Функциональная роль некоторых микроорганизмов в производстве хлебобулочных изделий

Применение ферментных препаратов — одно из эффективных средств интенсификации технологического процесса, улучшения биотехнологических показателей теста и качества хлебобулочных изделий при переработке муки с отклонениями от хлебопекарных норм, а также сохранения свежести готовых изделий.

В хлебопекарной промышленности кроме отечественных ферментных препаратов применяют препараты фирмы «Ново Нор-диск»: амилолитические (фунгамил 16005, фунгамил 2500BG, фунгамил супер АХ, новамил 1500MG), протеолитические (нейт-раза), обладающие пентозаназной и гемицеллюлазной (пентопан 500BG), липолитической (новозим 677G) и глюкозооксидазной (глюзим 500MG) активностями.

Ферментные препараты, вносимые в тесто в оптимальных дозах, обеспечивают следующий технологический эффект:

препараты типа фунгамил и новамил 1500MG способствуют интенсификации технологического процесса за счет увеличения содержания мальтозы и декстринов. Последние являются дополнительным питанием и улучшают бродильную активность дрожжей, ускоряют в них индукцию a-глюкозидазы, улучшают биотехнологические характеристики теста и показатели качества хлеба, замедляют процесс черствения хлебобулочных изделий;

препарат нейтраза улучшает структурно-механические свойства теста из муки с короткорвущейся клейковиной. Гидролизуя часть белков, препарат нейтраза пластифицирует клейковинный губчатый каркас;

препарат пентопан 500BG рекомендуется при производстве широкого ассортимента хлебобулочных изделий, при изготовлении изделий с использованием отрубей, цельносмолотой муки, дробленой пшеничной крупки и целого зерна. Внесение пентопана обеспечивает увеличение объема изделий, улучшение структуры их мякиша, формоустойчивости подовых изделий за счет повышения газоудерживающей способности;

препараты новозим 677G и глюзим 500MG способствуют укреплению теста, поэтому их применяют при переработке муки со слабой клейковиной.

Ферментные препараты фунгамил супер АХ и пентопан 500BG, композицию препаратов пентопана 500BG и новозима 677G вносят в тесто при изготовлении теста на заквасках.

Функциональная роль перечисленных выше ферментных препаратов при изготовлении изделий из пшеничной муки приведена в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Рекомендуемые дозы ферментных препаратов и эффективность их действия

При изготовлении хлебобулочных изделий из пшеничной муки

(по данным И. В. Матвеевой, 2000)

БИОФЕРМЕНТАЦИЯ МОЛОКА

Для получения молочнокислых продуктов из молока применяют биоферментацию. В табл. 1.5 приведены отдельные микроорганизмы, используемые при выработке молочных продуктов (сметана, сливочное масло, закваски, гидролизаты сыворотки и др.), входящих в рецептуру булочных и сдобных изделий.

Ряд микромицетов находит применение и в технологии хлебобулочных изделий.

Таблица 1.5

Функциональная роль некоторых бактерийв производстве молочных продуктов

(по данным И. Хиггинса, 1988)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОМИЦЕТОВ

ПРИ ГИДРОЛИЗЕ КРАХМАЛА

В технологии хлеба используют продукты гидролиза крахмала. В промышленном масштабе гидролиз крахмала осуществляют разными способами: кислотным, комбинированным — кислотно-ферментативным и ферментативным.

На смену кислотному и кислотно-ферментативному гидролизу пришел ферментативный способ переработки крахмала, основанный на совместном применении термической обработки и обработки бактериальной a-амилазой Bacillus subtilis для разжижения и декстринизации с последующим осахариванием декстринов амилоглюкозидазой Aspergillus oryzae или Aspergillus niger.

В отличие от кислот амилолитические ферменты действуют на крахмал специфично, a-Амилаза (a-1,4-D-глюкоза-4-глюканогидролаза) действует только на a-1,4-глюкозидные связи крахмала, преимущественно в середине цепей амилопектина и амилозы. В результате образуются низкомолекулярные декстрины и небольшое количество мальтозы, β-Амилаза (a-1,4-глю-канмальтогидролаза) гидролизует также только a-1,4-глюкозидные связи крахмала, последовательно отщепляя с нередуцирующих концов цепей по два остатка глюкозы — мальтозу. β-Амилаза не гидролизует a-1,6-связи в местах ветвления и поэтому прекращает расщепление на предпоследней а-1,4-глюкозидной связи. Конечными продуктами гидролиза служат мальтоза и высокомолекулярные декстрины (рис. 1.11).

Глюкоамилаза (a-1,4-a-D-глюканглюкогидролаза, ГлА) гидролизует a-1,4- и а-1,6-глюкозидные связи. Последовательно отщепляет от нередуцирующих концов цепей по одному остатку глюкозы; a-1,6-связи гидролизуются с меньшей скоростью. Конечные продукты гидролиза — глюкоза и очень небольшое количество олигосахаридов. Глюкоамилаза способна вызывать полимеризацию (реверсию) глюкозы, причем, чем выше исходная кон­центрация крахмала, тем больше образуется продуктов реверсии.

Главное преимущество ферментативного гидролиза крахмала заключается в увеличении скорости процесса, повышении чистоты продукта за счет уменьшения содержания продуктов реверсии, в возможности получения продукта с разной величиной декстрозного эквивалента (ДЕ). Величина ДЕ гидролизата [в используемой шкале глюкоза (декстроза) соответствует 100 ед.] отражает глубину гидролиза крахмала, для которого ДЕ считается равным нулю.

Внедрение в производство термостабильных a-амилаз из Bacillus licheniformis и Bacillus amyloliquefaciens, гидролизующих крахмал при температуре 100 °С до низкомолекулярных декстринов, позволило после осахаривания амилоглюкозидазой получать продукцию с ДЕ, близким к 100.

Высокотемпературное разжижение крахмальных суспензий сегодня стало обычным промышленным процессом, а осахаривание можно осуществлять глкжоамилазными ферментными препаратами из Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Phizopus delemar и др.

Большим достижением стал в этой области выпуск смеси глюкозы и фруктозы — изоглюкозы и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. В США эта технология получила промышленное применение. Подготовка крахмала осуществляется, как указано выше, при этом образуется продукт, содержащий 51 % глюкозы, 42 % фруктозы и 7 % олигосахаридов. Изомеризация глюкозы осуществляется ферментами — глюкозоизомеразами, источниками которых являются микромицеты видов Streptomyces, Bacillus coagulans, Actinoplanes missouriensis и виды Achrobacter. В результате образуется продукт, содержащий до 90 % глюкозы. В промышленности для получения глюкозофруктозных сиропов применяется D-ксилозокетоизомераза, закрепленная на инертном пористом материале (смолах, пористом стекле и т. д.), т. е. используется в иммобилизованном виде.

Патока — продукт неполного гидролиза крахмала, бесцветная или слегка желтоватая жидкость, содержащая до 80 % СВ, из которых 38—42 % приходится на долю редуцирующих сахаров (в пересчете на глюкозу). Соотношение мальтозы, декстринов и глюкозы в этой патоке составляет 1:3:1. В качестве сырья для производства патоки используют картофельный или зерновой крахмал, кукурузную муку.

Патока широко применяется в хлебопекарной и особенно в кондитерской промышленности: при производстве карамели, пастилы, зефира, пирожных, кексов и др., а также используется в других отраслях пищевой промышленности — консервной, при производстве вин, алкогольных и безалкогольных напитков, мороженого и т.д.

Наиболее распространенными являются следующие виды патоки: низкоосахаренная (ДЕ 28—38), обычная (ДЕ 38—48), средней степени осахаривания (ДЕ 48—58) и высокоосахаренная (ДЕ > 60).

Состав сахаров, определяющих в основном направление ис­пользования патоки, приведен в табл. 1.6

Таблица 1.6