для которого ДЭ считается равным нулю.
Следующим важным шагом было внедрение в
производство термостабильных
a
-амилаз, главным образом из B.
licheniformis, позволяющих после обработки аминоглюкозидазой
получать продукцию с ДЭ, близким к 100. Высокотемпературное ожижение крахмала сегодня стало обычным промышленным процессом, но следующий этап, осахаривание, до сих пор осуществляется при участии «обычной» глюкоамилазы A. niger путем одноразовой обработки.
8. ПЕРЕРАБОТКА МУКИ С ПОНИЖЕННЫМИ
ХЛЕБОПЕКАРНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Мука с пониженными хлебопекарными свойствами – это мука с пониженным содержанием и низким качеством клейкови­ны (короткорвущаяся, крошковатая или рвущаяся слоями, неэла­стичная, излишне растяжимая), с повышенной или пониженной активностью амилолитических и протеолитических ферментов.
Мука с короткорвущейся, крошковатой или рвущейся слоями клейковиной может быть получена из зерна, высушенно­го при неправильных режимах сушки (при повышенной темпера­туре) или прихваченного морозом (морозобойного), а также из самосогревшегося зерна. При переработке такой муки тесто полу­чается пониженной эластичности, при расстойке плохо увеличи­вается в объеме. Поверхность теста часто неровная, с разрывами.
136
Муку с излишне растяжимой клейковиной получают из пшеницы, в которой присутствует примесь зерен, поврежденных клопом-черепашкой. Для такой муки характерна повышенная ак­тивность протеолитических ферментов, в процессе отлежки фи­зические свойства клейковины резко ухудшаются – она становит­ся мажущейся массой, липкой и тянущейся нитями. Тесто при брожении быстро разжижается, а при расстойке расплывается.
Мука из проросшего зерна имеет повышенную автолитиче­скую активность ферментов, поэтому тесто быстро разжижается. Мука с пониженной активностью ферментов получается из зерна, высушенного при высокой температуре. Хлебопекарные свойства пшеничной муки окончательно определяются по результатам пробной лабораторной выпечки. При выпечке хлеба из пшенич­ной муки высшего и первого сортов объемный выход менее 400 см3/100 г и второго сорта – менее 350 см3/100 г и формо­устойчивость соответственно менее 0,40 и 0,35 свидетельствуют о пониженных хлебопекарных свойствах такой муки.
Отклонения в качестве ржаной и пшеничной муки, проис­ходящие главным образом в результате прорастания зерна, уста­навливаются по автолитической пробе или экспресс-выпечкой.
Для получения хлеба удовлетворительного качества из му­ки с пониженными хлебопекарными свойствами её рекомендует­ся смешивать с мукой со средними хлебопекарными свойствами. Однако следует учитывать, что при использовании в смеси муки с повышенной активностью ферментов ее количество не может устанавливаться на основании расчетов средневзвешенного зна­чения того или иного свойства муки (автолитической активности, растяжимости клейковины и др.). Процент подсортировки муки, смолотой с примесью некондиционного зерна, устанавливается производственной лабораторией на основании данных анализа и пробных выпечек.
При переработке муки с отклонениями от нормальных хле­бопекарных свойств следует проводить различные технологиче­ские мероприятия, направленные на обеспечение выработки хле­бобулочных изделий, отвечающих действующим нормам качест­ва, а именно: корректировать режимы приготовления теста, ис­пользовать улучшители и др.
137
Пшеничная мука с короткорвущейся клейковиной и пони­женным ее содержанием. Мука с короткорвущейся клейковиной
получается из зерна, высушенного при неправильном тепловом режиме. В зерне, подвергнутом сушке при высокой температуре, происходит денатурация белков и инактивация ферментов. Мука из такого зерна имеет короткорвущуюся, неэластичную клейко­вину.
При переработке такой муки рекомендуется применять технологические приемы, увеличивающие набухание и частич­ную её пептизацию, в результате чего улучшаются физические свойства теста и качество хлебобулочных изделий: повышается удельный объем, становится более тонкостенной пористость, не­сколько улучшается цвет мякиша. Кроме того, следует интенси­фицировать процессы молочнокислого и спиртового брожения при опарных способах за счет следующих технологических приемов:
– увеличить дозировку муки в опару до 55-70 % и повысить её влажность до 50-55 %; в жидкие опары увеличить дозировку муки до 35-40 % от общей её массы;
– увеличить продолжительность замешивания опары и тес­та на 5 мин и более на машинах периодического действия;
– увеличить продолжительность брожения опары, для чего готовить её при температуре 25-26 ºС, не допуская перебраживания;
– увеличить дозу прессованных дрожжей на 50 % от общей нормы или проводить их активацию. При выработке хлеба опар­ным способом на жидких дрожжах 20-30 % от общей их массы добавлять в тесто;
– на различных стадиях приготовления теста использовать улучшители, содержащие ферментные препараты с протеолити­ческой активностью.
При наличии таких дефектов, как короткорвущаяся клейко­вина и повышенное содержание водорастворимых веществ в му­ке, не рекомендуется добавлять ферментные препараты или за ­варку в опару или тесто, следует особенно внимательно следить за расстойкой тестовых заготовок.
Пшеничная мука, смолотая из зерна с примесью повреж­денного клопом-черепашкой. Белковые вещества муки, смолотой
138
с примесью зерна, поврежденного клопом-черепашкой, обычно подвергаются более сильному действию протеолитических фер­ментов слюны клопа-черепашки. Тесто из такой муки быстро разжижается, поэтому следует сокращать продолжительность брожения теста и применять приемы, способствующие торможе­нию ферментативных процессов.
Для сокращения продолжительности брожения уменьшают загрузку агрегатов, тестовых бункеров или сокращают число деж. Длительность расстойки также сокращают. Продолжительность брожения опар и заквасок, на которых готовится тесто, умень­шать не следует, так как в них должно накапливаться достаточ­ное количество продуктов метаболизма дрожжевых клеток и мо­лочнокислых бактерий.
Для торможения активности протеолитических ферментов и укрепления клейковинного комплекса необходимо:
– повысить конечную кислотность, град: опар – на 1-3, тес­та – на 1-2;
снизить температуру полуфабрикатов до 27-28 ºС;
уменьшить влажность опары на 2-3 %, теста – на 1 % против установленной нормы;
применить аскорбиновую кислоту, модифицированный крахмал;
использовать комплексные хлебопекарные улучшители в
сочетании с улучшителями окислительного действия или поло­винной дозой модифицированного крахмала;
использовать молочную сыворотку;
добавить 20-25 % соли от общей ее массы в опару;
увеличить дозировку хлебопекарных прессованных
дрожжей на 50 % против дозы, установленной рецептурой (если они хорошего качества);
– тесто при приготовлении на жидких опарах замешивать без добавления воды;
– несколько увеличить продолжительность выпечки изде­лий с одновременным повышением температуры пекарной каме­ры на 20 ºС.
139
Для увеличения объема изделий при приготовлении жид­ких дрожжей используют штамм дрожжей Московская-23 или гибрид 512 как наиболее активные.
Учитывая, что важнейшими факторами, влияющими на ак­тивность ферментов, являются температура, рН и влажность сре­ды, продолжительность ферментативного катализа, снижение ак­тивности ферментов и повышение качества хлеба (снижение рас­плываемости изделий, увеличение объема и улучшение пористо­сти), в ГосНИИХП разработаны технологии хлебобулочных из­делий на основе оптимизации технологических параметров и средств их регулирования, а также технологические аспекты применения комплексных пищевых добавок (улучшителей).
Тесто целесообразно готовить на густой опаре или по ин­тенсивной «холодной» технологии. Эффективность указанных способов повышается при регулировании процесса кислотообра­зования. Так, при понижении температуры полуфабрикатов (опа­ра 25-26 ºС, тесто – 24-25 ºС), влажности (опара – 43-44 %; тесто – 41-42 %) и сокращении продолжительности брожения теста (до 20 мин) качество хлеба улучшается.
Максимальная формоустойчивость хлеба достигается при начальной кислотности теста 2,5-3,0 град и скорости кислотона­копления – (2,5-3,5)210-2 град/мин. Для обеспечения указанной скорости кислотонакопления в процессе приготовления теста в него вносят кислотосодержащие полуфабрикаты: при ускоренном способе – концентрированную молочнокислую закваску (КМКЗ) в дозировке 5 % от массы муки или молочную сыворотку в дози­ровке, обеспечивающей заданную кислотность теста; при опар­ном способе – подкисляющие полуфабрикаты (тесто или опара предыдущего приготовления), молочную сыворотку.
Разработана технология хлебобулочных изделий с исполь­зованием муки из зерна, поврежденного клопом-черепашкой, ко­торая предусматривает:
– изменение параметров приготовления полуфабрикатов: понижение температуры и влажности, повышение начальной ки­слотности и сокращение продолжительности брожения;
– применение средств регулирования кислотонакопления (закваски);
140
дозирование хлебопекарных прессованных дрожжей и соли в две стадии при наличии в рецептуре сахара и жира;
введение комплексных добавок, в которые включены
улучшители окислительного действия: аскорбиновая кислота, ферментативно-активная соевая мука, соевые концентрат или изолят; пероксид кальция, а также эмульгаторы, ферментные препараты, минеральные соли.
Анализ свойств клейковины, отмытой из теста, показал, что применение комплексных добавок способствует повышению гидратационной способности клейковины в среднем на 3,5 %.
При применении комплексных добавок снижается расплы­ваемость теста. Они интенсифицируют газообразование в тесте – объем выделившегося диоксида углерода через 1,5 ч брожения повышается в среднем на 16 %, увеличивают газоудерживающую способность теста – коэффициенты газоудержания в пробах теста с комплексными улучшителями повышаются на 9–15 %. Фер­ментные препараты, входящие в состав комплексных добавок, способствуют интенсификации образования сбраживаемых саха­ров, а также оказывают влияние на реологические свойства теста.
Применение комплексных добавок приводит к изменению фракционного состава клейковинных белков. После замеса теста фракция низкомолекулярных соединений либо отсутствует, либо ее содержание снижается на 39-67 %, а содержание фракции вы­сокомолекулярных соединений возрастает на 19-34 % по сравне­нию с контролем. После расстойки отмечается увеличение со­держания фракции высокомолекулярных соединений в среднем на 24 % и снижение содержания фракции низкомолекулярных соединений на 54 %. Разработанные комплексные улучшители снижают активность протеолитических ферментов муки на 45 %.
Пшеничная мука из проросшего зерна или с добавлением до 5 % проросших зерен для высокосортной муки и до 10 % для обойной. Проросшее пшеничное зерно отличается от нормально-
го активностью ферментов, содержанием свободных жирных ки­слот, активаторов протеолиза и водорастворимых веществ. Мука из проросшего зерна или выработанная с использованием в по­мольной смеси проросшего зерна обладает повышенной активно-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]