logo search
671972_D8450_drobot_v_i_stepanenko_t_o_tehnolog

Мікробіологічні процеси в тісті під час дозрівання

Основними мікроорганізмами в тісті є дріжджі й молочнокислі бактерії. У тісті спостерігається їх симбіоз. під час дозрівання тіста молочнокислі бактерії продукують молочну кислоту, яка підкислює середовище, чим створює сприятливі умови для розвитку дріжджів і пригнічує інші мікроорганізми, продукти життєдіяльності яких токсичні для дріжджів. Дріжджі збагачують середовище азотистими речовинами, вітамінами, необхідними для розвитку бактерій. Оптимальними умовами для життєдіяльності дріжджів і молочнокислих бактерій є рН 4-6, температура 28-35 ºС. Основними процесами під час дозрівання тіста є спиртове і молочнокисле бродіння. Внаслідок цих процесів відбувається:

Спиртове бродіння. Збудниками спиртового бродіння є дріжджі - сахароміцети Saccharomyces cerevisial. Це анаеробний процес перетворення глюкози і фруктози під дією ферментів дріжджової клітини через низку проміжних фаз у спирт і диоксид вуглецю

С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2 + 117,6 кДж

У сучасній схемі спиртового бродіння налічується 10-12 фаз біохімічних перетворень гексоз під дією ферментів дріжджів. На останньому етапі цих перетворень утворюється піровиноградна кислота. продуктами її трансформації є спирт і СО2.

СН3СОСООН → СО2 + СН3СНО

піровиноградна кислота оцтовий альдегід

СН3СНО + Н2 → СН3СН2ОН

оцтовий альдегід етанол

Окрім етилового спирту і диоксиду вуглецю, утворюється низка побічних продуктів спиртового бродіння. Це кислоти, альдегіди, інші сполуки, що утворюються не з цукрів.

Хлібопекарські дріжджі зброджують цукри у такій послідовності: глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза. Безпосередньо бродильні ферменти дріжджів зброджують лише глюкозу. Фруктозу вони зброджують після того, як фермент фруктоізомераза перетворить її в глюкозу, а дицукри - після їх гідролізу в моноцукри.

У процесі життєдіяльності дріжджі засвоюють також азотисті речовини, мінеральні солі, вітаміни, що містяться у рідкій фазі тіста. Протягом 1-1,5 год після замішування тіста дріжджі зброджують власні цукри борошна, живляться іншими водорозчинними речовинами тіста. У подальшому їх життєдіяльність залежить від накопичення в тісті мальтози, розчинних азотвмісних сполук, що є продуктами ферментативного гідролізу крохмалю і білків тіста.

Мальтоза є основним енергетичним матеріалом для дріжджів у тісті. Переключення дріжджів на зброджування мальтози потребує перебудови ферментного апарату дріжджової клітини, бо у цей період газоутворення тимчасово знижується, після чого знову зростає.

Якщо у рецептурі тіста є сахароза, ферментним комплексом дріжджів вона розщеплюється на глюкозу і фруктозу, які швидко зброджуються дріжджами. При достатній кількості сахарози мальтоза практично не зброджується, і процес затухання бродіння пом’якшується або зовсім не спостерігається.

Під час бродіння дріжджі розмножуються. Відомо, що чим менше внесено дріжджів у тісто, тим краще вони розмножуються. Так, за даними Л.Я. Ауермана, через 6 год бродіння тіста при внесенні 0,5 % дріжджів приріст їх складав 88 %, а при внесенні 2 % - тільки 29 %. Очевидно, при внесенні 2 % дріжджів до маси борошна для їх розмноження не досить поживних речовин у рідкій фазі тіста. Період регенерації дріжджів у борошняному середовищі становить 2-2,5 год.

Інтенсивність спиртового бродіння залежить від:

Затрати на спиртове бродіння належать до категорії технологічних затрат. Вони є неминучим наслідком біохімічних і мікробіологічних процесів, що відбуваються у тістових напівфабрикатах. Опосередковано про затрати СР на бродіння можна судити за кількістю диоксиду вуглецю і спирту, що утворилися при бродінні. Цей метод використовується у контролі хлібопекарського виробництва.

Молочнокисле бродіння. У сировині, з якої виготовляється тісто, наявні різні види бактерій. Вони зумовлюють різні типи кислотного бродіння, але переважним є молочнокисле. У вибродженому тісті присутні молочна, оцтова, янтарна, мурашина, яблучна, винна, лимонна та деякі інші кислоти і побічні продукти кислотного бродіння. Від їх діяльності та співвідношення залежить інтенсивність колоїдних і ферментативних процесів у тісті, а також формування смаку та аромату готових виробів. Найбільше значення у технології хлібопекарського виробництва має молочна кислота. У пшеничному тісті внаслідок молочнокислого бродіння накопичується молочна (70-75 %), леткі (15-20 %) та інші кислоти (10 %).

Склад продуктів бродіння пов’язаний з життєдіяльністю гомо- і гетероферментативних бактерій. Оптимальною температурою для цих бактерій є 32-35 ºС. У складі продуктів гомоферментативного бродіння молочної кислоти - 85-90 %, а гетероферментативного - 20-40 %. У житньому тісті більш активне гетероферментативне бродіння, яке викликає мікрофлора заквасок. У житньому тісті молочної кислоти утворюється біля 65 %, летких кислот - близько 30 %, це в основному оцтова кислота.

Інтенсивність кислотонакопичення залежить від складу мікрофлори тіста, температури бродіння, консистенції напівфабрикатів, тривалості бродіння. Для більшості молочнокислих бактерій оптимальним є рН 5-6. У густому середовищі процес кислотонакопичення відбувається інтенсивніше, ніж у рідкому.

За надмірної тривалості бродіння у тісті може зростати вміст оцтової кислоти внаслідок окислення спирту в оцтову кислоту і воду

СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН + Н2О

Розвиток молочнокислих бактерій гальмується при концентрації у живильному середовищі цукру понад 15, а солі - більше 6 %.

У тісті присутні й термофільні молочнокислі бактерії, типу бактерій Дельбрюка, що мають температурний оптимум 48-54 ºС. Ці бактерії відіграють роль у кислотонакопиченні в перший період випікання.

Певну роль у підвищенні кислотності тіста відіграють дріжджі. Диоксид вуглецю, що утворюється при спиртовому бродінні, розчиняється у воді, утворює вугільну кислоту Н2СО3. Її вміст впливає на титровану кислотність тіста.

На підвищення титрованої кислотності впливає розклад фітину з утворенням кислих фосфатів, а також жирні кислоти, амінокислоти, що утворюються в тісті внаслідок ферментативного гідроліз жирних кислот і білків. За період дозрівання тіста титрована кислотність підвищується на 1-1,5 град проти початкової й становить: для тіста з борошна пшеничного першого сорту 3,0-3,5 град, другого сорту - 4,5-5,0 град, обойного - 5,5-6,5 град.

У підвищенні кислотності тіста знижується рН, але прямої залежності між ними не встановлено. При одному і тому ж показникові титрованої кислотності значення рН може бути різним, залежно від наявності буферних речовин борошна і рецептури тіста.

Кислотність тіста, а точніше - рН, впливає на:

Кінцева кислотність напівфабрикатів прийнята за основний показник їх зрілості, а кислотність хліба регламентується стандартом.

Біохімічні процеси в тісті зумовлені ферментними комплексами дріжджів, молочнокислих бактерій і борошна, а також станом біополімерів. Внаслідок цих процесів відбувається дезагрегація білків, крохмалю, пентозанів та інших складових борошна.

Внаслідок гідролітичних процесів, пов’язаних з дією амілаз, з крохмалю борошна утворюється мальтоза, яка в тісті є основним енергетичним матеріалом для життєдіяльності мікроорганізмів.

Кількість цукрів у тісті збільшується порівняно з їх кількістю в борошні. Інтенсивність цього процесу залежить від податливості крохмалю амілолізу. Мальтоза зброджується дріжджами тільки після збродження власних цукрів борошна.

Отже, в тісті одночасно відбуваються два процеси: процес утворення мальтози і процес зброджування її мікрофлорою тіста. Процес утворення мальтози має випереджати її зброджування.

У дозрілому тісті повинно міститись не менше 3 % цукрів, що зброджуються. Саме така кількість цукрів, необхідна для процесів бродіння при вистоюванні тістових заготовок і для реакції меланоїдиноутворення, що зумовлює забарвлення скоринки.

Амілоліз крохмалю в тісті є необхідним процесом, але надмірний амілоліз недопустимий. При надмірному амілолізі накопичується зайва кількість декстринів, що погіршує стан м’якушки хліба.

Під час дозрівання тіста відбувається деполімеризація пентозанів під дією ферментів борошна, утворюються пентози, які беруть участь у реакції меланоїдиноутворення.

Білки тіста під час дозрівання продовжують набухати. Набухлі білки легше піддаються протеолізу, який почався при замішуванні тіста. Цей процес активується глютатіоном дріжджів. У дріжджовому тісті окисно-відновний потенціал зміщається у бік підсилення відновлювальних процесів. Внаслідок цього протеїназа тіста активується, окислена частина активаторів протеолізу (глютатіону, цистеїну) відновлюється, поглиблюється дезагрегація білкової молекули в тісті. Зменшується вміст високомолекулярних фракцій, а саме - глютеніну і підвищується вміст більш низькомолекулярних гліадину, альбуміну, глобулінів.

Продукти гідролізу білків, що переходять у рідку фазу тіста і слугують живленням для мікрофлори тіста, а також необхідні для утворення ароматичних і барвних сполук на стадії випікання хліба.

Внаслідок протеолізу знижується пружність тіста, поліпшується еластичність, формуються певні структурно-механічні властивості.

Необхідна глибина протеолізу залежить від сили борошна. Надмірний протеоліз у тісті зі слабкою борошна приведе до його надмірного розрідження.

Дезагрегація білків у тісті призводить до зменшення кількості відмиваємої сирої клейковини на 15-18 %, а сухої - на 5-3,3 %. Вміст водорозчинних білкових речовин у тісті за час дозрівання зростає з 12 до 30 % від загальної кількості. У тісті утворюється проміжна фракція білків, яка не відмивається у вигляді клейковини, але й не переходить у розчин. Ця фракція розподіляється по всій масі тіста і поліпшує його реологічні властивості.

Біохімічні процеси в тісті інтенсифікуються при посиленні механічного обробки, підвищенні температури тіста. На їх активність впливає рН середовища, наявність активаторів та інгібіторів протеолізу, рецептура тіста.