Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнологические основы хлебопекарного производства. Учебное пособие
.pdf
61
По существующим представлениям большую роль в образовании ароматического комплекса хлеба играют и карбонильные
соединения (ацетальдегид, бензальдегид, изовалериановый альдегид), оксиметилфурфурол, ацетон, диоксиацетон, фурфурол.
В настоящее время в хлебе найдено свыше 75 отдельных
вкусовых и ароматических веществ. Среди них 28 кислот, 28 карбоновых соединений, 11 спиртов, 6 эфиров, аммиак. В образцах
многих из вышеуказанных веществ участвуют МКБ, при этом
гомо- и гетеровиды образуют различные продукты : гомоферментативные виды образуют 10 % летучих кислот, гетероферментативные – в 2-3 раза больше, гомоферментативные образуют
меньше органических и перикарболовых кислот, но несколько
больше карбоксильных соединений. Гомоферментативные виды
являются более сильными кислотообразователями.
Установлено, что хлеб с применением одних гомовидов
МКБ лишен специфического аромата и обладает «пустым» вкусом. А развитие только гетерокультур способствует чрезмерному
накоплению уксусной кислоты, которая придаёт хлебу резкий
запах и кислый вкус. Наиболее адекватным хлеб по вкусу и аромату получается при совместном применении гомо- и гетероМКБ в определенном соотношении.
Присутствие МКБ подавляет картофельную болезнь хлеба.
Изучение процессов кислотообразования микрофлоры из ржаной
и пшеничной муки позволяет внести определенную ясность в вопрос о роли отдельных видов МКБ. Это имеет значение при подборе специфичных чистых культур для каждой технологической
схемы приготовления хлеба.
3.6. Чистые культуры бактерий и дрожжей
для хлебопекарного производства
Под «чистой культурой» подразумевается потомство микроорганизмов, полученных из одной клетки без примеси посторонних микробов. Расами или штаммами называют отдельные
разновидности микроорганизмов в пределах одного вида, различающиеся между собой по некоторым признакам, необходимым
для конкретного технологического процесса. Расовая особен-
62
ность культур – устойчивость к повышению температуры, высоким концентрациям соли или высокой кислотности среды. В зависимости от этого микроорганизмы относят к той или иной расе.
В хлебопекарной отрасли, перерабатывающей нестерильное сырье, чистые культуры имеют исключительное значение.
Мука, как известно, содержит чрезвычайно богатую и разнообразную микрофлору, в которой дрожжи Sacch. cerevi siae и МКБ
составляют незначительную часть, поэтому нужное направление
процесса брожения возможно лишь при внесении в закваску или
тесто специфических микроорганизмов.
В отделе микробиологических исследований НИИ хлебопекарной отрасли ведется и постоянно обновляется музей чистых
культур хлебопекарных микроорганизмов – дрожжей и молочнокислых бактерий для приготовления жидких дрожжей, пшеничных и ржаных заквасок с управляемым культивированием микроорганизмов, синтезирующих пребиотические и биологически
активные веществами - витамины, органические кислоты, бактерицидные вещества – ингибиторы развития картофельной болезни и плесневения хлеба. С 1946 г. в СПбФ ГосНИИХП существует коллекция чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей для хлебопекарной отрасли, насчитывающая свыше 200 производственных и типовых штаммов молочнокислых бактерий и
дрожжей. Культуры поддерживаются в активном состоянии и
рассылаются по запросам заинтересованных учреждений.
Чистые культуры дрожжей и МКБ, внесенные в достаточном количестве, обеспечивают быструю надежную стабилизацию
доминирующей микрофлоры, нормальное брожение, что особенно важно в связи с автоматизацией и механизацией хлебозаводов.
Кроме того, подбор культур позволяет активно воздействовать на
качество готовых изделий. Таким образом, с помощью чистых
культур можно сознательно управлять работой микроорганизмов
и использовать их деятельность в заданном направлении.
Для производства густых ржаных заквасок используют Ленинградские штаммы МКБ: А6, В8, В27, А63, В5, В78, выделенные из закваски одного из Ленинградских хлебозаводов в 1937 г.
А в 1962 г. именно этот же набор штаммов был выделен из заква-
63
ски одной из белорусских деревень. Указанные культуры были
идентифицированы до вида в микробиологической лаборатории.
Штаммы А63 и А6 отнесены к виду L. plantarum; В8, В27,
В5, В78 – L. brevis .
Технологические испытания Ленинградских штаммов МКБ
А63, В5 и В78, а также кислотоустойчивого штамма Sacch. minor
показали, что данная комбинация культур способствует получению хлеба наилучшего качества на густых заквасках. Для жидкой
ржаной закваски без заварки применяются те же штаммы МКБ и
дополнительно штамм В81.
Штамм МКБ L. delbrucki i -76 применяется для изготовления
заварных сортов хлеба типа «Рижского». Данный набор культур
МКБ, рекомендованный для приготовления хлеба, не ограничивается перечисленными выше штаммами. В технологии могут
также использоваться штаммы: С2, С7, культуры И30, И35, а
также Чешские - РL6, L. brevis -13.
Для приготовления мезофильной пшеничной закваски используют штамм L.fermenti -27.
Для приготовления жидких заквасок по Джамбульской
схеме используется Джамбульская-1, обладающая большой скоростью размножения в средах с активной кислотностью 4,7-4,9.
Для приготовления жидких дрожжей используют чистые
культуры дрожжей и молочнокислых бактерий: дрожжи – гибриды 69, 576, 512, Московская–23, Б-14; термофильные молочнокислые бактерии - 30-1, 30-2, 40, Д-30, Э-1 и др.
4. ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ ДРОЖЖИ
4.1. Хлебопекарные прессованные дрожжи
При производстве хлебобулочных изделий на хлебозаводах
и в пекарнях для разрыхления полуфабрикатов применяют прессованные дрожжи из разных штаммов и рас Saccharomyces
cerevisiae, вырабатываемые дрожжевыми (основное производство) и спиртовыми (побочное производство) заводами. В 1 г хлебопекарных прессованных дрожжей содержится около 15 млрд
дрожжевых клеток.
64
Качество прессованных хлебопекарных дрожжей в соответствии с нормативной документацией оценивают по органолептическим (цвет, вкус, запах и консистенция) и физико-химическим
(массовая доля СВ, подъемная сила, кислотность и стойкость при
хранении) показателям.
Они должны быть светлого цвета с желтоватым или сероватым оттенком, без плесневого налета, различных полос и темных пятен, с запахом, слегка напоминающим фруктовый, иметь
плотную немажущуюся консистенцию.
Штаммы и расы Saccharomyces cerevisiae должны иметь
высокую генеративную активность, достаточную активность зимазного комплекса, быть устойчивыми при хранении и в присутствии соли. Перспективными являются расы и штаммы дрожжей,
которые на стадии культивирования продуцируют наряду с зимазным комплексом высокоактивную α-глюкозидазу. Достоинство этих дрожжей заключается в отсутствии периода адаптации к
мучным средам хлебопекарного производства.
Значение дрожжей в сложном комплексе биохимических
процессов, происходящих в опаре или тесте, состоит в образовании диоксида углерода, этанола и промежуточных продуктов
брожения. Энергетический эффект анаэробного потребления углеводов дрожжевой клеткой невелик, поэтому для получения необходимой энергии дрожжи сбраживают значительное количество моносахаров. В оптимальных условиях (температура 30 ºС, рН
4,5–5,0 и сбалансированный состав питательной смеси) 1 г прессованных дрожжей сбраживает 1 г сахара за 1 ч.
Кинетика сбраживания глюкозы дрожжевой клеткой следует теории Михаэлиса–Ментен в пределах концентраций: для глюкозы – от 0,2 до 5,0 %, для фруктозы – от 0,4 до 6,0 %.
Константа Михаэлиса (для глюкозы Кm = 0,01067, для
фруктозы К
= 0,0255) свидетельствует о преимущественном
m
сбраживании глюкозы. Скорость гидролиза сахарозы экзоферментом дрожжевой клеткиb-фруктофуранозидазой превышает
скорость сбраживания продуктов гидролиза, поэтому утилизация
сахарозы дрожжевыми клетками аналогична потреблению ими
глюкозы и фруктозы.
65
Прессованные хлебопекарные дрожжи дрожжевых заводов
содержат кислотообразующие молочнокислые бактерии и дикие
дрожжи несахаромицеты – Candida tenuis, C. curvata, C. humicola,
C. solanii, C. guilliermondii, C. utilis и Torulopsis dattila. Эти
дрожжи отрицательно влияют на технологические свойства культурных рас Saccharomyces cereviseae, ухудшают их подъемную
силу и снижают стойкость прессованных дрожжей при хранении.
Они бедны зимазным комплексом, плохо сбраживают собственные сахара.
Только дикие дрожжи Candida robusta в количестве 10 % от
биомассы хлебопекарных дрожжей способствуют улучшению их
стойкости при хранении.
4.2. Сушеные хлебопекарные дрожжи
Сушеные дрожжи готовят из доброкачественных хлебопекарных прессованных дрожжей. Желательно, чтобы дрожжи,
предназначенные для сушки, содержали меньше посторонней
микрофлоры, обладали термо- и осмоустойчивостью, имели пониженное содержание влаги и низкое содержание глутатиона.
Сушеные дрожжи вырабатываются в виде мелких зерен,
светло-желтого или светло-коричневого цвета. Массовая доля
влаги в сушеных дрожжах высшего и первого сорта не должна
превышать 8,0 и 10,0 % соответственно; подъемная сила в день
выработки должна быть не более 70 и 85 мин соответственно. Их
расход на приготовление полуфабрикатов в 3-4 раза меньше, чем
прессованных и зависит от подъемной силы.
Созданы технологии получения сушеных дрожжей, сохраняющих высокую ферментативную активность в течение длительного времени. К ним относятся активные сушеные дрожжи и
инстантные быстродействующие. Для получения активных сушеных дрожжей разработаны новые расы и режимы выращивания,
обеспечивающие сохранение бродильной активности дрожжевых
клеток при длительном хранении.
Высокое содержание трегалозы в сушеных дрожжах способствует сохранению их биологической активности. Массовая
доля гликогена (резервного полисахарида) находится в пределах
66
от 8 до 30 % СВ. При дефиците питательных веществ дрожжи
используют внутриклеточный гликоген в качестве источника
энергии и углерода. Вне клетки наиболее интенсивно происходит
расщепление гликогена под действием амилолитических ферментов (a- иb-амилазы) с образованием глюкозы, мальтозы и остаточного высокомолекулярного
b
-амилодекстрина.
Происходящие при высушивании необратимые биохимические изменения в дрожжевых клетках прессованных дрожжей
отрицательно сказываются на их сбраживающей способности,
ходе технологического процесса и качестве изделий .
При сушке в дрожжевых клетках накапливается глутатион.
При их гидратации глутатион переходит в водную фазу, а затем и
в тесто. Снизить содержание глутатиона в полуфабрикатах можно при введении окислителей или применяя инстантные сушеные
дрожжи, не требующие предварительного замачивания и проявляющие точно такую же активность, как прессованные дрожжи,
но при меньшем их расходе.
4.3. Дрожжевое молоко
Дрожжевое молоко – это водная суспензия дрожжевых клеток Saccharo myces cerevisi ae, полученная в результате размноже-
ния их в культуральной среде, сгущения на сепараторах и предназначенная для использования в хлебопекарном производстве.
Концентрация дрожжевых клеток в 1 дм3 дрожжевого молока в пересчете на хлебоп екарные прессованные дрожжи влаж ностью 75 % должна быть не менее 0,45 кг.
Активность дрожжевых клеток в дрожжевом молоке выше,
чем в хлебопекарных прессованных дрожжах, что позволяет снизить их расход при выработке хлебобулочных изделий. Применение этого биологического разрыхлителя исключает на хлебозаводе необходимость наличия холодильной камеры, операций хранения, распаковки и приготовления дрожжевой суспензии. Подъемная сила дрожжевого молока характеризует активность зимазного комплекса ферментов, вызывающих спиртовое брожение.
67
4.4. Хлебопекарные дрожжи спиртовых заводов
При производстве спирта накапливаются остаточные
дрожжи Sa ccharomyces cerevisiae рас В и Я, из которых вырабатывают прессованные дрожжи. В таких дрожжах практически
отсутствуют дикие формы клеток рода Candida, но гнилостных
бактерий больше в 1,5 раза, что снижает их стойкость при хранении. Число молочнокислых бактерий в 2,7 раза ниже, чем в хлебопекарных дрожжах дрожжевых заводов , поэтому при брожении
хлебопекарных полуфабрикатов накопление молочной кислоты
идет замедленно, а для интенсификации этого процесса необходимо вводить подкислители – молочную сыворотку, концентрированные молочнокислые закваски и др.
Лучшими хлебопекарными свойствами обладает смесь
дрожжей: гибрид 112 и раса В, взятые в соотношении 70:30. Кроме этих дрожжей на мелассно-спиртовых заводах, вырабатывающих спирт и хлебопекарные дрожжи, получили распространение
венгерские дрожжи У-30, превосходящие дрожжи расы В по генеративной способности, α-глюкозидазной активности в 2,5 раза.
Дрожжи, выпускаемые спиртовыми заводами, характеризуются зимазной активностью и высокой активностью
a
-глюкозидазы. Для них характерны повышенные в 2,2-3,4 раза
значения активности протеолитических ферментов и в 1,2-2,0
раза – содержания восстановленной формы глутатиона. Поэтому
они хуже сохраняют свои свойства в процессе хранения и несколько снижают газоудерживающую способность теста. Эти
технологические особенности необходимо учитывать в технологии хлебобулочных изделий.
4.5. Жидкие дрожжи
Жидкие дрожжи – это полуфабрикат, приготовленный на
заварке
*
, предварительно осахаренной амилолитическими фер-
ментами и сброженной термофильными молочнокислыми бакте-
*
Заварка – водно-мучная смесь, доведенная до стадии клейстеризации крахмала.
68
риями, путем размножения в ней дрожжевых клеток
Saccharomyces cerevisiae. Дрожжевые клетки жидких дрожжей
активны, а жизнедеятельность молочнокислых бактерий подавлена, что отличает жидкие дрожжи от жидких заквасок, где активны оба вида микрофлоры.
Жидкие дрожжи применяются при производстве хлеба из
пшеничной муки второго сорта, смеси пшеничной и ржаной муки. Возможно применение жидких дрожжей с прессованными.
Жидкие дрожжи широко применяются при переработке муки с
пониженными хлебопекарными свойствами: повышенной автолитической активностью, пониженной газообразующей и формоудерживающей способностями и для ингибирования спорообразующей бактериальной микрофлоры.
В связи с внедряемой технологией приготовления теста с
сокращенным периодом брожения перед разделкой значение
жидких дрожжей особенно возрастает, так как вместе с ними в
тесто вносят вещества, способствующие улучшению вкуса и аромата изделия, компенсирующие уменьшение их образования при
сокращенном периоде брожения теста.
В процессе приготовления биологического разрыхлителя
происходит адаптация дрожжевых клеток к мучной среде, предварительно осахаренной и заквашенной. Благодаря этому они активны. Микрофлора жидких дрожжей проявляет при брожении
теста значительно бóльшую сбраживающую способность, чем
прессованных.
Микрофлора жидких дрожжей. При приготовлении жидких дрожжей основная микрофлора представлена термофильными молочнокислыми бактериями и дрожжевыми клетками. В
процессе жизнедеятельности молочнокислые бактерии образуют,
в основном, молочную кислоту, а дрожжевые клетки – диоксид
углерода и спирт, поэтому первую группу микроорганизмов называют кислотообразующей, а вторую – бродильной.
Кислотообразующая микрофлора. Одна из стадий приготовления жидких дрожжей – заквашивание осахаренной мучной
заварки. Ее назначение заключается в создании оптимальной кислотности среды для размножения дрожжевой микрофлоры. Это
достигается в результате жизнедеятельности молочнокислых бак-
69
терий с образованием молочной кислоты ( СН3СНОНСООН). Последняя ингибирует развитие нежелательной бактериальной (в
том числе нетермофильной) микрофлоры заквашиваемой заварки
и предупреждает размножение диких дрожжей в питательной
смеси при культивировании культурных дрожжевых клеток
Saccharomyces cerevisi ae. В технологии жидких дрожжей используют производственные расы молочнокислых бактерий:
Lactobacillus delbrüеckii и Э-1.
Бактерии Lactobacillus delbrüеckii – типичные термофиль-
ные молочнокислые бактерии с температурным оптимумом 4852 ºС. Более энергичными кислотообразователя являются
термофильные молочнокислые бактерии штамма Э-1 (рис. 7).
16
12
8
4
Общая кислотность, град
0
0 4 8 12 16
Продолжительность заквашивания, ч
12
Рис. 7. Динамика накопления органических кислот при заквашивании
осахаренных заварок Lactobacillus delbrüеckii (1) и штаммом Э-1 (2)
Эти бактерии хорошо сбраживают глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу и мальтозу, частично декстрин и крахмал и не
сбраживают арабинозу и лактозу. Температура 70 ºС и выше для
них губительна. Эти бактерии лучше размножаются в анаэробных
условиях.
При понижении температуры до 30 ºС бактерии штамма
Э-1 не размножаются и не гидролизуют белки. Поэтому в процессе приготовления теста они не будут повышать его кислотность и
разжижать клейковину. Кислотообразующая способность термо-
70
фильных молочнокислых бактерий штамма Э-1 при 54 ºС почти
вдвое выше, чем бактерий Lactobacillus delbrüеckii.
Период заквашивания мучной осахаренной заварки бактериями штамма Э-1 до достижения кислотности 12-14 град составляет 6-8 ч, а бактериями Lactobacillus delbrüеckii – 12-14 ч.
В зрелых дрожжах содержится 80-120 млн/см3 дрожжевых клеток. Подъемная сила дрожжей при влажности 89-90 % составляет
не более 30 мин.
Благодаря высокой энергии кислотообразования и, как
следствие, быстрому повышению кислотности среды и снижению
рН исключается возможность инфицирования заквашенных заварок посторонними микроорганизмами. Это дает возможность работать на жидких дрожжах по производственному циклу продолжительное время без возобновления разводочного цикла.
Бродильная микрофлора. Представителем бродильной микрофлоры в жидких дрожжах являются дрожжи Saccharomyces
cerevisiae. Дрожжи Saccharomyces cere vis iae относятся к культурным дрожжам, поэтому способность к спорообразованию у них
ослаблена. Они сбраживают и усваивают глюкозу, фруктозу, а
сахарозу и мальтозу после гидролиза их β-фруктофуранозидазой
и α-глюкозидазой соответственно. Раффиноза ассимилируется
дрожжевыми клетками частично после ее гидролиза
α-галактозидазой. Они не сбраживают лактозу, пентозы (ксилозу
и арабинозу), крахмал и клетчатку. Источником азотного питания
для них служат аминокислоты и аммонийные соли. Оптимальная
температура развития хлебопекарных дрожжей Saccharomyces
cerevisiae составляет 30-32 ºС при рН среды 4,5-5,0.
Основные схемы приготовления жидких дрожжей. Для
приготовления жидких дрожжей применяются:
- смесь пшеничной муки первого и второго сортов (1:1) –
для изделий из пшеничной муки высшего сорта;
- смесь муки пшеничной 2-го сорта и ржаной обдирной
(1:1) – для изделий из пшеничной муки 1-го и 2-го сортов;
- мука пшеничная 2-го сорта – для изделий из муки пше-
ничной 1-го и 2-го сортов;
- смесь ржаной обдирной и пшеничной обойной муки (1:1)
или ржаная обдирная мука – для ржано-пшеничных видов хлеба.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]