Роль молочнокислых бактерий в хлебопечении

 

Важнейшими показателями хлебобулочных изделий является их кислотность, которая создается в результате жизнедеятельности молочно кислых бактерий. Им принадлежит ведущая роль в брожении ржаных полуфабрикатов.

 

Во-первых, молочная кислота существенно влияет на физические свойства ржаного теста. Известно, что ржаная мука в отличие от пшеничной не имеет клейковины, создающей упругий и эластичный каркас теста. Кислотность способствует набуханию и пептизации белков ржаной муки, за счет чего увеличивается вязкость теста и возрастает его газоудерживающая способность. Кроме того, ржаная мука содержит активный фермент амилазу, которая приводит к накоплению в тесте декстринов. Последние делают мякиш ржаного хлеба липким и заминающимся. Подавить активность амилазы можно путем повышения кислотности закваски.

 

Во-вторых, гетероферментативные молочнокислые бактерии участвуют в разрыхлении теста в результате образования углекислого газа. Указанная особенность молочнокислых бактерий была использована при попытке разработать способ получения ржаного, хлеба на густых заквасках без применения дрожжей, на одних культурах газообразующих молочнокислых бактерий. Для подавления развития дрожжей густые закваски вели при температуре 35°С. В промышленности данный способ не нашел применения. На этом же принципе основана Саратовская схема приготовления жидких ржаных заквасок. Правда, в условиях жидкой закваски дрожжи S. cerevisiae развиваются спонтанно и спиртовое брожение идет интенсивно наряду с молочнокислым.

 

В-третьих, молочнокислые бактерии оказывают большое влияние на вкус и аромат ржаного хлеба. Принято считать, что вкус и аромат хлеба во многом определяются соотношением молочной и летучих кислот. Это соотношение называется коэффициентом брожения.

 

Молочная кислота придает ржаному хлебу приятный кисловатый вкус, а летучие кислоты - специфический аромат. Кроме летучих кислот определенное влияние на аромат хлеба оказывают органические ди- и трикарбоновые кислоты. По данным М. И. Княгиничева и П. М. Плотникова, в ржаном хлебе из обойной муки содержится около 60% молочной кислоты, 32% летучих кислот и 8% органических кислот (янтарной, яблочной, винной и лимонной). Из общей суммы летучих кислот в ржаном хлебе на долю уксусной приходится 38-65%, на долю пропионовой.28-52% и муравьиной 1,16-10,7%. По существующим представлениям, большую роль в образовании ароматического комплекса хлеба играют карбонильные соединения. К ним относятся альдегиды (ацетальдегид, бензальдегид, изовалериановый, коричный, сиреневый), ванилин, оксиметил-фурфурол, ацетоин, диацетил, диоксиацетон, фурфурол.

 

В настоящее время в хлебе найдено свыше 75 отдельных вкусовых и ароматических веществ, среди них 28 кислот, 28 карбонильных соединений, 11 спиртов, 6 эфиров, аммиак, метилмеркаптан.

 

 

48

 

В образовании многих из упомянутых выше веществ участвуют и молочнокислые бактерии. При этом гомо- и гетероферментативные виды образуют в процессе брожения различные продукты брожения различные продукты.

 

Исследование кислотообразующей микрофлоры отечественных ржаных заквасок в основном подтвердило выводы Шпихера. Кислотообразующая микрофлора спонтанных густых заквасок довольно разнообразна. Доминирующими видами в ней являются L. plantarum и L. brevis, довольно часто встречается L. fermenti, в меньшем количестве - L. casei и L. buchneri. Термофильный вид L. leichmannii найден в единичных случаях, a L. delbruckii вовсе не обнаружен. В густых заквасках, приготовленных на чистых культурах L. brevis и L. plantarum (штаммы А63, В5, В78 или А6, В8, В27), эти виды играют основную роль. Таким образом, для густых ржаных заквасок, специфичны два вида молочнокислых бактерий--L. brevis и L. plantarum, что связано, очевидно, с температурным режимом ведения густых заквасок, который близок к оптимальной температуре развития для данных видов бактерий. Виды L. casei, L. fermenti и L. buchneri при внесении в густые закваски не выдерживали конкуренции со спонтанной микрофлорой муки.

 

Жидкие ржаные закваски по видовому составу кислотообразующей микрофлоры мало отличаются от густых. В них обнаружены те же виды бактерий: L. plantarum, L. brevis, L. fermenti, L. casei и в единичных случаях L. buchneri и L. delbruckii. Однако в брожении жидких заквасок виды L. fermenti и L. casei играют существенную роль наряду с L. brevis и L. plantarum. По-видимому, температура жидких заквасок 32-35°С оказывает благоприятное воздействие на виды L. casei и L. fermenti, для которых оптимум температуры лежит выше 30°С. Помимо этого, на видовой состав микрофлоры жидких заквасок накладывает отпечаток применение чистых культур.

 

Жидкую закваску по Ленинградской схеме выводят на чистых культурах L. brevis и L. plantarum. Они и представляют основную микрофлору производственной закваски. В закваске по Ивановской схеме, приготовленной на гомоферментативных штаммах ИЗО и И35, преобладают бактерии вида L. plantarum, но наряду с ними спонтанно развиваются другие виды, в том числе L. brevis. В заквасках по Саратовской схеме большую роль играют бактерии L. casei, внесенные в разводочный цикл.

 

Указанные выше четыре вида молочнокислых бактерий специфичны для жидких ржаных заквасок (как с заваркой, так и без заварки) и хорошо сохраняются в них.

 

Кислотообразующая микрофлора заварных сортов ржаного хлеба до настоящего времени остается почти неизученной. Можно указать лишь работу А. Я. Пумпянского, 3. И. Шмидт, А. Н. Смирновой и Е. Е. Красильниковой, исследовавших закваски для приготовления хлеба из ржаной сеяной муки.

 

Выделенные из спонтанно сброженных заварок культуры молочнокислых бактерий относятся в основном к группе термобактерий, так как большинство из них образуют главным образом молочную кислоту, а оптимальной температурой для них является 48-50°С (при более низкой температуре их рост прекращается). Так, штамм ЛО ВНИИХП-11, выделенный 3. И. Шмидт из заварки для рижского хлеба, образует до 10% летучих кислот и около 14% органических кислот: винной, яблочной, лимонной, янтарной. Сброженная заварка с применением данного штамма отличается приятным кисло-сладким вкусом и ароматом свежих яблок. Этот штамм применяется в промышленности для приготовления рижского хлеба. Однако вопрос о специфичности тех или иных видов молочнокислых палочек для заварных сортов хлеба остается открытым.

 

 

49

 

Роль молочнокислых бактерий в брожении полуфабрикатов из пшеничной муки по сравнению с дрожжами неравноценна. Они принимают лишь определенное участие в накоплении кислотности пшеничного теста, образовании вкусового и ароматического комплекса хлебобулочных изделий. Кроме того, присутствие молочнокислых бактерий в известной мере подавляет картофельную палочку.

 

Пшеничный хлеб готовится на прессованных дрожжах, жидких дрожжах или жидких пшеничных заквасках.

 

Специфический вкус хлеба, приготовленного на жидких дрожжах, вызывается наличием в них достаточно большого количества молочнокислых бактерий. По данным А. И. Островского, автора схемы жидких дрожжей, дрожжи сахаромицеты и молочнокислые бактерии находятся в жидких дрожжах в соотношении 1: 1 (90-100 млн. клеток на 1 г). Основную роль здесь играют термофильные бактерии, в частности вид L. delbruckii, который применяют в качестве чистой культуры для заквашивания заварки. Попадая в тесто вместе с жидкими дрожжами, бактерии L. delbruckii сами не развиваются при температуре 30-32°С, но образованная ими молочная кислота препятствует развитию мезофильных видов молочнокислых бактерий.

 

В жидких пшеничных заквасках в противоположность жидким дрожжам развиваются мезофильные гомо- и гетероферментативные молочнокислые бактерии. Кислотообразующую микрофлору пшеничных заквасок изучали В. А. Николаев и М. И. Ратнер. Они выделили и описали несколько культур молочнокислых палочек, однако использовали при этом ранее принятые классификации, в частности классификацию Кнудсена. Поэтому идентифицированные ими культуры можно лишь условно отнести к группе гетероферментативных бактерий, без точного указания вида, а ряд штаммов, по-видимому, является гомоферментативными стрептобактериями.

 

В настоящее время пшеничные закваски готовятся путем спонтанного развития молочнокислых бактерий (например, Джамбулская схема) или путем внесения чистых культур определенных видов бактерий.

 

Так, по Ленинградской схеме Л-4 предусмотрено внесение гомоферментативного штамма А6, относящегося к виду L. plantarum. Изучение микрофлоры жидких заквасок, предложенных Казгипропищепромом, показало, что в них доминируют молочнокислые бактерии, выдерживающие кислотность среды до 20-25°Н. Выделенная культура была идентифицирована нами как вид L. fermenti 27. В настоящее время она используется в качестве чистой культуры для приготовления мезофильной молочнокислбй закваски, подавляющей развитие картофельной болезни хлеба, и в целях интенсификации технологического процесса при выработке пшеничных сортов на прессованных дрожжах.

 

В пшеничном тесте на прессованных дрожжах количество молочнокислых бактерий значительно меньше. Они попадают в тесто в основном из муки, а также из прессованных дрожжей.

 

Исследованиями, проведенными в ЛО ВНИИХПа, установлено, что от присутствия молочнокислых бактерий в прессованных дрожжах и их физиологической активности зависит интенсивность кислотонакопления в хлебе из пшеничной муки I сорта. При недостаточном количестве молочнокислых бактерий в тесте кислотность готовых изделий низкая.

 

Для повышения кислотности хлебобулочных изделий из муки данного сорта был предложен биологический способ. Он заключается в использовании мучной болтушки, заквашенной чистой культурой L. plantarum до кислотности 6-8°Н.

 

 

50

 

В новом, созданном во ВНИИХПе, прогрессивном способе тестоведения с оптимизацией основных процессов предусмотрено ведение трех фаз: фазы дрожжевого полуфабриката из активированных прессованных дрожжей; фазы бездрожжевого полуфабриката, где происходит процесс коллоидного набухания муки, и фазы молочнокислого полуфабриката. Последний готовится путем заквашивания мучной болтушки чистой культурой гомоферментативных молочнокислых бактерий А6 в течение 2-4 ч при температуре 30-32°С.

 

При ускоренном способе тестоведения, разработанном во ВНИИХПе, предложено использовать наряду с прессованными дрожжами молочнокислую закваску в сухом виде или готовить жидкую закваску непосредственно на предприятии. Молочнокислая закваска выводится на чистой культуре термофильных бактерий L. delbruckii или на смеси мезофильных штаммов А6, В8, В27. Нарезные батоны из муки I сорта, приготовленные обычным опарным и ускоренным способами на закваске, заметно не различаются по органолептическим свойствам.

 

Изучение кислотообразующей микрофлоры полуфабрикатов из пшеничной и ржаной муки позволяет внести определенную ясность в вопрос о роли отдельных видов молочнокислых бактерий. Это имеет значение при подборе специфических культур для каждой технологической схемы приготовления хлеба.

 

Жидкие закваски - полуфабрикат, при получении которого на осахаренных заварках или жидких водно-мучных смесях при температуре 28-30 °С непрерывно-поточным способом одновременно размножаются мезофильные гетероферментативные молочнокислые бактерии и дрожжи, попавшие туда спонтанно (например, с мукой) или внесенные специально. При использовании жидких заквасок в тесте протекает не только спиртовое, но и активное молочнокислое брожение, при этом рН теста снижается до 4,7-4,8.

 

Жидкие дрожжи - полуфабрикат, в котором (в отличие от жидкой закваски) основным компонентом, ведущим брожение в тесте, являются микроорганизмы. Для достижения этого осахаренная и охлажденная до 50 °С мучная заварка заквашивается бактериями Lactobacillus delbrueckii (рН 3,7-3,9). На закисшем заторе при 28 °С в другой емкости культивируют дрожжи, используемые для разрыхления теста. В настоящее время более половины пшеничного хлеба (особенно из муки второго сорта) изготавливается на жидких дрожжах, масштабы применения которых возрастают.

 

Порчу хлебопекарных изделий могут вызывать неосмофильные и осмофильные виды дрожжей. Неосмофильные дрожжи обусловливают три вида порчи. Аспорогенные дрожжи при попадании в тесто могут понизить качество хлеба и придать ему нежелательный запах. Sacch. cerevisiae и другие бродящие дрожжи, заражая хлеб после выпечки, вызывают появление сильного запаха («фруктового», «ацетонового» и др.). Виды дрожжей, образующие гифы, могут давать на поверхности хлеба хорошо видимый рост. На темных сортах хлеба возможно появление белого налета «меловой плесени», порчу чаще всего вызывают Hyphopichia burtonii.

 

Осмофильные дрожжи (Zygosacch. rouhii, Zygosacch. bisporus) опасны для кондитерских хлебопекарных изделий, при изготовлении которых компоненты с высоким содержанием сахара (джемы, мармелад, фруктовые наливки и др.) могут портиться (забраживать).