CC BY
62
664.66.002.2
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРА ТОВ ■ ЦИТОЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБА ИЗ ЦЕЛО1V ЗЕРНА
С.Я. КОРЯЧКИНА, Е.А. КУЗНЕЦОВА
Орловский государственный технический университет
Первостепенная роль в обеспечении организма не-перевариваемыми растительными волокнами отводится зерновым продуктам, в частности хлебу из цельно-смолотого зерна, имеющему повышенную пищевую ценность благодаря содержанию в нем всех биологически ценных веществ, заключенных в целом зерне пшеницы.
При традиционно сложившихся схемахпомола зерна меняется соотношение отдельных веществ в муке по сравнению с целым зерном. С отрубями удаляется около четверти белка, две трети минеральныхвеществ, почти все растительные волокна, а также витамины группы В и РР [1].
Общепринятые технологии производства зернового хлеба предусматривают либо его шелушение с удалением биологически ценных оболочек, либо дорогостоящие способы измельчения зерновой массы. В последнее время внимание исследователей все больше привлекает проблема применения биохимической обработки при производстве хлеба из целого зерна.
Известно, что различные ферментные препараты (ФП), гидролизующие некрахмальные полисахариды отрубей, могут значительно повысить их усвояемость [2]. Ферменты в первую очередь воздействуют на алейроновый слой отрубей, труднодоступный действию ферментов желудочно-кишечного тракта, благодаря чему повышается усвояемость белков алейронового слоя. Применение ферментов цитолитического действия в хлебопечении способствует также улучшению структуры и увеличению объемного выхода изделий [3].
Цель работы - усовершенствование технологии производства зернового хлеба с помощью ФП целлю-лолитического действия, ранее не применявшихся в данной области. Использовали ФП фирмы Novo Nordisk: Pentopan 500 BG, содержащий ксиланазу, и Fungamil Super АХ - ферментный комплекс из ксила-назы и сх-амилазы, разработанный для коррекции низких уровней амилозы в муке, а также ФП Гемицеллю-лаза фирмы Quest с набором ферментов маназа и кси-ланаза и отечественный Целловиридин, в состав которого входят целлобиогидролаза, р-глюконаза и ксила-наза
В экспериментах определяли оптимальные стадии технологического процесса внесения ФП и их дозировки, исследовали влияние последних при замачивании зерна на содержание редуцирующих веществ в растворе и зерновой массе, на свойства теста и качество хлеба из целого зерна.
При проведен™ лабораторных выпечек с целью определения действия ФП на качество хлеба их вносили на стадиях замеса теста и замачивания зерна в дозах, % от массы: 0,003-0,006 д.ля РеШорап 500 Вв;
0,00575-0,015 для Б'шщапи! 8ирег АХ; 0,068-0,1 для Гемицеллюлазы и 0,03-0,09 для Целловиридина.
Органолептическая оценка опытныхпроб хлеба показала, что от контрольного образца они отличаются более развитой пористостью и эластичностью мякиша.
Установлено, что внесенные ФП оказались менее эффективными при замесе теста, чем при замачивании зерна. В первом случае пористость хлеба увеличивалась на 1,5-2 %, удельный объем - на 0,61-2 % по сравнению с контрольным вариантом, тогда как при замачивании зерна в растворах ФП эти показатели соответственно 2,0-4,5 и 4,8-9,8 %. Большая эффективность ФП в последнем случае связана с тем, что температура замачивания составляла 50 °С и была оптимальной для действия ферментов, входящих в состав препаратов.
На стадии брожения и расстойки происходит дальнейший гидролиз некрахмальных полисахаридов, но при температуре 3 0 °С этот процесс менее интенсивен.
Согласно [4] при 2 и 4-часовом замачивании пшеничных отрубей с целлюлолигическими ФП в раствор переходит незначительная ¿массовая доля сухих веществ, при 6-часовом-до 23,7 %. Замачивание зерна с ФП проводили в течение 6 и 20 ч.
Полученные результаты показали, что удельный объем хлеба при внесении ФП Целловиридин в дозировках 0,03; 0,05; 0,068; 0,08 % от массы зерна увеличился по сравнению с контролем соответственно на 3,8; 26,9; 15,4; 13,1 %. Пористость хлеба также возросла на 2,5; 3,5; 3;2,8 % соответственно. Наибольшее увеличение физико-химических показателей хлеба произошло в варианте опыта с дозой препарата 0,05 %.
Удельный объем хлеба при внесении ФП Гемицел-люлаза в дозах 0,068; 0,08; 0,09; 0,1 % вырос на 7,7; 19,2; 26,9; 17,7 %, а пористость хлеба - на 2,7; 3,0; 4,5; 2,9 % соответственно. Максимальное увеличение исследуемых показателей достигнуто при дозе Гемицел-
люлазы 0,09 % от массы зерна.Внесение ФП Целлови-ридин и Гемицеллю лаза на стадии замачивания зерна в
тот1Л1ттгя тт тот/*М',<=» г*ттг\г*г»?лг*т'тэгчт>опг\ х"т>оттттттсьТ-ГТ-пу^ тггг^ттг. — IV ДЛ^Х1.Х1Ч^ V М. АС4А\./Х\^ У и^,1Х1 у Д^.'Ш
ного объема и пористости хлеба.
При использовании препарата Цслловиридин в дозировках 0,05; 0,068; 0,08; 0,09 % эти показатели выросли на 14,4; 20,8; 37,6; 28,0 %и на 3,2; 3,6; 6,3; 4,2 % соответственно по сравнению с контролем. При 6-часовом замачивании зерна, оптимальная дозировка составила 0,08 % препарата. Внесение Гемицеллюлазы в дозировках 0,068; 0,08; 0,09; 0,1 % в течение 6 ч повысило удельный объем хлеба и пористость на 4; 10,4; 19,2; 12 % и на 1,5; 2,5; 3,5; 2,8 % соответственно по сравнению с контрольным образцом. Оптимальная дозировка Гемицеллюлазы не зависела от времени замачивания и составила 0,09 %.
Применение ФП РсШорап 500 ВС и РищатП Бирег АХ также привело к увеличению удельного объема и пористости хлеба, а оптимальные дозировки не зависели от времени замачивания и составили 0,004 и 0,01 % от массы зерна соответственно.
Таким образом, из четырех использованных ФП наиболее эффективное влияние на физико-химические показатели качества хлеба оказал отечественный Цел-ловиридин в дозе 0,08 % от массы зерна при замачивании в течение 6 ч при температуре 50 °С. При такой технологии увеличение удельного объема хлеба и пористости на 4,24 и 3,2 % превысило показатели оптимального варианта 20-часового замачивании зерна.
Пористость и удельный объем хлеба увеличиваются вследствие того, что целлюлолитические ферменты способствуют деструкции нскрахмальных полисахаридов оболочек и алейронового слоя зерна. В результате деструкции происходит накопление низкомолекулярных продуктов, используемых в процессе брожения дрожжами, что интенсифицирует газообразование в тесте.
Глубокий гидролиз целлюлозы осуществляется в результате согласованного действия полиферментной системы, состоящей из эндо- и экзодеполимераз и Р-глюкозидаз. Характерное свойство, присущее цел-лхолазному комплексу, _ .явление синергизма, выра -жающееся во взаимном увеличении скорости и глубины гидролиза целлюлозы до конечных продуктов при совместном действии компонентов целлюлазного комплекса по сравнению с индивиду7альным действием этих компонентов.
Основные минимальные требования к составу целлюлазного комплекса заключаются в том, чтобы он имел высокую эндоглюканазную активность, для чего необходима высокая целлобиазная активность. Этим требованиям из четырех использованных в работе с ФП удовлетворяет лишь Целловиридин, который и оказался наиболее эффективным при производстве хлеба из целого зерна.
Для подтверждения накопления низкомолекулярных продуктов гидролиза некрахмальных полисахаридов определяли содержание редуцирующих сахаров в
зерновой массе и воде после различного по продолжительности замачивания с ФП (табл.1).
Как показывают данные таблицы, вследствие ден-ствия ФП происходит увеличение количества редуцирующих веществ. Так, содержание последних в воде и зерновой массе при 6-часовом замачивании зерна с Целловиридином возросло по сравнению с контролем на 28,6 и 70 % соответственно, тогда как с Гемицеллю-лазой-на 20 и45 %. При 20-часовом замачиваниипро-исходит дальнейший гидролиз полисахаридов плодовых, семенных оболочек и айлеронового слоя зерна, о чем свидетельствует увеличение количества редуцирующих сахаров в зерновой массе. В воде с течением времени этот показатель уменьшается вследствие миграции редуцирующих сахаров в зерновую массу.
Оптимальным является применение ФП Целловиридин, который благодаря комплексному ферментному составу в большей степени, чем другие препараты, гидролизует некрахмальные полисахариды
Так как редуцирующие сахара мигрируют в системе вода-зерновая масса, то количество воды для замачивания зерна должно быть равно количеству воды, необходимой для приготовления теста, за вычетом части воды для растворения рецептурных компонентов.
Таблица 1
Содержание редуцирующих веществ, при замачивании зерна, ч
Образец зер новой массы 6 20
в воде в зерновой массе в воде в зерновой массе
Контрольный (бея ФП) 0,35 .2,0 0,11 2,7
Замоченный в растворе ФП: Целловиридин 0,45 3,4 0,35 4,0
Г емицеллюлоза 0 44 2 9 0,11 3 2
Pentopan 500 BG 0,42 2,4 0,30 2,9
Fungamil Super АХ 0,44 3,0 0,39 0,37
Косвенным подтверждением деструкции некрахмальных полисахаридов является изменение стругктур-но-механических свойств теста. С увеличением дозы препаратов реологические характеристики теста изменялись в сторон}-' разжижения. Исследовали влияние ФП на предельное напряжение сдвига, коэффициент консистенции, индекс течения и эффективную вязкость. Как после брожения, так и после расстойкиреологические характеристики теста под действием ФП изменялись в сторону7 разжижения.
Результаты исследования влияния оптимальных дозировок ФП на структурно-механические свойства теста из целого зерна при 6-часовом замачивании после процесса расстойки приведены в табл. 2.
7Ъблица2
Контроль (без ФП) ФП
Показатель Целло- вирвдин Геми- целлю- лаза Pentopan 500 BG fimganni Super AX
Предельное напряжение сдвига, кПа 0,0 -0,04 -0,02 -0,015 -0,02
Коэффициент консистенции, кПа 0,6 0,53 0,45 0,48 0,43
Индекс течения 0,2 0,47 0,33 0.35 0,31
Эффективная вязкость, кПа
0,8
0,53 0,50 0,50 0.50
Полученные данные доказывают еще раз, что при гидролизе целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых соединений происходит накопление растворимых веществ (низкомолекулярных декстринов и редуцирующих сахаров), которые снижают вязкость теста.
Результаты исследования влияния оптимальных дозировок ФП, вносимых на стадии замачивания зерна в течение б и 20 ч, на газообразующую способность зерновой массы предстаалены в табл. 3.
Данные показывают, что при внесении Целловири-дина на стадии замачивания зерна в течение 20 ч количество диоксида углерода (С02), выделившегося за 5 ч брожения теста на 22,25% больше, чем в контрольном образце. Для Г ем ицеллюлазы этот показатель — 14,75%, для ФП Pentopan 500 BG и Fungamil Super АХ
- 3,7 и 15,5% соответственно.
Значительное увеличение газообразующий способности зерновой массы при внесении Целловиридина объясняется его ферментным составом.
Ксиланаза, присутствующая в препарате, гидролизует ксилан - защитный слой, покрывающий целлюлозу, делая ее доступной длд другого фермента — целлю-лазы, расщепляющей целлюлозу до углеводов, на которые в дальнейшем действует (З-глюканаза. В результате происходит накопление моносахаридов и дисахаридов, которые являются дополнительным питанием дчя дрожжей, что усиливает процесс спиртового брожения и приводит к увеличению газообразования.
Количество СО?, выделившегося за 5 ч брожения теста, в варианте с 6-часовым замачиванием ниже, чем при замачивании зерна в течение 20 ч.
Однако закономерность в увеличении количества выделившегося газа в опытных образцах по сравнению с контрольным сохраняется, при 20-часовом замачивании с ФП гидролиз некрахмальных полисахаридов происходит полнее. В результате образуется больше редуцирующих сахаров, которые интенсифицируют процесс спиртового брожения.
Таким образом, выявлено положительное влияние применения при замачивании зерна ФП целлюлолити-ческого действия на структурно-механические свойства зерновой массы и физико-химические показатели зернового хлеба.
выводы
1. Установлено, что оптимальной технологической стадией внесения ФП целлюлолитического действия является стадия замачивания зерна в течение 6 ч. При этом оптимальные дозировки ФП Целловиридин, Ге-мицеллюлаза, Pentopan 500 BG и Fungamil Super АХ составляют соответственно 0,08; 0,09; 0,004; 0,01 % от массы зерна. При соблюдении этой технологии удельный объем зернового хлеба увеличивается на 19,2-37,6 %, пористость на 3,5-6,3 % по сравнению с контролем.
Таблица 3
Вариант опыта Количество CO* г. л, выделившееся за время брожения, ч
1 2 3 4 5
20-часовое замачивание
Контроль (без ФП) ; 80,5 245 331 393 400
С ФП: Ц-' -• '
Целловиридин ". 115,5 . ; 309,5 393 448 501
Гемицеллюлаза - ' ; - :i 83,5 263,5 . 347 408 459
Pentopan 500 BG ■ -82,5 . 249 i; 337,2 405,8 454,8
Fungamil Super АХ • -88,2 ' 284,4 ” 360,2 421,9 474,5
“ б-часовое замачивание
Контроль (без ФП) 70 ' 233 319 380 398
С ФП: ...
Целловиридин 72 262,5 .373 43 8 480
Г емицеллюлаза 72 257,5 - ' 367- 432 • 474
Pentopan 500 BG 72 248,6 359,1 ; ' 430 468,5
Fungamil Super AX 74 259,4 369,8 434,2 476
2. Изменяются структурно-механические
свойства теста из целого зерна, обработанного ФП: уменьшаются предельное напряжение сдвига, коэффициент консистенции и эффективная вязкость, увеличивается индекс течения, т. е. технологические свойства теста изменяются в сторону разжижения.
3. Благодаря обработке зерна ФП целлюлоли-тического действия возрастает количество редуцирующих веществ в воде и зерновой массе, повышается газообразующая способность теста из целого зерна по сравнению с контрольным образцом.
4. Наиболее технологичным с точки зрения обеспечения высокого качества хлеба из целого зерна является отечественный ферментный препарат Целло-виридин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. — М: Агропромиздат, !998. 36?. с.
2. Синицын А.П., Гусаков В.М., Черноглазов В.М. Биохимия лигниноцеллюлазных материалов. - М.: Изд-во МГУ, 1995. -224 с.
3. Солмонова Л.С. Цитолитические ферменты в пищевой промышленности. - М.: Легкаяи пищевая пром-сть, 1982. -208 с.
4. Межяленс А., Блинковене Н. Влияние режимов экстракции на качественные показатели пищевых волокон // Тез. докл. междунар. конф. молодых ученых «Химия и биотехнология пищевых веществ. Экологическая безопасность технологии на основе возобновляемых природных ресурсов», 26-28 сент., 2000 г. - М., 2000. -С. 102-103.
Кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств
Поступила 25.10.01 г. ■■
664.653.8:633.31/.37.001.5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЛКОВЫХ О БОГА ТИТЕЛЕЙ В ПРИГОТОВЛЕНИИ ДРОЖЖЕВОГО ТЕСТА
Н.Н. ГАТЬ КО
Пензенский технологический институт
Большинство кулинарных изделий из дрожжевого теста, особенно из муки высшего сорта, содержит недостаточно белка, эссенциальных аминокислот и других физиологически важных компонентов, что приво-дит к нарушению обменных процессов в организме, возникновению различного рода заболеваний.
Для обогащения дрожжевого теста полноценным белком необходимо изыскание дополнительных его источников с благоприятным соотношением аминокислот [1—3]. Выбор белковой добавки обусловлен следующими факторами: она должна обладать высоким содержанием белка и наличием таких дефицитных для муки аминокислот, как метионин, лизин, треонин. Желательно, чтобы белковые обогатители не были дорогостоящими, а их введение не требовало значительных изменений в технологии приготовления дрожжевого теста и, по возможности, способствовало сокращению продолжительности брожения без снижения качества готовых изделий.
Этим требованиям могут удовлетворять молочные продукты, дешевое вторичное сырье растительного и животного происхояздения, растительные продукты с высоким содержанием белка, например семейства бобовых. Оптимальным, с нашей точки зрения, является использование таких белковых обогатителей, как бобовая мука и молочные продукты типа сыворотки.
О допустимом их соотношении обычно судят по качеству хлеба: его свойства зависят как от количества добавок, так и от воздействия их на жизнедеятельность дрожжей и, следовательно, на интенсивность брожения полуфабриката. Установлено, что введение в опа-
ру около 5 % соевого изолята угнетает жизнедеятельность дрожжей и снижает активность брожения теста. Этих процессов не наблюдается, если добавку готовят на опаре [4]. Выявлено, что без ущерба для качества хтеба используется гороховая мука (до 2-3 % к массе пшеничной муки). При больших ее количествах ухудшаются структурно-механические свойства теста и качество хлеба. Относительно хорошие показатели бывают лишь при специальной обработке бобовых-в виде гидротермического воздействия, получения белковых препаратов, концентратов и т. п. - и соответствующей технологии тестоприготовления.
Бобовые влияют также на вкус и запах готовой продукции. особенно хлеба и хлебобулочных изделий без других дооавок, маскирующих указанные признаки.
Нами исследована возможность введения бобовых в кулинарные полуфабрикаты с последующим поджариванием, что позволит устранить неприятные вкус и запах благодаря большой поверхности соприкосновения с горячим жиром, более интенсивному мелановди-нообразованию и образованию пирогенетических продуктов разложения. Приготовление теста с добавлением муки, полученной из бобовых по действующей технологии (безопарным способом), не дало положительных результатов: брожение было длительным, а качество пирожков не очень хорошим. В связи с этим в тесто вводили предварительно активированные дрожжи
- в этом случае процесс брожения сокращался, качество теста и готовых изделий улучшалось. Бобовые добавки (горохи фасоль) лучше осуществлять в виде сырой муки, а маш - проваренного пюре.
