Дріжджі і ферменти

Дріжджі і ферменти
Протеази використовуються для зміни властивостей клейковини, і якщо клейковина в тесті для печива занадто сильна, їх все ширше застосовують як альтернативу метабісульфіту натрію.

Властивості тесту можна змінювати за допомогою ферментів, змінюючи текстуру і смак готового виробу. Ферменти - це біологічні каталізатори, що діють лише на специфічні субстрати (жири, білки, цукру). Вони чутливі до температури і pH і руйнуються при температурі набагато нижче досягається тестом при випічці. Ферменти утворюються в тесті живими організмами (дріжджами і завжди присутньої в борошні мікрофлорою) або їх додають у вигляді стандартних препаратів - ферментів, отриманих з живої матерії.
У виробництві печива дріжджі використовують для отримання газу, механічно впливає на клейковину в тесті; ферментні препарати використовуються для зміни властивостей клейковини або отримання присмаку, який асоціюється, наприклад, з молочною кислотою. Застосування ферментних препаратів у виробництві печива в даний час все частіше пов'язують з проблемами зменшення розтяжності клейковини борошна з високим вмістом білків. Використання дріжджів - більш традиційний процес, але додавання інших мікробних препаратів і більш ретельно регульовані умови бродіння йдуть на зміну умов тривалого процесу бродіння тесту для крекерів, обраним в основному на підставі виробничого досвіду.
дріжджі

Дріжджі - це мікроскопічні одноклітинні гриби, які настільки малі, що в одному грамі міститься близько 1,510 клітин. Існує багато різних видів дріжджів, але для бродіння тесту зазвичай використовують Saccharomyces CEREVISIAE.В анаеробних умовах, тобто без кисню, ці мікроорганізми здатні виробляти з цукрів діоксид вуглецю і спирт. При зброджуванні тесту найбільш важлива саме ця здатність виробляти газ.
Дріжджі можуть бути придбані в свіжому пресованому вигляді з вмістом вологи близько 70%, у вигляді активних сушених дріжджів (гранул) або як швидкорозчинні високоактивні (інстантні) дріжджі. Маса блоку свіжих дріжджів зазвичай дорівнює 1 кг. Зберігати їх слід або при температурі близько 4 ° С (при цьому дріжджі зберігаються в хорошому стані близько 3 тижнів), або замороженими, тоді їх дія зберігається не менше трьох місяців. Зберігання в звичайному холодильнику при температурі 4 ° С призводить до значного висихання продукту, що викликає наростання льоду в більш холодних частинах холодильника і висихання дріжджів. Активні сушені дріжджі мають вміст вологи близько 8% і в герметично закритому мішку залишаються життєздатними близько трьох або більше років, втрачаючи приблизно 1% активності в місяць. Швидкорозчинні активні дріжджі містять близько 5% вологи і в герметичній упаковці довго зберігаються, втрачаючи свою активність приблизно з тією ж швидкістю, що і сушені дріжджі.
Свіжі дріжджі повинні бути у вигляді спресованих цільних блоків (НЕ розкришеними), рівномірного вершково-бежевого кольору, однорідними, зі свіжим запахом (при значній псування вони перетворюються в темну з різким неприємним запахом рідина). Якщо дріжджі розкришилися і виглядають сірими і сухими, вони несвіжі, тобто можуть ще діяти, але будуть погано зброджувати тісто, так як їх здатність до утворення газу буде знижена. При використанні свіжих дріжджів найкраще розмішати їх з водою віночком при співвідношенні приблизно 1: 5. Для відновлення заморожених дріжджів використовується тепла вода з подальшою їх гідратацією протягом близько 15 хв.
Активні сушені дріжджі при рівній кількості щонайменше в два рази ефективніше, ніж пресовані, але при рівній сухій масі значно менш активні. Їх слід реактивировать, розмішуючи в воді з невеликою кількістю цукру протягом 10-15 хв при температурі близько 40 ° С. Не слід регідратованих активні сушені дріжджі холодної або гарячої води.
Швидкодіючі (інстантні) активні сушені дріжджі завдяки способу їх отримання та покриттю емульгатором дуже легко Регідратірующее. Їх можна безпосередньо додавати в тісто, але як і в разі застосування активних сушених дріжджів протягом 5-15 хв перед тим як вони стануть такими ж активними, як свіжі дріжджі, у них є певна лаг-фаза (уповільнена активність). При рівній масі по сухій речовині вони володіють майже таку саму здатність виділяти газ, як і пресовані дріжджі.
Пресовані дріжджі протягом перших 45 хв діють незначно, і в цей час вони дуже схильні до негативного впливу зовнішніх умов - температури, доступної води, вмістом солі і цукру. Тому ніколи не слід розводити дріжджі в солоній воді. Навіть 2% -ний розчин солі може пошкодити дріжджові клітини або викликати значне зниження їх активності. Концентрація цукру в розчині не повинна перевищувати 5%.
Метаболізм дріжджів залежить в основному від зовнішньої дії двох ферментів - інвертази, гідроліз глюкозу на декстрозу і фруктозу, і зімазного
комплексу ферментів, який перетворює нижчі цукру в етиловий спирт і вуглекислий газ під час відсутності кисню.
Imaz
С6Н1206 => 2С02 + 2С2Н5ВІН.
глюкоза діоксид вуглецю спирт
Як і у випадку всіх інших ферментів, ці реакції сильно залежать від температури. Вплив температури і кількості дріжджів показано на рис. 15.1.
При температурі 30 ° С дріжджі виділяють газ в три рази швидше в порівнянні з їх активністю при 20 ° С, але максимальну активність вони виявляють при температурі 38 ° С (приблизно температура тіла). При 54 ° С дріжджі дуже швидко гинуть. Здатність зброджувати мальтозу (солодовий цукор) проявляється у дріжджів в разі індукції ферменту мальтази, а саме мальтоза накопичується в результаті гідролізу крохмалю амилолитическими ферментами (α - і β-амілазами), присутніми в борошні злаків. Проте, при накопиченні мальтози дріжджі адаптуються до зброджування мальтози [1]. Дія амілаз злаків може бути важливим в освіті цукрів в тесті тривалого процесу бродіння при приготуванні крекерів. Тісто з борошна і води зазвичай містить близько 0,5% глюкози і фруктози. З початком процесу бродіння активізується зімазная і Мальтазна активності дріжджів. В процесі бродіння діють а- і р-амілази борошна, забезпечуючи цукру для пітаніядрожжей. Тривалий процес бродіння може бути сприятливим не тільки для діяльності дріжджів, але і для росту інших присутніх в борошні мікроорганізмів. В даний час розроблена технологія безперервного процесу бродіння, що дозволяє при тривалому бродінні тесту пригнічувати інші мікроорганізми (див. Гл. 21 і 22).
Дріжджові клітини розмножуються вегетативно, брунькуванням. Показано, що в перші 2-3 ч кількість клітин зростає повільно, але до кінця четвертої години число клітин значно зростає (приблизно на 26%). Швидкість накопичення дріжджів залежить від початкового кількості клітин - невелика їх кількість дає більший ріст [2], потім швидкість росту знову падає (приблизно через відсутність необхідних цукрів).
Оптимальні значення pH для бродіння складають 4-6, але дріжджі прекрасно витримують і pH 3 протягом
15.1 Мал. 15.1. Вплив кількості дріжджів і температури тесту на швидкість утворення газу
години при 30 ° С. Низьке значення pH більше впливає на швидкість зброджування мальтози, ніж на зброджування глюкози. При бродінні частина утвореного в тесті вуглекислого газу розчиняється в воді, утворюючи вугільну кислоту, але оскільки вона дисоціює слабо, то в зниженні рівня pH приймає лише незначну участь. В основному зростання кислотності в бродячому тесті викликають завжди присутні в борошні молочнокислі і оцтовокислі бактерії. Особливо значно знижує pH сильно іонізована молочна кислота. Якщо харчування для дріжджів у вигляді сульфату і хлориду амонію (що забезпечують дріжджі азотом для зростання) присутній, то це призведе до появи слідів сірчаної та соляної кислот, що збільшують кислотність. Зазвичай для нейтралізації дії цих кислот при тривалому сбраживании додають гідрокарбонат натрію.
Існують також спеціальні дріжджові екстракти для додання виробу смаку і його посилення (див. Розділи 16.2.5 і 16.5).

фермент

Ферменти - це природні каталізатори. Весь обмін речовин живих організмів регулюється ферментами, і діапазон протікають при цьому реакцій надзвичайно широкий. Екстракти ферментів або ферментні препарати можуть використовуватися для проведення хімічних реакцій поза живих клітин (від добре відомого процесу перетворення цукрів на спирт до отримання певних вітамінів і спеціальних ліків). Промислове виробництво ферментних препаратів здійснюється за допомогою сучасних біохімічних методів, що дозволяють управляти виробництвом необхідних стабільних ферментів. В даний час виділено понад 700 різних ферментів, які можуть застосовуватися для регулювання промислових процесів. Всі ферменти - це білки, і тому при нагріванні вони дена- туріруются (руйнуються) і, отже, инактивируются.
Існують чотири основні групи ферментів, що представляють інтерес для технолога харчових виробництв:

  • амілази, що діють на крохмаль;
  • гемицеллюлази, розкладають пентозани;
  • протеази (або потеінази), що впливають на білки;
  • ліпази, які розкладають тверді і рідкі жири.
    Поширений джерело амілази для пекарів - це ферментативно активна солодове борошно, але грибні амілаза і протеази випускаються також у вигляді стандартних препаратів. Промислово протеази отримують з трьох основних джерел:
  • з рослин (наприклад, папаїн, бромелаин, фицин і т. д.), але в основному їх виробництво обмежено тропічними і субтропічними зонами;
  • з тварин (наприклад, трипсин, хімотрипсин, пепсин, ренін та т. д.); їх випуск пов'язаний з попитом і пропозицією продуктів боєнь;
  • з мікроорганізмів, особливо з Aspergillus огугаегрибного походження (цвілі) і бактерій Сінна паличка.
    Отримання ферментних препаратів за допомогою мікроорганізмів видається найкращим, тому що не пов'язано з обмеженнями клімату і постачанням препаратів тваринного походження.
    Найбільш відповідною для тесту (з різних технічних причин) вважається протеаза, отримана від Сінна паличка.Вона поставляється у вигляді стабільного порошкоподібного препарату з активністю, стандартизованої розведенням мальто- декстрином або кукурудзяним крохмалем, а також у вигляді рідини зі стандартною активністю з додаванням стабілізаторів і консервантів. У запаяній тарі в сухих і холодних умовах втрата активності становить зазвичай менше 10% в рік.
    Порошкоподібний препарат найкраще розмішувати в 4-5 частинах води (по масі) перед додаванням в тісто. Фермент легко розчиняється але якщо він змішаний з кукурудзяним крохмалем, останній, звичайно, не розчиниться. Активність ферментів залежить від температури, тривалості і pH, тому дуже важко точно визначити потрібну кількість для використання в певних реакціях. Краще за все керуватися спочатку рекомендаціями постачальника. Можна рекомендувати наступних постачальників і найменування їх продуктів:

протеїназного18 (протеази) - ABM Chemicals Ltd.[3];

Нейтразу1.55 (протеази) - Ново Enzyme Products Ltd. [4]

Biobak БПН(Протеази) - Quest International BV [5];

Biobak BCC(Gemitsellyulaza) - Quest International BV [5].

Функції та застосування ферментних препаратів при виробництві МКІ
протеази

Протеази використовують для зміни властивостей клейковини завдяки їх дії на внутрішні пептидні зв'язки її білків. Таким чином, в той час як відновники, наприклад, метабісульфіт натрію (див. Розділ 17.4.2), викликають втрату стабільності і збільшення розтяжності, розриваючи дисульфідні зв'язки, протеолітіче- ські ферменти досягають аналогічного ефекту зовсім іншим способом, розриваючи ланцюжка (див. Рис. 15.2 ). Хімія білків досить складна, тому наведене вище пояснення, звичайно, є суттєвим спрощенням. Текстура вироби, що отримується за допомогою протеази, зазвичай більш виражена, «відкрита» і ніжна, ніж отримана за допомогою SMS(Метабісульфіту натрію, див. Розділ 14.4.2).
На відміну від метабісульфіту натрію, протеаза продовжує діяти протягом деякого часу і в кінцевому підсумку призводить до отримання дуже розсипчастого і важко піддається обробці тесту. Необхідно ретельно витримувати тривалість і температури, але особливо акуратним слід бути при роботі з надлишками тіста (наприклад, обрізками різальної машини). Протеаза має певні переваги перед метабісульфітом натрію - вона денатурируется при тепловій обробці, і, оскільки є білком, немає необхідності вказувати її наявність в якості добавки. Оптимальні температури для дії протеази зазвичай значно вище звичайних температур тесту, а оптимальний ді-
15.2 Мал. 15.2. Вплив протеолізу і відновлення на білки тесту
апазоне pH становить 6,5-8,0, що прийнятно для всіх видів тіста. Орієнтовно можна вважати, що швидкість реакцій, що каталізують ферментами, збільшується в 1,5-3 рази на кожні 10 ° С підйому температури.
Важливо ретельно дотримуватися температуру і тривалість процесу. Період від- лежання тесту повинен бути досить тривалим, щоб вплив цього параметра при використанні партії тесту на початку і кінці процесу незначно відрізнялися за дією ферменту. Для крекерів можна рекомендувати використання близько 20 г протеїнази 18 (див. Вищенаведену таблицю) на 100 кг борошна, тривалість процесу - 3 ч при температурі 35 ° С. При передозуванні препарату тісто втрачає свою структуру і стає дуже розсипчастим, набуваючи пластичну консистенцію, що дає після випічки дуже погано піднялося печиво.
Ефективність протеази в тесті значно знижується при додаванні жирового продукту з розрахунку більш 7 частин на 100 частин борошна; аналогічні умови спостерігаються при застосуванні цукру. Сіль також пригнічує дію протеази, але, мабуть, ні кількість, ні тип речовини, що викликає підйом тесту, істотно не впливає на дію протеаз. Причина цього в тому, що буферна здатність білків борошна не дає проявитися ефектів, які виникли б при зміні pH. У міру збільшення кількості жиру і цукру збільшується ефект інгібування активності ферменту. Так, ферментативна активність в типовому пісочному тісті дуже обмежена, а й необхідність модифікувати в них клейковину досить низька.
Протеаза в тесті використовується для зниження в'язкості і еластичності, що бажано для машинної обробки певних видів тесту для печива, особливо при використанні борошна з дуже сильною клейковиною. Необхідно звернути увагу на наступні два моменти:

  1. Промислово випускається протеаза зазвичай містить деяку кількість амілази, тому при виборі дозувань препарату протеїнази має значення використання солоду або ферментного препарату амілази. Збільшення кількості простих цукрів і амінокислот може надати поверхні ви- пічного вироби більш темне забарвлення.
  2. При роботі з препаратами протеїнази (особливо в порошкоподібному вигляді) слід дотримуватися обережності, так як вдихання або контакт протеїнази з чутливими шкірних покривів може викликати роздратування або алергічну реакцію. Зазвичай виробниками протеази даються рекомендації по роботі з нею (найчастіше буває досить застосовувати простий проти- вопилевой респіратор).
Gemitsellyulaza

Гемицеллюлаза застосовується в тесті для крекерів в тих випадках, коли за допомогою часткового руйнування пентозанов в борошні тісто пом'якшується і для його виготовлення потрібно менше води. Зменшення кількості води означає, що видаляти з тіста при випічці необхідна менша її кількість. У виробах з низьким вмістом жиру або високим вмістом клітковини необхідно використовувати більше води для компенсації пом'якшує дії жиру. При цьому тісто стає жорстким через збільшення кількості клейковини. Використання гемицеллюлази знижує необхідне для тесту кількість води, тому тісто не стає настільки жорстким і завдяки цьому структура вироби поліпшується.

амілаза

У виробництві МКІ амилазу використовують досить мало (лише в разі спиртового бродіння дріжджів).

ліпази

Хоча виробники МКІ липазу не застосовують, вони повинні знати, що ці ферменти можуть викликати псування продукту. Ліпази можуть бути виявлені в продуктах з не пройшли теплову обробку горіхів, в нестабилизированной вівсяної борошні або вівсяних пластівцях, а також в пшеничній муці, в якій зародок ні видалений або оброблений теплом.
Щодо технології приготування тіста і умов застосування ферментів рекомендується користуватися посібниками виробників.
література

  1. SYKE, H. G. (1971) «Роль дріжджів в Modem хлібопекарської практиці», Праці британського глави Американського товариства інженерів-Хлібобулочні, Листопада.
  2. HOPFMAN, К., SCHWEITZER Т. К. і Г. Долбі (1941) Зерновий Chem 18, 337
  3. ПРО Chemicals Ltd, (Рон-Пуленк), Вудлі, Stockport, Cheshire, SK6 1PQ, Англія.
  4. Ново Ферментні Products Ltd, 2b Thames Avenue, Windsor, Berks., SL4 1QP, Англія.
  5. Quest International BV, PO Box 2, 1400 СA Bussum, Нідерланди.

Додати коментар

Вашу адресу електронної пошти не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *