Материал: Отличия в свойствах и способах приготовления ржаного теста

Отличия в свойствах и способах приготовления ржаного теста

Введение

Приготовление теста с использованием ржаной муки тесно связано с особенностями химического состава и биохимических свойств основных компонентов ржаной муки - белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов. А именно: высокой степенью пептизации белка и перехода его в вязкий коллоидный раствор, наличием активной α-амилазы, наличием большого количества декстринов, низкой температурой клейстеризации крахмала, образованием значительного количества слизей.

Реологические свойства ржаного теста характеризуются высокой вязкостью, пластичностью, низкой упругостью и слабой способностью к растяжению.

Поэтому для получения нормальной структуры ржаного теста требуется снизить активность α -амилазы муки, устранить неограниченную пептизацию белков и снизить излишний гидролиз пентозанов. Все это достигается путем повышения кислотности теста до 8-10 град.

В России для разрыхления ржаного теста и накопления в нем нужных органических кислот применяется биологический способ с использованием специально приготовленных заквасок (соотношение дрожжи :МКБ - 1 : 60 1 : 80), а также подкисляющих хлебопекарных добавок (в виде порошков, паст и жидкостей) в сочетании с хлебопекарными дрожжами [2].

. Отличия в свойствах и способах приготовления ржаного теста

Одним из важных отличительных свойств ржаного теста является его высокая кислотность. Кислотность ржаного теста в 3-4 раза выше кислотности пшеничного теста.

Белки ржаной муки, не смотря на содержание в них глиадиновой и глютениновой фракций, не образуют такого губчатого клейковинного каркаса, как белки пшеничной муки. В тесте белки ржаной муки быстро неограниченно набухают, пептизируются и переходят в состояние вязкого коллоидного раствора. Повышение кислотности теста до pH 4,4-4,2 способствует пептизации белков и их набуханию и улучшению реологических свойств ограниченно набухших белков. Значительное влияние на реологические свойства ржаного теста оказывает соотношение в нем пептизированных и ограниченно набухших белков. Дальнейшее повышение кислотности теста может снижать пептизацию содержащихся в нем белков.

Повышенная кислотность ржаного теста тормозит действие α-амилазы, при этом резко снижается температура инактивации α-амилазы, что особенно важно при выпечке хлеба после инактивации β-амилазы. Снижение активности α-амилазы сокращает период образования под ее влиянием декстринов и снижает липкость и заминаемость мякиша хлеба. Поэтому кислотность выброженного теста из ржаной муки при созревании доводят до 12-14 град.

Для разрыхления ржаного теста и накопления в нем нужных органических кислот у нас в стране применяется биологический способ с использованием специально приготовляемых заквасок, в которых создаются условия для развития в них необходимых микроорганизмов - молочнокислых бактерий (МКБ) и дрожжей. При этом МКБ должно быть значительно (примерно в 60-70 раз) больше, чем дрожжевых клеток. Под ржаной закваской принято понимать фазу, предшествующую приготовлению теста, из муки, воды и части спелой закваски. Основная часть этой фазы (закваски) после созревания расходуется на приготовление теста, а оставшаяся часть - для возобновления на ней новой порции закваски.

В качестве стартерных культур микроорганизмов используются мезофильные гомо- и гетероферментативные МКБ, термофильные МКБ и дрожжи видов Saccharomyces cerevisiae и S. minor.

Существуют различные схемы приготовления ржаных заквасок: Ленинградская, Мытищинская, Саратовская, Ивановская, Щелковская, Рижская и др. Разница между заквасками заключается в наборе различных штаммов МКБ и дрожжей. Ржаные закваски готовят (рис. 1) густыми, жидкими, с применением заварки и без нее, и концентрированными молочнокислыми (КМКЗ). Показатели свойств различных заквасок приведены в таблице 1 [3].

Рис. 1. Способы приготовления теста из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки

Таблица 1. Показатели свойств ржаных заквасок

2. Значение молочнокислых бактерий и дрожжей в производстве ржаных заквасок

Значительную роль в созревании мучных полуфабрикатов играют молочнокислые бактерии (МКБ). В зависимости от конечных продуктов брожения МКБ разделяют на гомоферментативные (преимущественно образуют молочную кислоту и незначительное количество фумаровой и янтарной) и гетероферментативные (наряду с молочной кислотой образуют уксусную, этиловый спирт, диоксид углерода). По оптимальной температуре выращивания МКБ разделяют на мезофильные (32-40°С) и термофильные (48-50°С). Молочнокислые бактерии составляют основу ржаных заквасок и повсеместно применяются в хлебопекарной промышленности России [4].

В табл. 2 приведены основные формы бактерий молочнокислого брожения, встречающиеся в заквасках и тесте, и их количественное соотношение. Значительная часть их является возбудителями гомоферментативного молочнокислого сбраживания углеводов, а меньшая часть - гетероферментативного [5].

Таблица 2 Соотношение различных групп МКБ в ржаных заквасках

В результате длительного изучения ржаных заквасок и теста, проведенных у нас в стране и за рубежом, установлено, что в брожении теста из ржаной муки также принимают участие два вида дрожжей сахаромицетов Saccaromyces cerevisiae и Saccaromyces minor. Дрожжи S. minor. были выделены из ржаных заквасок и являются специфическими дрожжами для ржаного теста, в других отраслях пищевой промышленности не применяются. Они сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу, раффинозу, не сбраживают и не усваивают лактозу, ксилозу, арабинозу, крахмал, клетчатку. Характерной особенностью данного вида является то, что они не сбраживают мальтозу и простые декстрины. Температурный оптимум находится в пределах 25-28 °С, т. е. несколько ниже, чем S. cerevisiae. Повышение температуры до 32-35 °С действует на дрожжи угнетающе. По энергии брожения дрожжи S. minor. несколько уступают виду S. cerevisiae., зато они менее требовательны к источникам витаминов и азотного питания и отличаются кислотоустойчивостью. Они хорошо развиваются в среде pH 3,0-3,5, более спиртоустойчивы.

При производстве ржаного хлеба, также как и пшеничного, сахаромицеты выполняют в основном роль разрыхлителей теста, существенно влияют на объем готового хлеба и пористость мякиша.

При брожении теста наряду с основными продуктами брожения - спиртом и диоксидом углерода, в нем образуются и побочные. Вкус ржаного хлеба зависит от соотношения в заквасках молочной кислоты и летучих кислот, в основном, уксусной. Доля уксусной кислоты в общей кислотности ржаного хлеба колеблется от 20 до 40 %, пропионовой - 30 %, муравьиной - до 10 %. Большую роль в образовании ароматического комплекса ржаного хлеба играют карбонильные соединения: ацетальдегид, ацетоин, диацетил, оксиметилфурфурол.

Наряду с молочной и уксусной кислотами в ржаных заквасках обнаружены янтарная, яблочная, винная, лимонная кислоты, на долю которых приходится около 8 % летучих кислот [6].

.1 Применение чистых культур микроорганизмов

В хлебопекарной промышленности, перерабатывающей нестерильное сырье особое значение имеет использование чистых культур. В результате многолетнего практического опыта производства заквасок сформулирована задача применения чистых культур в качестве источника стабильной микрофлоры полуфабрикатов.

Чистой культурой называется совокупность микроорганизмов, выращенных из одной клетки и не содержащих посторонних микроорганизмов. Технически чистые культуры - культуры, содержащие незначительные примеси других микроорганизмов. Чистые культуры дрожжей и МКБ широко используются в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе и хлебопекарной отрасли.

Преимущества применения чистых культур молочнокислых бактерий заключается в следующем:

•        чистые культуры создают возможность использования определенных видов штаммов микроорганизмов, создания оптимальных условий их жизнедеятельности в средах, достижения максимального эффекта качества готового продукта;

•        используя специфические свойства отдельных штаммов МКБ, в частности, их способность к кислотообразованию и синтезу побочных продуктов их жизнедеятельности, можно путем комбинации этих бактерий, получать продукты разнообразного вкуса, поскольку этот показатель качества определяется подбором видов чистых культур микроорганизмов;

•        чистые культуры обеспечивают приготовление заквасок высокого качества в наиболее короткий период времени и гарантируют подавление посторонней микрофлоры муки;

•        чистые культуры дают возможность повышать выход продукции за счет более экономного использования муки в процессе брожения;

•        с применением чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий создаются возможности направленного управления технологическим процессом.

.2. Биологическое взаимоотношение различных видов бродильной микрофлоры

При приготовлении ржаных заквасок в процессе культивирования МКБ и дрожжей последние оказывают влияние на следующие процессы:

•        обогащают среду рядом экстрацеллюлярных продуктов своего метаболизма и делают ее более благоприятной для развития молочнокислых бактерий. В присутствии дрожжей последние могут развиваться в жидких средах, где они самостоятельно не размножаются (это наблюдается в питательных смесях, лишенных ряда витаминов, аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований);

•        обеспечивают условия для жизнедеятельности кислотообразующих бактерий, потребляя кислород, способствующий повышению кислотности закваски, вызываемой бактериями L. brevis и L. fermenti;

•        способны ассимилировать органические кислоты - продукты жизнедеятельности молочнокислых бактерий.

В свою очередь, МКБ оказывают влияние на следующие процессы:

·   обеспечивают условия жизнедеятельности Saccharomyces, повышая кислотность среды, угнетая конкурентные виды;

·   могут расщеплять мальтозу на две молекулы глюкозы, которая полностью усваивается дрожжами, ускоряя газообразование в заквасках;

·   некоторые виды бактерий, обладая активной системой протеолитических ферментов, гидролизуют сложные азотистые соединения, обеспечивая азотным питанием дрожжевые клетки.

Однако в определенных условиях дрожжи и МКБ могут угнетать друг друга:

· повышенное содержание заварки в составе питательной смеси и культивирование микроорганизмов при температуре 30° С обеспечивает интенсивное размножение дрожжевых клеток, создавая дефицит сбраживаемых сахаров для молочнокислых бактерии. Повышение температуры закваски до 32 °С неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности дрожжей, что приводит к ухудшению подъемной силы закваски, при этом интенсифицируется кислотонакопление;

· уксусная кислота, синтезируемая молочнокислыми бактериями в количестве 1 г на 100 г закваски, тормозит жизнедеятельность всех видов дрожжей;

· существует возможность прямого паразитирования молочнокислых бактерии на дрожжевых клетках с разрушением последних, особенно при повышенных температурах.

2.3 Процессы, протекающие при брожении ржаных полуфабрикатов

Сложный состав микрофлоры заквасок и теста обусловливает сложные биохимические и микробиологические процессы, протекающие при приготовления ржаного теста.

Важнейшим фактором, определяющим ход биохимических процессов в ржаной закваске и тесте, является видовой состав микрофлоры и его изменение в зависимости от условий внешней среды.

Изучение процессов сбраживания заквасок и теста показывает, что основными типами брожения являются спиртовое и молочнокислое гомо- и гетероферментативное, кроме того присутствуют в определенной мере другие типы брожения (пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, ацетонобутиловое и маслянокислое).

Молочная кислота придает хлебу кисловатый вкус, а летучие кислоты - специфический аромат. Кроме летучих кислот влияние на аромат хлеба оказывают ди- и трикарбоновые кислоты, а также карбонильные соединения, в том числе спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, серосодержащие соединения и многие другие. В образовании многих из них участвуют как молочные бактерии, так и дрожжи.

Установлено, что чем выше доля уксусной кислоты в общем содержании кислот, тем резче выражен кислый вкус готового изделия. Доля уксусной кислоты в общей кислотности ржаного теста составляет от 20 до 40%.

Молочная кислота благоприятно влияет на структурно-механические свойства ржаного теста, на пептизацию белков и амилолиз крахмала.

При повышении температуры брожения от 27 до 37 °С соотношение кислот изменяется в сторону увеличения молочной кислоты.

Уменьшение количества воды в закваске по отношению к муке приводит к увеличению скорости общего кислотонакопления и увеличение доли уксусной кислоты.

Внесение в закваску дрожжей формирует общее кислотонакопление, но снижает долю уксусной кислоты, что связано с образованием угольной кислоты из диоксида углерода.

Кроме того, важным фактором регулирования соотношения молочной и уксусной кислоты в заквасках является подбор соотношения различных видов молочнокислой микрофлоры.

При повышении кислотности среды в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий повышается растворимость азотистых веществ в воде, что приводит к снижению содержания глиадиновой и в меньшей степени глютениновой фракции белковых веществ ржаного теста, увеличению содержания растворимых белков в закваске, увеличению количества низкомолекулярных фракций белков.

Значительная часть белков ржаной муки в тесте неограниченно набухает, пептизируется, переходит в состояние вязкого коллоидного раствора, составляющего основу жидкой фазы ржаного теста.

Жидкая фаза ржаного теста определяет структурно-механические свойства ржаного теста: высокую вязкость, пластичность, малую способность к растяжению, низкую упругость.

Недостаточная и слишком большая пептизация белковых веществ в ржаном тесте нежелательна, т. к. может привести к чрезмерному разжижению теста и снижению его способности удерживать форму при расстойке и выпечке подовых видов хлеба.

2.4 Способы направленного регулирования биохимических процессов в ржаных полуфабрикатах

Основным способом регулирования биохимических процессов в ржаных полуфабрикатах является подбор вида и характеристик микрофлоры заквасок. Кроме того, неоднородность качества зерна ржи определяет различие в свойствах муки из него и необходимость корректировки хлебопекарных свойств муки для улучшения качества хлеба.