Материал: Melnuchuk_Promuslova biotexnologij

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА

ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

7.1. Особливості використання культур дріжджів і молочнокислих бактерій у хлібопеченні

Виготовлення хлібобулочних виробів представляє собою складний цикл мікробіологічних і біохімічних процесів, що відбуваються в тісті з моменту змішування борошна з водою і закінчуючи його випічкою. До складу борошна, використовуваного для випічки пшеничного і житнього хліба, входять компоненти, необхідні для розвитку багатьох мікроорганізмів. Крім крохмалю в борошні є до 2% зброджуваних цукрів – глюкози, фруктози, мальтози, сахарози, рафінози. Борошно якісних сортів пшениці містить до 14% білка. Його азотовмісні речовини представлені різноманітними групами білків – альбумінами, глобулінами та ін. Борошно містить до 2% жирів і жироподібних речовин і до 2% мінеральних речовин, у тому числі мікроелементи.

Вирішальну роль у приготуванні хліба поряд з ферментами борошна грає життєдіяльність мікроорганізмів. Борошно завжди містить значну кількість різних мікроорганізмів. Їх число залежить від ступеня забрудненості зерна і способів його очищення. Вносять мікроорганізми і з добавками до тіста в процесі приготування хліба. Однак з усього розмаїття мікроорганізмів тіста найбільш важливе значення мають дріжджі та молочнокислі бактерії, для розвитку яких у тісті є всі необхідні умови – вологість 40-50%, незначний вміст молекулярного кисню і наявність поживних речовин. Провідна роль у формуванні якості хліба належить дріжджам. Їх головна функція полягає в заквашуванні тіста, в результаті чого воно піднімається під дією виділяємого при бродінні вуглекислого газу. Мікробіологічні процеси та пов'язані з ними біохімічні зміни в тісті визначають пористість, забарвлення і збереження свіжості хліба, надають йому смак і аромат, дещо підвищують його поживну цінність.

Дріжджі Saccharomyces cerevisiae різних рас є головними розпушувачами тіста. Для хлібопечення особливо важливі такі властивості дріжджів, як висока потенційна активність гліколітичних ферментів, стійкість їх зберігання, здатність переносити високі концентрації цукрів і NaCl в середовищі. У хлібопеченні найчастіше використовують швидкоростучі раси сахароміцетів верхового бродіння. У повноцінних рас дріжджів підйомна сила, тобто тривалість підйому тіста на стандартну висоту 70 мм в стандартній формі, повинна бути не більше 45 хв. Дріжджі повинні мати 100%-у стійкість до меляси та швидкість росту не менше 0,2 год-1. На хлібозаводах застосовують пресовані і сухі дріжджі.

146

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

Схема приготування рідких дріжджів з пресованих і сухих включає в залежності від сорту хліба заквашування оцукреної та охолодженої до 50°С борошняної закваски молочнокислими бактеріями, наприклад Lactobacillus delbrueckii. Вони прискорюють процес бродіння в тісті і мають високу протеолітичну активністю, яка дозволяє накопичувати в тісті значну кількість амінного азоту, позитивно впливає на швидкість росту і підйомну силу дріжджів. Поряд з Saccharomyces cerevisiae в тісто можуть спонтанно потрапляти дріжджі родів Candida і Pichia - C. krusei, C. utilis, C. guilliermondii, P. xylosa, P. vini. У пшеничних і житніх заквасках переважають молочнокислі бактерії, а не дріжджі.

Виробництво спиртних напоїв також базується на зброджуванні цукрів дріжджами Saccharomyces cerevisiae, проте у цьому разі основною вимогою є одержання спирту, а не двоокису вуглецю. Спиртні напої поділяються на три категорії:

—вино й пиво, одержувані зброджуванням фруктового соку або оцукреного екстракту зерна;

—міцні вина, у які додається спирт;

—спирт, одержуваний перегонкою вина або пива.

Морфологія дріжджів. Термін "дріжджі" не має таксономічного значення. До цієї групи мікроорганізмів належать мікроскопічні одноклітинні вищі гриби, які розмножуються переважно брунькуванням або поділом. Таке визначення є недостатньо точним, оскільки окремі види дріжджів здатні в певній фазі розвитку утворювати міцелій, а деякі мікроскопічні міцеліальні гриби в певних умовах культивування ростуть у дріжджеподібній формі. Проте переважне їх існування у вигляді одноклітинних форм дає можливість розглядати дріжджі як окрему групу еукаріотичних мікроорганізмів. Клітини дріжджів мають різноманітну форму: круглу, овальну (Trixosporon), яйцеподібну (Candida), циліндричну

(Endomyces), трикутну (Trigonopsis), лимоноподібну (Nadsoniia), грушоподібну (Schizoblastoporium), стрілоподібну (Brettanomyces),

серпоподібну (Selenotila) (рис.39).

Для деяких дріжджів форма клітин настільки характерна, що може бути використана для встановлення їх родової належності (наприклад, у Trigonopsis клітини трикутні). У представників роду Candida, навпаки, морфологія клітин не постійна, вона змінюється залежно від складу середовища та умов культивування, тому не може використовуватись як

таксономічна ознака. Розміри дріжджових клітин

Рис.39. Клітини дріжджів

Saccharomyces cerevisiae

147

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

також варіюють у широких межах, мкм: діаметр найдрібніших клітин становить 1,5-2,0, довжина 35, діаметр великих клітин – 8-40, їх довжина – 11-18, довжина витягнутих клітин може досягати 20-25.

При виробництві житнього хліба тісто готують на закваски, які як і деякі пшеничні закваски, є змішаними культурами дріжджів і молочнокислих бактерій, що забезпечує розпушення тіста і нагромадження кислот. Співвідношення молочнокислих бактерій і дріжджів в густих житніх заквасках становить 80:1, а в житніх заквасках без заварки — 40:1, тобто в дозріванні житнього тіста провідна роль належить молочнокислим бактеріям. З гомоферментативних молочнокислих бактерій застосовують

L. рlantarum, з гетероферментативних —Lactobacillus brevis i L.fermentum.

Ці бактерії, крім молочної кислоти і вуглекислого газу, продукують речовини (альдегіди, леткі кислоти, оцтовий і етиловий ефіри), що входять до складу ароматичного комплексу хліба. Висока кислотність житнього тіста (рН 4,2—4,3) сприяє зменшенню активності амілази, впливає на білки житнього борошна, поліпшує його хлібопекарські властивості і перешкоджає розвиткові в тісті та хлібі і бактерій — збудників псування.

Про активність молочнокислих бактерій у заквасках і тісті роблять висновок звичайно за кислотонакопиченням, визначаючи кількість молочної кислоти, що утворилася, і летких кислот.

Кислотність напівфабрикатів визначають методом титрування, добре відомим працівникам промисловості. Проте цей метод є суб'єктивним, тому що зміну кольорів індикатора наприкінці титрування встановлюють візуально. При роботі з житніми напівфабрикатами, що мають темне забарвлення, визначити кінцеву крапку титрування досить важко. Крім того, метод титрування погано піддається автоматизації.

Більш об'єктивним методом вважається визначення активної кислотності (рН) напівфабрикатів.

Визначення активної кислотності (рН). Активну кислотність середовища можна визначити, користуючись універсальним індикаторним папірцем. Для цього смужку паперу опускають у випробувану суспензію й, вийнявши, порівнюють отриманий колір індикаторної смужки з кольорами центральної смужки на шкалі. Більш точно можна виміряти рН середовища за допомогою рН-метрів.

Для деяких напівфабрикатів встановлені діапазони рН, які показують готовність напівфабрикатів для подальшої переробки (табл.18). Застосування промислових рН-метрів зі стандартними електродами дозволяє вимірювати кислотність напівфабрикатів періодично, тому що тісто налипає на датчики й доводиться їх щоразу очищати й промивати в дистильованій воді.

Використання автоматичного контролю активної кислотності підвищує точність аналізу, дозволяє одержувати безперервну інформацію

148

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

про хід кислотонакопичення й цим сприяє поліпшенню культури виробництва.

Таблиця 18

Значення рН для деяких напівфабрикатів

Визначення активності молочнокислих бактерій за зміною забарвлення індикатора. Поширеним методом непрямого визначення активності молочнокислих бактерій у заквасці й тісті є застосування індикаторів, відновлені форми яких під дією ферментів мікроорганізмів змінюють забарвлення.

Між ферментативною активністю молочнокислих бактерій і величиною окислювально-відновного потенціалу є певна залежність. В умовах молочнокислого бродіння окислення вуглеводів відбувається за рахунок відновлення інших речовин. Такі барвники, як метиленова синь і янус-грюн, є акцепторами водню. Відновлюючись, метиленова синь переходить у безбарвну лейкосполуку. Колір янус-грюн під дією молочнокислих бактерій переходить із синьо-зеленого через червоний у рожеві кольори, потім у безбарвний.

Лабораторна робота № 29. Вивчення морфологічних і культуральних ознак дріжджів

Мета: закріпити знання про морфологію дріжджової клітини. Закріплення практичних навичок з приготування препаратів «роздавлена крапля»

Матеріали та обладнання: спиртівки, бактеріологічні петлі, препарувальні голки, предметні та накривні скельця, промивалки з дистильованою водою, мікроскопи, культури дріжджів.

Хід роботи:

1. Приготувати препарати «роздавлена крапля» дріжджів Saccharomyces cerevisiae (глянути під мікроскопом, виявити клітини, які діляться, описати способи поділу, замалювати.

149

РОЗДІЛ 7. БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ У ХЛІБОПЕЧЕННІ, ПИВОВАРІННІ ТА ОТРИМАННІ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ НАПОЇВ

Препарат «роздавлена крапля» готується на знежиреному предметному склі, на яке наносять маленьку краплю водопровідної води з дотриманням правил асептики бактеріологічною петлею у воду вносять невелику кількість культури дріжджів, розмішують і накривають накривним скельцем. Не слід вносити велику кількість культури, оскільки препарат буде густим і малопридатним для спостереження. Не можна допускати утворення бульбашок повітря під накривним склом; за надлишку води її видаляють фільтрувальним папером. Мікроскопування здійснюють з сухою системою.

2. Приготувати препарати "роздавлена крапля" дріжджів Candida scottii, Rodotorula glutinis розглянути під мікроскопом, замалювати клітини, що брунькуються, псевдоміцелій, бластоспори.

Лабораторна робота № 30. Визначення якості хлібопекарських дріжджів. Особливості підйомної сили дріжджів

Сировина, що використовується в хлібопекарському виробництві, поділяється на основну та додаткову. До основної сировини належить пшеничне та житнє борошно, дріжджі хлібопекарські, сіль, вола; до додаткової — сировина, що застосовується згідно з рецептурою для надання виробам відповідних органолептичних та фізико-хімічних властивостей: цукор, жир, молоко тощо.

Всі види сировини повинні відповідати вимогам стандартів і забезпечувати високу якість готових виробів. Якість сировини контролюють за органолептичними (колір, запах, смак, консистенція) та фізико-хімічними (вологість, зольність, кислотність, тощо) показниками.

В окремих випадках визначають показники якості специфічні для даного виду сировини. Визначення фізико-хімічних показників дріжджів хлібопекарських проводиться за ГОСТ 171—81.

Мета: освоїти методику визначення якості хлібопекарських дріжджів. Отримати дріжджове тісто шляхом змішування дріжджів і борошна. Визначити підйомну силу дріжджів.

Хід роботи:

1. Визначення вологості. Зважують 1,5 г пресованих або 2 г сушених дріжджів із точністю до 0,0002 г і висушують в бюксах у сушильній шафі при температурі 105 °С до постійної маси. Перше зважування здійснюють після 4 год. висушування, наступні — через кожну годину. Різниця між двома наступними зважуваннями не повинна бути більше 0,001 г. Вологість дріжджів, %, визначають за формулою:

Wд=(mд- mд′) 100/ mд

150