Активация хлебопекарных дрожжей и современный подход к ее оценке

 

37

 

Активацию дрожжей можно рассматривать как более раннюю стадию адаптации дрожжевых клеток к мальтозно–мучной среде, способствующую интенсификации процесса.

 

Направления улучшения свойств хлебопекарных дрожжей:

 

методы активации хлебопекарных дрожжей, теоретической основой которых является интенсификация адаптации дрожжевых клеток к анаэробно–мальтозной среде; методы химического воздействия, обуславливающие интенсификацию транспорта питательных веществ в дрожжевую клетку через цитоплазматическую мембрану путем

 

воздействия на ее микровязкость различными методами;

 

методы физического воздействия, обуславливающие повышение производительности клеточных биомембран и изменение энергетического состояния участников биохимических реакций;

 

методы стабилизации биотехнологических свойств хлебопекарных дрожжей на основе регулирования активности ферментов дрожжевых клеток, регулирования влажности дрожжевой биомассы.

 

В предварительной фазе происходит переключение внутренней структуры дрожжей

с дыхательного типа жизнедеятельности на бродильный.

 

Вторая стадия адаптации дрожжей связана с индуцированием в их клетках мальтазы под влиянием мальтозы.

 

К физико–химическим способам повышения активности хлебопекарных дрожжей относятся обработка их водной суспензии на установке с гидродинамическим вибратором звуковой и ультразвуковой частоты, магнитное, электрохимическое и лазерное воздействие.

 

Согласно теоретическому объяснению этого процесса, в этой предварительной фазе происходит активация прессованных дрожжей, связанная с необходимостью определенного периода для переключения внутренней структуры дрожжей с дыхательного типа жизнедеятельности (который был им характерен при выращивании

 

в условиях усиленной аэрации среды) на бродильный для анаэробных условий мучных полуфабрикатов. Первая стадия происходит при их суспензировании в воде перед замесом мучного полуфабриката путем переключения дрожжевых клеток с дыхания на брожение. Поскольку дыхательные ферменты являются конститутивными ферментами, то есть синтезируется дрожжевой клеткой постоянно и независимо от состава среды и всегда содержатся в их клетках, переключение с дыхания на брожение не требует какого бы то ни было временного периода.

 

Вторая стадия адаптации дрожжей связана с индуцированием в их клетках мальтазы под влиянием мальтозы. Критерием адаптированных дрожжей к мучной среде является нарастание скорости газообразования полуфабрикатов до максимума без перепадов.

 

Для ускорения процесса брожения опары или теста и переключения с дыхания на брожение целесообразно проводить выдерживание дрожжей в небольшом количестве питательной среды, оптимальной по составу для данного процесса.

 

Направления: улучшения свойств хлебопекарных дрожжей:

 

методы активации хлебопекарных дрожжей, теоретической основой которых является интенсификация адаптации дрожжевых клеток к анаэробно–мальтозной среде; методы химического воздействия, обуславливающие интенсификацию транспорта питательных веществ в дрожжевую клетку через цитоплазматическую мембрану путем

 

воздействия на ее микровязкость различными методами;

 

 

38

 

методы физического воздействия, обуславливающие повышение производительности клеточных биомембран и изменение энергетического состояния участников биохимических реакций;

 

методы стабилизации биотехнологических свойств хлебопекарных дрожжей на основе регулирования активности ферментов дрожжевых клеток, регулирования влажности дрожжевой биомассы.

 

Первая стадия происходит при их суспензировании в воде перед замесом мучного полуфабриката путем переключения дрожжевых клеток с дыхания на брожение. Поскольку дыхательные ферменты являются конститутивными ферментами, то есть синтезируется дрожжевой клеткой постоянно и независимо от состава среды и всегда содержатся в их клетках, переключение с дыхания на брожение не требует какого бы то ни было временного периода.

 

Вторая стадия адаптации дрожжей связана с индуцированием в их клетках мальтазы под влиянием мальтозы. Критерием адаптированных дрожжей к мучной среде является нарастание скорости газообразования полуфабрикатов до максимума без перепадов.

 

Для ускорения процесса брожения опары или теста и переключения с дыхания на брожение целесообразно проводить выдерживание дрожжей в небольшом количестве питательной среды, оптимальной по составу для данного процесса.

 

Группы вносимых ингредиентов для  оптимизации  питательных  сред  по

вызываемому ими эффекту:

--внесение  минеральных солей (сульфата аммония, магния, кальция, цинка,

марганца, гидрофосфата калия, триполифосфата натрия и других);

--использование сахара и сахаросодержащих продуктов (сахар–песок, свекольный

порошок, яблочный порошок, концентрат квасного сусла, тыквенный порошок);

--применение различных ферментативных гидролизатов приготовленных на основе

муки, крахмального молока, заварки, крахмала–сырца;

 

--применение гидролизованной молочной сыворотки;

--добавление автолизатов пивных дрожжей, альбуминового молока, белковых

сывороточных концентратов.

Предусмотрено проведение активации дрожжей в средах:

-- муки и воды;

--муки, воды, амилоризина П10х или комплексных хлебопекарных улучшителей;

 

-- муки, воды в смеси с высокоосахаренным ферментным полуфабрикатом; --муки, воды, заварок.

 

Различают семь основных типов брожения: спиртовое, молочнокислое гомо– и

 

гетероферментативное, пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, маслянокислое. Для пшеничного теста при нормальном протекании брожения свойственно следующие типы брожения: спиртовое, молочнокислое(гомо и героферментативны, пропионовокислое, с образованием этилового спирта и ряда органических кислот: молочной, лимонной, яблочной, янтарной и уксусной.

 

Суммарное уравнение спиртового брожения может быть выражено следующим

образом: С₆ Н₁₂ О₆ = 2 С₂ Н₅ ОН + 2 СО₂

При гомоферментативном молочнокислом брожении:

С₆ Н₁₂ О6 = 2 СН₃ СНОНСООН

Гетероферментативное

2С₆Н₁₂О₆=СН₃СНОНСООН+

СОНСН₂СН₂СОН+СН₃СООН+

 

39

 

СН₃СН₂ОН++СО₂+Н₂

Пропионовокислое брожение

3С₆Н₁₂О₆ = 4СН₃СН₂СООН + 2СН₃СООН + 2СО₂ + 2Н₂О

Сущность стабилизации состоит в частичном обезвоживании клеток и тем самымснижение их общей влажности.

 

Две основные группы способов повышения стабильности свойств дрожжей при хранении:

 

1) способы воздействия на дрожжевые клетки в процессе их роста (особые штаммы дрожжей, оптимизация способов и технологических параметров дрожжерастильного процесса, поддержание стерильных условий и т.п.),

 

2) способы обработки дрожжей на последних стадиях технологического процесса их производства (перед прессованием, во время формования и т.п.).

 

Для этой цели в основном используют соединения различного строения и механизма действия.

 

По типу воздействия эти вещества можно классифицировать на 5 больших групп: -- вещества, регулирующие влажность дрожжей -- поверхностно–активные вещества

 

-- антиокислители и их синергисты, а также окислители

 

-- вещества регулирующие контакт клеток с окружающей средой -- вещества, воздействующие на микрофлору дрожжей

 

Одним из простых способов стабилизации дрожжей является снижение содержания общей влаги – вне– и внутриклеточной.

 

Наиболее эффективным является введение в дрожжевую суспензию гидрофильных, гидрофобных или осмотически–активных веществ. Эти вещества приводят к выделению части воды во внеклеточное пространство, частичному обезвоживанию

 

клеток и тем самым снижению их общей влажности. Существует несколько классификаций молочнокислых бактерий, основные из

 

которых предложены Кнудсеном, Селибером, Штехером, Ауэрманом.

 

В мировой практике технологическое достоинство дрожжей однозначно оценивается только по их ферментативной активности, методики определения которой можно разбить на 3 большие группы:

 

1)По качеству выделенного СО₂ а)Манометрические способы б)Волюмомет-рические способы

2)По скорости сбраживания сахаров

 

а)По времени подъема теста на определенную высоту б)По времени выделения определеного объема СО₂

 

3)Другие способы:

 

а)По содержанию эргостерина, холестерина б)По кислотности дрожжей в)По осмочувствительности дрожжей

 

г)По активности протеолетических ферментов д)По содержанию трегалоз

 

Для повышения биологической активности различных объектов предложены магнитные, термические, электрохимические, ИК– способы, способы обработки лазерным излучением и др.

 

Наиболее рациональные параметры электрохимического воздействия, при которых конгломераты дрожжевых клеток полностью разрушались. Это обусловлено

 

40

 

снижением величины поверхностного натяжения на границе раздела жидкой и твердой фаз.

 

Проведение электрохимической обработки дрожжевого молока, прессованных дрожжей и сушеных дрожжей в зерновых гидролизатах приводит к увеличению подъемной силы дрожжей в 2–3 раза. Созданная рН среды 4,8–5,2 оптимальна для повышения биотехнологических показателей дрожжевых клеток.

 

Обоснована целесообразность обработки хлебопекарных дрожжей лазерным с целью повышения их биотехнологических свойств

 

применяется электронно–ионная технология, т.е. силовое воздействие электрических полей на электрозаряженные частицы, что ускоряет производственные процессы, улучшает качество готовой продукции.

 

Электронно–ионная обработка прессованных дрожжей позволяет увеличить их зимазную активность.

 

Чистой культурой называют микроорганизмы, выращенные из одной клетки и не содержащие никаких других микроорганизмов, Преимущества применения чистых культур молочнокислых бактерий заключаются в следующем:

 

--чистые культуры дают возможность пользоваться подходящими разновидностями

 

и штаммами, создавать ими оптимальные условия, получая максимальный эффект в качестве готового продукта;

 

--вкус хлеба, получаемого на чистых культурах дрожжей и молочнокислых бактерий, определяется подбором этих культур. Пользуясь специфическими свойствами отдельных рас молочнокислых бактерий, в частности, их способностью к кислотообразованию и ароматообразованию, можно путем комбинаций этих бактерий, получать продукты весьма разнообразного вкуса;

 

--чистые культуры, вносимые в нужном количестве, обеспечивают нормальное брожение в наиболее короткий срок. В частности, чистые культуры молочнокислых бактерий подавляют стороннюю микрофлору муки и гарантируют от случайностей, которые иногда бывают при выведении закваски из муки и дрожжей;

 

--чистые культуры дают возможность повышать выход продукции за счет более экономной траты муки в процессе брожения;

 

--с применением чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий получается возможность управлять технологическим процессом.

 

Рациональная схема приготовления жидких дрожжей включает следующие основные стадии:

 

--приготовление осахаренной мучной заварки;

--заквашивание заварки термофильными молочнокислыми бактериями;

 

--выращивание дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae на заквашенной заварке Процесс приготовления жидких дрожжей включает два цикла – разводочный и

 

производственный.

 

Разводочный цикл – начальный процесс приготовления жидких дрожжей, заключающийся в постепенном размножении чистых культур термофильных бактерий

 

и дрожжей на жидкой среде (солодовое сусло) и мучной осахаренной заварке до количества, необходимого для производства хлеба.

 

Производственный цикл приготовления жидких дрожжей осуществляется по двум вариантам:

 

--приготовление жидких дрожжей на заквашенных заварках без разбавления водой; --приготовление жидких дрожжей на заквашенных заварках с разбавлением водой.

 

 

41

 

Из дрожжерастительного чана готовые жидкие дрожжи отбирают в расходный чан. Отбор жидких дрожжей на производство по 1 и 2 вариантам осуществляется в размере 0,5 объема жидких дрожжей через 3–4 ч. Полный оборот дрожжевого чана рассчитан на

8 ч.

 

Интенсификация хлебопекарного производства и улучшение качества хлебобулочных изделий зависит от свойств исходного сырья, особенно от свойств хлебопекарных дрожжей. Применяемые в хлебопекарной промышленности дрожжи характеризуются нестабильными свойствами, что влияет на качество готового продукта.

 

Для улучшения качества хлеба и свойств хлебопекарных дрожжей используют различные добавки, вводимые в дрожжи.

 

Ученые из ГУП ГНИИХП предлагают повысить эффективность прессованных дрожжей, их биохимических и технологических свойств с помощью разработанной ими пищевой добавки.

 

Пищевая добавка содержит аскорбиновую кислоту, моноглицериды ненасыщенных жирных кислот и липазу. Их соотношение составляет соответственно (2,0-3,0):(90,0-92,0):(0,4-0,6) для безопарного способа приготовления теста или (6,3-6,5):(96,0-

 

98,0):(1,7-1,9) для опарного способа. Изобретение позволяет повысить эффективность действия дрожжей, их биохимических, технологических свойств и вследствие этого улучшить качество хлеба: возрастают его удельный объем, пористость, формоустойчивость.

 

Изобретение позволяет повысить эффективность действия дрожжей, их биохимических, технологических свойств и вследствие этого улучшить качество хлеба: удельный объем возрастает на 13,2-20,2%, пористость на 2,4-4,6%, формоустойчивость на 10,6-18,6% по сравнению с контролем за счет введения в дрожжи пищевой добавки в количестве 0,078-0,109% к массе дрожжей, включающей аскорбиновую кислоту, моноглицериды ненасыщенных жирных кислот и липазу при их соотношении соответственно (2,0-3,0):(90,0-92,0):(0,4-0,6) для безопарного способа приготовления теста или (6,3-6,5):(96,0-98,0):(1,7-1,9) для опарного способа [3].