Дрожжи и ферменты – Введение

Дрожжи и ферменты

Протеазы используются для изменения свойств клейковины, и если клейковина в тесте для печенья слишком сильная, их все шире при­меняют как альтернативу метабисульфиту натрия.

 Введение

Свойства теста можно изменять с помощью ферментов, меняя текстуру и вкус гото­вого изделия. Ферменты — это биологические катализаторы, действующие лишь на специфичные субстраты (жиры, белки, сахара). Они чувствительны к температуре и рН и разрушаются при температуре гораздо ниже достигаемой тестом при выпечке. Ферменты образуются в тесте живыми организмами (дрожжами и всегда присутству­ющей в муке микрофлорой) или их добавляют в виде стандартных препаратов — фер­ментов, полученных из живой материи.

В производстве печенья дрожжи используют для получения газа, механически воздействующего на клейковину в тесте; ферментные препараты используются для изменения свойств клейковины или получения привкуса, ассоциирующегося, напри­мер, с молочной кислотой. Применение ферментных препаратов в производстве пе­ченья в настоящее время все чаще связывают с проблемами уменьшения растяжимо­сти клейковины муки с высоким содержанием белков. Использование дрожжей — более традиционный процесс, но добавление других микробных препаратов и более тщательно регулируемые условия брожения идут на смену условиям длительного процесса брожения теста для крекеров, выбранным в основном на основании произ­водственного опыта.

. Дрожжи

Дрожжи — это микроскопические одноклеточные грибы, которые столь малы, что в одном грамме содержится около 1,5¹⁰ клеток. Существует много разных видов дрож­жей, но для брожения теста обычно используют Saccharomyces cerevisiae. В анаэробных условиях, тo есть без кислорода, эти микроорганизмы способны производить из сахаров диоксид углерода и спирт. При сбраживании теста наиболее важна именно эта способность производить газ.

Дрожжи могут быть приобретены в свежем прессованном виде с содержанием с одержанием влаги около 70%, и виде активных сушеных дрожжей (гранул) или как быстрорастворимые высокоактивные (инстантные) дрожжи. Масса блока свежих дрожжей обычно равна I кг. Хранить их следует или при температуре около 4 °С (при этом дрожжи сохраняются в хорошем состоянии около 3 недель), или замороженными, тогда их действие сохраняется не менее трех месяцев. Хранение в обычном холо­дильнике при температуре 4 °С приводит к значительному высыханию продукта, что вызывает нарастание льда в более холодных частях холодильника и высыхание дрожжей. Активные сушеные дрожжи имеют содержание влаги около 8% и в герме­тично закрытом мешке остаются жизнеспособными около трех или более лет, теряя примерно 1% активности в месяц. Быстрорастворимые активные дрожжи содержат около 5% влаги и в герметичной упаковке долго сохраняются, теряя свою активность примерно с той же скоростью, что и сушеные дрожжи.

Свежие дрожжи должны быть в виде спрессованных цельных блоков (не рас­крошенными), равномерного сливочно-бежевого цвета, однородными, со свежим за­пахом (при значительной порче они превращаются в темную с резким неприятным запахом жидкость). Если дрожжи раскрошились и выглядят серыми и сухими, они несвежие, то есть могут еще действовать, но будут плохо сбраживать тесто, так как их способность к образованию газа будет снижена. При использовании свежих дрож­жей лучше всего размешать их с водой венчиком при соотношении примерно 1 : 5. Для восстановления замороженных дрожжей используется теплая вода с последую­щей их гидратацией в течение около 15 мин.

Активные сушеные дрожжи при равном количестве по меньшей мере в два раза эффективнее, чем прессованные, но при равной сухой массе значительно менее ак­тивны. Их следует реактивировать, размешивая в воде с небольшим количеством сахара в течение 10-15 мин при температуре около 40 °С. Не следует регидратировать активные сушеные дрожжи холодной или горячей водой.

Быстродействующие (инстантные) активные сушеные дрожжи благодаря спосо­бу их получения и покрытию эмульгатором очень легко регидратируются. Их можно непосредственно добавлять в тесто, но как и в случае применения активных суше­ных дрожжей в течение 5-15 мин перед тем как они станут такими же активными, как свежие дрожжи, у них имеется определенная лаг-фаза (замедленная активность). При равной массе по сухому веществу они обладают почти такой же способностью выделять газ, как и прессованные дрожжи.

Прессованные дрожжи в течение первых 45 мин действуют незначительно, и в это время они очень подвержены отрицательному действию внешних условий — тем­пературы, доступной воды, содержанию соли и сахара. Поэтому никогда не следует разводить дрожжи в соленой воде. Даже 2%-ный раствор соли может повредить дрожжевые клетки или вызвать значительное снижение их активности. Концентра­ция сахара в растворе не должна превышать 5%.

Метаболизм дрожжей зависит в основном от внешнего действия двух фермен­тов — инвертазы, гидролизующей глюкозу на декстрозу и фруктозу, и зимазного
комплекса  ферментов, который прекращает низшие сахара и этиловый спирт и углекислый газ в отсутствие кислорода.

Как и в случае всех других ферментов, эти реакции сильно зависят от температу­ры Влияние температуры и количества дрожжей показано на рис. 1.

При температуре 30 °С дрожжи выделяют газ в три раза быстрее по сравнению с их активностью при 20 °С, но максимальную активность они проявляют при темпе­ратуре 38 °С (примерно температура тела). При 54°С дрожжи очень быстро погиба­ют. Способность сбраживать мальтозу (солодовый сахар) проявляется у дрожжей в случае индуцирования фермента мальтазы, а именно мальтоза накапливается в ре­зультате гидролиза крахмала амилолитическими ферментами (а- и Р-амилазами), присутствующими в муке злаков. Тем не менее, при накоплении мальтозы дрожжи адаптируются к сбраживанию мальтозы [1]. Действие амилаз злаков может быть важным в образовании Сахаров в тесте длительного процесса брожения при приго­товлении крекеров. Тесто из муки и воды обычно содержит около 0,5% глюкозы и фруктозы. С началом процесса брожения активизируется зимазная и мальтазная активности дрожжей. В процессе брожения действуют а- и Р-амилазы муки, обеспе­чивая сахара для питания дрожжей. Длительный процесс брожения может быть бла­гоприятным не только для деятельности дрожжей, но и для роста других присут­ствующих в муке микроорганизмов. В настоящее время разработана технология непрерывного процесса брожения, позволяющая при длительном брожении теста по­давлять другие микроорганизмы.

Дрожжевые клетки размножаются вегетативно, почкованием. Показано, что в пер­вые 2-3 ч количество клеток растет медленно, но к концу четвертого часа число клеток

значительно возрастает (примерно на 26%). Скорость накопления дрожжей зависит от начального количества кле­ток — небольшое их количество дает больший рост [2], затем скорость роста снова падает (предположительно из-за отсутствия необходимых Сахаров).

Оптимальные значения рН для бро­жения составляют 4-6, но дрожжи пре­красно выдерживают и рН 3 в течение часа  при 30°С. Низкое значение рН больше влияет  на скорость сбраживания мальтозы больше, чем на сбраживание глюкозы. При брожении час ть образованного в тесте углекислого газа растворяется в воде, образуя угольную кислоту, по поскольку она диосоциирует слабо, то и снижении уроним pН принимает лишь незначительное участие. В основном рост кислотности в бродящем тесте вызывают всегда присутствующие в муке молочнокислые и уксуснокислые бактерии. Особенно значительно снижает pН сильно ионизированная молочная кислота. Если питание для дрожжей в виде сульфа­та и хлорида аммония (обеспечивающие дрожжи азотом для роста) присутствует, то то это приведет к появлению следов серной и соляной кислот, увеличивающих кислот­ность. Обычно для нейтрализации действия этих кислот при длительном сбражива­нии добавляют гидрокарбонат натрия. Существуют также специальные дрожжевые экстракты для придания изделию вкуса и его усиления.