Биохимические аспекты приготовления теста

 

Спиртовое и молочнокислое брожение являются результатом многих сложных химических и биохимических превращений, протекающих под действием ферментов муки, дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий.

 

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 меняются.

 

Углеводно-амилазный комплекс теста в процессе брожения претерпевает ряд изменений. Собственные сахара муки довольно быстро сбраживаются дрожжами. Крахмал при брожении теста частично осахаривается, превращаясь под действием α-амилазы муки в мальтозу. Мальтоза α-глюкозидазой дрожжей гидролизуется на две молекулы глюкозы. Глюкоза зимазным комплексом дрожжей превращается в этанол и диоксид углерода. Высокомолекулярные пентозаны под действием соответствующих ферментов муки также подвергаются гидролизу.

 

Белковые вещества частично гидролизуются под действием протеолитических ферментов муки, дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий. Протеолиз в тесте из муки нормального качества идет медленно, и в основном изменяется структура белковой молекулы. Гидролиз белков до аминокислот практически не происходит. В тесте из сильной муки частичный гидролиз способствует улучшению реологических свойств теста. Протеолиз в тесте необходим также для обеспечения реакции меланоидинообразования. Интенсивность протеолитических процессов не должна превышать оптимума, особенно при переработке слабой муки. Дезинтеграция белков такой муки, в том числе клейковинных, приводит к их неограниченному набуханию и пептизации. Доля жидкой фазы в объеме теста увеличивается, в результате чего тесто разжижается и механическая его разделка и формование чрезвычайно затрудняются. Тестовые заготовки из такого теста расплываются, что отрицательно сказывается на показателях качества готовых изделий. В этих случаях необходимо применять ингибиторы протеолитических ферментов, в качестве которых используют улучшители окислительного действия и специальные технологические приемы. Определенную роль в ингибировании протеаз играет пищевая поваренная соль.

 

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

 

Липиды претерпевают превращения из-за ферментативного гидролиза липазами и окисления продуктов гидролиза липоксигеназой в присутствии кислорода воздуха. Глубина и интенсивность этих процессов зависят от химического состава липидов,

 

 

43

 

рецептурных компонентов, массовой доли влаги, активности ферментов, наличия кислорода воздуха и др.

 

Для повышения бродильной активности прессованных дрожжей, периода сокращения адаптации дрожжевых клеток в тесте желательно проводить их активацию. В настоящее время известно ряд способов активации дрожжей.

 

Дрожжи размножаются при температуре 23-30ºС. Прессованные дрожжи стандартного качества должны иметь влажность не более 75%, а подъемную силу 75 мин.

 

Подъемная сила или быстрота подъема теста - основной показатель качества дрожжей, характеризующий их способность разрыхлить тесто.

 

Активация дрожжей осуществляется следующим образом. Дрожжи разводят в жидкой питательной среде, которая состоит из муки, воды, солода или сахара, иногда присутствуют и другие добавки, и оставляют на 30-90-мин. Дрожжевые клетки во время активации выходят из состояния анабиоза, ферментная система клеток переключается с аэробного дыхания на анаэробное (безкислородное), повышается мальтазная активность дрожжей, т.к. в питательной среде находится мальтоза. В результате активации подъѐмная сила дрожжей улучшается, что позволяет несколько снизить их расход на приготовление теста (на 10-20%) или сократить длительность брожения полуфабрикатов, не уменьшая расход дрожжей. Применение активированных дрожжей улучшает вкус и аромат хлеба, повышает его пористость. Кислотность изделий, приготовленных на активированных дрожжах, на 1 град выше обычной.

 

Активированные дрожжи содержат кислоты, ароматобразующие вещества, заварку. Благодаря им улучшается качество хлеба, особенно при ускоренном приготовлении теста. Контроль качества активированных дрожжей осуществляют по подъѐмной силе (10-15 мин по всплывающему шарику) и кислотности (2,5-3 град для муки 1 сорта). Активированные готовые дрожжи следует использовать в течение 4 ч. Зачастую сушѐные дрожжи активируют также как и прессованные, предварительно размочив их

 

в воде.

 

В сусло одновременно с чистой культурой дрожжей Saccharomyces cerevisiae вносят препарат в кол-ве 0,1-0,5%. Препарат получают путем разрушения клеточных стенок дрожжей и цитоплазматич. МБ плазмолизом с послед. отделением полученного клеточного сока от взвеси и добавлением к соку 96%-ного этанола в качестве стабилизатора при соотношении 1:1. Культивирование чистой культуры дрожжей осуществляют поэтапно путем их размножения во всевозрастающих количествах сусла и пересевом активно бродящих дрожжей из меньших объемов сусла в большие. При достижении чистой культурой дрожжей концентрации клеток в биомассе чистой культуры дрожжей 160-170 млн/мл процесс разведения прекращают. Готовую биомассу вводят в бродильный аппарат. Способ позволит сократить процесс накопления биомассы чистой культуры дрожжей, увеличить прирост биомассы дрожжей в 2-3 раза, ускорить разбраживание сусла в первые сутки брожения и сократить процесс главного брожения на 2 суток, повысить флокуляционную способность дрожжей, повысить стойкость дрожжей к автолизу, повысить физиологические свойства дрожжей, сохранять физиологические свойства дрожжей в течение последующих трех-четырех генераций

 

Смесь для активации с использованием солода и соевой муки.

 

Смесь состоит из муки, воды и заварки, обогащенной неферментатированным солодом и соевой мукой. Для заварки: мука пшеничная - 1,3…2,0 кг; вода (95…98°С) -

 

44

 

4,0…6,0 л; белый солод - 0,2 кг. На приготовление фазы активации: заварка - 5,5…8,2 кг; вода холодная - 5,5…5,7 л; мука пшеничная - 1,3…2,0 кг; мука соевая - 0,5 кг; дрожжи - все количество по рецептуре.

 

Выдержка дрожжей в такой смеси длится от 1 до 3 ч в зависимости от способа приготовления теста, при этом подъемная сила дрожжей с 14 мин уменьшается до 8.

 

Результат: Способ эффективен, но предусматривает значительный расход муки на активацию, применение дефицитного неферментированного солода и не исключает неравномерную и неполную клейстеризацию крахмала муки при приготовлении заварки. Это отрицательно сказывается на накопление мальтозы в смеси и, следовательно, на эффекте активации. Расход муки на активацию составляет от 2,6 до 4,0 кг к массе муки в тесте.

 

Смесь для активации с использованием концентрата квасного сусла.

 

Эффективны питательные смеси, состоящие из концентрата квасного сусла, минеральных солей и воды. Для улучшения бродильной активности дрожжей в качестве минерального источника используют соли KH2PO4, (NH4)HPO4 и NH4Cl.

 

Концентрат квасного сусла - это полуфабрикат, обогащенный сахарами (мальтоза, глюкоза), аминным азотом, микроэлементами и витаминами. Все вещества, содержатся

 

в дозах, стимулирующих биохимические процессы. Этот компонент питательной смеси ускоряет перестройку дрожжевых клеток с дыхательного на бродильный тип жизнедеятельности.

 

Для активации дрожжевых клеток рационально вносить в питательную смесь 0,02 - 0,025% KH2PO4 и 0,5% концентрата квасного сусла и выдерживать их в этой смеси в течение 45 - 60 мин.

 

Внесение минеральных солей улучшает процесс газообразования при брожении полуфабрикатов, однако наибольший эффект наблюдается при совместном внесении минеральных солей и концентрата. Оптимальная дозировка (NH4)2HPO4 составляет

 

0,035%, а NH4Cl - 0,025% к массе муки в тесте.

 

Насыщение воздухом или кислородом дрожжевой суспензии с питательными веществами проводят в специальной емкости для активации дрожжей; температура суспензии прессованных дрожжей должна быть в зимний период 30 - 32 °С и в летний - 18 - 20 °С.

 

Результат: Использование активированных дрожжей улучшает пористость мякиша на 15%, увеличивает объем готовых изделий на 40%, улучшает аромат.

 

Благодаря применению указанных солей вместе с концентратом квасного сусла плюс аэрированию питательной смеси в период активации происходит эффективная перестройка деятельности дрожжевой клетки с дыхательного на бродильный тип.

 

Для активации дрожжей также рекомендуется использование побочных продуктов основного производства: размолотых семян томатов, рисовой муки, творожной сыворотки, молочнокислых заквасок.

 

Смесь для активации можно заменить комплексным улучшителем, так как в состав большинства из них входит активный амилолитический фермент (α-амилаза), соевая мука и улучшитель окислительного действия. Дозировка улучшителя выбирается в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя.

 

К факторам, влияющим на жизнедеятельность микрофлоры теста, относятся температура, влажность, рН, а также содержание различных веществ (сахара, соли, жира, продуктов обмена и др.).

 

Дрожжи и молочнокислые бактерии, за исключением палочки Дельбрюка, участвующие в брожении теста, относятся к мезофилам; оптимальная температура их

 

45

 

развития 25—35 °С. Палочка Дельбрюка относится к термофильным микроорганизмам, оптимальная температура развития 48—54 °С.

 

По отношению к содержанию влаги эти микроорганизмы являются гидрофитами, т. е. влаголюбивыми. Поэтому чем слабее консистенция теста, т. е. больше его влажность, тем активнее развиваются дрожжи и молочнокислые бактерии и быстрее происходит процесс брожения.

 

Для жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий теста благоприятной является слабокислая среда с оптимальным рН 4—6.

 

При избыточном добавлении соли спиртовое брожение в тесте замедляется, а при высоких концентрациях (5 % и более к массе муки) практически прекращается в результате увеличения осмотического давления и плазмолиза дрожжевых клеток. Соль тормозит жизнедеятельность кислотообразующих бактерий и снижает скорость накопления кислот.

 

Влияние сахара на микроорганизмы зависит от его концентрации. При добавлении небольшого количества сахара (до 10 % к массе муки) активность дрожжей и молочнокислых бактерий возрастает, газообразование увеличивается. При внесении больших количеств сахара (до 30 %) скорость газообразования снижается, а при добавлении 40—50 % сахара прекращается совсем в результате плазмолиза, т. е. в данном случае действие сахара аналогично действию соли.

 

При содержании в тесте жира в количестве 10 % к массе муки и более активность дрожжей и молочнокислых бактерий снижается, так как жиры обволакивают клетки микроорганизмов, и затрудняется прохождение растворимых питательных веществ через клеточную стенку. В результате нарушается обмен веществ.

 

К продуктам обмена веществ, влияющим на развитие микрофлоры теста, относятся витамины и различные ароматические и вкусовые вещества. Так, при брожении молочнокислые бактерии используют витамин В₂, выделяемый дрожжами во внешнюю среду, а молочная кислота, образуемая бактериями, создает кислую реакцию среды, благоприятную для развития дрожжей и неблагоприятную для других микроорганизмов.

 

Для улучшения качества теста и усиления процессов брожения применяют специальные технологические операции: обминку и отсдобку. Обминка —это кратковременный повторный промес теста с целью улучшения структуры теста и получения хлеба с мелкой, тонкостенной и равномерной пористостью мякиша. Обминку производят обычно по истечении примерно 2/3 общей продолжительности брожения теста. За это время дрожжи сбраживают питательные вещества, находящиеся вблизи них, и процесс газообразования замедляется. При обминке дрожжевые клетки попадают на новые участки теста и получают доступ к новым порциям питательных веществ. Процесс брожения таким образом активизируется. Излишки СО₂, образующегося при брожении, удаляются. Обминка связана также с дополнительным насыщением теста пузырьками захваченного воздуха, что вызывает улучшение структуры теста, вкуса и аромата хлеба.

 

При приготовлении сдобного теста применяют отсдобку. Отсдобка — это процесс добавления основной массы сдобящих веществ (жира, сахара) не во время замеса теста,

 

а во время его первой обминки, т. е. после некоторого брожения теста. Отсдобка вызвана тем, что добавление сразу больших концентраций сахара и жира в тесто тормозит жизнедеятельность дрожжей и молочнокислых бактерий.