Микроорганизмы ржаных заквасок и теста

В ржаных заквасках представлены дрожжи и кислотообразующие бактерии. Дрожжи в ржаных заквасках обычно встречаются даже тогда, когда их не вносят в первую фазу разведочного цикла приготовления закваски. Это дрожжи, попавшие в закваску с мукой, водой или из воз­духа и размножившиеся в закваске, представляющей собой благопри­ятную питательную среду.

Изучением дрожжевых микроорганизмов ржаных заквасок зани­мался ряд исследователей. Наряду с дрожжами Sacch. cerevisiae и неко­торым количеством отдельных разновидностей диких дрожжей в ржа­ных заквасках встречаются и дрожжи Sacch. minor. Это значительно бо­лее мелкие, круглые или несколько овальные дрожжи, имеющие оптимум размножения при 25°С и кислотности 9-12 град. Они сбражи­вают глюкозу, фруктозу, сахарозу, по не сбраживают мальтозы. Хотя некоторые исследователи рассматривают этот вид дрожжей как специ­фический для ржаного теста, ставший таким в результате длительного естественного отбора, однако по распространенности, скорости размно­жения и интенсивности брожения в ржаных заквасках и тесте основную роль играют все же крупноклеточные овальные дрожжи Sacch. cerevisiae, адаптированные к повышенной кислотности теста и его кислотооб­разующим микроорганизмам.

 

Исследователями, изучавшими микроорганизмы ржаных заквасок и теста, из этих объектов выделено значительное количество различных представителей кислотообразующих бактерий.

Можно считать установленной значительную изменчивость как морфологических признаков, так и физиологических и биохимических свойств кислотообразующих бактерий заквасок и теста. Эти признаки и свойства кислотообразующих бактерий существенно изменяются в зависимости от состава и условий ведения заквасок, от методов выде­ления, состава сред, условий, применявшихся при культивировании и исследовании выделенных бактерий, и возраста культуры.

Различием в этих факторах наряду с отличиями отдельных штаммов кислото­образующих бактерий следует объяснить то, что большинству исследователей, изу­чавших кислотообразующие бактерии заквасок, при характеристике морфологиче­ских признаков и биохимических свойств выделенных бактерий не удавалось полу­чить данных, точно совпадающих с данными предшествовавших исследователей. Поэтому в ряде случаев выделенные бактерии рассматривались как вновь открытые; они получали новые произвольные наименования, присваиваемые им без какой-ли­бо терминологической системы

Следует также отмстить, что в непрерывно освежаемых ржаных заквасках на­ряду со специфическими кислотообразующими микроорганизмами, устанавливаю­щимися при данном режиме ведения закваски, всегда присутствует известное коли­чество весьма разнообразных бактерий, вносимых в закваску с мукой при освеже­нии. Однако значительная часть этих бактерий затем подавляется специфическими для закваски кислотообразующими бактериями, поэтому для закваски эти бактерии являются временными и случайными.

Попытки классифицировать кислотообразующие бактерии ржа­ных заквасок и теста были предприняты многими исследователями, в том числе Кнудсеном, Селибером, Шпихером и др.

Для правильного понимания роли кислотообразующих бактерий ржаных заквасок и теста в технолох ическом процессе их приготовления важно отметить следующее.

Специфические для ржаных заквасок и теста кислотообразующие бактерии состоят из бактерий, относящихся к двум группам.

1. Гомоферментативные, молочнокислые бактерии, образую­щие в качестве основного продукта молочную кислоту.

Однако наряду с молочной кислотой бактерии этой группы образу­ют незначительное количество летучих кислот (в основном уксусную кислоту). Эти бактерии не обладают способностью газообразования.

Бактерии этой группы могут быть подразделены на две подгруппы. К первой относятся мезофильные бактерии, имеющие температурный оптимум в пределах 25-35°С, — это Lactobacillus plantarum.

Ко второй подгруппе молочнокислых бактерий можно отнести тер­мофильные бактерии с температурным оптимумом, лежащим в преде­лах 40-55 °С. К этим бактериям относятся бактерии Дельбрюка.

 

Эти бактерии в заквасках и тесте играют роль только кислотообра-зователей. В разрыхлении теста они не участвуют, так как не образуют газа.

2. Гетероферментативные, молочнокислые бактерии, образу­ющие наряду с молочной кислотой значительные количества летучих кислот (в основном уксусную кислоту) и газа (в основном диоксида уг­лерода) и незначительное количество спирта.

Температурный оптимум бактерий этой группы лежит в пределах 30-35 °С. Эти бактерии в заквасках и тесте являются не только кислото-образователями, но и энергичными газообразователями, играющими существенную роль в разрыхлении ржаного теста.

Основное количество уксусной кислоты, накапливающейся в ржа­ных заквасках и тесте, образуется именно этими бактериями.

Наряду с кислотообразующими бактериями этих двух групп в ржа-ных заквасках и тесте всегда содержится некоторое количество бакте­рий других групп, также образующих наряду с молочной кислотой ве­сьма значительное количество летучих кислот и газов (водорода, азота и диоксида углерода).

Однако эти бактерии, вносимые в закваски при освежении и в тесто при его замесе с мукой, не являются специфичными для заквасок. При непрерывном ведении заквасок они подавляются и вытесняются бакте­риями первых двух групп.

В отношении роли отдельных видов микроорганизмов ржаных за­квасок и теста, в состав которой входят дрожжи и кислотообразующие бактерии, целесообразно также отметить некоторые общие вопросы.

Какую роль в разрыхлении ржаного теста, приготовленного на за­квасках, играют дрожжи и гетероферментативпые молочнокислые бак­терии?

Некоторые исследователи (например, Холлигер и В. А. Николаев) отрицают сколько-нибудь значительную роль кислотообразующих бактерий ржаного теста в его разрыхлении. Разрыхление ржаного теста, но их мнению, целиком обеспечивается углекислым газом, выделяемым в тесте дрожжами.

Большинство исследователей, не отрицая большой роли дрожжей в разрыхлении ржаного теста, отмечают и существенную роль в этом процессе кислото- и газообразующих бактерий.

Действительно, в ржаных заквасках и ржаном тесте, готовящихся при обычной температуре (не выше 30 °С), в состав микроорганизмов всегда входят наряду с дрожжами и неистинные молочнокислые бакте­рии, являющиеся энергичными газообразователями. Число этих бакте­рий во много раз превышает число дрожжевых клеток.

Еще М. Ф. Попов (1884), В. Л. Омеляпский (1924), Г. Л. Селибер и его сотрудники показали в лабораторных условиях, что ржаное тесто может быть удовлетворительно разрыхлено и в результате приготовле­ния на культурах одних кислото- и газообразующих бактерий. Работы в этом направлении велись не только в лабораторных, по и в производ­ственных условиях Е. А. Гладковой и П. М. Плотниковым, М. И. Княгиничевым и 3. И. Шмидт.

Следует отметить, что этими исследователями и закваски, и тесто готовились при повышенной температуре: Гладковой при 33-34 °С, Плотниковым, Княгипичевым и Шмидт — при 35-37 °С.

Существенным является также вопрос о соотношении в ржаных за­квасках молочной и летучих кислот (в основном уксусной). Вкус хлеба в значительной мере зависит не только от общего количества в нем мо­лочной, уксусной и других кислот, но и от их соотношения. Чем выше доля уксусной кислоты в общем содержании кислот в хлебе, тем резче выражен его кислый вкус. Однако и при слишком низком содержании уксусной кислоты вкус ржаного хлеба, особенно из обойной муки, не является полноценным. Доля уксусной кислоты в общей кислотности ржаного хлеба колеблется обычно от 20 до 40%.

Можно считать, что если более 30% общего содержания кислот ржаного хлеба приходится па долю летучих кислот, то вкус хлеба будет резко кислым даже при нормальном уровне общей титруемой кислот­ности.

Во вкусе ржаного хлеба не выяснена еще роль янтарной, яблочной, винной и лимонной кислот, доля которых в общей кислотности ржано­го хлеба можег доходить до 8%.

Молочная кислота, как уже отмечалось, благоприятно влияет на реологические свойства ржаного теста и па пеитизацию его белков. По­этому практически важен вопрос о методах, которые при приготовле­нии ржаного теста могут быть использованы для регулирования соот­ношения в нем молочной и уксусной кислот.

Казалось бы, что наиболее эффективным путем достижения желае­мого соотношения в тесте и хлебе молочной и уксусной кислот являет­ся приготовление (в разводочпом цикле) заквасок на чистых культурах истинных и неистинных молочнокислых бактерий, взятых в определен­ных соотношениях. В течение первых нескольких дней работы по про­изводственному циклу на таких заквасках в тесте действительно сохра­нялась преобладающая роль и заданное соотношение внесенных куль­тур кислотообразующих бактерий.

Но уже через 3-4 дня состав кислотообразующих микроорганиз­мов и соотношение молочной и уксусной кислот в тесте приближались

к обычным, устанавливающимся спонтанно при данном режиме приго­товления заквасок.

Поэтому более эффективным и устойчивым во времени способом регулирования состава микроорганизмов и соотношения кислот в за­квасках является изменение режима приготовления заквасок. Так, на­пример, меняя соотношение в закваске муки и воды, можно влиять на соотношение в ней молочной и уксусной кислот. Чем меньше в закваске воды по отношению к муке, чем «крепче» она по консистенции, тем выше скорость общего кислотонаконления и доля уксусной кислоты в общей кислотности.

Внесение в закваску дрожжей, особенно кислотоустойчивых заква-сочпых, как уже отмечалось, также форсирует общее кислотонакопле-ние и, наоборот, снижает долю уксусной кислоты. Это связано, очевид­но, с образованием из диоксида углерода и накоплением в заквасках угольной кислоты.

Весьма эффективным способом изменения состава и свойств мик­роорганизмов ржаных заквасок, а следовательно, и соотношения в них различных продуктов брожения является изменение температуры. Установлено, что повышение температуры заквасок от 25 до 40 °С фор­сирует кислотопакопление в заквасках, одновременно повышая долю молочной кислоты в общей кислотности теста.

Наиболее вероятное объяснение этого явления в том, что повыше­ние температуры заквасок создает благоприятные условия для разви­тия и жизнедеятельности термофильных молочнокислых бактерий.

Следует отметить, что повышение температуры заквасок вызывает существенные изменения и их дрожжевой флоры. Размеры клеток уменьшаются, активность снижается, число дрожжевых клеток в опре­деленном объеме закваски также изменяется.

Повышение температуры жидкой закваски до 34 °С при одновре­менном сокращении до 50-60 мин периода времени между отборами части готовой закваски и внесением соответствующего количества пи­тательной среды приводило, по данным Е. А. Гладковой, к почти полно­му исчезновению в закваске дрожжевых клеток.

Следует, однако, отметить, что другие экспериментаторы, изучав­шие микроорганизмы производственных заквасок, приготовленных при этом режиме, устанавливали наличие в них значительного количе­ства дрожжевых клеток.

Повышение температуры закваски и теста (до 35-37 °С) было ис­пользовано также Плотниковым, Княгиничевым и Шмидт при разра­ботке технологии приготовления заквасок без дрожжей.

Весьма интересен, по, к сожалению, недостаточно изучен вопрос о биологических взаимоотношениях и взаимном влиянии в заквасках

и тесте различных видов и разновидностей бродильных микроорганиз­мов.

Выше уже отмечалось влияние дрожжей на кислотообразование в заквасках и тесте и влияние кислотообразующих бактерий в закваске па уменьшение размеров дрожжевых клеток при повышенных темпера­турах.

Селибер, рассматривая вопрос о взаимодействии различных видов микроорганизмов заквасок, отмечает, что влияние совместного культи­вирования дрожжей и кислотообразующих бактерий группы В может быть различным при разных количествах и соотношениях этих микро­организмов в питательной среде. При одних соотношениях совместное культивирование этих микроорганизмов снижает коэффициент раз­множения дрожжей, при других нет.

Коэффициент размножения кислотообразующих бактерий отдель­ных групп во всех случаях снижался при совместном культивировании их с дрожжами. В этой работе Селибер указывает на возможность пря­мого наразитирования молочнокислых бактерий на дрожжевых клет­ках с разрушением последних, особенно при повышенных температу­рах.

Селибер констатировал, что при определенных соотношениях со­вместное культивирование дрожжей и кислотообразующих бактерий хотя и снижало коэффициент размножения дрожжей и бактерий, по од­новременно форсировало кислотонакопление в питательной среде.

Это указывает на то, что совместная жизнедеятельность дрожжей и бактерий целесообразна не в заквасках, в которых большое значение имеет скорость размножения бродильных микроорганизмов, а в по­следней фазе — в тесте, где их размножение не имеет уже практического значения.

Несомненно то, что специфичные для ржаного теста кислотообра­зующие бактерии при более или менее длительном культивировании почти полностью вытесняют песпецифические микроорганизмы муки. Основным фактором здесь, очевидно, является высокое содержание молочной кислоты в заквасках.