Якість і безпечність зерноборошняних продуктів - Навчальний посібник (Сирохман І.В., Лозова Т.М. )

21. формування стабІльноЇ якостІ хлІбобулочних виробІв з використанням ферментних препаратІв І заквасок

Особливості кліматичних умов часто є причинами зниження якості хлібопекарських властивостей пшеничного і житнього борошна. Одним з поширених дефектів зерна і борошна вважається знижена активність власних ферментів, що призводить до низької інтенсивності процесів дозрівання тіста, зменшення цук-ро- і газоутворювальної здатності борошна, низького об'єму хліба, підривів на поверхні, матової блідої скоринки, щільної, не розпушеної структури м'якушки.

Включення в борошно ферментних препаратів а-амілази грибного походження Фунгаміл 2500 СГ зумовлює значне зниження показника "числа падіння" як результат інтенсифікації процесу спиртового бродіння пшеничного і житнього тіста. Цей препарат має високу ферментативну активність і не проявляє побічних активностей протеази. За даними І.В. Матвеєвої (2003 р.), ферментний препарат можна використовувати для заквашування заварок, приготування рідких дріжджів, прискорення накопичення кислот житніх заквасок.

Тому актуальним вважається підбір відповідних ферментних препаратів, завдяки яким можна стабілізувати хлібопекарські властивості борошна, регулювати процес бродіння, формувати відповідні властивості напівфабрикатів, поліпшувати якість хлібобулочних виробів, у тому числі гальмувати черствіння і знижувати крихкість.

В умовах низьких хлібопекарських властивостей борошна широко досліджуються ферментні препарати, які поставляє в Україну компанія "Новозаймс" (Данія). Вони характеризуються різним принципом дії і спрямованості: амілолітичної, протеолітичної, цитолітичної, ліполітичної, окислювальної. За даними Дробот В.І., для борошна, слабкого за силою, доцільно застосовувати ферментний препарат Глюзим. У разі перероблення борошна з надмірно пружною або короткорваною клейковиною краще підбирати такі ферментні препарати: Нейтраза, Фунгаміл Супер, Ліпопан.

Встановлена технологічна ефективність використання ферментних препаратів ксиланази і геміцелюлози для формування стабільної якості хліба із житнього і суміші житнього та пшеничного борошна в різних співвідношеннях (Малофеєва Ю.Н., 2004).

Досліджено властивості тіста, до складу якого вносили а-амілазу, глюкозооксидазу або ксиланазу. Амілаза і протеаза знижують стабільність тіста з пшеничного борошна. Мікрофотографії хліба з а-амілазою показали невелику деформацію крохмальних зерен. У хлібі з глюкозооксидозою і протеазою виявлено зміни білкової матриці, пов'язані з утворенням агрегатів і руйнуванням деяких сегментів. Хліб найкращої якості отриманий із застосуванням ксиланази. Він мав більший питомий об'єм і вищу якість.

Додавання бактеріальної ксиланази на 60 \% збільшує питомий об'єм хліба. Крім того, поліпшується структура м'якушки, і хліб більш тривалий період залишається свіжим (Jiang Zheng-giang та ін., 2005).

Науковці ДНДІ хлібопекарної промисловості (Поландова Р.Д. та ін., 2002) з досліджених ферментних препаратів (а-амілази грибної бактеріального походження) і поліпшувачів окисної дії (ферментативно-активного соєвого борошна, аскорбінової кислоти, ліпази та ін.) виділили найвищий ефект із внесенням препарату а-амілази та поліпшувача окисної дії. Завдяки цьому збільшилися: питомий об'єм - на 23 \%, пористість - на 4, стискуваність м'якушки на пене-трометрі - на 47 \%. Крім того, такий хліб черствів повільніше, ніж контрольний, і не піддавався „картопляній хворобі" протягом 10 діб, тоді як контрольний зразок - усього 3 доби.

Наявність ферментних препаратів амілолітичної дії у поліпшувачі зумовлює зростання цукроутворювальної здатності борошна і газоутворення в тісті, що приводить до інтенсифікації процесу дозрівання напівфабрикатів. Геміцелюлази сприяють збільшенню частки зв'язаної вологи в тісті, зумовлюють до підвищення водопоглинальної здатності напівфабрикатів, поліпшення реологічних властивостей тіста і утворення більш розвинутого та однорідного клейковинного каркасу. Ферментний препарат глюкозооксидази, окислюючи сульфгідрильні групи клейковин-них білків, забезпечує тісту зміцнювальний ефект і при цьому знижується розрідження та липкість тіста.

За даними науковців НУХТ, внесений у тісто ферментний препарат Глюзим 10000 у кількості 0,002 \% разом з аскорбіновою кислотою (0,006 \% до маси борошна) в рецептурі батонів із борошна зі слабкою клейковиною (ІДК 92-103) зміцнюють клейковину і підвищують її гідратаційну здатність. Внаслідок цього поліпшуються структурно-механічні властивості тіста, збільшується на 15-20 \% об'єм батонів, підвищується пористість, поліпшується стан м'якушки.

Ферментний препарат Новаміл являє собою очищену маль-тогенну амілазу. Він діє в процесі випікання на крохмаль м'якушки хліба і сприяє утворенню низькомолекулярних декстринів та олігоцукридів. Існує гіпотеза, що невеликі молекули декстринів уповільнюють процес утворення поперечних зв'язків між білковими молекулами і залишками гранул крохмалю або впливають на ці зв'язки, гальмуючи процес черствіння і ретрог-радації крохмалю.

Строк зберігання свіжості виробів зростає з додаванням у тісто сухої пшеничної клейковини і ферментного препарату Но-ваміл 1500 (0,01 \% до маси борошна). Цей препарат гідролізує крохмаль з утворенням декстринів різної молекулярної маси, які активно зв'язують воду і цим самим затримують ретроградацію крохмалю, що зумовлює черствіння. Недавно розроблена остання версія ферменту Новаміл.

Розроблено технологію хліба, збагаченого молочною сироваткою і пшеничними висівками. Особливістю нової технології є застосування ферментних препаратів, які проявляють амілазну, геміцелюлазну і ліпазну активність. Найкращі результати одержані з використанням ферментних препаратів Новозин і Пенто-пан. Така технологія дозволяє не тільки збагатити хліб натуральними харчовими волокнами, біологічно цінними компонентами молочної сироватки, а й поліпшити органолептичні та фізико-хімічні показники виробів. Ферментні препарати своєю дією на компоненти висівок і борошна забезпечують поліпшення реологічних властивостей тіста, підвищення формостійкості заготовок тіста, покращення структури і кольору м'якушки, збільшення питомого об'єму хліба.

Високий вміст некрохмальних поліцукридів (геміцелюлози, розчинних пентозанів і клітковини) у житньому і пшеничному борошні визначає ефективність використання геміцелюлазних ферментних препаратів.

Більшість геміцелюлаз діють як на водорозчинні, так і на нерозчинні пентозани ті можуть гарантувати добру якість хліба, зокрема підвищити його об'єм і формувати кращу структуру пористості. Датська фірма Novozymes запропонувала два види ферментних препаратів: Пентопан 500 Бв, Пентопан Моно БО Пен-топан 500 Бв - очищений препарат ферменту, який отриманий селекцією штаму Нитісоїа ішоїеш. Цей фермент характеризується широким спектром геміцелюлазної активності, сприяє розкладу і модифікації фракцій некрохмальних поліцукридів у борошні. Пентопан Моно Бв - ферментний препарат очищений ен-до-1,4-р-ксиланази, каталізує реакцію гідролітичного розкладу р-глюкозидних зв'язків у р-ксиланази.

Внесення ферментного препарату з різною геміцелюлаз-ною активністю в житнє і житньо-пшеничне тісто зумовлює збільшення вмісту мальтози в 0,4-1,5 разу, глюкози - у 0,5-15, кси-лози - у 0,5-2,3, арабінози - у 0,7-2,4, рибози - у 0,4-1,1 разу. Збільшення кількості мальтози зумовлене розкладом слизових речовин, які покривають зерна крохмалю і вони більш доступні дії амілолітичних ферментів житнього борошна. Розклад водорозчинних пентозанів приводить до збільшення кількості ксилози і арабінози, оскільки ці цукри є складовою частиною пентозанів житнього і пшеничного борошна (арабіноксиланові фракції).

Внесення ферментного препарату Пентопан Моно Бв у тісто сприяє збільшенню питомого об'єму хліба, порівняно з контрольним зразком, на 4,7 \%, пористості - до 5, стискуваності м'якушки - від 2 до 12, пластичності - на 5-24, еластичності - на 5-9 \%. З препаратом Пентопан 500 Бв питомий об'єм хліба підвищився на 3-100 \%, пористість - на 3-10, формостійкість - на 4-22, стискуваність м'якушки - на 8-29, пластичність - на 1743, еластичність - на 3-17 \%. Вища якість була у хліба з використанням Пентопану 500 БО

Обґрунтовано застосування ферментних препаратів і лікарсько-технічної сировини у виробництві хліба з цілого нелущеного зерна пшениці з метою підвищення безпечності і якості готової продукції (Хмелева Є.В., 2004). Автором встановлено, що використання на стадії замочування зерна ферментних препаратів і лікарсько-технічної сировини сприяє поліпшенню споживних властивостей хліба, збільшенню строків збереженості свіжості, перетравлюванню хліба травними ферментами, підвищенню мікробіологічної стійкості продукту під час зберігання.

Мікроструктура м'якушки житньо-пшеничного хліба з додаванням ферментного препарату засвідчила більш тонкі міжпо-ристі стінки, що характеризувались вищою питомою поверхнею, пористість стала більш вираженою і розвинутою, структура м'якушки - більш відкритою і аморфною. Це свідчить про значне руйнування слизових речовин.

Запатентований спосіб виробництва хліба, який може зберігатись протягом 15 діб (патент 6923994, СІЛА, 2005). До складу тіста або до сировини тіста додають комплексну ферменту суміш, яка містить мальтогенну амілазу, інший вид амілази, фосфоліпа-зу, протеазу і додатковий фермент із групи, що включає амілог-люкозидазу, ліпазу, манназу, пектидазу, пентозаназу, гексозоок-сидазу, трансглутаміназу і ксиланазу. Загальна кількість суміші ферментів і додаткових ферментів становить 100-1000 мг/кг. До складу тіста також можуть вносити ефективну кількість ароматичних речовин.

Комплексне поліпшення дії в переробці борошна з низькою ферментативною активністю і з міцною клейковиною забезпечує додавання в тісто ферментного препарату Фунгаміл-Супер АХ. Він підвищує газоутворення в тісті, модифікує пентозани, поліпшує вологозв'язувальну здатність борошна і еластичність тіста.

З метою покращення фізико-хімічних і органолептичних показників якості хліба пропонують використовувати ферментний препарат целюлолітичної дії Целовіридин Г20х, який проявляє комплексну дію. До його складу входить ферментний комплекс целюлази, ендоглюканази і ксиланази (Корячкіна С.Я., Ку-знєцова Є.А., Сініцин А.П., 2004).

Встановлено, що навіть дуже малі концентрації трансглю-тамінази помітно впливають на розтяжність тіста. Збільшення концентрації ферменту зумовлює різке зниження розтяжності клейковини, протидію до розтягнення. Високі концентрації ферменту погіршують оброблення тіста і відчутно знижують об'єм випеченого хліба у зв'язку зі зміною структури тіста. Трансглю-таміназу рекомендують для поліпшення якості хліба з борошна зі слабкою клейковиною і низькими хлібопекарськими властивостями.

Частина авторів вважає, що внесення ферментного препарату під час замочування зерна більш ефективне порівняно з включенням його в процес замішування тіста. За оптимальної для дії ферментного препарату температури, вологість зерна досягає 40 \% і вище протягом 12 год. Тому зерно замочували з Целовіри-дином Г20х протягом 12 і 20 год. Завдяки проведеному обробітку, дослідні зразки хліба мали більш розвинуту пористість, вищий питомий об'єм і більшу еластичність м'якушки.

Автори отримали дані, що під час зберігання хліба 16, 24 і 48 год, для випікання якого використали зерно, замочене з ферментним препаратом Целовіридин, загальна деформація стискування збільшується на 40,1; 43,7 і 22,0 відповідно порівняно з контрольним зразком. Швидкість зміни структурно-механічних властивостей м'якушки зернового хліба під час зберігання у варіанті досліду з використанням ферментного препарату нижча, ніж у контролі. На основі цього пропонується для замочування зерна використовувати ферментний препарат у кількості 0,08 \% від маси зерна з тривалістю замочування 12 год і температурою 50 °С.

Комплексний ферментний препарат кислотостабільних амілаз, що синтезується грибом Aspergillus niger, сприяє інтенси-внішому цукроутворенню, ніж препарати з амілолітичною або глюкоамілазною активністю (Ємеліна Ю.В., 2003).

Ферментні препарати геміцелюлази також використовуються в хлібопекарській галузі. Найбільш важливими щодо функціонального відношення ферментами у складі препарату геміцелюлози, є деякі види пентозаназ, які називають силаназами. Препарат Пентопан 500 ВГ являє собою очищену ксиланазу, яка ефективно поліпшує властивості тіста і якість хліба, зумовлює такі технологічні ефекти:

підвищує стабільність тіста, особливо при перестоюванні;

поліпшує структуру м'якушки і отримання більш однорідної та еластичної м'якушки;

збільшує пористість хліба, надаючи їй більш однорідної структури;

збільшує піднімання тіста на початковій стадії випікання хліба і відповідно, об'єму хліба;

- поліпшує структуру м'якушки, забезпечує більш однорідну пористість і еластичність.

Ферментний препарат глюкозооксидаза сприяє окисленню глюкози киснем у глюконову кислоту з виділенням пероксиду водню. Останній окислює сульфгідрильні групи амінокислот, які входять до складу клейковини борошна, утворюючи додаткові дисульфідні зв'язки. Це зумовлює зміцнювальний ефект, завдяки зменшенню розрідження і липкості тіста, а також обмеженню активності протеїназ пшеничного борошна.

Дослідженнями бактеріальної із Bacillus subtilis і грибної протеїназ встановлено, що вони позитивно впливають на об'єм і загальну хлібопекарську оцінку виробів із дріжджового тіста. їх рекомендують для направленої зміни реологічних властивостей тіста.

Встановлено (Rasian I.A. та ін., 2005), що додавання глюко-зидази частково поліпшує якісні характеристики м'якушки, але не збільшує об'єм хліба. Утворення поперечних зв'язків проходить переважно у водорозчинних фракціях білка (альбумінах і глобулінах) внаслідок формування SS-зв'язків та інших типів.

Перспективним технологічним вирішенням щодо стабілізації якості хліба є включення до складу поліпшувачів ферментного препарату фосфоліпази. Ферментний препарат фосфоліпази Ліпопан Ф БГ (фірма Novozemes, Данія) каталізує біохімічні реакції в перетворенні фосфоліпідів. Продукти ферментативної модифікації фосфоліпазами А являють собою лізоформи (лізофос-фотидилхолін, лізофосфотидилетаноламін тощо), отримані направленим відщепленням ацилу вищих жирних кислот із а- або ß-положення фосфоліпідів (Н.В. Чуриліна, І.В. Матвеєва, Т.А. Юдіна 2004). Сполуки гідролізу фосфоліпідів вступають у взаємодію з вуглеводами (моноцукрами і трицукрами) та білками борошна з утворенням ліпопротеїдних комплексів, що призводить до змін властивостей тіста.

Деякі речовини здатні активізувати або стабілізувати ферменти. Прикладом можуть бути мінеральні солі, до складу яких входять метали, що беруть участь у каталітичній дії багатьох одно- і двокомпонентних ферментів. Наприклад, кальцій стабілізує вторинну і третинну структуру молекули а-амілази, забезпечуючи цим самим її каталітичну активність і одночасно попереджує фермент від дії протеолітичних ферментів; магній стимулює дію практично всіх найважливіших ферментів дріжджевої клітини, в тому числі аденозинфосфорних кислот.

Поєднання мінеральних солей і ферментного препарату фосфоліпази Ліпопан Ф БГ позитивно впливає на фізико-хімічні і органолептичні показники якості хліба, що пояснюється синергетичним ефектом.

Найкращі результати щодо якості хліба із пшеничного борошна вищого ґатунку досягаються з використанням ферментного препарату фосфоліпази в кількості 0,001 \% до маси борошна (0,25 Е KLU/1 кг борошна) і мінеральних солей:

сульфату магнію в кількості 0,003 \% до маси борошна;

хлориду кальцію - 0,03 \% до маси борошна;

дигідрофосфату натрію - 0,001 \% до маси борошна;

сульфату амонію - 0,09 \% до маси борошна;

ортофосфату кальцію тризаміщеного - 0,05 \% до маси борошна.

Хліб, випечений із тіста з ферментованими дріжджовими екстрактами, містив менше спирту і був краще захищеним від зараження пліснявими грибами, ніж хліб, що включав неферменто-вані дріжджові екстракти (Gardner N.,2002).

В Науково-дослідному інституті хлібопекарної промисловості (Росія) ведеться вдосконалення технологій хліба із житнього борошна на заквасках з направленим культивуванням мікроорганізмів. З метою вдосконалення технологій заквасок розроблено композицію нових штамів молочнокислих бактерій L. plantarum 52-AH, L. sanfrancisco E-36, біфідобактерій B. Bifidum-2, дріж-джів-сахароміцетів, (штамів Л-1, S. minor "Чорноречинський"), які характеризуються пробіотичними властивостями і антибактеріальною дією щодо спорових бактерій, які зумовлюють розвиток "картопляної хвороби" хліба.

Пюре із якону рекомендують для приготування рідкої житньої закваски в кількості 5-20 \% (до маси борошна в заквасці).

Запропоновано спосіб приготування хліба на рідкій заквасці з використанням заварки. Закваску отримують заквашуванням заварки із житнього борошна біфідобактеріями. У тісто вносять 60-70 \% закваски від маси борошна. Оптимальною вважається температура бродіння 34-35 °С з тривалістю 40-50 хв, а випікання - 40-45 хв. Використання закваски сприяє інтенсифікації процесів дозрівання тіста, поліпшенню якості і гальмуванню черствіння хліба. Хліб характеризується рівномірною пористістю, приємним смаком і ароматом, а тривалість зберігання його зростає в 1,5 разу.

Запатентовано спосіб виробництва заварного пшенично-житнього хліба Елітний шляхом приготування концентрованої молочно-кислої закваски, заварки, опари і тіста, шумування і вистоювання тіста (Пат. 52975 Україна). Для надання опарі і тісту молочно-кислого шумування готують концентровану молочнокислу закваску із житнього борошна (15 \% із загальної кількості) і води у співвідношенні 1:1 при температурі 38-40 °С з використанням культур молочно-кислих бактерій Ь. ріапгагшгі 30, Ь. са8еі-26, Ь. ЬгєуІ8-1, Ь. £егтепгі-34.

Вчені встановили, що внесення композиції харчових добавок і поліпшувачів (аскорбінової кислоти, ПАР, фосфатів тощо) на кінцевих стадіях виробництва дріжджів (пресованих і сушених) сприяє меншому зниженню бродильної активності дріжджів, підвищенню стійкості під час зберігання, зниженню мікробіологічного забруднення, підвищенню газоутворення під час приготування тіста, поліпшенню якості хліба (питомого об'єму, формостійкості, пористості).

Значна увага приділяється дослідженню впливу різних носіїв селену на мікробіологічні процеси у напівфабрикатах хлібопекарського виробництва (Арсеньєва Л.Ю., Антонюк М.М., Хів-рич Б.І., Доценко В.Ф., 2004). Дефіцит селену може стати причиною виникнення ішемічної хвороби серця, інфаркту міокарда, злоякісних новоутворень, розвитку ревматоїдного артриту, деяких форм дерматозів та анемій.

Кількість селену в харчуванні населення залежить від його вмісту в ґрунті. З кислих ґрунтів селен практично не засвоюються рослинами. Одним з можливих шляхів надходження селену до організму людини є вживання збагачених ним харчових продуктів, зокрема хліба та хлібобулочних виробів. Досліджується можливість використання в хлібопекарській промисловості селеноз-багачених дріжджів, біологічно-активних ("Селен-Вітасил") і мінеральних ("Неоселен") добавок, розроблено технологію виготовлення хліба та кексів, до рецептури яких вводять збагачені селеном проростки бобових.

В.Ф. Доценко і співавтори стверджують, що з додаванням у тісто селеновмісних добавок поліпшується мальтазна і зимазна активність дріжджових клітин, активізується процес газоутворення в опарах.

Замість дріжджів до рецептури хліба запропоновано використовувати кефірне зерно (Р1е88а$ 8. та ін, 2005). Автори стверджують, що такий хліб доброї якості, підвищеної харчової цінності, з приємною структурою і довше зберігає свіжість. Органолептична оцінка хліба на кефірному зерні була вищою, ніж на дріжджах.

Контрольні питання

Дайте характеристику ферментних препаратів, які використовуються для формування стабільної якості хлібобулочних виробів.

Яким чином ферментні препарати впливають на поліпшення структурно-механічних властивостей тіста, стан м'якушки і сповільнюють процес черствіння?

Які властивості трансглютамінази застосовують для поліпшення якості хліба?

Які комплексні ферментні препарати використовуються у хлібопекарській галузі?

В яких випадках застосовують ферментний препарат фосфо-ліпазу?

Що собою являють закваски зі спрямованим культивуванням мікроорганізмів і з якою метою вони використовуються в технології хліба з житнього борошна?

Які особливості дії заквасок на основі заварки і з додаванням біфідобактерій та концентрованої молочнокислої?

Яка роль носіїв селену в розвитку мікробіологічних процесів тістових заготовок?