рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

БІОТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПРИГОТУВАННЯ ТІСТА

БІОТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПРИГОТУВАННЯ ТІСТА - раздел Высокие технологии, ТЕХНОЛОГІЯ ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА Технологія Виготовлення Хлібних Виробів Відноситься До Біотехнології. В Ос­Но...

Технологія виготовлення хлібних виробів відноситься до біотехнології. В ос­нові її лежать мікробіологічні, біохімічні, колоїдні, хімічні та фізичні процеси, які у взаємодії забезпечують конверсію полімерів тіста, що обумовлює одержання кінцевого продукту із заданими властивостями. У борошні, що є сухим порошко­подібним продуктом, процеси перетворень протікають дуже повільно.

При замішуванні борошна з водою компоненти борошна утворюють гідра-товану зв'язану масу — тісто. Гідратоване середовище, яким є тісто, наявність у цій масі внесеної бродильної мікрофлори приводять у дію комплекс складних біохімічних, мікробіологічних, колоїдних та інших процесів. Кожен з цих процесів виконує певну технологічну функцію у приготуванні тіста, але домінуючими се­ред них є мікробіологічні, тобто процеси бродіння. Саме вони, впливаючи на ко­лоїдні та біохімічні процеси, з одного боку, і будучи залежними від продуктів пе­ретворень, що накопичуються в тісті в результаті цих процесів, з іншого боку, відіграють вирішальну роль у технології приготування хлібних виробів.

У технології приготування тіста розпізнають стадію утворення (замішуван­ня) тіста і стадію його дозрівання. Комплекс процесів, що відбуваються на цих стадіях, і обумовлює здатність тіста при випіканні з нього хліба забезпечити ви­соку якість готових виробів.

Знання і розуміння цих процесів дозволяють направлено впливати на їх хід, регулювати їх дію з метою одержання продукції високої якості.

Поняття утворення тіста має на увазі одержання в результаті замішування борошна з водою та іншими інгредієнтами однорідної маси, що не містить слідів непромісу, має задану вологість і певні структурно-механічні властивості.

Основними процесами, що обумовлюють утворення тіста, є фізико-хімічні та колоїдні, роль біохімічних і мікробіологічних процесів на цій стадії приготуван­ня тіста незначна. Поняття дозрівання тіста об'єднує мікробіологічні, колоїдні, біохімічні, фізи­ко-хімічні процеси, що відбуваються в тісті після його утворення і забезпечують якість тіста, оптимальну для його оброблення, вистоювання й випікання.

У тісті, що дозріло, структурно-механічні властивості мають бути оптималь­ними для формування тістових заготовок, забезпечувати збереження тістовою заготовкою своєї форми під час вистоювання й випікання.

Під час дозрівання тіста відбувається його розпушення, збільшення об'єму. /У приготуванні виробів з пшеничного тіста застосовується біохімічний спосіб розпушення, який передбачає застосування пресованих або сушених хлібопекарських дріжджів дріжджового молока, а також рідких дріжджів і дріжджових заквасок. Житнє тісто готується на спеціальних заквасках, що містять гомо- і гетероферментативні мезофільні молочнокислі бактерії та кисло­тостійкі раси дріжджів. І


(Біохімічний спосіб розпушення тіста полягає в тому, що дріжджі та деякі види молочнокислих бактерій зброджують цукри з утворенням диоксиду вуглецю і спирту. Диоксид вуглецю частково розчиняється в рідкій фазі тіста, а, в основно­му, затримується клейковинними плівками тіста і надає йому пористої структури.

У тісті, що дозріло, активність дріжджових клітин і наявність речовин, не­обхідних для їх живлення (цукрів, амінокислот) мають забезпечити потрібну інтенсивність бродіння у сформованих тістових заготовках під час вистоювання і в перший період випікання.

Під час дозрівання у тісті накопичуються основні й побічні продукти бродіння. У дозрілому тісті кількість цукрів і продуктів гідролізу білків повинна бу­ти достатньою для реакції меланоїдиноутворення під час випікання, що забезпе­чує характерне забарвлення скоринки хліба й обумовлює специфічний смак і аромат, притаманні хлібу.

5.1. Утворення тіста

Під час змішування борошна з водою та іншими інгредієнтами (сировиною) утворюється борошняна маса зі специфічними фізичними властивостями. її на­зивають тістом.

В утворенні тіста беруть участь здатні до набухання біополімери борошна: білки, крохмаль, пентозани, а також оболонкові частинки. У процесі перемішу­вання компонентів тіста відбуваються складні фізико-хімічні, колоїдні, біохімічні перетворення складових борошна під дією води, що поглинається ними, і фер­ментних систем.

На початку змішування компонентів тіста з водою відбуваються такі проце­си, як змочування частинок борошна, сорбція й агломерація. При подальшому змішуванні їх відбувається гідратація, набухання й пептизація високомолекуляр-них органічних сполук борошна. На цьому етапі утворюється маса, що набухла — тісто.

5.1.1. Процеси, що відбуваються під час утворення тіста

Пшеничне тісто. Першорядна роль в утворенні пшеничного тіста відво­диться білкам. Білки зв'язують воду осмотично — 75 і адсорбційно — 25 %.

Вважається, що при утворенні пшеничного тіста відбувається насамперед осмотичне зв'язування води спочатку вільним проміжним білком, потім білком, що оточує і скріпляє окремо лежачі зерна крохмалю (прикріплений білок), і ще пізніше білком, що міститься в більш крупних частинках борошна.

Поглинаючи воду осмотично, білкова молекула розпушується, значно збільшується в об'ємі.

Під час замішування в результаті механічної дії набухлі, збільшені в об'ємі водонерозчинні білкові речовини (клейковинні білки) виходять за межі міжкрох-мальної щілини у вигляді джгутиків, плівок, злипаються між собою і утворюють тримірну губчасто-сітчату неперервну структуру, так званий клейковинний кар­кас, який надає тісту еластичності та пружності. В цей каркас вкраплені зерна


 


1 Об Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 107


               
   
       
 
 
 
 

крохмалю, нерозчинні пентозани, частинки оболонок зерна. Мікроструктура тіста представлена на рис. 5,1. Білки клейковинного каркасу при набуханні ос­мотично поглинають не лише воду, але й розчинені або пептизовані складові бо­рошна і тіста, що містяться в його рідкій фазі.

На початку замішування утво­
рюється нееластична маса. Під
час подальшої механічної обробки
тіста відбувається деполімеризація
клейковинних білків
внаслідок
розриву дисульфідних зв'язків між
пептидними ланцюгами, а також
розщеплення нековалентних
зв'язків — водневих, гідрофобних і
сольових містків. Структура клей­
ковинного каркасу перебудо-
Рис. 5. 1. Мікроструктура тіста: вується, він набуває пластичності.

біла сітка клейковинний каркас; темні овальні Вважається що механізм

включення - крохмальні зерна (х500) пластифікації полягає в тому, що

спіральні поліпептиди розпушеної білкової молекули відщеплюються, розтягують­ся в білкові плівки і розташовуються у вигляді пластин, в яких включені зерна крох­малю.

Внаслідок розпушення білкової молекули, ослаблення міцності міцелярного каркасу інтенсифікуються осмотичні процеси, повніше набухають білки, підви­щується кількість зв'язаної води, в результаті чого тісто стає сухішим на дотик, ела­стичним, плівки клейковини набувають здатності затримувати диоксид вуглецю.

На швидкість процесів, які відбуваються на різних етапах замішування, впливають співвідношення між кількістю борошна і води, температура тіста, сорт борошна, вміст у ньому білків, крупнота помелу, інтенсивність замішування. Процеси гідратації та набухання білків відбуваються тим швидше, чим більше води в тісті. Максимальне набухання білків відбувається при температурі ЗО °С, коли білок поглинає води 2,0-2,5 г/г. При вищій температурі набухання білків зменшується.

Частина білків набухає необмежено і переходить у стан в'язкого колоїдного розчину.

Крохмаль складає основну масу борошна. Під час змішування борошна з водою він зв'язує воду швидше, ніж білок. Зерна крохмалю зв'язують воду в ос­новному адсорбційно, і лише незначна частина її зв'язується мікрокапілярами. При цьому об'єм крохмальних зерен збільшується незначно.

Швидкість і величина водопоглинання залежать від стану крохмального зер­на. Цілі зерна крохмалю поглинають максимально 0,3-0,4 г/г води на суху ре­човину, а ушкоджені — 2-3 г/г. Тому із збільшенням вмісту ушкоджених зерен крохмалю водопоглинальна здатність борошна підвищується.

Оскільки крохмаль зв'язує воду швидше, ніж білок, при надмірній кількості ушкоджених зерен вода швидко поглинається крохмалем, її може не вистачити для набухання білків, тоді тісто не набуває еластичності. Вважається, що в пше­ничному борошні нормальної якості ушкоджених зерен має бути не більше 15% всіх зерен крохмалю.

Для утворення тіста з еластичною структурою потрібно, щоб клейковинні білки були еластичними і огортали тонкою плівкою всі зерна крохмалю. Якщо


білків недостатньо або клейковина не еластична, тісто матиме низьку газоутри-мувальну здатність.

Лентозани, що містяться в пшеничному борошні, як водорозчинні, так і не розчинні у воді, відіграють суттєву роль в утворенні тіста з певними структурно-механічними властивостями. У пшеничному сортовому борошні їх вміст складає 2,1 -3,4, а обойному — до 7,0 % на суху речовину. Водорозчинні пентозани в тісті утворюють в'язкі розчини. В'язкість їх значно перевищує в'язкість білкових роз­чинів тієї ж концентрації. Пентозани поглинають воду в основному осмотично.

Як відзначалося раніше, водорозчинні пентозани поглинають в 15, а нероз­чинні — в 10 разів більше води по відношенню до їх маси. Завдяки цьому вони значно підвищують водопоглинальну здатність тіста, зміцнюють його консис­тенцію.

Поряд з високою водопоглинальною здатністю пентозани можуть утворю­вати з білками агломерати, що також сприяє підвищенню в'язкості тіста, покра­щанню його пластичності.

Під час замішування тіста з борошна високого виходу певну частину води адсорбційно зв'язують оболонкові частинки борошна. Вони мають більшу на 20 % здатність зв'язувати воду, ніж борошно. Тому зі збільшенням виходу борошна підвищується його водопоглинальна здатність внаслідок збільшення вмісту висівкових частинок.

У процесі замішування тіста значна частина ліпідів переходить у зв'язаний стан з білковими речовинами. Це сприяє покращанню еластичності тіста.

Вважається, що поглинута і зв'язана вода між компонентами тіста роз­поділяється таким чином, %: цілі зерна крохмалю — 26,4; ушкоджені зерна крох­малю — 19,1; білки клейковини — 31,2; пентозани — 23,4.

В утворенні тіста певну роль відіграє поглинання тістовою заготовкою під час замішування деякої кількості повітря. Внаслідок оклюзії повітря змен­шується густина тіста, воно збільшується в об'ємі. Кисень повітря, що погли­нається, взаємодіє з компонентами тіста, особливо з ліпідами, відбувається окислення білкових сполук тіста, зміцнюється його консистенція.

У тісті, що утворилося в результаті замішування борошна з водою та іншими компонентами, одночасно наявні три фази: тверда, рідка, газоподібна.

Тверду фазу складають нерозчинні білки, що утворюють у тісті клейковин­ний каркас і надають йому розтяжності та еластичності; крохмаль і частинки обо­лонок зерна, а також нерозчинні пентозани роблять тісто пластичним.

Рідка фаза є в'язким розчином, який складається зі зв'язаної адсорбційно складовими борошна води, розчину солей, цукрів, водорозчинних білків, пенто­занів. У пшеничному борошні частина цієї фази частково осмотично поглинається білками, а решта омиває набухлі білки, зерна крохмалю, частинки оболонок.

Газоподібна фаза утворюється внаслідок насичення тіста кульками повітря під час замішування, незначного виділення диоксиду вуглецю дріжджами, част­ково вноситься в тісто з борошном і водою. Частина кульок повітря знаходиться у вигляді емульсії газу в рідкій фазі тіста, а частина — у вигляді кульок, що вклю­чені в набухлі білки. Вважається, що в замішеному тісті міститься до 10 % газо­подібної фази. Кисень цієї фази знижує дезагрегацію білків протеолітичними ферментами борошна.

Таким чином, тісто є полідисперсною біоколоїдною системою. Від співвідношення фаз у цій системі залежать фізичні властивості тіста. Зі збільшенням вмісту рідкої фази тісто стає липким.


 


1 08 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 109


Швидкість утворення тіста, його властивості залежать від складу і стану ко­лоїдів у цій системі.

Під час замішування тіста фізичні, колоїдні, біохімічні процеси відбуваються одночасно і впливають один на одного.

Процеси, що сприяють адсорбційному і осмотичному зв'язуванню вологи, збільшенню об'єму твердої фази, обумовлюють утворення тіста густої консис­тенції, еластичного, сухого на дотик.

Процеси, що приводять до дезагрегації та необмеженого набухання, пепти-зації біополімерів і, у зв'язку з цим, збільшенню вмісту рідкої фази в тісті, погіршують консистенцію тіста, роблять його липким.

Інтенсивність цих процесів у значній мірі залежить від сили борошна, Скла­дові слабкого борошна в більшій мірі схильні до ферментативної дезагрегації й тому утворюють тісто з низькими структурно-механічними властивостями.

Механізм утворення тіста й роль різних процесів при цьому наочно ілюстру­ють фаринограми замішування пшеничного тіста (рис. 5.2). Як видно з фарино-

грами, через 1-2хв після замішування крива досягає пев­ного максимуму. Це характеризує перехід змішаної сировини у стан зв'язаної маси. Під час подальшого замішування внаслідок процесів

набухання й дії
Рис. 5.2. Фаринограма пшеничного тіста . .

гідролітичних фер­ментів спостерігається утворення нової консистенції з певною еластичністю і пружністю. У результаті пластифікації клейковинного каркасу крива досягає другого максимуму. Цей період складає 4 — 5 хв. Після цього в результаті по­глиблення процесів ферментативної та механічної дезагрегації білків, а також їх пептизації, які переважають у цей період, процесу набухання, відбувається поступове розрідження консистенції тіста. Тісто із пшеничного борошна є твердо-рідким тілом. Воно одночасно має пружно-еластичні та пластично-в'язкі властивості. Причому еластичність, в основному, обумовлена білками клейковини, а пластично-в'язкі властивості — крохмалем, пентозанами і обо­лонками.

На швидкість утворення тіста і його фізичні властивості значно впливає тем­пература, тому вона є одним із параметрів, що задаються під час приготування тіста. Вона залежить від температури сировини і регулюється температурою во­ди, що призначена для замішування тіста. У процесі замішування температура тіста дещо підвищується внаслідок перетворення частини механічної енергії замішування в теплову, а також екзотермічності процесів гідратації частинок бо­рошна. Нормальною вважається початкова температура тіста 28-30 °С.

Підвищення температури на початку замішування прискорює утворення тіста, але в подальшому внаслідок інтенсифікації гідролітичних процесів це мо­же призвести до зниження в'язкості тіста, погіршення його реологічних власти­востей.


Житнє тісто. Внаслідок специфічності білково-протеїназного і вуглеводно-амілазного комплексів житнього борошна в процесі утворення з нього тіста ко­лоїдні та біохімічні процеси відбуваються набагато інтенсивніше, ніж у тісті з пшеничного борошна.

Під час змішування житнього борошна з водою воно поглинає значно більше води, ніж пшеничне. Так, водопоглинальна здатність житнього обойного бо­рошна складає 78-82 %, тоді як пшеничного — до 70 %.

| Висока водопоглинальна здатність житнього борошна обумовлена швидким набуханням білків, підвищеною гідратаційною здатністю пентозанів, значна час­тина яких водорозчинна.

Оскільки значна частина білків житнього борошна необмежено набухає і не утворює клейковинного каркасу, у тісті формується в'язка рідка фаза. Основни­ми її складовими є необмежено набухлі, пептизовані білки і водорозчинні пенто­зани.

Тверду фазу житнього тіста складають частково набухлі зерна крохмалю, що адсорбували на своїй поверхні частину вільної води тіста, обмежено набухлі білки, нерозчинні пентозани, частинки оболонок. Така структура житнього тіста обумовлює його високу в'язкість і пластичність. Оскільки гліадин і глютенін жит­нього борошна не утворюють клейковинного каркасу, еластичність і пружність тіста незначні.

На фізичні властивості житнього тіста впливає співвідношення пептизова-них і обмежено набухлих білків, яке в значній мірі залежить від кислотності жит­нього тіста. Формоутво­рювальна здатність його забезпечується в'язкістю, а газоутримувальна обу­мовлена величиною по­верхневого натягу.

Аналіз фаринограми замішування житнього тіста (рис. 5.3) свідчить про те, що порівняно з пшеничним воно значного швидше утворюється, має нижчу пружність меншу

стабільність, швидше розріджується. Це є наслідком з одного боку обмеженого набухання крохмалю та високої гідратації білків і пентозанів, а з іншого боку — дезагрегації полімерів житнього борошна під дією гідролітичних ферментів.

5.1.2. Вплив способів замішування на процеси утворення тіста

Під час замішування тістова маса, що утворюється з різних компонентів, піддається певній механічній дії, тобто обробляється з певною інтенсивністю.

Інтенсивність механічної обробки тіста характеризується питомою енергією, що витрачається підчас замішування. Величина інтенсивності оброб­ки виражається в Дж/г тіста.


 


110 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 111


Інтенсивність механічної обробки має забезпечити структурно-механічні властивості тіста, оптимальні для подальших процесів його дозрівання, оброб­лення і випікання.

Залежно від сили борошна, ВНДІХП були визначені такі оптимальні величи­ни питомої енергії, потрібної для замішування пшеничного тіста при безопарно-му способі його приготування: для борошна із слабкою клейковиною — 15-20, середньою за силою — 25-40, сильною — 40-50, короткорваною — 45-55 Дж/г тіста.

Українськими вченими Н.І.Берзіною, В.Г.Юрчак установлено, що оптималь­на величина затрати енергії на замішування тіста залежить також від таких тех­нологічних факторів, як рецептура тіста (наявність у ньому цукру й жиру), від сорту борошна, кількості дріжджів у тісті. Так, при температурі замішування тіста 29 °С треба 33, а при 35 °С — лише 26 Дж/г.; Під час опарного способу приготу­вання тіста з борошна першого сорту оптимальні витрати питомої енергії скла­дають 33, при безопарному — 41 Дж/г.,

Інтенсивність замішування тіста залежить від конструкції тістомісильної ма­шини, частоти обертання місильного органу, його конфігурації. Залежно від ви­ду місильної машини розрізняють періодичний (порційний) і безперервний спо­соби замішування тіста. При порційному замішуванні застосовують тихохідні машини, швидкісні (машини інтенсивного замішування) і супершвидкісні маши­ни. Виходячи з цього, розрізняють: звичайне замішування, подовжене, інтен­сивне і швидкісне. Кінцевою метою кожного з них є досягнення в результаті замішування оптимальних реологічних властивостей тіста, які забезпечують потрібну якість виробів.

Прикладом звичайного замішування є замішування на тихохідних маши­нах Т1-ХТ2А, А2-ХТБ з підкатними діжами. У цих машинах частота обертання місильного органу 25-50 хв, тривалість замішування 8-9 хв, питома робота складає 5-12 Дж/г. Замішування не супроводжується помітним підвищенням температури.

Представниками машин, що забезпечують інтенсивне замішування, є триш-видкісна машина РЗ-ХТИ, яка має швидкості 60/90/120; МТМ-330 має швид­кості 50/70/103; двошвидкісна машина «Прима»-160 має швидкості 35/70; МТМ-120 має швидкості 60/120 хв, угорська машина ЕШТ — 125 хв'.

У швидкісних машинах замішування супроводжується підвищенням тем­
ператури тіста на 3-5 °С, питома робота замішування становить 15-30 Дж/г.
Тривалість замішування при верхній швидкості складає 3-5 хв. Для швидкісно­
го замішування відомі супершвидкісні машини МК-150, англійська машина
«Твіді» та інші. Тривалість замішування в цих машинах вимірюється в секундах.
Підчас замішування температура тіста підвищується на 10-15 °С, питома ро­
бота замішування становить 30-45 Дж/г. Ці машини мають пристрій для охо­
лодження.

Процес замішування тіста можна розділити на три стадії. На першій сирови­на механічно змішується та зволожується. У процесі подальшого замішування на другому етапі відбувається набухання біополімерів, їх злипання, утворення тістової маси. На третій стадії тістова маса пластифікується, в результаті чого набуває пластичності, пружності та еластичності. На цьому етапі відбуваються основні витрати енергії, що йде на формування реологічних властивостей. Тому в дво- і тришвидкісних машинах перші стадії замішування виконують при нижній, а пластифікацію — при верхній швидкості місильного органу.


Посилення механічної обробки в машинах періодичної дії досягається також шляхом подовження терміну замішування до 20-25 хв. Тому поряд зі звичайним, інтенсивним і швидкісним розпізнають ще подовжене замішу­вання.

Сьогодні під інтенсивним замішуванням розуміють різні способи, що забез­печують збільшення витрат питомої роботи на замішування тіста.

У машинах безперервної дії (Х-12, Х-26, И8-ХТА-12/1, А2-ХТТ) здійснюється неінтенсивний заміс, питома робота замішування в цих машинах становить 7,2-10,8 Дж/г. Для підвищення інтенсивності обробки тіста після замішування в безперервно діючих машинах його додатково обробляють шнеком. Прикладом може бути установка ХТУ-Д. У цьому випадку питома робота на замішування підвищується до 15-20 Дж/г.

Відомі високоінтенсивні машини безперервної дії, які виготовляються інофірмами. Це німецькі машини «Контінуа»; фірми «Вернер унд Пфляйдерер»; чехословацька машина марки «Топос» та інші.

Питомі затрати енергії для замішування тіста з житнього борошна значно нижчі, ніж для пшеничного. Так, дослідженнями, проведеними у КТІХП, установ­лено, що на замішування тіста з житньо-пшеничного борошна у співвідношенні 50:50 оптимальними є затрати питомої енергії 6-8,5 Дж/г. При підвищенні вмісту житнього борошна в тісто вони знижуються.

Надмірна механічна обробка житнього тіста призводить до зменшення його в'язкості та погіршення якості хліба.

Численними дослідженнями встановлено, що зі збільшенням інтенсивності обробки утворення тіста прискорюється. Внаслідок того, що посилена ме­ханічна дія сприяє частковій дезагрегації макромолекул білків, відбувається їх перебудова, розриваються внутрішні та міжмолекулярні зв'язки, утворюються нові. Це покращує еластичність пшеничного тіста. Зростає гідроліз білків, гідролітичний розклад крохмалю, збільшується вміст водорозчинних речовин, зменшується в'язкість тіста, відбувається повніше набухання клейковини і крох­мальних зерен, зменшується кількість вільної води, швидше формуються струк­турно-механічні властивості тіста. Завдяки підвищенню оклюзії кисень повітря інтенсивніше окислює пігменти борошна. Всі ці фактори сприяють прискоренню дозрівання тіста.

При застосуванні інтенсивного замішування оптимум питомої роботи потрібно визначати в кожному конкретному випадку, щоб запобігти руйнуванню клейковинного каркасу внаслідок надмірної механічної дії.

 

5.2. Дозрівання тіста

На стадії дозрівання тіста в ньому відбуваються глибокі зміни у вуглеводно-амілазному і білково-протеїназному комплексах борошна. Внаслідок цього тісто набуває певної еластичності, пружності, в'язкості та пластичності. В ньому нако­пичуються речовини, що беруть участь у формуванні смаку й аромату готових виробів.

В основі процесів, що відбуваються під час дозрівання тіста, лежать життєдіяльність мікроорганізмів, активізація ферментативної діяльності, взаємодія полімерів тіста з водою.


 


1 12 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнолопчні основи приготування тіста 113


5.2.1. Мікробіологічні процеси при дозріванні тіста

Основною мікрофлорою тіста є дріжджові клітини і молочнокислі бактерії. У тісті спостерігається симбіоз цих мікроорганізмів.

Молочнокислі бактерії продукують молочну кислоту, яка підкислює середо­вище, створюються сприятливі умови для розвитку дріжджів. Молочна кислота пригнічує інші мікроорганізми, продукти життєдіяльності яких токсичні для дріжджів. У свою чергу дріжджі у процесі бродіння збагачують середовище азо­тистими речовинами й вітамінами, необхідними для розвитку бактерій. Для життєдіяльності дріжджів і молочнокислих бактерій тіста сприятливим є слабо кисле середовище, що має рН 4-6 і температуру 28-35 °С.

Основними процесами під час дозрівання тіста є спиртове і молочнокисле бродіння. Процеси спиртового і молочнокислого бродіння є ланцюгом складних перетворень, що обумовлені взаємодією ферментів дріжджів і кислотоутворюю­чих бактерій тіста та ферментів борошна. При цьому дріжджові клітини і молоч­нокислі бактерії споживають речовини, розчинені у рідкій фазі тіста (це переваж­но продукти ферментативного гідролізу складових борошна) і виділяють у тісто продукти бродіння.

Спиртове бродіння.Основним збудником спиртового бродіння є дріжджі — сахароміцети Saccharomyces cerevisiae. Спиртове бродіння, викликане дріжджами, забезпечує розпушування тіста і суттєво впливає на формування його структурно-механічних властивостей. Цей процес починається під час замішування тіста, про­довжується при його дозріванні, обробленні, вистоюванні та в перші хвилини випікання, поки температура тістової заготовки не досягне 45-50 °С.

Спиртове бродіння тіста — складний біохімічний процес перетворень глю­кози і фруктози під дією ферментів дріжджової клітини. Цей процес супровод­жується виділенням теплоти і характеризується таким кількісним співвідношен­ням основних продуктів:

С6Н,206->2С2Н5ОН + 2С02 + 117,6кДж.

Механізм спиртового бродіння тісно пов'язаний з ендогенною природою бродильних ферментів. Збродження моносахарів відбувається всередині кліти­ни і тому ефективність цього процесу залежить від активності ферменту L-глю-коперміази, що каталізує перенесення цукру через цитоплазматичну мембрану дріжджової клітини, тобто від проникливості цитоплазматичних мембран.

Молекули цукру, що містяться в бродильному середовищі, дифундують внаслідок осмотичного тиску через оболонки дріжджової клітини. Всередині клітини ендоферменти розщеплюють цукри. Продукти бродіння, що утворились при цьому, осмогують

клітини в середовище. Проникливість цитоплазматич­них мембран дріжджових клітин збільшується з підвищенням температури. Це призводить до інтенсифікації бродіння.

Спиртове бродіння — це анаеробний процес, який здійснюється через низ­ку проміжних продуктів.

У сучасній схемі спиртового бродіння налічується 10-12 фаз біохімічних пе­ретворень гексоз під дією комплексу ферментів дріжджів.

Спрощено можна розглядати три етапи спиртового бродіння. На першому етапі відбувається фосфорилювання і розпад гексоз, на другому — утворення піровиноградної кислоти, на третьому — утворення етилового спирту внаслідок де-


карбоксилування піровиноградної кислоти з утворенням ацетальдегіду, диоксиду вуглецю і подальше ферментативне відновлення ацетальдегіду в етиловий спирт. Під час спиртового бродіння після утворення піровиноградної кислоти про­цес проходить такі стадії:

СН3СОСООН -» С02 + СН3СНО

піровиноградна кислота оцтовий альдегід

СН3СН0 + Н2 -> СН3СН2ОН

оцтовий альдегід етанол

Окрім етилового спирту і диоксиду вуглецю з'являється низка побічних про­дуктів спиртового бродіння, що утворюються не з цукру, а з речовин, які містять­ся у зброджуваному субстраті: гліцерин, масляна, бурштинова, оцтова, молочна кислоти, ацетальдегід та інші органічні сполуки.

Хлібопекарські дріжджі зброджують всі основні цукри тіста: глюкозу, фрук­тозу, а також сахарозу і мальтозу після їх ферментативного розкладу на моноса-хари. Безпосередньо бродильні ферменти дріжджів зброджують лише глюкозу; фруктозу і мальтозу вони зброджують після того, як фруктоізомераза і а-глюко-зидаза (мальтаза) перетворить їх у глюкозу. Протягом перших 1-1,5 год після замішування тіста дріжджі зброджують власні цукри борошна, а саме — глюкозу, фруктозу, сахарозу, живляться амінокислотами та іншими потрібними для їх життєдіяльності водорозчинними сполуками, що містяться в рідкій фазі тіста.

Подальша життєдіяльність дріжджів пов'язана зі станом вуглеводно-амілаз-ного і білково-протеїназного комплексів борошна, які в результаті свого функціонування забезпечують дріжджові клітини поживними речовинами.

. Внаслідок ферментативного гідролізу амілолітичними ферментами крохма­лю і продуктів його гідролізу в тісті безперервно накопичується мальтоза. Маль­тоза є основним енергетичним матеріалом для життєдіяльності дріжджів. Інтен­сивність процесу утворення мальтози в значній мірі залежить від стану крох­мальних зерен, тобто від податливості крохмалю амілолізу та від активності амілолітичних ферментів борошна.

У тісті після збродження дріжджами власних цукрів борошна спос­терігається період певного затухання процесу бродіння, яке з часом знову акти­вується. Це явище дослідники пояснюють адаптацією ферментативного ком­плексу дріжджів до зброджування мальтози.

Якщо в рецептурі тіста є сахароза, вона екзоферментом сахаразою ще зовні клітини гідролізується на глюкозу і фруктозу, які швидко зброджуються дріжджами. Тому при достатній кількості внесеної в тісто сахарози процес затухання бродіння значно пом'якшується або зовсім не спос­терігається.

При двофазному способі приготу­вання тіста дріжджові клітини адапту­ються до борошняного середовища в першій фазі (опарі), і в другій фазі (тісті)

бродіння відбувається рівномірно, Рис.5.4. Інтенсивність газоутворення

рис.5.4. при бродінні опари і тіста


 


114 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнолопчні основи приготування тіста 115


Інтенсивність бродіння тіста в значній мірі залежить від кількості дріжджів у тісті та їх якості, а саме — підйомної сили, зимазної та мальтозної актив­ності, осмочутливості. На інтенсивність бродіння суттєво впливають темпера­тура тіста, рН середовища, вміст у рідкій фазі тіста потрібної для живлення дріжджів кількості цукрів, азотмістких сполук, мінеральних речовин, вітамінів, а також концентрація кухонної солі, склад рецептури, інтенсивність замішу­вання тіста.

Найбільше на інтенсивність бродіння впливає температура. При підвищенні температури тіста з 25 до 35 °С інтенсивність бродіння зростає майже вдвічі, при 35 °С спостерігається максимальна інтенсивність бродіння. При 45-50 °С життєдіяльність дріжджів затухає.

Для пшеничного тіста характерним є значення рН від 5,0 до 6,0. Цей інтер­вал рН є оптимальним для життєдіяльності хлібопекарських дріжджів, що пози­тивно впливає на інтенсивність бродіння тіста.

Сіль у кількості, передбаченій рецептурою (1,3-2,0 %), дещо пригнічує про­цес зброджування цукрів дріжджами.

На активність бродіння впливає також концентрація цукру в рідкій фазі тіста. Оптимальною концентрацією цукру, коли бродіння протікає найбільш інтенсив­но, є 2,5-3 %.

Зниження активності дріжджів при підвищеному вмісті солі або цукру в тісті пов'язане з їх осмочутливістю, тобто чутливістю дріжджових клітин до осмотичного тиску в рідкій фазі, який залежить від концентрації в ній водорозчинних речовин.

Стимулюючий вплив на інтенсивність бродіння має наявність у живильному середовищі вітамінів групи В, PR біотину та ін. Недостатня кількість вітамінів мо­же призвести до зменшення інтенсивності бродіння на 25 %.

Суттєво впливає на інтенсивність бродіння наявність достатньої кількості амінокислот, амідів, що накопичуються в рідкій фазі внаслідок протеолізу, а та­кож сульфатів і фосфатів.

На життєдіяльність дріжджів впливає вміст етанолу. В міру накопичення спирту в рідкій фазі тіста життєдіяльність дріжджів пригнічується і процес бродіння гальмується. Вважається, що критичною є концентрація етанолу в рідкій фазі тіста 2 % (за об'ємом). При більшій концентрації інтенсивність бродіння падає. Це може бути причиною того, що в безопарному тісті з часом інтенсивність бродіння падає, незважаючи на наявність достатньої для живлен­ня дріжджів кількості цукрів.

На хід бродіння впливає також диоксид вуглецю. Він частково розчиняється в рідкій фазі — 2 г/л, частково адсорбується на поверхні дріжджової клітини, пе­решкоджає проникненню поживних речовин у клітину, знижує швидкість бродіння.

Під час спиртового бродіння в борошняному напівфабрикаті поряд із накопиченням спирту й диоксиду вуглецю спостерігається збільшення біомаси дріжджів.

Рис. 5.5. Крива розмноження дріжджів у тісті: І - період адаптації; II - період росту; III — період зрілості; IV — період відмирання

Життєдіяльність дріжджової клітини в тісті можна поділити на чо­тири періоди (рис.5.5).

У першому періоді дріжджові


клітини пристосовуються до існування в анаеробних умовах борошняного сере­довища.

Другий період — період швидкого росту — характеризується активним розмноженням дріжджів і накопиченням у борошняному середовищі продуктів енергетичного обміну спирту й диоксиду вуглецю. У цей період спостерігається збільшення об'єму тіста. Подовження цього періоду можна досягти, поліпшуючи живлення мікроорганізмів і видаленням продуктів обміну. Це досягається шля­хом обминання тіста.

Основними факторами, що впливають на інтенсивність накопичення біома­си дріжджів, є початкова кількість внесених дріжджів і вологість живильного се­редовища.

Науковцями встановлено, що чим менше внесено дріжджів під час замішуван­ня напівфабрикату, тим краще вони розмножуються.

Л.Я.Ауерман наводить дані, що при внесенні 0,5; 1,0; 2 % дріжджів до маси борошна за 6 год бродіння приріст дріжджових клітин склав 88; 56 і 29 % відповідно.

Очевидно, при внесенні 2 % дріжджів до маси борошна для інтенсивного їх розмноження не досить поживних речовин, що містяться в рідкій фазі тіста. Період генерації дріжджів у борошняному середовищі складає 2,0-2,5 год.

Розмноженню дріжджових клітин сприяє збагачення 'бродильного середо­вища вітамінами, мінеральними солями.

У рідких напівфабрикатах (вологість 65-72 %) дріжджі розмножуються кра­ще, ніж у густих (42-45 %) унаслідок кращого обміну речовин.

Третій період — період зрілості клітин — характеризується тим, що дріжджові клітини перестають розмножуватись. Унаслідок цього об'єм тіста в кінці бродіння перестає збільшуватись.

Четвертий період характеризується зменшенням клітин у результаті їх ав­толізу. Його можна спостерігати в перебродженій опарі. Ріст мікроорганізмів по­новлюється при попаданні їх у свіже живильне середовище. Як приклад можна навести активне бродіння в тісті, замішаному на опарі.

Затрати на спиртове бродіння. За час дозрівання маса тіста зменшується внаслідок деякого випаровування вологи, а, в основному, внаслідок витрат су­хих речовин на бродіння. У процесі бродіння з тіста в оточуюче середовище ви­даляється певна частина диоксиду вуглецю, спирту, летких кислот, що утворили­ся у процесі бродіння.

Затрати вуглеводів на бродіння належать до категорії технологічних затрат, що обумовлюються ходом технологічного процесу і є неминучим наслідком біохімічних і мікробіологічних процесів, що відбуваються в тістових напівфабрикатах.

Опосереднено про затрати сухих речовин на бродіння можна судити за кількістю диоксиду вуглецю або спирту, що утворилися при бродінні. Цей метод застосовується в контролі хлібопекарського виробництва.

Розрахунок можна вести, використовуючи класичне рівняння збродження глюкози Гей-Люссака

С6Н,А -> 2С2Н5ОН + 2С02 + 117,6 кДж.

Згідно цього рівняння, із 180 одиниць глюкози утворюється 92 масові оди­ниці етанолу і 88 одиниць диоксиду вуглецю, тобто на 1 мг С02 утворюється 1,04 мг спирту. На це витрачається 2,04 мг глюкози.


 


116 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 117


Якщо розрахунок вести за кількістю С02, що виділився під час бродіння, тоді об'єм С02 треба перерахувати на його масу. (Приймають, що маса 1 см3 С02 при нормальному атмосферному тиску дорівнює 1,79 мг). Тоді 1,79 мг С02 відповідає 1,79 х 1,04 = 1,86 мг спирту. Тобто 1 см3 С02, що утворився під час бродіння, будуть відповідати затрати сухих речовин у перерахунку на глюкозу в кількості

1,79+ 1,86 = 3,65 мг.

У випадку розрахунку затрат за кількістю спирту, що міститься у вибродже­ному тісті, вважають, що 1 мг спирту відповідає 0,95 мг С02, тобто сумарні за­трати вуглеводів на бродіння будуть дорівнювати

1,0 + 0,95 = 1,95 мг глюкози.

Вважається, що абсолютні затрати на бродіння пшеничного хліба, виготов­леного на густих опарах, складають 3,0-3,3, а на рідких —2,5-2,8%.

Молочнокисле бродіння.У сировині, з якої виготовляється тісто, наявні різні види бактерій. Вони обумовлюють кислотне бродіння тіста. Розпізнають такі 5 основних типів бродіння, що обумовлені життєдіяльністю бактерій: молоч­нокисле, пропіоновокисле, бутиленгліколеве, ацетонетилове і маслянокисле. Практично всі ці типи бродіння мають місце при дозріванні пшеничного й житнь­ого тіста, але переважаючим є молочнокисле бродіння.

Основними продуктами цих типів бродіння є молочна, мурашина, оцтова, пропіонова, масляна, бурштинова та інші кислоти, диоксид вуглецю, ацетон, спирти, бутиленгліколь та інші продукти. Від їх кількості й співвідношення зале­жать інтенсивність колоїдних і ферментативних процесів, формування смаку й аромату.

Найбільше значення в технології хліба має молочна кислота. Вона утво­рюється лише при молочнокислому й бутиленгліколевому бродінні. Молочно­кисле бродіння в тісті є наслідком життєдіяльності мезофільних гомо- і гетеро-ферментативних бактерій. Оптимальна активність цих бактерій спос­терігається при температурі 30-37 °С. Гетероферментативні молочнокислі бактерії та деякі види гомоферментативних (L, plantarum) поряд з гексозами і дисахаридами зброджують пентози. У пшеничне тісто молочнокислі бактерії потрапляють з борошном і хлібопекарськими дріжджами, у житнє — з борош­ном і заквасками.

Гомоферментативне молочнокисле бродіння проходить за гліколітичною схемою Ембдена-Мейергоффа з утворенням на кінцевій стадії двох молекул мо­лочної кислоти

С6Н,206 -» 2СН3СНОНСООН

Процес відбувається за тими ж стадіями, що й у випадку спиртового бродіння, до утворення піровиноградної кислоти. У подальшому піровиноград­на кислота перетворюється у молочну

СН3СОСООН + Н2 -» СН3СНОНСООН

піровиноградна кислота молочна кислота


Фактично в кислому середовищі, яким і є водно-борошняне середовище, поряд з молочною кислотою утворюється незначна кількість оцтової, мурашиної кислот і етилового спирту. Гетероферментативне бродіння відбувається пенто-зофосфатним шляхом з утворенням низки органічних сполук. Сумарне рівняння цього процесу можна представити так:

2СДА -> СН3СНОНСООН + СН3СООН + СН3СН2ОН + СООНСН2СН2СООН + С02 + Н2

молочна кислота оцтова етиловий бурштинова диоксид водень

кислота спирт кислота вуглецю

У продуктах гомоферментативного бродіння міститься 85-90 % молочної кислоти, а гетероферментативного — 20-40 %.

У пшеничному тісті внаслідок молочнокислого бродіння накопичується в ос­новному молочна кислота (70-75 %). Винна, бурштинова, лимонна, яблучна кис­лоти складають приблизно 10 %, решта — леткі кислоти та інші продукти бродіння.

У житньому тісті внаслідок більш активнішого гетероферментативного бродіння, викликаного мікрофлорою житніх заквасок, молочної кислоти утво­рюється біля 65 %, решта — леткі кислоти, в основному — оцтова.

Інтенсивність кислотонакопичення і склад кислот, що утворюються під час молочнокислого бродіння, в основному залежать від складу мікрофлори, темпе­ратури бродіння, консистенції напівфабрикатів, тривалості їх бродіння. Для більшості молочнокислих бактерій оптимальним є рН 5-6. У напівфабрикатах хлібопекарського виробництва бактерії активні й при рН 3-3,5 (заквашена за­варка, мезофільні закваски).

У густих середовищах процес кислотонакопичення протікає інтенсивніше, ніжу рідких.

За надмірної тривалості бродіння у тісті може зростати вміст оцтової кисло­ти внаслідок того, що оцтовокислі бактерії окислюють етиловий спирт у оцтову кислоту і воду.

СН3СН2ОН + 02 -> СНзСООН + Н20

Розвиток молочнокислих бактерій гальмується при високому осмотичному тискові у живильному середовищі (коли концентрація цукру більше як 15 і солі більше як 6 %).

Чим вища температура бродіння, тим швидше підвищується кислотність напівфабрикатів.

Поряд з спиртовим і молочнокислим у тісті можуть протікати інші типи бродіння, збудниками яких є різні види бактерій. Це пропіоновокисле, бути­ленгліколеве, маслянокисле, ацетонетилове та інші типи бродіння.

Пропіоновокисле бродіння характеризується зброджуванням глюкози, а іноді пентоз, у пропіонову і оцтову кислоти з утворенням диоксиду вуглецю та води.

ЗС6НІ206 -^ 4СН3СН2СООН + 2СН3СООН + 2С02 + 2Н20
глюкоза пропіонова кислота оцтова кислота диоксид вода

вуглецю

При 2,3-бутиленгліколевому бродінні, яке викликають, наприклад, бактерії Aerobacterium aerogenes, що зустрічаються іноді в борошні, утворюються мо­лочна, мурашина, бурштинова, оцтова кислоти, етиловий спирт, 2,3-бути-ленгліколь.


 


118 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста



Маслянокисле бродіння збуджується багатьма видами мікроорганізмів, що зустрічаються у харчовій промисловості. Сумарне рівняння маслянокислого бродіння можна подати так:

С6Н,А -> СН3СН2 СН2 СООН + 2С02 + 2Н2
глюкоза масляна кислота диоксид водень

вуглецю

Фактично ще утворюється оцтова кислота та деякі інші продукти бродіння.

У кислому середовищі основними продуктами бродіння є бутиловий спирт і ацетон, у нейтральному — масляна кислота та невелика кількість спирту і ацето­ну.

Ацетоноетилове бродіння збуджується бактеріями виду Bacterium ace-toaetylicum. Сумарне рівняння цього типу бродіння таке:

6НІ206 + Н20 -* СН3СОСН + 2СН3СН2ОН + 5С02 + 4Н2
глюкоза вода ацетон етиловий спирт диоксид водень

вуглецю

Співвідношення етилового спирту і ацетону становить 2,5:1 або 3,5:1.

Таким чином, різноманітність у тісті мікрофлори обумовлює в ньому різні ти­пи бродіння, в результаті яких накопичуються в тій чи іншій кількості різні продук­ти бродіння. У залежності від умов у сумарному процесі бродіння превалює той чи інший його тип.

Для забезпечення якості продукції в технологічному процесі потрібно ство­рювати умови, оптимальні для розвитку мікроорганізмів, що виробляють бажані продукти бродіння.

Молочна та інші кислоти, що продукуються бактеріями, суттєво впливають на реологічні властивості тіста, сприяють набуханню і пептизації білків, змен­шенню рідкої фази тіста, підвищенню його газоутримувальної здатності, впли­вають на активність ферментів. Особливе значення це має в процесі приготу­вання житнього тіста. Підвищення кислотності тіста зменшує активність амілолітичних ферментів (особливо а-амілази) і запобігає надмірному фермен­тативному гідролізу крохмалю.

Леткі кислоти — оцтова, мурашина, пропіонова значно впливають на смак і аромат виробів. При підвищеному вмісті цих кислот смак виробів різко кислий, при низькому — прісний.

Окрім кислототворних бактерій, певну роль у нарощуванні кислотності напівфабрикатів під час їх дозрівання відіграють безпосередньо дріжджі. Вони, крім вуглекислоти, можуть продукувати ту чи іншу кількість органічних кислот циклу Кребса, а також синтезувати вітаміни, потрібні для життєдіяльності кисло­тотворних бактерій. Диоксид вуглецю, що є продуктом спиртового бродіння, розчиняється у вільній воді, утворюючи вугільну кислоту Н2С03. Оскільки вугле­кислота слабо дисоціює на іони, вона в основному впливає на титруєму, а не на активну кислотність (рН).

За даними колишнього ВНДІХП, у готовому тісті для приготування батонів при рН 4,9-5,3 співвідношення дріжджів і молочнокислих бактерій за оптималь­ної кислотності 2,2-2,6 град, складає 1:1 — 1:2.

У результаті життєдіяльності бактерій і дріжджів підвищується кислотність тіста і знижується його рН.

У процесі зростання кислотності тіста велике значення, окрім наведених,


мають також інші фактори. Зокрема, під час дозрівання тіста з фітину борошна під дією ферменту фосфатази утворюються кислі фосфати. Оптимальна ак­тивність фосфатази спостерігається при рН 5,5, тобто при значенні, близькому до рН пшеничного тіста.

За спостереженнями P.P.Токаревої, в процесі дозрівання тіста мінералізується близько 80 % фосфору фітину. Так, за час бродіння опари вміст у ній фосфорної кислоти (у розрахунку на фосфор) із фітину зріс з 10,2 до 52,0 мг/100 г сухих речо­вин опари.

Певну роль у підвищенні кислотності напівфабрикатів відіграють жирні кис­лоти і амінокислоти, що утворюються в результаті автолітичного розпаду жирів і білкових сполук тіста.

Початкова кислотність напівфабрикатів і кислотність їх після дозрівання за­лежать від виду і сорту борошна. Так, при дозріванні пшеничних напівфабрикатів із сортового борошна титрована кислотність збільшується на 1-1,5 град, а з обойного борошна — на 1,5-2 град.

Треба мати на увазі, що інтенсивність біохімічних, мікробіологічних і ко­лоїдних процесів у напівфабрикатах залежить не від сумарного вмісту кислото­утворюючих продуктів, а від концентрації іонів водню, тобто від рН середовища.

На сьогодні не встановлено прямої залежності між титрованою кислотністю і рН. При одному і тому ж показникові титрованої кислотності значення рН може бути різним залежно від наявності буферних речовин борошна і рецептури тіста. Так, за даними досліджень Л.М.Казанської і Н.Д.Синявської, у пшеничному тісті з різних партій борошна І сорту при титрованій кислотності 3,0 град значення рН змінювалось від 5,05 до 5,55. При кислотності 4,0 град — від 4,88 до 5,37. Тому за показник кислотності тіста прийнято титровану кислотність, а не рН.

5.2.2. Біохімічні процеси при дозріванні тіста

Під час дозрівання тіста відбуваються глибокі зміни в білково-протеїназно-му і вуглеводно-амілазному комплексах борошна.

Зміни у білково-протеїназному комплексі.Білково-протеїназний ком­плекс набуває змін внаслідок дії ферментів борошна, дріжджів, молочнокислих бактерій, а також продуктів життєдіяльності останніх.

Під дією протеїназ відбувається протеоліз білків тіста. Спостерігаються зміни у співвідношенні білкових фракцій. Зменшується вміст високомолекуляр-них фракцій, а саме — глютеніну і підвищується вміст більш низькомолекуляр­них — гліадину, альбумінів, глобулінів. Протеоліз активується глютатіоном дріжджів, що внесені в тісто.

При використанні дріжджів, які довго зберігалися і містять значну кількість глютатіону у відновленій формі, вплив глютатіону на активність протеолізу знач­но помітніший, ніж при використанні свіжих дріжджів.

Сульфгідрильні групи глютатіону дріжджів впливають на стан окисно-відновного потенціалу в тісті. Окисно-відновний потенціал зсувається у напрям­ку підсилення відновних процесів. При цьому відновлюється окисна частина ак­тиваторів протеолізу, активується протеїназа. Відновлювальне розщеплення дисульфідних зв'язків внаслідок дії ферменту протеїндисульфідредуктази при­зводить до дезагрегації білкової молекули і розслаблення структури тіста.

Вважається, що протеоліз під час дозрівання тіста має особливе значення


 


1 20 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 121


не тому, що внаслідок його дії в тісті накопичується певна кількість продуктів гли­бокого розкладу білків, а в основному тому, що відбувається дезагрегація білко­вої молекули. При цьому змінюється в основному четвертинна і третинна струк­тури білка.

Розукрупнення міжмолекулярних білкових утворень, ослаблення третинної структури білка призводить до розпушування білкової молекули. Це сприяє по­силенню набухання білка, що почалось при замішуванні тіста, його пептизації, частковому переходу в рідку фазу тіста.

Продукти гідролізу білкових сполук (амінокислоти, поліпептиди, аміди) ви­користовуються для живлення дріжджів і молочнокислих бактерій. Продукти протеолізу необхідні також для утворення барвних і ароматичних сполук на стадії випікання хліба. Є дані, що вміст водорозчинного азоту під час дозрівання тіста зростає з 12,8 до 30,2 % від загальної його кількості.

Таким чином, протеоліз у тісті бажаний як необхідна складова у формуванні його структурно-механічних властивостей підчас дозрівання. Але інтенсивність протеолізу не повинна перевищувати глибини змін у білково-протеїназному комплексі, оптимальної для одержання структурно-механічних властивостей тіста, необхідних для подальшого його оброблення під час формування тістових заготовок, забезпечення газоутримувальної та формоутримувальної здатності.

Бажана глибина протеолізу залежить в основному від сили борошна. У тісті із сильного борошна протеоліз має пройти більш глибоко, ніж у слабкому. Надмірний протеоліз у тісті зі слабкого борошна призведе до його надмірного розрідження.

Про інтенсивність протеолізу у тісті, що бродить, можна судити по приросту в ньому водорозчинного азоту.

Доступнішим і простішим методом вивчення змін стану білків під час дозрівання тіста є відмивання з нього клейковини й визначення її властивостей.

Заданими ВНДІХП, із тіста, що вибродило, відмивається менше сирої клей­ковини на 15-18 %, сухої — на 5-3,3 %, гідратаційна здатність зменшується на 13-18 %. Клейковина зміцнюється. Вважається, що частина клейковинних білків, в основному гліадин, переходить у промивну воду, а частина утворює надмірно гідратовану рухливу проміжну фазу, яку не вдається виділити з тіста відмиванням, але яка і не переходить у розчин. Ця проміжна фаза клейковини розподіляється по всій масі тіста й обумовлює покращання його реологічних властивостей.

Зміни у вуглеводно-амілазному комплексі.Вуглеводно-амілазний ком­плекс під час дозрівання тіста зазнає змін. Важливу роль у цьому відіграють гідролітичні процеси, що пов'язані з дією амілаз.

Власні цукри борошна швидко зброджуються дріжджами. Для гарантування процесу бродіння необхідно забезпечити дріжджі енергетичним матеріалом. Цю роль відіграють амілази: у пшеничному тісті з нормального зерна — р-амілаза, в житньому — а- і β-амілази. Під дією амілаз з крохмалю у борошні безперервно утворюється мальтоза. Мальтоза в тісті є основним цукром, що забезпечує хід всього технологічного процесу виробництва хліба — від процесу бродіння до процесу випікання.

Від співвідношення між інтенсивністю накопичення мальтози в тісті внаслідок гідролітичного розщеплення крохмалю і зброджування її мікроор­ганізмами залежить вміст цукрів у тісті у процесі дозрівання.

У дозрілому тісті має міститись не менше 3 % цукрів, що зброджуються. Са-


 

ме така кількість цукрів необхідна для інтенсивного бродіння в тістових заготовках під час їх ви­стоювання і для забезпечення нормального забарвлення ско­ринки пшеничного хліба під час випікання.

Рис. 5.6. Мікроструктура крохмалю тіста ушкодженого амілазами (х500)

Зерна крохмалю, що частко­во набрякли в результаті ад­сорбційного поглинання ними води, під дією амілаз розпушу­ються. Під час дозрівання тіста відщеплюються декстрини, утво­рюється мальтоза.

Руйнування зерен крохмалю добре видно з рис. 5.6, на якому представлена мікроструктура тіста через 3 год бродіння.

Під час дозрівання тіста відбувається також деполімеризація пентозанів під дією власних ферментів борошна. Глибина біохімічних перетворень тіста суттєво впливає на швидкість дозрівання тіста, його структурно-механічні властивості.

5.2.3. Колоїдні процеси при дозріванні тіста

Під час дозрівання тіста продовжується процес осмотичного зв'язування води білками, ними поглинається також певна частина рідкої фази тіста. Це по­кращує його структурно-механічні властивості.

Під час бродіння внаслідок зростання активності протеолітичних ферментів борошна відбувається дезагрегація молекул білка, гідроліз поліпептидних лан­цюгів. Це призводить до послаблення білкового каркасу тіста. Частина білків на­бухає необмежено, що посилює їх механічну і ферментативну дезагрегацію, призводить до пептизації, збільшує вміст рідкої фази в тісті. Необмежене набу­хання і пептизація білків особливо характерні для житнього тіста.

Від співвідношення інтенсивності процесів обмеженого і необмеженого на­бухання білків, їх дезагрегації залежить формування структурно-механічних вла­стивостей тіста.

На глибину колоїдних процесів впливає сила борошна. Білки сильного бо­рошна під час дозрівання тіста набухають повільно, обмежено. їх набухання продовжується до кінця дозрівання тіста. Вони осмотично зв'язують значну частину водорозчинної фракції тіста. Додаткова механічна обробка такого тіста під час обминання сприяє перебудові білкових структур, прискоренню їх набухання.

У тісті з слабкого борошна білки швидко набухають, значна частина їх набу­хає необмежено і пептизується. Цьому сприяє гідролітичний розклад білків про­теолітичними ферментами. Внаслідок цих процесів у тісті зростає кількість рідкої фази, воно розріджується.

Білковий каркас клейковини, відмитої із тіста з сильного борошна, виразно структурований, міцний, тоді як у клейковини тіста з слабкого борошна — неви­разний, слабкий, рис. 5.7.


 


1 22 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 123


Рис. 5.7. Мікроструктура клейковини, відмитої з тіста (х500): а — із сильного борошна; б — з слабкого борошна

Поряд з набуханням і деструкцією білків при дозріванні тіста відбуваються процеси гідратації нерозчинних і водорозчинних пентозанів, що призводить до підвищення в'язкості тіста. Особливо велике значення відіграє процес набухан­ня нерозчинних пентозанів і утворення в'язкого розчину водорозчинними пен­тозанами у формуванні структурно-механічних властивостей житнього тіста.

На колоїдні процеси впливають ступінь механічної обробки тіста під час замішування, кислотність, продукти бродіння, глютатіон дріжджів, що накопичу­ються під час дозрівання, а також температура бродіння. Підсилена механічна обробка тіста шляхом подовженого або інтенсивного замішування сприяє підви­щенню у процесі дозрівання набухання білків, деструкції крохмальних зерен, що призводить до збільшення кількості осмотично і адсорбційно зв'язаної вологи,

покращанню фізич­них властивостей тіста, про що свідчать дані, що характери­зують консистенцію тіста, замішаного з різним ступенем ме­ханічного оброблен­ня, рис. 5.8.

Рис. 5. В. Консистенція тіста замішаного: а у машині періодичної дії, 70 хв', протягом 6 хв; б — у машині періодичної дії, 70 хв', протягом 20 хв; в — у швидкісній машині, 1400 хв', протягом 2 хв; 1 — пясля замішування, 2 через 1 год. дозрівання, З через 2 год. дозрівання

Збільшенню гідрофільності ко­лоїдів тіста, їх пепти-зації сприяє підви­щення кислотності тіста внаслідок кис­лотного бродіння і ферментативного розкладу фітину, а також накопичення продуктів спиртового бродіння.

У результаті кислотної пептизації білків у тісті підвищується вміст водорозчин­них речовин, одночасно зменшується вихід сухої клейковини, сира клейковина стає міцнішою, знижуються її гідратаційна здатність і розтяжність.

Диоксид вуглецю, який виділяється при спиртовому бродінні, у вільній воді утворює вуглекислоту, під дією якої клейковинні білки пептизуються, а в міру йо­го видалення відновлюються з поліпшеною структурою. Цим можна пояснити


сприятливий вплив на реологічні властивості тіста, об'єм і пористість хліба ме­ханічного видалення з тіста диоксиду вуглецю при обминанні та обробленні.

З підвищенням температури бродіння колоїдні процеси в тісті поглиблюють­ся, прискорюється його дозрівання.

5.2.4.Фактори, що інтенсифікують процеси дозрівання тіста

З метою інтенсифікації бродіння, покращання структурно-механічних влас­тивостей пшеничного тіста його в процесі дозрівання доцільно перемісити. Ця операція зветься обминанням тіста. її виконання можливе тільки в разі приготу­вання тіста в тістомісильних машинах періодичної дії. Процес перемішування ко­роткий — 1,5-2,5 хв.

Ефективність цієї операції обумовлена наступним. У процесі дозрівання пшеничного тіста його клейковинний каркас розтягується під дією диоксиду вуг­лецю, що виділяється під час бродіння. Тісто збільшується в об'ємі до певної межі, після якої білкові плівки каркасу стають надто проникливими для С02, клейковинний каркас стає нездатним достатньо утримувати С02 і тісто опадає.

Поряд з цим дріжджові клітини через певний час зброджують поживині ре­човини середовища, що їх оточує, уповільнюють свою життєдіяльність, продук­ти бродіння, що накопичуються в рідкій фазі, також пригнічують дріжджові кліти­ни. Це призводить до зменшення виділення С02. Внаслідок ослаблення газоут-римувальної здатності білкового каркасу і зменшення виділення С02 тісто має нерівномірну розпущеність і починає опадати.

Повторне короткочасне перезамішування тіста сприяє видаленню надто крупних кульок диоксиду вуглецю, перерозподілу в тісті дріжджових клітин, що відбрунькувалися внаслідок розмноження, покращанню умов живлення дріжджів. У тісті інтенсифікується процес бродіння. Під час перезамішування відбувається перерозподіл дрібних кульок С02 у клейковинному каркасі, тісто додатково насичується повітрям, що сприяє кращому його розпушуванню. Клейковинний каркас, що сформувався за час дозрівання тіста, розтягується, руйнується, утворюється новий, з дрібнішою білковою сіткою.

Насичення тіста повітрям викликає окислення складових білково-протеїна-зного комплексу. Покращуються його структурно-механічні властивості.

У результаті процесів, що відбуваються внаслідок перезамішування, тісто під час подальшого бродіння досягає більшого об'єму, покращується його газо-і формоутримувальна здатність.

Залежно від сили і сорту борошна, а також терміну бродіння пшеничне тісто перезамішують один або два рази. Тісто зі слабкого борошна слід перемішува­ти обережно і не більше одного разу. Тісто з пшеничного борошна другого сор­ту досить перемісити тільки один раз, а тісто з обойного борошна перемішуван­ня не потребує.

При одноразовому обминанні цю операцію виконують після закінчення 2/3 тривалості бродіння тіста. При більшій кількості перемішування —■ не пізніше, ніж за 20 хв до початку розробки тіста.

У разі приготування тіста на комплексно-механізованих лініях з безперерв­ним замішуванням ця операція відсутня.


 


1 24 Технологія хлібопекарського виробництва


Біотехнологічні основи приготування тіста 125


5.2.5. Регулювання процесів дозрівання тіста

Регулювання процесів дозрівання тіста можливе шляхом проведення техно­логічних заходів, направлених на інтенсифікацію або гальмування мікробіологічних, біохімічних і колоїдних процесів.

Для інтенсифікації процесів дозрівання пшеничного тіста найефективніши­ми заходами є збільшення кількості дріжджів, що вносяться в тісто, підвищення температури бродіння, внесення в тісто стиглих напівфабрикатів, органічних кислот, мінеральних солей фосфору, амонію, ферментних препаратів, застосу­вання інтенсивної механічної обробки тіста.

Збільшення вмісту дріжджових клітин у борошняному середовищі призво­дить до інтенсифікації виділення С02 і активнішого розпушування тіста. Глю­татіон дріжджів, впливаючи на відновні процеси у тісті, сприяє прискоренню формування реологічних властивостей білкового комплексу.

Підвищення температури тіста до 32-35 °С створює сприятливі умови для процесу спиртового бродіння, активізації ферментативних процесів, приско­рення набухання білків. Підвищення температури бродіння є найдоступнішим технологічним заходом.

Внесення при замішуванні тіста дозрілих напівфабрикатів — стиглого тіста, мезофільних заквасок збільшує в ньому вміст мікроорганізмів в ак­тивній формі, інтенсифіку

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕХНОЛОГІЯ ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА

ТЕХНОЛОГІЯ... Жири У хлібопекарському виробництві використовують жири що виготовляються для харчових цілей масло коров яче маргарин жир рідкий для хлібопекарської...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: БІОТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПРИГОТУВАННЯ ТІСТА

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ВИРОБНИЦТВА
Допущено Міністерством освіти і науки України як підручник для студентів вищих навчальних закладів освіти, що навчаються за спеціальністю «Технологія хліба, кондитерських

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ХЛІБОПЕКАРСЬКЕ ВИРОБНИЦТВО
1.1. Коротка історична довідка Хліб є одним з найвидатніших відкриттів в історії людства. Він існує тисячі років. Француз Антуан Огюст Пармантьє (1737-1813) дав чудове визначення

СИРОВИНА ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА
Сировина, що використовується у хлібопекарському виробництві, поділяється на основну і додаткову. До основної сировини належить пшеничне і житнє борошно, дріжджі хлібо­пекарські, сіль кухо

Пшеничне
вищого сорту — 3,0 першого сорту — 3,5 другого сорту — 4,5 обойне —5,0 Активна кислотність борошна характеризується показником рН і знаходить­ся

Цукор, патока
У хлібопекарському виробництві застосовують цукор-пісок, цукрову пудру і рідкий цукор. Цукор-пісок додають у кількості від 2.0 ДО 25 % до маси борошна для покра­щання смакових якостей і ха

Молоко і молочні продукти
Молоко і молочні продукти широко використовують у хлібопекарському ви­робництві з метою надання виробам приємного смаку і аромату, високої харчо­вої цінності. У промисловому хлібопеченні використов

ЗБЕРІГАННЯ СИРОВИНИ І ПІДГОТОВКА ЇЇ ДО ВИРОБНИЦТВА
За якістю сировина повинна відповідати вимогам чинної нормативної доку­ментації. Кожна партія сировини, що надходить до хлібопекарського підприємства, повинна супроводжуватись документом про якість

Приготування тіста на густих заквасках
На густих заквасках рекомендується готувати тісто із житнього обойного і об­дирного борошна, а також суміші різних сортів житнього і пшеничного борошна. У розводочному циклі приготування г

Приготування тіста для заварного житнього і житньо-пшеничного хліба
Заварний хліб має яскраво виражений приємний аромат і високі смакові якості, повільніше черствіє. Виробництво заварного хліба особливо розвинене у північно-західних областях Росії, в Білорусії, кра

ВИХІД ХЛІБОБУЛОЧНИХ ВИРОБІВ І ФАКТОРИ, ЩО НА НЬОГО ВПЛИВАЮТЬ
Поняття «вихід хліба» характеризує, скільки готових виробів (по масі) одер­жано із 100 кг борошна та іншої сировини, передбаченої рецептурою на даний вид виробів. Вихід хліба визначається як віднош

АСОРТИМЕНТ ХЛІБОБУЛОЧНИХ ВИРОБІВ. ТЕХНОЛОГІЯ ЗДОБНИХ, БУБЛИЧНИХ, СУХАРНИХ І ДЕЯКИХ ІНШИХ ВИДІВ ВИРОБІВ
11.1. Асортимент хлібобулочних виробів Хлібопекарська промисловість за довгі роки свого існування напрацювала широкий асортимент виробів. Це різні види хліба, булочних, здобних, бублич­них

Виготовлення здобних виробів
Здобні вироби є висококалорійними. До їх складу входить до ЗО % цукру, до 25 % жиру, до 500 шт. яєць на 100 кг маси борошна. Ці вироби виготовляють різної форми, з різним оздобленням поверхні. Тому

ФОРМУВАННЯ ТА ОЦІНКА ЯКОСТІ ХЛІБОБУЛОЧНИХ ВИРОБІВ
У комплексі якість хліба формується низкою факторів, до яких відносять якість нормативно-технічної документації, якість сировини, якість технологічного процесу і технологічного обладнання, якість п

Контроль технологічного процесу
Контроль технологічного процесу виробництва є одним із основних засобів запобігання випуску нестандартної продукції, зміцнення технологічної дис­ципліни, зниження затрат і втрат на всіх стадіях вир

ХАРЧОВА ЦІННІСТЬ (КОРИСНІСТЬ) ХЛІБНИХ ВИРОБІВ
При оцінюванні корисності харчових продуктів, у тому числі хлібних виробів, організму в енергії та основних поживних речовинах, що обумовлюють функціонування організму: білках, вуглеводах, жирах, в

Енергетична цінність хлібних виробів
Енергетична цінність хлібних виробів залежить від їх хімічного складу — во­логості, вмісту білків, жирів, вуглеводів і ступеню засвоєння організмом цих складових. Чим менша вологість хліба і чим бі

Вуглеводи хлібних виробів як джерело енергії та харчових волокон
Вуглеводи є основною частиною раціону харчування людини. Добова по­треба організму у вуглеводах становить 400-500 г, у тому числі моно- і дисаха­ридів 50-100 г. За рахунок вуглеводів забезпе

ХАРЧОВІ ДОБАВКИ ТА ЇХ ФУНКЦІОНАЛЬНА РОЛЬ У ТЕХНОЛОГІЇ ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО ВИ­РОБНИЦТВА
Згідно з Законом України «Про якість та безпеку харчових продуктів і продо­вольчої сировини», «Харчова добавка — природна чи синтетична речовина, яка спеціально вводиться у харчовий продукт дл

Поліпшувачі окисної дії
У хлібопекарській промисловості різних країн світу застосовуються такі окислювачі, як бромат і йодат калію, персульфат амонію, перекис кальцію, азо-дикарбонамід, аскорбінова кислота та інші сполуки

АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ХЛІБОПЕКАРСЬКОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ
Хліб у всі часи є одним із основних масових продуктів харчування, тому удо­сконалення технології його виробництва, асортименту виробів, покращання їх якості, зменшення собівартості має постійно зна

САНІТАРНІ ПРАВИЛА, ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ТА ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИРОБНИЦТВА ХЛІБА
16.1. Санітарно-гігієнічні вимоги у виробництві хліба Санітарно-гігієнічні вимоги до сировини і технологічного процесу вироб­ництва хліба визначені діючими Санітарними правилами для підпри

Забезпечення охорони праці
Організація охорони праці повинна здійснюватись за Законами України «Про охорону праці», «Про пожежну безпеку», Правилами з техніки безпеки і ви­робничої санітарії на хлібопекарських підприємствах,

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги