Биохимические процессы

Процессы спиртового и кислотного (в основном молочнокислого) брожения теста представляют собой целую цепь сложных биохимиче­ских процессов, обусловленных взаимодействием комплекса фермен­тов дрожжей и кислотообразующих бактерий теста и ферментов муки.

При этом из теста в клетки дрожжей и кислотообразующих бакте­рий поступают растворимые продукты, необходимые для их жизнедея­тельности (брожения, дыхания, размножения), а из клеток в тесто вы­деляются основные и побочные продукты брожения.

Наряду с этим вещества, входящие в состав теста, испытывают комплекс превращений, обусловленных действием ферментов муки и продуктов, выделяемых дрожжами и кислотообразующими бактерия­ми теста. В результате этого состав и свойства теста непрерывно изме­няются.

Нельзя не отметить, что все многообразие комплексных биохими­ческих процессов, происходящих в тесте при брожении, изучено еще недостаточно. Поэтому экспериментально обоснованно можно гово­рить лишь об отдельных изменениях биохимической природы, наблю­даемых при брожении теста.

Углеводпо-амилазный комплекс теста в процессе брожения непре­рывно изменяется. Собственные сахара муки довольно быстро сбражи­ваются дрожжами. В это же время из крахмала муки под действием ее амилаз (в муке из пеироросшего зерна — практически только под дейст­вием (3-амилазы) непрерывно образуется мальтоза.

Таким образом, происходит непрерывное потребление Сахаров на процесс брожения и одновременно непрерывное пополнение их коли­чества мальтозой, образующейся в результате амилолиза крахмала. В зависимости от соотношения интенсивности этих двух процессов мо­жет происходить либо уменьшение, либо увеличение общего количест­ва Сахаров в тесте в процессе его брожения.

Выше уже отмечалось, что мальтоза, содержащаяся в тесте, начина­ет сбраживаться только после того, как сахароза, глюкоза и фруктоза будут сброжены. Сахароза в бродящем тесте в первые же минуты прак-

тически полностью превращается сахаразой в глюкозу и фруктозу. К концу брожения тесто должно содержать количество сбраживаемых Сахаров, достаточное для интенсивного брожения в тестовых заготов­ках при их расстойке и для нормальной окраски корки пшеничного хле­ба.

Следует отметить, что высокомолекулярные пентозапы муки в тес­те в значительной степени подвергаются гидролизу под действием со­ответствующих ферментов.

Белки теста при его брожении претерпевают теста не только изме­нения коллоидного состояния (набухание, пептизация), но и подверга­ются протеолизу.

Неоднократно отмечалось, что протеолиз в бродящем тесте, заме­шенном с дрожжами, происходит интенсивнее, чем в тесте без дрожжей. Часто это объясняется тем, что дрожжи содержат значительное количе­ство глютатиона, способного в восстановленной форме активизировать действие протеиназы муки.

С этой точки зрения важно содержание в дрожжах не общего коли­чества глютатиона, а глютатиона, способного переходить из дрожжевых клеток в окружающую их среду, т. е. в тесто. Количество такого глюта­тиона в прессованных дрожжах возрастает по мере их хранения, особен­но в неблагоприятных условиях. Поэтому иротеолиз в тесте может быть активирован частично и вследствие перехода в него известного количе­ства глютатиона дрожжей.

Однако иротеолиз в бродящем тесте активируется и дрожжами, не выделяющими глютатион. Это можно, по-видимому, объяснить тем, что внесение в тесто дрожжей сдвигает его окислительно-восстановите­льный потенциал в направлении усиления восстановительных свойств. Восстановительное же действие влияет на все элементы белково-проте-ипазпого комплекса муки в тесте: протеиназа активируется, окислен­ная часть активаторов протеолиза восстанавливается и атакуемость белков повышается.

Протеолиз, происходящий в пшеничном тесте, в основном важен не по образованию весьма незначительного количества продуктов глу­бокого распада белка, а по его дезагрегирующему белки действию.

Ошибочно считать, что любая степень протеолиза в тесте из муки любой силы вредна. Например, в тесте из сильной муки известная сте­пень протеолиза даже необходима для достижения им реологических свойств, оптимальных для получения хлеба лучшего качества.

Окраска корки хлеба обусловливается меланоидипами, образую­щимися в результате взаимодействия восстанавливающих Сахаров с продуктами иротеолитического распада белков. Поэтому и с этой точ­ки зрения известная степень протеолиза в тесте необходима.

Протеолиз в пшеничном тесте необходим и для приведения набух­ших белков теста в состояние, оптимальное для получения хлеба с наи­лучшей структурой пористости.

Однако интенсивность протеолиза в тесте не должна превышать оптимума, зависящего от силы муки и ряда других факторов.

Чрезмерно интенсивный протеолиз, обычно наблюдаемый в тесте из очень слабой муки, дезагрегируя в значительной мере структурно непрочные белки такой муки, приводит к резкому увеличению неогра­ниченного набухания и пептизации белков теста. В результате несо­размерно увеличивается жидкая фаза теста. По консистенции тесто получается малопригодным для механической обработки на округли-тельных и закаточных машинах. При расстойке и выпечке такое тесто сильно расплывается, давая хлеб недостаточного объема и недопустимо расплывшийся.

В связи с этим протеолиз в тесте из слабой и даже средней но силе муки целесообразно задерживать. Наиболее эффективным методом торможения протеолиза при брожении теста может быть применение улучшителей окислительного действия.

Известное торможение протеолиза в опаре и тесте вызывает и по­варенная соль.

За последние годы был проведен ряд исследований, имеющих це­лью изучить изменения, происходящие в опарах и тесте при их броже­нии, в том числе и роль протеолиза в качестве одного из факторов, вы­зывающих эти изменения.

В некоторых из этих работ роль протеолиза изучалась в водпо-муч-ных суспензиях, не подвергавшихся брожению. Результаты этих опы­тов, естественно, не могут отразить значительно более сложных усло­вий, в которых протеолиз происходит в тесте при брожении.

Исходя из результатов исследований, можно прийти к заключе­нию, что первичным и основным результатом протеолиза в тесте явля­ется дезагрегирующее действие протеиназы па белки. При этом изменя­ется в основном четвертичная и третичная структура белка.

Разукрупнение межмолекулярных образований, изменение и осла­бление третичной структуры белка в его молекулах облегчает и ускоря­ет набухание белка и увеличивает долю белка в результате пептизации переходящего в жидкую фазу теста. Это приводит к соответствующему изменению реологических свойств белкового каркаса теста и самого те­ста. Свойства теста ухудшаются, оно разжижается в процессе броже­ния.

В начале изучения протеолиза в тесте пытались характеризовать его по накоп­лению конечных продуктов гидролиза белка — свободных аминокислот — путем определения химическими методами прироста аминного или карбоксильного азота. Однако изменения численных значений этих показателей при лротеолизе теста

были очень невелики. Поэтому в последующем стали характеризовать протеолиз по приросту водорастворимого азота, в большей степени отражающего интенсивность этого процесса.

Однако и этот показатель недостаточно отражает дезагрегирующее белок дей­ствие протсиназы в реальном тесте.

Исследования последних лет показали, что по содержанию водорастворимого азота в тесте (или опаре) к концу брожения нельзя судить о действительном количе­стве водорастворимых азотистых соединений, образовавшихся в тесте. Эти соедине­ния в бродящем тесте не только образуются, но и непрерывно расходуются — по­требляются бродильными микроорганизмами.

В связи с этим при изучении протеолиза в бродящем тесте по изменению содер­жания водорастворимого азота нужно идти сложным путем определения баланса (и «прихода» и «расхода») этой формы азотистых соединений. Но и в этом случае показатель содержания водорастворимых азотистых веществ не может в достаточ­ной мере характеризовать изменения белков теста при его брожении.

Установлено, что при брожении теста часть водонерастворимых клейковинных белков может быть пептизирована, но находиться в состоянии, в котором оно практически не будет еще сказываться на значении показателя содержания водора­створимых азотистых веществ, определяемых принятыми для этого методами. Поэ­тому в последние годы для изучения изменений белков теста при его брожении ста­ли применять отмывание из готового теста клейковины с определением количества сырой и сухой клейковины и ее свойств. Эти показатели позволяют лишь в извест­ной мерс судить об изменениях белка, которые произошли при брожении теста.

Очевидно, вопрос об изменениях клейковины и ее свойств в про­цессе брожения теста требует еще дальнейшего исследования, прежде чем характер и степень этих изменений можно будет принять в качестве объективных показателей для контроля готовности (степени зрелости) теста.