Ферменты микробного происхождения в хлебе что это

Ферменты в пищевой промышленности

Ферменты в пищевой промышленности повышают скорость технологических процессов, увеличивают выход готовой продукции, улучшают качество продуктов, позволяют сэкономить ценное сырье и снизить количество отходов.

Ферментные препараты подразделяются на ферменты животного, природного (растительного) и искусственного происхождения.

Ферментные препараты животного происхождения получают из органов и тканей сельскохозяйственных животных, природного – из культурных растений, специальных штаммов микроорганизмов, например, бактерий, плесневых грибов. Искусственные ферменты выращивают в лабораториях. Практически не отличаются от натуральных.

Преимущества использования:

Применение ферментов в пищевой промышленности

Хлебопекарни

Качество хлеба зависит от особенностей химического состава муки и активности ее ферментного комплекса. Получение хлеба высокого качества возможно в случае, когда при приготовлении тести гармонично сочетаются скорости микробиологических процессов и биохимических превращений. Для этого применяется ферментативный гидоолиз высокомолекулярных компонентов сырья (белков и углеводов), который способствует интенсификации этих превращений и оказывает положительное влияние на качество хлеба.

Эффективность применения ферментных препаратов в хлебопечении зависит от качества муки. Хлебопекарные свойства муки, например, качество клейковины и активность собственных ферментов, определяют требования к ферментным препаратам.

В хлебопечении применяют следующие ферментные препараты:

Протеаза, Ксиланаза, Глюкозооксидаза, Липаза для улучшения клейковинного каркаса.

Альфа-амилаза, Ксиланаза, Глюкозооксидаза, Липаза – для увеличения газоудерживающей способности теста и объёма хлеба.

Альфа-амилаза – для увеличения срока хранения.

Молочная промышленность

Виды ферментов, применяемых в молочной промышленности:

Трансглютаминаза продуктов. Улучшает структуру готовых продуктов, повышает их вязкость.

Фермент Максирен 1800 гранулированный изготовленный путем ферментации, применяется для созревания сыров.

Фермент Фромаза 2200 TL гранулированный для производства брынзы, используется для расщепления белков молока и преобразования его в казеин.

Кондитерское производство

Комплексные ферментные препараты способствуют ускорению и облегчению обработки теста при приготовлении слоеного полуфабриката, улучшают его эластичные свойства, предупреждают усадку при выпечке.

Переработка мясной и рыбной продукции

Ферментные препараты также применяются при переработке мяса и рыбы. Позволяют продуцировать в тканях специфическим биологически активным компонентам: органические кислоты, бактериоцины, ферменты, витамины, за счет чего улучшают санитарно- микробиологические, органолептические показатели готового продукта.

Ферменты способствуют улучшению качества мяса, повышают степень переработки сырья.

Благодаря современным технологиям сфера применения ферментных препаратов расширяется. Использование ферментов улучшает качество продукта, увеличивает выход данной продукции, уменьшает расходы на производство и снижает себестоимость.

Производство спиртных напитков

При производстве спиртных напитков применяются ферменты для переработки крахмала и сбраживания. Крахмал является основным компонентом сухих веществ зернового сырья, из которого и образуется спирт, только дрожжами сбраживание невозможно.

Основные ферменты, применяемые при производстве спиртных напитков:

Источник

Применение ферментных препаратов при приготовлении хлебобулочных изделий

При производстве хлебобулочных изделий используются как промышленные ферментные препараты растительного и микробного происхождения, так и ферментные системы сырья и микроорганизмом и процессе их жизнедеятельности в полуфабрикатах.

Применение ферментных препаратов в технологии хлебопекарного производства позволяет повысить и стабилизировать выход хлеба, корректировать свойства исходного сырья, реализовывать современные однофазные технологии, улучшать качество и повышать пищевую ценность готовых изделий.

Ферментные препараты – микроингредиенты, функциональная особенность которых состоит в интенсификации биохимических процессов, протекающих при переработке растительного сырья. Ферменты характеризуются специфичностью действия, проявляют активность в строго определенной последовательности, при оптимальных параметрах процесса (концентрации субстрата, температуры и продолжительности процесса, активной кислотности среды, наличии активаторов и ингибиторов).

Выпускают ферментные препараты различной степени концентрирования и очистки. Многие виды отечественных ферментных препаратов имеют названия и индексы, в которых отражена информация о продуценте фермента (виде микроорганизма), основной активности и способе выделения препарата. Название таких препаратов состоит из двух частей: первая соответствует виду основной активности, вторая – видовому названию продуцента. Например, Амилосубтилин – препарат α-амилазы из культуры В. subtilis, Глюкаваморин – препарат глюкоамилазы из A. awamor, Целловиридин – препарат целлюлазы из Т. viride.

Различают, препараты, выделенные из глубинной культуры, в их названии имеется обозначение «Г» (глубинный), и из твердой фазы – «П» (поверхностный). Затем следует цифровой индекс, который характеризует степень концентрирования фермента в препарате по отношению к культуральной жидкости или твердофазной культуре. Так препараты с индексом Г10х должны иметь активность в ед/г в 10 раза выше, чем средняя активность культуральной жидкости в ед/мл.

Наряду с препаратами, имеющими буквенно-цифровую индексацию, распространены препараты с названиями, в которых отражены основной вид активности, величина активности, название фирмы-производителя, торговая марка и т.д.

Ферментные препараты могут быть твердыми и жидкими, иммобилизованными, а также пролонгированного действия. Твердые ферментные препараты, как правило, стандартизованы солью, крахмалом, мукой и другими веществами в зависимости от области применения. В хлебопекарной промышленности они находят наибольшее применение. Кроме того, твердые ферментные препараты производятся в сыпучем и таблетированном виде. Жидкие формы стабилизируются консервантами.

В муке и тесте содержатся компоненты, при ферментативном воздействии на которые можно регулировать ход технологического процесса, свойства теста и качество готового продукта. Основные из них – крахмал, белок, липиды, клетчатка, гемицеллюлоза, пентозаны. Направленное воздействие на структурные компоненты муки и теста ферментных препаратов, характеризующихся стандартизованной активностью и определенной специфичностью действия, обеспечивает модификацию компонентов, что приводит к положительному технологическому эффекту (рис. 26).

В хлебопекарной промышленности применяются амилолитические (α-амилаза, глюкоамилаза, мальтогенная амилаза), протеолитические (протеаза), цитолитические (гемицеллюлаза, ксиланаза), липолитические (липаза), окислительные (липоксигеназа, глюкозооксидаза) ферментные препараты. Для модификации лактозы молока и продуктов его переработки, в том числе молочной сыворотки, применяемой при приготовлении хлебобулочных изделий, используется β-галактозидаза.

Одним из способов интенсификации процесса тестоприготовления является повышение сахарообразующей способности полуфабрикатов за счет увеличения содержания сбраживаемых микроорганизмами сахаров – продуктов глубокого гидролиза крахмала и некрахмальных полисахаридов, а также лактозы молочной сыворотки. При этом создаются условия для более интенсивного протекания процессов меланоидинообразования и накопления ароматобразующих соединений.

Для гидролиза крахмала используются амилолитические ферментные препараты, обладающие α-амилазной и глюкоамилазной активностью.

В зависимости от условий культивирования микроорганизмов и способов получения препаратов активность ферментов колеблется в широких пределах, при этом важно наличие сопутствующей активности. Ферментные препараты, обладающие α-амилазной активностью, могут быть бактериального и грибного происхождения, что определяет их характеристики и условия действия в полуфабрикатах (табл. 14).

Принцип действия α-амилазы заключается в гидролизе α-1,4-глюкозидных связей в полисахаридах, содержащих три и более остатков D-глюкозы, соединенных α-1,4-связями, причем эти связи разрываются беспорядочно (что определяет α-амилазу как эндофермент), в результате чего образуются низкомолекулярные декстрины, в также небольшое количество мальтозы (рис. 27). В расщеплении участвует как амилоза, так и амилопектин крахмала.

Характеристики ферментных препаратов
α-амилазы различного происхождения

Применение α-амилазы повышает содержание сбраживаемых сахаров в тесте, что приводит к интенсификации процесса созревания полуфабрикатов, увеличению количества декстринов, в также способствует сохранению свежести хлеба. При добавлении ферментных препаратов в оптимальных дозировках увеличивается объем хлебобулочных изделий, улучшается структура их пористости, мякиш становится более эластичным, улучшаются вкус и аромат хлеба, корка приобретает более интенсивную окраску и глянец, улучшенные структурно-механические свойства хлеба сохраняются более длительное время.

В России выпускают следующие амилолитические ферментные препараты: с активной α-амилазой – Амилоризин П10х (Г10х, Г20х), Амилосубтилин Г10х; глюкоамилазой – Глюкоамилаза очищенная.

В составе Амилоризина П10х содержится комплекс ферментов: α-ами-лаза, экзопептидаза, ксиланаза, β-глюканаза, β-глюкозидаза. Продуцентом Амилоризина П10х является плесневой гриб Aspergillus oryzae.

Амилосубтшин Г10х представляет собой очищенный ферментный препарат, продуцируемый бактериями Bacillus subtilis. Препарат содержит α-амилазу, β-глюканазу и эндопептидазу. Бактериальная α-амилаза по сравнению с грибной обладает высокой термостабильностью.

Амилоризин П10х и Амилосубтилин Г10х оказывают наиболее эффективное действие при добавлении к муке с упругой, недостаточно эластичной клейковиной, с пониженной и нормальной сахарообразующей способностью (180-250 мг мальтозы на 10 г муки). Так как амилолитические препараты имеют сопутствующую протеолитическую активность, это затрудняет их использование при переработке муки с пониженным содержанием клейковины, а также слабой по силе.

Присутствующими на отечественном рынке фирмами «Quest Int. Nederland B.V.» (Нидерланды), «Novozymes» (Дания) и «Danisco Ingredients» (Дания) выпускается целый ряд ферментных препаратов, обладающих амилолитической активностью. Отличительной особенностью ферментных препаратов, предлагаемых зарубежными фирмами, является их агломерированный вид, получаемый в результате специальной технологии, что позволяет снизить распыление этих продуктов, а также отсутствие или низкая активность сопутствующих ферментов.

Препараты Fungamyl BG (Фунгамил),приготовленный на основе очищенной грибной амилазы (оптимум рН 4,5-5,0, температуры 53-55 °С), Biobake P cone (Биобейк), Grindamyl A 1000 (Гриндамил) характеризуются низким уровнем глюкоамилазной и протеиназной активности, что позволяет применять их при переработке муки с различными хлебопекарными свойствами.

Оптимальная дозировка ферментного препарата зависит от его активности: для Амилоризина П10х она составляет 0,001-0,002 %, Фунгамил 2500 BG – 0,0004-0,001 %, Гриндамил А 1000 – 0,001-0,005 % к массе муки.

Ферментные препараты Фунгамил Супер МА(АХ), Биобейк 721 и Гриндамил S 100 разработаны для коррекции низкой амилолитической активности муки, а также для улучшения структуры мякиша, повышения объема хлебобулочных изделий и продления срока сохранения свежести. В дополнение к α-амилазной, препараты содержат оптимальное количество пентозаназной активности.

Ферментные препараты Novamyl (Новамил), Биобейк 2000, Гриндамил MAX-LIFE U4 и Гриндамил MAX-LIFE E5 предназначены для удлинения срока сохранения свежести хлеба.

Ферментный препарат Новамил высокоэффективно замедляет чер-ствение хлеба за счет следующего:

· обеспечение большой сжимаемости мякиша благодаря замедлению процесса ретроградации крахмала;

· придание эластичности мякишу в процессе хранения, улучшение при этом вкусовых качеств;

· стабилизация реологических свойств теста, в том числе его консистенции;

· отсутствие отрицательного влияния на свойства теста и показатели качества хлеба передозировки препарата.

Рекомендуемая дозировка Новамила составляет 0,006-0,06 % к массе муки (6-60 г на 100 кг муки). Препарат можно использовать в производстве широкого ассортимента хлебобулочной продукции, включая изделия из цельносмолотого зерна.

Новамил воздействует в процессе выпечки на крахмал мякиша хлеба, вызывая образование низкомолекулярных декстринов. Эти декстрины препятствуют взаимодействию крахмала и клейковины, а также ретроградации крахмала, с которой связывают процессы черствения хлеба. Механизм эффекта сохранения свежести хлебобулочных изделий за счет применения этого препарата полностью не выяснен. Исследования фирмы «Novozymes» методом дифференциальной сканирующей спектроскопии крахмального клейстера с добавлением Новамила показали, что этот препарат уменьшает скорость ретроградации крахмала в процессе хранения. В сравнительном анализе, кроме данного препарата, использовали моноглицериды, препарат Фунгамил и контроль без добавок. Наименьшее значение показателя эндотермической области в расчете на
1 г клейстеризованного крахмала было в пробах с препаратом Новамил. Различие становится более выраженным в процессе хранения, указывая на замедление процесса ретроградации крахмала.

Имеются данные о том, что черствение хлеба обусловлено взаимодействием крахмала и белка в хлебе. Было показано, что в хлебе с препаратом Новамил увеличивалось количество олигосахаридов. Согласно гипотезе эти небольшие молекулы декстринов замедляют процесс образования поперечных связей между белковыми молекулами и остатками гранул крахмала или воздействуют на эти связи, замедляя, таким образом, процесс черствения.

Глюкоамилаза – экзофермент, катализирующий отщепление глюкозы от нередуцирующего конца амилозы и амилопектина. Глюкоамилаза расщепляет с наибольшей скоростью α-1,4-гликозидные связи, способна гидролизовать а-1,6- и α-1,3-гликозидные связи. Механизм гидролиза – последовательный гидролиз нескольких гликозидных связей в одной молекуле субстрата (рис. 27). Эффективность действия глюкоамилазы тем выше, чем выше молекулярная масса субстрата.

Отмечается высокая трансферазная способность глюкоамилазы, которая проявляется в большей степени при повышении концентрации глюкозы и степени гидролиза крахмала.

Максимальная активность глюкоамилазы проявляется при рН 4,3-5,7 и температуре 40-70 °С.

Производятся отечественные препараты Глюкоамилазы очищенной (оптимальные условия действия: рН 3,0-5,0; температура 55-60 °С), продуцентом которого являются гриб Asp. awamoryили штамм дрожжей Endomycopsis sp. 20-9.

Фирмой «Novozymes» выпускается ферментный препарат глюкоамилаза AMG, продуцируемый Aspergillus nigerи гидролизующий 1,4-, а также 1,6-α-глюкозидные связи амилозы и амилопектина с образованием глюкозы и небольшого количества декстринов. Добавление AMG в количестве 0,003-0,03 % к массе муки способствует интенсификации газообразования в тесте, улучшению цвета корки изделий и структурно-механических свойств мякиша. Эффективность действия ферментного препарата AMG возрастает при совместном его использовании с α-амилазой и ксиланазной. Оптимальными условиями действия препарата являются рН 3-5 и температура от 40 до 70 °С.

Ферментный препарат глюкоамилазы применяется при приготовлении хлеба ускоренным способом, в том числе с использованием концентрированной молочнокислой закваски, а также при производстве высокоосахаренных ферментативных полуфабрикатов и жидких дрожжей.

При приготовлении теста на концентрированной молочнокислой закваске (КМКЗ) положительные результаты дает использование ферментных препаратов, проявляющих глюкоамилазную активность. Физико-химические свойства КМКЗ (влажность, рН) соответствуют оптимуму действия грибной глюкоамилазы, оптимальными условиями действия которой составляют рН – 4,0 и температура 45-60 °С. Пшеничный хлеб, изготовленный на КМКЗ с глюкоамилазой, обладает более высокими показателями качества, чем на КМКЗ без добавок. При этом отмечается значительное увеличение в хлебе альдегидов, эфиров, ароматических и гетероциклических соединений, то есть ароматобразующих веществ.

При производстве хлеба из ржаной муки применение амилолитических ферментов позволяет снизить количество амилодекстринов и за счет этого уменьшить липкость и заминаемость хлеба. Повышение качества хлеба из ржаной муки, приготовленного на закваске (густой, жидкой, КМКЗ) с добавлением глюкоамилазы, выражается в увеличении удельного объема, пористости, улучшении структурно-механических свойств хлеба. Комплекс амилолитических ферментов, обладающих α-амилазной и глюкоамилазной активностью в сочетании с пирофосфатом натрия (питание дрожжей) дает хорошие результаты при использовании ржаной муки с различными хлебопекарными свойствами, в большей степени с пониженной автолитической активностью. Сокращается продолжительность брожения закваски, повышается подъемная сила полуфабрикатов, становится более выраженным вкус и аромат хлеба.

Комплекс ферментных препаратов α-амилазы и глюкоамилазы находит применение при получении высокоосахаренных ферментативных полуфабрикатов (ВФП), внесение которых в рецептуру хлеба сокращает продолжительность процесса тестоприготовления и расход сахара. Для приготовления ВФП используют различные крахмалсодержащие продукты: пшеничную, ржаную муку и муку зерна тритикале, а также рисовую мучку, крахмальное молоко, крахмал-сырец, черствый хлеб. Осахаривание проводят в течение 6 ч при температуре 60-65 °С и рН 4-4,2, что обеспечивается применением лимонной, ортофосфорной кислоты или молочной сыворотки.

Количество глюкозы в ВФП из различных видов сырья колеблется в пределах 50-75 %, составляя в ВФП из пшеничной муки 1 сорта 66-68 %, из крахмального молока – 75 %, из рисовой мучки – 50 % к массе сухих веществ. Степень гидролиза крахмала в ВФП из пшеничной муки 1 сорта составляет 73-
75 %, из хлеба пшеничного 1 сорта – 84-85 %, рисовой мучки – 66-68 %.

Промышленный способ получения ВФП основан на использовании комплекса препаратов Глюкаваморина и Амилоризина. Побочная активность Амилоризина – протеолитический комплекс с выраженной экзопептидазной способностью оказывает положительное влияние, так как гидролизует белки муки до аминокислот и пептидов. Легкоусвояемые формы азота стимулируют размножение и синтез ферментов дрожжей, а использование ВФП в составе теста приводит к увеличению подъемной силы дрожжей, скорости сбраживания сахаров, усилению газообразования, что позволяет сократить продолжительность тестоприготовления. Высокоосахаренные ферментативные полуфабрикаты эффективны при использовании как в однофазных (безопарных, ускоренных), как и опарных способах приготовления теста.

Состав питательной среды для выращивания заквасок, в том числе и для жидких дрожжей, определяет скорость размножения специфичной микрофлоры, а также ферментативную активность дрожжевых клеток. Ранее отмечалось, что высокую скорость роста и бродильную активность обеспечивают среды, осахаренные глюкоамилазой и ферментными препаратами α-амилазы, причем наиболее эффективны препараты, обладающие побочной протеолитической активностью.

В рецептуру многих хлебобулочных изделий входит молочная сыворотка, различные виды которой (сыворотка молочная концентрированная, сыворотка молочная сгущенная, сыворотка молочная сухая) содержат от 13 до 95 % сухих веществ, в состав которых входят белок, лактоза, жиры, минеральные вещества и витамины. Содержание лактозы составляет до 90 % на сухое вещество сыворотки. Известно, что лактоза не сбраживается хлебопекарными дрожжами. При расщеплении лактозы, катализируемом β-галактозидазой (лактазой),образуется эквивалентное количество глюкозы и галактозы. Глюкоза легко сбраживается хлебопекарными дрожжами, а галактоза является активным компонентом реакции меланоидинообразования. Продукты гидролиза лактозы более сладкие, хорошо усваиваются организмом человека. Гидролиз лактозы повышает эффективность использования молочной сыворотки в хлебопечении.

Установлено, что эффективность применения ферментных препаратов β-галактозидазы зависит от соответствия оптимальных условий действия ферментного препарата параметрам технологического процесса и определяется их активностью. Отмечается интенсификация процесса созревания полуфабрикатов с использованием β-галактозидазы, что выражается в увеличении скорости газообразования, повышении кислотонакопления и в конечном итоге улучшает качество готовых изделий.

Лактоканесцин Г20х – препарат β-галактозидазы из культуры гриба P. canescens,имеющий сопутствующую β-фруктофуранозидазную активность. Оптимальными действиями препарата является рН 4-5, температура 50-60 °С. Иммобилизованный препарат β-галактозидазы той же культуры имеет название Галактосил и применяется для гидролиза лактозы молочной сыворотки.

Эффективность использования при приготовлении хлебобулочных изделий предварительно гидролизованной молочной сыворотки очень высока. При гидролизе лактозы непосредственно в молочной сыворотке за 3-5 ч при температуре 46-50 °С и дозе β-галактозидазы 2 ед/мл расщепляется до 70 % молочного сахара. Степень гидролиза лактозы в мучных средах зависит от их рН и влажности, возрастая по мере увеличения последней.

Высокое содержание некрахмальных полисахаридов (гемицеллюлозы, растворимых пентозанов и клетчатки) в ржаной и пшеничной муке определяет эффективность применения цитолитических ферментных препаратов. Под цитолитическими ферментными препаратами понимают препараты, обладающие гемицеллюлазной, пентозаназной и целлюлазной активностями.

В настоящее время находят практическое применение ферментные препараты, обладающие гемицеллюлазной активностью, механизм действия которых представлен на рис. 28. Они воздействуют на нерастворимые высокомолекулярные ксиланы, глюканы, арабинаны, и другие нерастворимые полисахариды, содержащиеся в муке, увеличивают долю низкомолекулярных пентозанов, что способствует образованию более развитого клейковинного каркаса.

Внесение гемицеллюлазы в тесто увеличивает долю водорастворимых пентозанов, что способствует увеличению доли связанной влаги в полуфабрикатах и приводит к увеличению их водопоглотительной способности, улучшению структурно-механических свойств теста. Известно, пентозаны обладают высокой водопоглотительной способностью (1 г пентозанов поглощает до 15 г воды) и 4 % раствор их имеет консистенцию плотного студня.

Увеличение доли гемицеллюлозы в тесте приводит к резкому снижению удельного объема хлеба. Понижение сорта муки (увеличение доли оболочечных частиц) или внесение отрубей в тесто приводит к снижению показателей качества хлеба: удельного объема, пористости и т.п. (рис. 29).

Добавление в тесто ферментных препаратов, обладающих гемицеллюлазной активностью, сопровождается увеличением удельного объема хлеба до
30 % по сравнению с контрольной пробой.

Степень ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов под действием цитолитических ферментов определяется исходным составом сырья, типом используемых ферментных препаратов, параметрами технологического процесса и видом мучных изделий. Полный гидролиз гемицеллюлаз до олигосахаров эффективен при приготовлении бисквитного теста (рис. 30).

Отечественный цитолитический ферментный препарат, продуцентом которого является культура гриба Trichothecium rozeum, обладает гемицеллюлазной, целлобиазной, пентозаназной активностями.

В результате исследований по поиску возможностей использования в хлебопекарной промышленности Цитороземина П10х, который отличается высокой цитолитической и незначительной амилолитической и протеолитической активностью, было сделано следующее заключение: добавление его в тесто в диапазоне концентраций от 0,01 до 0,1 % к массе муки способствует дополнительному обогащению теста редуцирующими сахарами, приводит к значительному накоплению в нем водорастворимых пентозанов, изменению упруго-эластичных свойств клейковины, улучшению реологических свойств теста, что приводит к увеличению удельного объема хлеба.

Высокую эффективность при переработке ржаной муки имеет препарат Целлофторин,выделенный из культуры гриба рода Муceliophthoraи обладающий целлюлазной и ксиланазной активностью с оптимумом действия рН 4,0-6,5 и температуры 50-70 °С.

Ферментный препарат Пентопан Моно BG представляет собой очищенную эндо-1,4 β-ксиланазу (пентозаназа), которая продуцируется генетически модифицированным штаммом Aspergillus oryzae.

Применение препарата Пентопан Моно BG обусловливает следующий технологический эффект:

¨ улучшается стабильность теста, особенно при перерасстойке;

¨ увеличивается подъем теста на начальной стадии выпечки хлеба и, следовательно, объем хлеба;

¨ улучшается структура мякиша (более однородный и эластичный);

¨ увеличивается пористость хлеба;

¨ улучшаются хрустящие свойства хлебной корочки.

Пентопан Моно BG можно использовать при производстве хлебобулочных изделий широкого ассортимента.

Подобно традиционным гемицеллюлазам Пентопан Моно ВС обладает синергетическим эффектом при использовании совместно с грибной амилазой и другими ферментными препаратами.

Применение Пентопан Моно BG при приготовлении хлебобулочных изделий позволяет улучшить эластичность клейковинного каркаса теста путем воздействия как на растворимые, так и на нерастворимые пентозаны муки. Полученное в результате тесто характеризуется наибольшей стабильностью и наилучшими структурно-механическими свойствами, особенно при разделке. Хлеб, приготовленный с использованием этого препарата, обладает оптимальной структурой мякиша и большим объемом. Препарат инактивируется в процессе выпечки готовых изделий.

Благодаря высокой чистоты дозировка Пентопана Моно BG существенно ниже, чем при использовании традиционной гемицеллюлазы. Рекомендуемая дозировка составляет 2-5 г на 100 кг муки.

Механизм действия ксиланазы в процессе хлебопекарного производства до конца не известен. Исследования показали, что механизм действия ксиланазы включает в себя взаимодействие арабиноксиланов пшеницы и белков клейковины, приводящее в результате к лучшему формированию клейковины и большей эластичности клейковинного каркаса.

Перспективным способом расширения ассортимента хлебобулочных изделий, повышения их пищевой ценности является расширение сырьевой базы за счет использования нетрадиционных видов сырья, вторичных продуктов консервного производства (томатных, яблочных, цитрусовых выжимок, облепихового шрота и др.). Эти виды сырья содержат наряду с витаминами и микроэлементами до 10 % пектина, гемицеллюлозы, целлюлозы, веществ, входящих в группу пищевых волокон, оказывающих лечебно-профилактическое действие, способствующих нормализации обмена веществ и работы пищеварительного тракта. При внесении в рецептуру хлеба пектиновых веществ и гемицеллюлозы повышается водоудерживающая способность хлебобулочных изделий, замедляется процесс их черствения. Однако при этом снижается показатель удельного объема готовых изделий.

Повышение эффективности использования вторичных продуктов консервного производства основывается на применении препаратов, обладающих цитолитической активностью, что приводит к изменению структуры выжимок, повышению содержания в них глюкозы и других сбраживаемых олигосахаридов.

Так, при использовании препарата целлюлазы из культуры A. versicolorсодержание редуцирующих сахаров в гидролизатах мандариновых, яблочных и томатных выжимок составляет до 45 % к массе сухих веществ.

Ферментативные гидролизаты выжимок используют в качестве частичной (до 20 %) замены части сахара и фруктового пюре при приготовлении печенья, а также при производстве пшеничного хлеба в количестве 8-15 % к массе муки. В готовых изделиях увеличивается количество редуцирующих сахаров и ароматических веществ, улучшается структура.

Гидролизат облепихового шрота рекомендуют в качестве полифункциональной добавки – источника незаменимых аминокислот, пищевых волокон, моносахаров, жиров, водо- и жирорастворимых витаминов. В гидролизатах содержание олигосахаров повышается в 5.6 раза, аминокислот – в 3,5 раза.

Ферментные препараты, обладающие протеолитической активностью, модифицируют состояние клейковинных белков, изменяют структуру клейковины, увеличивают количество низкомолекулярных азотистых веществ, используемых дрожжами для питания, в результате чего усиливается процесс брожения полуфабрикатов. Использование протеолитических ферментов целесообразно при переработке муки с чрезмерно сильной или короткорвущейся клейковиной, так как ферменты этой группы оказывают деструктурирующее действие на клейковину муки Принцип действия протеолитических ферментов и улучшителей восстановительного действия различен (рис. 32).

Применение протеолитических ферментов способствует улучшению реологических свойств теста для затяжного печенья, слоеного бездрожжевого теста, крекера, галет, вафель и др.

В нашей стране производится ферментный препарат с протеолитической активностью Протосубтилин Г10х,продуцентом которого является глубинная культура Bacillus subtilis. Сопутствующими ферментами являются ксиланаза, амилаза, эндоглюканаза. Оптимальные условия действия: рН 7-7,5, температура 50 °С.

Для переработки муки с сильной клейковиной фирма «Novozymes» выпускает ферментный препарат Neutrase (Нейтраза). Нейтраза содержит нейтральную часть протеаз Bacillus subtilis. Оптимальные условия для действия препарата: рН 5,5-7,5 и температуре 40-50 °С.

Практическое значение имеет использование ферментных препаратов, обладающих липолитической активностью, осуществляющих гидролиз триацилглицеридов. Обоснованием для их применения является повышение биологической ценности пищевых продуктов. Образуемые промежуточные продукты гидролиза масел и жиров (моно- и диглицериды) обладают поверхностно-активными свойствами и оказывают улучшающее действие на полуфабрикаты и готовые изделия.

Преимущественно липаза используется при производстве гидроли-зованных жиров, рецептурных компонентов мучных изделий. Имеются сведения об использовании липазы непосредственно при приготовлении теста.

Л.П. Пащенко изучено влияние на свойства теста и качество хлеба ферментного препарата липазы, продуцентом которого является Ph. japonicus. Ферментный препарат из Ph. japonicus1403 кроме липазы содержит нейтральные протеазы (7,1 Е/г) и целлюлазы (5,0 Е/г) при активности липазы 220000-300000 Е/г. Липаза Ph japonicusстабильна в зоне рН 4,0-7,0 при температуре 30-40 °С.

Липаза Ph. japonicus1403 обладает избирательной активностью отщеплять различные жирнокислотные остатки в триглицеридах в зависимости от их положения, длины цепи и степени ненасыщенности, поэтому в период гидролиза жирового продукта наряду с жирными кислотами в гидролизате присутствуют моно- и диглицериды, обладающие поверхностно-активными свойствами. Так, с помощью липаз, обладающих позиционной специфичностью, можно без изменения вкусовых качеств увеличить в жировом продукте содержание ненасыщенных жирных кислот, моно- и диглицеридов, что приведет к изменению пищевой ценности готовых изделий.

При использовании гидролизованного жира при производстве хлеба интенсифицируется процесс брожения теста, улучшаются его реологические свойства, удельный объем хлеба, пористость и формоустойчивость изделий, увеличивается срок сохранения их свежести.

В качестве препарата, проявляющего липазную активность, фирма «Novozymes» предлагает продукт Lipopan 50 BG (Липопан 50 BG), продуцентом которого является генетически модифицированный штамм Aspergillus otyzae.Применение этого препарата позволяет улучшать стабильность теста, устойчивость тестовых заготовок при переработке, физические свойства полуфабрикатов, структурно-механические свойства мякиша, его цвет, увеличивать объем готовых изделий и их пористость. При совместном использовании липазы с ферментным препаратом амилолитического действия наблюдается синергетический эффект.

Оптимальные дозировки Липопан 50 BG составляет 0,001-0,005 % к массе муки.

Применение липазы обеспечивает:

§ повышение адгезионных свойств теста при его разделке, снижение липкости теста;

§ достижение синергетического эффекта при совместном применении препарата липазы с гемицеллюлазой;

§ улучшение стабильности теста при брожении;

§ повышение свойств клейковины (сила, эластичность), обеспечивающих больший объем готовых изделий;

§ улучшение структуры мякиша, обеспечение более однородной пористости и эластичности;

§ повышение реологических свойств теста при производстве хлебобулочных изделий с жировыми продуктами (растительным маслом) и без использования жиров;

§ улучшение цвета мякиша.

Эффективность действия липазы зависит от сорта муки и ее качества. Установлено, что внесение препаратов липазы оказывает положительный эффект на свойства теста, приготовленного без использования жировых продуктов. Положительное влияние выражается в улучшении реологических свойств теста, его стабилизации при значительном увеличении продолжительности брожения полуфабрикатов.

Внесение препарата липазы в тесто, рецептура которого содержит 3-6 % растительных жиров к массе муки, приводит к увеличению показателя удельного объема хлеба, в то время как при совместном использовании гидрогенизированных растительных жиров и липазы описанного эффекта не наблюдается.

Установлено, что внесение ферментного препарата липазы улучшает структурно-механические свойства мякиша хлеба, его эластичность, текстуру, упругие свойства, а также продлевает срок свежести готовых изделий. Использование препарата липазы позволяет уменьшать содержание жировых продуктов в рецептуре хлеба без снижения показателей качества готовых изделий.

В последние годы в качестве улучшителей окислительного действия находят применение ферментные препараты глюкозооксидазы.

Препарат катализирует окисление глюкозы кислородом с образованием γ-глюканолактота, который превращается в глюконовую кислоту и пероксид водорода.

Пероксид водорода распадается на воду и кислород, являющийся активным окислителем.

Полная реакция протекает по следующей схеме:

Внесение глюкозооксидазы при замесе теста вызывает окисление свободных сульфгидрильных групп в структуре клейковинных белков, посредством чего образуются дисульфидные связи, способствующие укреплению теста, увеличению эластичности теста, увеличению объема изделий.

Для производства ферментного препарата глюкозооксидазы применяют различные виды грибов: Aspergillus niger, Penicillium vitaleи др.

Ферментный препарат Gluzyme (Глюзим) является препаратом глюкозооксидазы с активностью фермента каталазы, продуцируемой Aspergillus niger. Он может быть использован в качестве добавки, обеспечивающей окислительное воздействие. Глюзим активен в тесте, стабилен при рН 3,5-7,0 и при температуре 50-60 °С, инактивируется в процессе выпечки.

Оптимальная дозировка ферментного препарата Глюзим активностью 10000 Е/г (10000 Glucose Oxidase Units) составляет 0,00025-0,007 % к массе муки (0,25-7 г на 100 кг муки).

Изучена возможность применения при приготовлении сдобных изделий ферментных препаратов β-фруктофуранозидазы. Обоснованием к ее практическому использованию является увеличение степени сладости в 1,3 раза при инверсии сахарозы. Используя инвертный сахар в качестве заменителя сахарозы возможно достижение аналогичных вкусовых ощущений при снижении содержания сахара-песка в рецептуре.

Фермент β-фруктофуранозидаза продуцируется грибами вида A. awamory. Оптимальная условия действия рН – 3-5, температура 65 °С.

При приготовлении хлебобулочных изделий использование β-фруктофуранозидазы для получения гидролизата сахарозы дает возможность сократить на 10-15 % содержание сахара в рецептуре изделий при улучшении показателей качества хлеба (увеличении удельного объема, пористости, вкуса, структуры мякиша, аромата, интенсивности окраски).

Заключение

В настоящее время возрастающее значение приобретают перспективы изучения научных и технических проблем, связанных с биотехнологией хлебопекарного производства.

Широкие перспективы открывает овладение механизмами теоретических закономерностей биотехнологии хлебопекарного производства во взаимосвязи с практическими аспектами различных технологических схем, что позволяет наиболее правильно регулировать ход процессов переработки растительного сырья, получать совершенные виды конкурентоспособной продукции.

Научно-практическое значение имеет изучение микроорганизмов и осуществляемого ими метаболизма, изыскание перспективных, доступных биологических микроингредиентов, позитивно влияющих на жизнедеятельность бродильной и кислотообразующей микрофлоры хлебопекарных полуфабрикатов.

Стабилизации и активации ферментных систем дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий имеет важное значение. Используя приемы регулирования активности микроорганизмов возможно повышение эффективности их действия в полуфабрикатах хлебопекарного производства, что оптимизирует технологический процесс, снижает технологические затраты.

Промышленная апробация наиболее эффективных способов культивирования микроорганизмов при производстве хлебопекарных полуфабрикатов, жидких дрожжей и заквасок с целенаправленным культивированием микроорганизмов при использовании биологически активных питательных смесей обеспечивают возможности для создания новых аппаратурно-технологических схем, позволяющих создавать современные продукты. Несомненны технические и экономические преимущества разработок и внедрения процессов интенсификации жизнедеятельности микрофлоры хлебопекарных полуфабрикатов.

Изучение биотехнологических процессов создает теоретические и технологические основы интенсификации хлебопекарной отрасли, обеспечивающие повышение качества хлебобулочных изделий, их усвояемость, органолептические свойства, создание новых видов хлебобулочных изделий, в том числе диетических и профилактических.

Новые перспективы для исследователей и работников промышленности возникают в теоретических и практических аспектах биотехнологии в результате выяснения механизмов регуляции метаболизма живой клетки и возможности управлять ходом ферментативных процессов, как в самой клетке, так и вне ее организма.

1. Применение новых видов ферментных препаратов позволяет с наибольшим эффектом осуществлять все производственные процессы, наиболее правильно регулировать их направленность, получать совершенные виды продукции высокого качества с заданными свойствами.

Дата добавления: 2016-12-26 ; просмотров: 4430 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник