Использование ферментных препаратов в хлебопекарном производстве

Эффективность использования ферментных препаратов определяется технологическим и экономическими аспектами. Тип применяемого ферментного препарата обусловливается химическим составом и качеством основного и дополнительного сырья.

Практика показала, что ферментные препараты эффективны для следующих случаев:

- интенсификации процессов брожения в производстве пшеничного, ржаного и ржано-пшеничного сортов хлеба;

- активации дрожжей, молочнокислых бактерий и других видов м/о;

- корректировки хлебопекарных свойств муки пониженного качества;

- снижения степени черствения хлеба, в том числе длительного хранения в упаковке;

- улучшения качества хлеба при непрерывных способах тестоприготовления.

Ферменты – биологические катализаторы протеиновой природы, обладающие способностью ускорять химические реакции определенного типа и в связи с этим отличающиеся строгой специфичностью. Протеиновая природа ферментов обусловливает их неустойчивость в определенных условиях. В отсутствие соответствующего фермента многие реакции в биологических системах протекают с очень малой скоростью.

Большинство ферментов состоит из чистых протеинов, однако многие содержат в соей молекуле определенные металлы (цинк, Ca, Fe и др). Некоторые ферменты представляют собой сопряженные протеины, которые имеют в качестве компонентов органические вещества непротеиновой природы со сравнительно молекулярной массой, часто непрочно прикрепленные к протеиновой части. Ферменты, лишенные компонента непротеиновой природы (простетической группы), становятся неактивными. Простетическая группа классифицируется как кофермент, протеиновая часть – как апофермент и сопряженный протеин – как холофермент. Большинство коферментов, являющихся реактивной частью ферментов, содержащий нуклеотиды, витамины РР, В₁, В₂, В₆, В₉ и Н, др. наиболее хорошо изучены и широко применяются в отечественном хлебопечении амилолитические ферментные препараты грибного происхождения – Амилоризин П10х, Г10х; Глюкаваморин Г20х. Ферментный препарат Амилоризин П10х является типичным представителем ферментов альфа-амилазы, катализирующей гидролиз крахмала до мальтозы и декстринов с различной молекулярной массой. Препарат является комплексным, в качестве сопутствующих содержит эндо- и экзопротеазы, катализирующие расщепление высокомолекулярных белков до пептидов и аминокислот.

Использование ферментных препаратов в хлебопечении эффективнее при совмещении оптимальных условий действия фермента (рН, температура, продолжительность гидролиза) с технологическими режимами тестоприготовления.

Ферментные препараты альфа-амилазы, технологии которых разработаны в ГосНИИ хлебопекарной промышленности, используют для:

- корректировки хлебопекарных свойств муки с пониженной газо- и сахаробразующей способностью, а также с короткорвущейся клейковиной;

- интенсификации процесса брожения при тестоприготовлении (с введением препарата в опару, тесто, закваску);

- повышения биотехнологических свойств дрожжей с ведением препарата в мучную среду на стадии активации либо для осахаривания заварок, используемых как для активации дрожжей, а также заварных сортов хлеба из ржаной муки. Использование препаратов для осахаривания заварок наиболее эффективно вследствие создания оптимальных условий действия ферментов (температура, рН, продолжительность и т.д.);

- улучшения качества, вкуса и запаха хлеба при интенсивных технологиях его производства. В этом случае использование фермента альфа-амилазы играет превалирующую роль в образовании ароматических веществ в хлебе;

- снижения степени черствения хлеба при хранении. При этом большое значение имеют амилолитические препараты бактериального происхождения.

Из группы амилолитических ферментов весьма эффективны в использовании препараты глюкоамилазы (Глюкаваморин Г20х), гидролизующий крахмал или олигосахариды до глюкозы. Учитывая, что фермент глюкоамилазы наиболее активен при низких значениях рН (4,2-4,5), для накопления глюкозы в мучных средах его вводят в кислотосодержащие полуфабрикаты закваски. При введении препаратов глюкоамилазы в полуфабрикаты из ржаной муки снижается количество декстринов, учитываются свойства мякиша хлеба (отсутствуют липкость, заминаемость). Использование глюкоамилазы совместно с ферментным препаратом альфа-амилазы (Амилоризин П10х) приводит к улучшению биохимических свойств полуфабрикатов – повышению содержания моно- и дисахаридов, свободных аминокислот и качества хлеба из муки с пониженной автолитической активностью.

Исследованы некоторые целлюлолитические ферментные препараты (например, Гемицеллюлоза Г10х, препараты нептозаназы), гидролизующие высокомолекулярные полисахариды. Установлено положительное влияние препаратов пентозаназы на процессы брожения теста, вкус и аромат хлеба. Образующиеся при гидролизе пентозанов муки арабиноза и ксилоза являются активными компонентами реакции меланоидинообразования.

Кроме этого, исследованы ферментные препараты – бета – галактозидаза (лактоза), липоксигеназа, липаза и др. – и определена их технологическая роль в процессе тестоприготовления.

Учитывая отсутствие промышленного производства этих препаратов в России, для хлебопечения разработаны и научно обоснованы новые подходы к применению в промышленности ферментных препаратов фирмы Novo Norolisk, отличающихся достаточной активностью и микробиологической чистотой.

Далее, показано, что наиболее эффективно применение либо комплексных ферментных препаратов мультиэнзимных композиций, либо комплексных улучшителей с ферментными препаратами.

Так, для улучшения качества хлеба из пшеничной муки с пониженной газообразующей способностью и короткорвущейся клейковиной, т.е. для повышения газообразования в тесте и «расслабления» клейковины, желательно использовать комплексный ферментный препарат либо мультиэнзимную композицию амилазы и протеазы в оптимальных дозировках (Амилоризин П10х, Фунгамил с активными амилазой, глюкоамилазой, протеазой), с которыми в тесте прослеживается действие несложной сопряженной ферментной системы. В этом случае гидролиз полисахаридов приводит к высвобождению белковых веществ теста и большей их доступности для действия протеолитических ферментов.

Применение комплексных улучшителей с ФП позволят решить весьма сложную задачу улучшения качества хлеба из муки с примесью зерна, поврежденного клоном-черепашкой, которая отличается повышенной протеолитической активностью и атакуемостью белковых веществ и, как следствие, пониженным количеством и качеством клейковины.

Применение улучшителей, содержащих ФП с оптимизированным композиционным составом, приводит к повышению качества хлеба, снижению степени черствения мякиша при хранении. Эта задача весьма эффективно решается при введении в среду амилолитических ферментных препаратов бактериального происхождения (Амилосубтилин Г10х либо Новамил).

Тенденции оптимизации композиционного состава улучшителей на основе ФП характерны для достижения эффекта повышения качества хлеба и при решении других задач (непрерывные технологии, интенсивные способы тестоприготовления, рецептуры и ассортимент изделий, использование нетрадиционных видов сырья и т.д.).

 

4. Поверхностно-активные вещества

К группе ПАВ относятся соединения, обладающие способностью адсорбироваться на поверхности раздела фаз и снижать поверхностное натяжение. В хлебопечении ПАВ используются в качестве эмульгаторов при приготовлении жироводных эмульсий, а также в виде самостоятельного улучшителя свойств теста и качества хлеба.

Разработано и предложено для использования в хлебопекарной промышленности большое количество разнообразных по химической природе ПАВ, которые по признаку ионогенности делятся на три группы:

1) анионоактивные, дислоцирующие в водных растворах с образованием отрицательно заряженных ионов;

2) неионогенные, не диссоциирующие на ионы;

3) амфотерные соединения со смешанной ионогенной функцией.

Существует большое количество самых разнообразных по химической природе ПАВ, находящих применение в различных отраслях промышленности. Однако в пищевой промышленности, в частности в хлебопечении, могут находить применение только ПАВ, безукороченные с точки зрения их безвредности в качестве компонента продукта питания и получившие официальное одобрение государственных органов здравоохранения.

В нашей стране исследована эффективность применения в хлебопечении целого ряда ПАВ, в частности следующих: ФК-фосфатидных концентратов; МГ и ДГ – моно- и диглицеридов жирных кислот и их смесей, в том числе МГС (моноглицериады стеариновой кислоты) и др.; стеаратов сахарозы; МКС-ДВ – эфира моноглицерид – стеарата с диацетилвинной кислотой.

Применяются в хлебопечении и ряд других ПАВ (полиоксиэтиленмоностеараты, эфиры сорбита и пропиленгликоля с разными жирными кислотами).