Состав некоторых белоксодержащмх продуктов

По содержанию белка чечевица превосходит горох на 2,6 %, фасоль — на 6,1 %, содержание жира в семенах незначительно.

Чечевица хорошо сбалансирована по составу аминокислот. Белки чечевицы содержат все незаменимые аминокислоты, составляющие 36,3 % общей суммы аминокислот. Они лимитированы лишь по сумме метионина и цистина. Чечевица очень богата свободными аминокислотами (мг%): тирозином — 18,4—28,8; треонином — 16,9—20,5; метионином — 15,4—28,6; глутаминовой кислотой — 13,8—16,8.

В целом чечевица характеризуется низкой трансингибирующей активностью, равной в среднем 1,3 мг%, следовательно, она легко усвояется.

В оболочке семян чечевицы линии PI 345635 и серии полученных на ее основе линий таннинов нет, тогда как в оболочке стандартных сортов содержится 15 % полифенольных соединений.

Чечевица является богатым источником дефицитных аминокислот — лизина и триптофана. Содержание этих аминокислот в чечевице составляет (мг на 100 г абсолютно сухой муки): лизина 1411—2447, триптофана 200—267. Суммарная доля незаменимых аминокислот в белках чечевицы колеблется в пределах 8354—8893 мг на 100 г абсолютно сухой муки, или 34,1—36,3 % общей их суммы. Дефицит серосодержащих аминокислот, обусловленный физиологическими особенностями чечевицы как культуры, устраняется при совместном использовании чечевичной муки и муки злаковых.

Для обогащения питательной смеси минеральными веществами и витаминами можно использовать соевую, гороховую и чечевичную муку (табл. 2.4).

Таблица 2.4

Содержание минеральных веществ и витаминов в некоторых видах муки

Использование хлебопекарной муки для получения жидких дрожжей экономически нецелесообразно, так как увеличиваются затраты за счет стадии культивирования молочнокислых бактерий и дрожжевых клеток и, следовательно, снижается выход готовых изделий.

Сравнительные результаты состава ржаной и чечевичной муки (табл. 2.5) показывают, что по белковому, минеральному и витаминному составу чечевичная мука превосходит ржаную.

Наиболее прогрессивным и эффективным способом для интенсификации метаболизма микроорганизмов при их культивировании в процессе воспроизводства жидких биологических разрыхлителей и подкислителей является внесение в состав питательных смесей добавок, структурные компоненты которых будут участвовать в биохимических и микробиологических процессах, активизируя их и обеспечивая хорошее качество готовой продукции.

Таблица 2.5

Химический состав ржаной обдирной и чечевичной муки

Однако использование некоторых добавок не всегда ведет к получению полуфабрикатов со сбалансированным составом питательных компонентов, необходимых для активного роста и развития бродильной и кислотообразующей микрофлоры. Не полностью удовлетворяют потребностям дрожжевых клеток и бактерий питательные смеси, используемые в производственных циклах для приготовления жидких дрожжей и жидких ржаных заквасок, основным компонентом которых является ржаная и пшеничная мука, из-за полного или частичного отсутствия ряда важных биостимуляторов и минеральных веществ.

Весьма перспективны в улучшении состава питательных смесей для культивирования микроорганизмов жидких полуфабрикатов новые компоненты, преимущественно из неиспользованных, побочных или вторичных источников, образующихся в пищевой промышленности, а также из нетрадиционного сырья, позволяющие интенсифицировать микробиологические и биохимические процессы, рационально использовать основное сырье, обеспечить хорошие биологические характеристики дрожжей и заквасок, биотехнологические свойства полуфабрикатов и показатели готовых изделий.

АНТАГОНИСТИЧЕСКИЕ И СИМБИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ ДРОЖЖЕЙ И МОЛОЧНОКИСЛЫХ

БАКТЕРИЙ

Рассматривая микрофлору заквасок как ассоциацию кислото­образующих бактерий и дрожжей, необходимо выяснить их взаи­моотношения в процессе культивирования.

Дрожжи и молочнокислые бактерии в процессе приготовления теста обеспечивают необходимое его разрыхление, придают пористость готовым изделиям и создают предпосылки для образования вкуса и аромата. Однако некоторые микроорганизмы могут вызывать неприятные вкус и запах (спонтанное закисание). Чтобы предотвратить их развитие в тесте, необходимо регулировать значение рН теста. Для большинства видов молочнокислых бактерий оптимальной считается активная кислотность среды рН 5,0—6,0.

Заметное содержание молочной и уксусной кислот в ржаном тесте и хлебе объясняется тем, что при брожении ржаного теста наряду со спиртовым брожением протекает также молочнокислое брожение, при котором накапливаются как молочная, так и уксусная кислота.

В процессе приготовления пшеничного и ржаного теста имеются значительные различия по интенсивности образования органических кислот. При брожении пшеничного теста с использованием прессованных дрожжей за счет спонтанного развития молочнокислых бактерий гомо- и гетероферментативного типа образуются молочная, винная, янтарная и яблочная кислоты. Так как их доля незначительна, они практически не влияют на вкус изделий. Тем не менее для улучшения вкуса изделий из пшеничной муки целесообразно проводить специальную активацию прессованных дрожжей в мучной смеси, содержащей чистую культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum. Повышение кислотности может быть достигнуто также за счет внесения органических кислот — лимонной, уксусной или молочной, но в связи с их дефицитом и большой стоимостью эти кислоты еще не нашли широкого применения в хлебопекарном производстве. Поэтому использование молочнокислых бактерий в технологии хлеба из пшеничной муки весьма перспективно.

Совместное существование дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий называется симбиозом.

Использование биологического фактора, при котором дрожжевые клетки и молочнокислые бактерии поддерживают развитие друг друга, обеспечивает их активный метаболизм при культивировании в период воспроизводства биологических разрыхлителей.

Процесс брожения пшеничных полуфабрикатов должен происходить так, чтобы молочнокислые бактерии не оказывали чрезмерного влияния на биохимические изменения белков и углеводов и не оказались конкурентами дрожжей в потреблении питательных веществ. К концу брожения должны остаться как восстанавливающие сахара, так и свободные легкоусвояемые аминокислоты для обеспечения реакции, меланоидинообразования и формирования потребительских, свойств готовой продукции. Симбиоз между молочнокислыми бактериями и дрожжевыми клетками обеспечивает объем хлеба, его вкус, аромат и окраску корки.

Молочнокислые бактерии обладают комплексом ферментов, которые могут осуществлять протеолиз и даже амилолиз компонентов мучных полуфабрикатов, что необходимо учитывать при производстве пшеничного хлеба на жидких дрожжах или жидких заквасках.

При этом многие виды Saccharomyces cerevisiae резистентнее как к активной кислотности среды, так и к высокому содержанию молочной кислоты в ней, чем молочнокислые бактерии. Последние, в свою очередь, обладают большей стойкостью к продукту брожения — спирту, нередко превосходящей таковую у дрожжей. Эти свойства являются одним из существенных факторов, позволяющих данным микроорганизмам развиваться в одних и тех же субстратах.

Накопление в среде спирта и молочной кислоты при симбиозе дрожжей и молочнокислых бактерий препятствует развитию в ней посторонней микрофлоры. Кроме того, молочнокислые бактерии обладают бактерицидными свойствами.

Микроорганизмы в процессе развития метаболируют органические кислоты, накопление которых изменяет активную кислотность бродящего субстрата, и этим препятствуют развитию нежелательных видов организмов. Однако состояние различных видов молочнокислых бактерий в субстрате неодинаково, так как каждый из них имеет свой механизм приспособляемости к продуктам собственного метаболизма. Несмотря на обсемененность муки различными микроорганизмами, основу микрофлоры ржаного теста составляют гомоферментативные молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum и гетероферментативные Lactobacillus fermenti. Это видовое соотношение бактерий объясняется их антагонистическими и антибиотическими свойствами по отношению к остальной микрофлоре муки, в том числе и другим видам рода Lactobacillus.

Между молочнокислыми бактериями существуют как симбиотические связи, при которых они размножаются в ассоциативных средах, бедных ростовыми веществами, взаимно дополняя потребность в них друг друга, так и антагонистические. Наиболее выраженными свойствами антагонистов из вышеперечисленных молочнокислых бактерий ржаной закваски и теста к Bacillus subtilis обладают Lactobacillus casei и Lactobacillus fermenti. А. В. Ви-тавской с соавторами разработан биологический способ предотвращения картофельной болезни хлеба, основанный на антагонистических свойствах молочнокислых бактерий Lactobacillus fermenti к Bacillus subtilis.

Аналогичный эффект по предотвращению развития спонтанной микрофлоры при культивировании дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae при воспроизводстве жидких дрожжей в производственном цикле создается термофилами Lactobacillus delbrueckii. Они создают бактерицидные условия в питательной смеси, в которой дикие дрожжи не размножаются.

В хлебопекарном производстве широко и направленно используются полезные свойства молочнокислых бактерий как антагонистов гнилостной, нежелательной микрофлоры, а также активаторов спиртового брожения пшеничного и ржаного теста. Так, штаммы бактерий Lactobacillus plantarum 30 и Lactobacillus fermenti 27 и их смеси при правильно подобранном их соотношении и дрожжевых клеток на основе симбиоза способны активизировать процесс созревания полуфабрикатов и улучшать качество хлеба.

Следует отметить, что в дрожжевом производстве наличие лактобацилл родов Lactobacillus (plantarum, fermenti, brevis, buchneri)и Leuconostoc рассматривается как наличие вредной микрофлоры.

Отрицательное действие на дрожжевые клетки этих бактерий объясняют действием продуцируемых ими летучих кислот — муравьиной и уксусной. Кроме того, если Leuconostoc размножаются в мелассном сусле, то Lactobacillus как более требовательные к факторам роста — только в присутствии дрожжей, получая из них витамины.

При совместном развитии дрожжей и молочнокислых бактерий на сахарсодержащих средах отмечается снижение интенсивности процесса брожения. В кислой среде дрожжевые клетки могут преобладать над молочнокислыми бактериями. Симбиоз дрожжей и молочнокислых бактерий возможен только при определенных их соотношениях. Значительную роль в этом процессе играют состав питательной смеси и видовая принадлежность бактерий.

В приготовлении хлеба из пшеничной муки второго сорта опарным способом наилучшие биотехнологические показатели имеют опары при соотношении дрожжей и бактерий 1:1. Аналогичные соотношения отмечены при производстве батонов. Соотношение дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий в конце брожения теста должно составлять 1:1 — 1:2 при кислотности 2,2—2,6 град и рН 4,9—5,3. Увеличение кислотности теста до 2,5—3,0 град и более при рН 4,8 и ниже уменьшает объем изделий за счет снижения газообразующей и газоудерживающей способности теста в результате перекисания. Соотношение дрожжей и бактерий при этом составляет 1:3—1:4.

Хорошее качество хлеба из пшеничной муки первого сорта, приготовленного на молочнокислой закваске с прессованными дрожжами, достигается при соотношении указанных микроорганизмов в тесте 1:1,3—1:2. Аналогичные результаты можно получить, если в опаре, приготовленной на жидких дрожжах и концентрированной мезофильной молочнокислой закваске, соотношение микроорганизмов составляет 1:1,2, а в тесте в конце брожения — 1:2.

Для активного развития микрофлоры заквасок необходимо наличие растворимых углеводов и азотистых веществ, витаминов и минеральных соединений.

При симбиотическом развитии дрожжи и молочнокислые бактерии обогащают друг друга продуктами жизнедеятельности. В процессе размножения дрожжевых клеток в среде накапливается ряд экстрацеллюлярных продуктов метаболизма, что делает ее более благоприятной для развития молочнокислых бактерий. Так, потребности Lactobacillus bulgaricus в пантотеновой кислоте и рибофлавине компенсируются метаболитами Candida parapsilosus. В присутствии дрожжей молочнокислые бактерии могут развиваться в средах, в которых они самостоятельно не размножаются. Это наблюдается в питательных смесях, лишенных ряда витаминов, аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований.

Дрожжевые клетки создают также благоприятные условия для развития кислотообразующих бактерий за счет потребления кислорода. Установлено, что в присутствии дрожжей Torulopsis holmii почти на 5 единиц повышается кислотность ржаной закваски, создаваемая молочнокислыми бактериями Lactobacillus brevis, Lactobacillus brevis var. lindneri. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae способствуют повышению кислотности закваски, вызываемой бактериями Lactobacillus brevis var. и Lactobacillus fermenti.

При культивировании дрожжевых клеток молочнокислые бактерии обеспечивают рН среды, которая ингибирует рост спонтанной дикой дрожжевой микрофлоры. Некоторые бактерии обладают более полной, чем дрожжи, системой протеолитических ферментов. Гидролизуя сложные азотсодержащие соединения, они обеспечивают дрожжевые клетки усвояемым азотом. Молочнокислые бактерии гидролизуют мальтозу, обеспечивая дрожжи Saccharomyces minor глюкозой, что ведет к интенсификации газообразования в закваске.

Определенные виды дрожжей способны ассимилировать органические кислоты — продукты метаболизма молочнокислых бактерий в процессе брожения. Однако симбиотическое равновесие может быть нарушено при изменении состава питательной смеси и параметров брожения. Так, введение заварки в состав питательной смеси жидкой ржаной закваски, а также приготовление последней при 30 °С стимулируют размножение дрожжевых кле­ток, которые конкурируют с кислотообразующей микрофлорой в потреблении сбраживаемых сахаров. Повышение температуры брожения до 32 °С уменьшает содержание дрожжевых клеток в закваске, снижает коэффициент их размножения, но процесс образования кислот при этом интенсифицируется. В целом отношения молочнокислых бактерий и дрожжевых клеток оцениваются как симбиотические.

Контрольные вопросы и задания