Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Особенности хлебопекарных свойств ржаной муки 9
1.2. Технологии ржаного и ржано-пшеничного хлеба 19
1.3. Биохимическая модификация некрахмальных полисахаридов для улучшения качества хлеба с применением ржаной муки 24
Заключение по обзору литературы 29
2. Экспериментальная часть 32
2.1. Сырье и материалы, применявшиеся при проведении исследований 32
2.2. Методы исследований свойств сырья и материалов
2.2.1. Методы оценки свойств сырья 34
2.2.2. Методы приготовления полуфабрикатов и хлеба 34
2.2.3. Методы исследования свойств полуфабрикатов 37
2.2.4. Методы оценки качества хлеба 38
2.2.5. Специальные методы исследования 38
2.2.6. Методы математической обработки результатов исследования 48
2.3 Характеристика сырья, применявшегося в работе 49
2.4. Результаты исследований и их анализ 51
2.4.1. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки 51
2.4.1.1. Влияние ферментного препарата Р-ксиланазы на свойства теста и качество хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки 51
2.4.1.2. Влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на качество хлеба и свойства теста из смеси ржаной и пшеничной муки 58
Заключение по разделу 2.4.1 78
2.4.2. Исследование динамики изменения пентозанов в тесте из смеси ржаной и пшеничной муки и влияние на качество хлеба 80
2.4.2.1. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на динамику изменения пентозанов в тесте и взаимосвязь с качеством хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки 80
Заключение по разделу 2.4.2 91
2.4.3. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба при применении ржаной муки с различной автолитической активностью 93
2.4.3.1. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на состояние углеводно амилазного комплекса и свойства теста из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки с различной автолитической активностью 93
2.4.3.2. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на качество хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки с различной автолитической активностью 122
Заключение по разделу
2.4.4. Влияние мультэнзимных композиций на свойства теста и качество хлеба из ржаной обдирной и пшеничной муки первого сорта 136
Заключение по разделу 2.4.4 146
2.4.5. Биохимическая модификация структурных компонентов муки как способ улучшения качества ржаного и ржано-пшеничного хлеба, приготовленного из замороженных полуфабрикатов.. 148
2.4.5.1. Влияние технологических параметров на качество ржаного и ржано-пшеничного хлеба, приготовленного из частично выпеченных и замороженных полуфабрикатов.. 149
2.4.5.2. Влияние ферментных препаратов на качество ржаного и ржано-пшеничного хлеба,
приготовленного из замороженных частично выпеченных полуфабрикатов 157
Заключение по разделу 2.4.5 163
2.4.6. Расчет калькуляции хлебобулочных изделий в Соответствие с технологическими решениями
3. Выводы 168
4. Список использованной литературы
- Биохимическая модификация некрахмальных полисахаридов для улучшения качества хлеба с применением ржаной муки
- Специальные методы исследования
- Влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на качество хлеба и свойства теста из смеси ржаной и пшеничной муки
- Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на качество хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки с различной автолитической активностью
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В условиях несбалансированного питания населения
возросла значимость производства и потребления ржаного и ржано-пшеничного
хлеба. Издавна в России считали, что употребление изделий с использованием
ржаной муки помогало противодействовать депрессии, способствовало
повышению жизненного тонуса. Это связано с тем, что ржаной хлеб по
сравнению с пшеничным является продуктом повышенной пищевой ценности
благодаря химическому составу ржаной муки. В ржаной муке по сравнению с
пшеничной больше незаменимых аминокислот, минеральных веществ (железа,
магния, калия) и витаминов группы В.
Технология приготовление ржаного хлеба значительно отличается от приготовления пшеничного, что обусловлено особенностями хлебопекарных свойств ржаной муки. Тесто из ржаной муки характеризуется высокой вязкостью, пластичностью и низкой способностью к растяжению. Белки ржаной муки, несмотря на содержание в них глиадиновой и глютениновой фракций, не образуют такого губчатого пространственного клейковинного каркаса, как белки пшеничной муки. В образовании реологических свойств ржаного теста большую роль играют процессы набухания крахмала, гидратации слизей, а также наличие амилолитических, протеолитических и других ферментов.
Существенные различия в типах и сортах ржи, погодно-климатических и агротехнических условиях выращивания и сбора урожая, режимах хранения и технологических схемах переработки зерна обусловливают различное качество ржаной муки. Сложность регулирования качества ржаной муки связана с недостаточным объемом исследований по изучению механизмов формирования и создания новых способов улучшения хлебопекарных свойств ржаной и ржано-пшеничной муки.
В значительной степени влияние на формирование хлебопекарных свойств
ржаной муки, реологические свойства теста и качество хлеба с ее
использованием, оказывают слизистые вещества, адсорбирующиеся на молекулах
белка, что препятствует образованию клейковиннОгО'жйрйШИОНАДЬНАЖ І
і БИБЛИОТЕКА j
Перспективным направлением совершенствования технологического процесса, улучшения и стабилизации качества хлеба, приготовленного с использованием ржаной муки, является использование биохимической деструкции слизистых веществ ржи ферментными препаратами, обладающими различной гемицеллюлазной активностью.
ЦЕЛЬ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилось совершенствование технологии хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки на основе биохимической модификации высокомолекулярных полисахаридов.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
исследование влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба из ржаной, а также смеси ржаной и пшеничной муки;
изучение влияния гемицеллюлаз на динамику изменения пентозанов (соотношение водо- и щелочерастворимых пентозанов, соотношение свободных Сахаров) в тесте из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки;
исследование влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба с применением ржаной муки с различной автолитической активностью;
разработка технологии приготовления ржаного и ржано-пшеничного хлеба на основе замороженных частично выпеченных полуфабрикатов, в том числе с применением ферментных препаратов;
разработка технологических рекомендаций по применению ферментных препаратов гемицеллюлазы при производстве хлеба с использованием ржаной муки, промышленная апробация полученных результатов.
Структурная схема исследования представлена на рис. 1.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научно обосновано применение ферментных препаратов гемицеллюлазы, обусловливающих воздействие на структурные компоненты муки для обеспечения высокого качества хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, в том числе с различной автолитической активностью.
Совершенствование технологии хлеба с использованием ржаной муки на основе биохимической модификации
высокомолекулярных полисахаридов
Влияние ферментних препаратов
гемипеллкшазы на качество хлеба и
свойства теста ш ржаной и смеси
ржаной и пнюшчной муки при
различных соотношениях
Влияние мультэнзимных композиций на
качество хлеба и свойства теста из
ржаной и смеся ржаной и пшеничной
муки при различных соотношениях
Совершенствование технологии
хлеба из частично выпеченных и
замороженных ржаных и ржано-
шпеннчных полуфабрикатов
Влияние на качество
хлеба и свойства
теста с применением
муки с различной
автолитической
активностью
Свойства теста
Температура выяечки
Свойства теста
Влияние
на качество
хлеба
показатели
Мнкрострукіура мдитпа хлеба
Совместное внесение ферментных
препаратов гемицеллюлазы, липазы,
глюкозооксидази н амилазы
физико-химические показатели качеств
Качество хлеба
-реологические свойства
фаринографические
характеристики
-состояние углеводно-алшлазного комплекса
-реологические свойства
-фаринографические характеристики
Влияние изменения
параметров выпечки
полуфабрикатов до
замораживания на
качество готовых изделий
Продолжительность выпечки
Соотношение
ржанойи пшеничной муки
Определение содержания водо- и щелочераегворимых пенгоаанов прямым весовым (п>авиметрическим) методом
Разработка оптимального состава мультэнзнмной
Стабилизация качества путем
внесения ферментных препаратов
различного принципа действия
Определение содержания свободных Сахаров методом ионобменвоя хроматографии
Разработка технологически! решений по совершеиствованшо приготовления хлеба с использованием ржаной муки на основе биохимической деструкции высокомолекулярных некрахмальных полисахаридов
Разработка технологических внструкций по применению ферментных препаратов гемнцеллюлазы при производстве хлеба из ржаной и пшеничной муки. Промышленная апробация результатов исследования
Рис. 1. Структурная схема исследований
Разработаны технологические решения направленного регулирования качества хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки с использованием биохимической модификации высокомолекулярных полисахаридов муки ферментными препаратами ксиланазы и гемицеллюлазы.
Разработанным прямым весовым (гравиметрическим) методом определения пентозанов в тесте из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки показана динамика изменения соотношения водо- и щелочерастворимых пентозанов в тесте из ржаной и ржано-пшеничной муки под воздействием ферментных препаратов |3-ксиланазы и гемицеллюлазы. Установлено влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на реологические свойства и качество хлеба с применением ржаной муки за счет увеличения количества щелочерастворимых пентозанов, участвующих в формировании структуры ржаного и ржано-пшеничного теста.
Методом ионообменной хроматографии показано изменение количества водорастворимых Сахаров в тесте из ржаной и пшеничной муки.
Установлена взаимосвязь между изменением слизистых веществ в тесте, реологическими свойствами теста и качеством хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.
Показано, что биохимическая модификация высокомолекулярных некрахмальных полисахаридов является средством улучшения качества хлеба с использованием ржаной муки с различной автолитической активностью.
Обоснованы технологические решения для приготовления хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки из частично выпеченных и замороженных полуфабрикатов.
Выявлено стабилизирующее влияние ферментных препаратов различного принципа действия, в том числе гемицеллюлазы, на реологические свойства теста и качество хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки, приготовленного из полуфабрикатов, частично выпеченных и замороженных.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Проведенные исследования показали технологическую эффективность использования ферментных препаратов ксиланазы и гемицеллюлазы для формирования качества хлеба из ржаной и смеси
5 ржаной и пшеничной муки при различных соотношениях для производства изделий стабильного качества.
Сформулированы технологические рекомендации по применению ферментных препаратов ксиланазы и гемицеллюлазы при производстве хлеба из муки с различной автолитической активностью.
Разработана технология приготовления ржаного и ржано-пшеничного хлеба из частично выпеченных и замороженных полуфабрикатов.
Разработаны технологические рекомендации по применению ферментных препаратов при производстве хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки (МГУПП,2004г.).
Проведена промышленная апробация ферментного препарата гемицеллюлазы (ОАО «Дедовский хлеб», БКК «Серебряный бор», АООТ «Кисловодский хлебокомбинат», ЗАО «Угличхлеб» и др.).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были представлены на научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК (технологические аспекты производства)» (г. Москва, 13-14 декабря 2000 г.), «1-st Baltic Conference on Rye - in the EU context», Kaunas, Lithuania, September 3-6, 2001, IV Международной конференции «Пищевые добавки - 2001» Москва, 26-29 ноября 2001 г.
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследования опубликовано 6 печатных работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 187 страницах, включает 37 рисунков и 55 таблиц. Список литературы включает 161 источник отечественной и зарубежной научно-технической информации.
Биохимическая модификация некрахмальных полисахаридов для улучшения качества хлеба с применением ржаной муки
Различные расы дрожжей S. cerevisiae, внесённые в густую закваску, сохраняются в ней не более 10 суток. Отрицательное влияние на развитие дрожжей оказывает высокая кислотность и консистенция закваски, а также и то, что в густых заквасках создаются малоблагоприятные условия для дрожжей S. cerevisiae в связи с низким окислительно-восстановительным потенциалом среды и накоплением продуктов обмена [47].
В жидких заквасках влажностью 70-85%, имеющих кислотность 11-13 град., условия для развития дрожжей более благоприятные. Поэтому в жидких заквасках значительную роль играют дрожжи S. cerevisiae, особенно в заквасках, приготовляемых на осахаренной заварке.
Ауэрман [4] отмечает, что специфические для ржаных заквасок и теста кислотообразующие бактерии состоят из бактерий, относящихся к двум группам - гомо- и гетероферментативные.
Гомоферментативные — образуют в качестве основного продукта молочную кислоту. К ним относятся мезофильные бактерии, имеющие температурный оптимум в пределах 25-35С - Lactobacillus plantarum и термофильные бактерии с температурным оптимумом 40-55С - бактерии Дельбрюка. Эти бактерии в заквасках и тесте играют роль только кислотообразователей.
Гетероферментативные — образующие наряду с молочной кислотой значительные количества летучих кислот (в основном уксусную) и газа (в основном диоксида углерода) и незначительное количество спирта. Температурный оптимум этих бактерий лежит в пределах 30-35С. В заквасках и тесте они являются не только кислотообразователями, но и играют существенную роль в разрыхлении ржаного теста.
Наряду с кислотообразующими бактериями этих двух групп в ржаных заквасках и тесте всегда содержится некоторое количество бактерий других групп, также образующих наряду с молочной кислотой значительное количество летучих кислот и газов (водорода, азота, диоксида углерода).
В зависимости от состава и условий ведения заквасок, от методов выделения, состава сред, условий применявшихся при культивировании и исследовании выделенных молочнокислых бактерий, возраста культуры происходит изменение морфологических признаков, физиологических и биохимических свойств кислотообразующих бактерий заквасок и теста.
Жидкие закваски по видовому составу кислотообразующих бактерий мало отличаются от густых. Из кислотообразующих бактерий в жидких заквасках доминируют виды L. plantarum, L. casei, L. fermenti, L. brevis, L. buchhneri.
Исследования, проведенные коллективом лаборатории биохимии и микробиологии ЛО ГОСНИИХП для совершенствования технологии приготовления ржаных заквасок показали, что высокая кислотность густых заквасок (12-14 град.) отрицательно влияет на развитие дрожжей вида Saccharomyces minor. Была разработана унифицированная технологическая инструкция по приготовлению ржаного хлеба с применением ленинградских штаммов на густых и жидких заквасках [106].
Проводившиеся в разное время исследования позволили изучить основные биологические процессы, протекающие при брожении заквасок и теста из ржаной муки, и использовать результаты исследований для разработки рекомендации по применению новых технологических схем выработки хлеба [6,30,38,39,58,61,64,69,89,100].
На основе проведенных ЛО ГОСНИИХП был разработан способ приготовления хлеба из ржаной и из смеси ржаной и пшеничной муки с применением жидкой концентрированной закваски (КМКЗ) и прессованных или жидких дрожжей [106].
Разработаны [69] сухая закваска и способы приготовления хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки для предприятий с дискретным производственным циклом, обеспечивающие высокое качество хлеба приготовленного данным способом. Разработаны способы получения сухого полуфабриката (сухой закваски) путем распылительной сушки жидкой, концентрированной молочнокислой, густой с предварительным разведением закваски.
В Санкт-Петербургском филиале ГосНИИхлебпром разработана [39] технология приготовления заварного ржаного и ржано-пшеничного хлеба с применением муки с направленной модификацией крахмала, которая достигается гидротермической обработкой муки. Как показали исследования, ржаная мука, обработанная методом вальцовой сушки, инфракрасного облучения и экструзии может использоваться взамен традиционных заварок при производстве заварных видов хлеба. Использование сухих заварок при приготовлении ржаного и ржано-пшеничного хлеба оказывает аналогичный традиционным заваркам технологический эффект, но их использование дает больше преимуществ: упрощение и интенсификация технологического процесса, сокращение оборудования и производственных площадей.
Однофазные технологии производства хлеба с использованием ржаной муки реализуются внесением полифункциональных добавок на основе подкислителей органической природы [18,69].
В МГУППе совместно с ГУП БКК "Серебряный Бор" проведены исследования, направленные на разработку высокоэффективной технологии приготовления хлеба из замороженных полуфабрикатов с использованием ржаных заквасок [64,65,66].
Совершенствование технологии приготовления хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов из ржаной и пшеничной муки является актуальной задачей для хлебопекарной отрасли.
Специальные методы исследования
Стабильность ржаного теста с внесением ферментного препарата ксиланазы была выше значения показателя стабильности контрольных проб до брожения на 0,5-0,8 мин и на 1 мин после брожения. Ржано-пшеничное тесто сохраняло максимальный уровень консистенции при замесе на 0,3-0,8 мин дольше, чем контрольные пробы.
Использование ферментного препарата -ксиланазы оказывало влияние на свойства теста и качество хлеба из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки. Улучшение качества хлеба, возможно, происходило за счет разрушения слизей, адсорбирующихся на поверхности крахмала и белка, в связи с этим увеличилась скорость процесса набухания и клейстеризации крахмала и его амилолиз.
Внесение исследуемого ферментного препарата изменяло реологические свойства теста (упругие и пластичные деформации, адгезию и время релаксации). Показано, что с увеличением дозировки ферментного препарата ксиланазы в тесте из ржаной обдирной муки и смеси ржаной, и пшеничной муки первого сорта адгезия теста снижалась.
Влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на качество хлеба и свойства теста из смеси ржаной и пшеничной муки Исследование влияния различных комбинаций гомогенно очищенных гемицеллюлаз на некрахмальные полисахариды ржаного и ржано-гапеничного теста имеет большое практическое значение.
Гидролитическая способность ферментных препаратов в расщеплении сложных ксиланов зависит от совместного действия ферментов ксиланолитического комплекса.
Для изучения влияния различных дозировок ферментного препарата гемицеллюлазы Пентопан 500 БГ с активностью 2700 FXU/1 г препарата на качество хлеба из ржаной обдирной и смеси муки ржаной обдирной и пшеничной первого сорта при соотношении 60:40 проводили пробные лабораторные выпечки. Тесто готовили из муки ржаной обдирной (проба №1,2,5) и пшеничной первого сорта (проба №1,2) по рецептуре и методике, изложенным в разделе 2.2.2. Дозировка ферментного препарата Пентопан 500 БГ в единицах активности ксиланазы составляла 135-405 FXU/1 кг муки. Контролем служила проба без добавления ферментного препарата. Анализ качества хлеба проводили по органолептическим и физико-химическим показателям по методикам, приведенным в разделе 2.2.4. На приборе «Амилотест АТ-97» определяли следующие показатели: число падения, начальную температуру клейстеризации крахмала, максимальную вязкость крахмального геля, температуру максимальной вязкости, время клейстеризации крахмального геля. Установлено, что внесение ферментного препарата, обладающего различной гемицеллюлазной активностью, оказывало влияние на качество хлеба из ржаной обдирной и смеси ржаной и пшеничной муки. Степень этого влияния зависела от дозировки ферментного препарата. Результаты исследования представлены в табл. 11,12. При внесении ферментного препарата Пентопан 500 БГ в тесто из ржаной обдирной муки удельный объем хлеба увеличивался на 5-11 %, пористость хлеба - на 4-7 %, формоустойчивость - 3-7 %, по сравнению с контролем. Добавление ферментного препарата гемицеллюлазы способствовало улучшению реологических свойств мякиша хлеба.
При внесении ферментного препарата Пентопан 500 БГ в тесто из смеси ржаной и пшеничной муки при соотношении 60:40, удельный объем хлеба увеличивался на 4-8 %, пористость хлеба - 5-6 %, формоустойчивость - на 10-22 % по сравнению с контрольными пробами. Добавление ферментного препарата способствовало улучшению реологических свойств мякиша хлеба: сжимаемость мякиша увеличивалась на 8 - 29 %, по отношению к контролю. Оптимальная дозировка ферментного препарата ксиланазы Пентопан 500 БГ для ржаного хлеба и ржано-пшеничного хлеба составила 270 FXU/1 кг муки.
Наименование показателей качества Показатели качества хлеба,приготовленного с внесениемферментного препарата в количестве,BFXU/Ікгмуки 135 189 270 405
Из представленных данных в табл. 13 видно, что внесение ферментного препарата Пентопан 500 БГ, обладающего ксиланазной и гемицеллюлазной активностями, приводило к увеличению кислотности теста на 0,1 - 0,5 град до брожения и 0,2-0,5 град после брожения по сравнению с контролем при различном соотношении муки.
Установлено, что внесение в тесто ферментного препарата с различной гемицеллюлазной активностью оказывало влияние на упругие и пластические деформации и адгезионные свойства теста из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, после замеса и в процессе брожения. Степень этого влияния зависела от дозировки ферментного препарата и соотношения ржаной и пшеничной муки. Полученные результаты представлены в табл. 14,15.
При добавлении в тесто из ржаной обдирной муки ферментного препарата гемицеллюлазы наблюдалось снижение адгезии теста после замеса на 3-10 %, после брожения на 3-31 % по сравнению с контрольной пробой. После замеса общая деформация теста, приготовленного с внесением различных дозировок ферментных препаратов, увеличилась на 2 - 62 % по сравнению с контрольной пробой. Таблица Влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на реологические свойства теста из ржаной обдирной муки Наименование показателей свойств теста
Показано влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки. Улучшение качества хлеба, по нашему мнению, происходило за счет разрушения водо- и щелочерастворимых арабиноксиланов, адсорбирующихся на поверхности крахмала и белка, в связи с этим увеличивались скорости процесса набухания и клейстеризации крахмала и его амилолиз. В результате гидролитического расщепления высокомолекулярных некрахмальных полисахаридов происходило образование низкомолекулярных веществ, образующим?: с молекулами белка сложные пространственные структуры, подобные клейковине пшеничного теста. Показано, что с увеличением дозировки Пентопан 500 БГ в тесте из ржаной обдирной муки и смеси ржаной и пшеничной муки первого сорта наблюдалось укрепление теста.
Исследовали влияние ферментного препарата, обладающего пентозаназной и гемицеллюлазной активностями, на амилографические, тестографические характеристики и изменение числа падения водно-мучной суспензии из смеси ржаной обдирной и пшеничной муки 1 сорта. Ферментный препарат вносили в количестве 81- 810 FXU/кг муки. Контрольными служили пробы теста, не содержащие ферментного препарата. Полученные результаты представлены в табл. 17-22 и рис.6-10. Анализ полученных результатов показал, что внесение ферментного препарата с ксиланазной и гемицеллюлазной активностью оказывало влияние на состояние углеводно-амилазного комплекса водно-мучной суспензии. Степень этого влияния зависела от дозировки ферментного препарата и соотношения ржаной и пшеничной муки в смеси.
Влияние ферментного препарата гемицеллюлазы на качество хлеба и свойства теста из смеси ржаной и пшеничной муки
При внесении ферментного препарата Р-ксиланазы в тесто, приготовленное из ржаной обдирной муки, содержание мальтозы увеличилось в 0,6 - 3 раза, содержание глюкозы - в 0,6 - 2 раза, содержание ксилозы - в 0,7 - 2 раза, содержание арабинозы - в 0,5 - 2 раза, содержание рибозы - в 1 - 3 раза, общее количество Сахаров в тесте увеличилось в 1,1 - 2,2 раза по сравнению с контрольной пробой, не содержащей ферментных препаратов.
При внесении ферментного препарата Р-ксиланазы в тесто, приготовленное из смеси ржаной и пшеничной муки, содержание мальтозы увеличивалось на 1 - 4 раза, содержание глюкозы - на 1,6 - 3 раза, содержание ксилозы - в 1 - 4 раза, содержание арабинозы — в 0,3 - 0,5 раза, содержание рибозы - в 1 - 1,4 раза, общее количество Сахаров в тесте увеличилось в 1,7-3 раза по сравнению с контрольной пробой, не содержащей ферментных препаратов.
Установлено, что ферментный препарат, обладающий различной гемицеллюлазной активностью, расщепляет некрахмальные полисахариды в тесте из ржаной обдирной муки, при этом содержание глюкозы увеличивается - в 0,5 - 1,5 раза, содержание ксилозы - в 0,5 - 1,3 раза, содержание арабинозы — в 0,7 - 1 раз, содержание рибозы - в 0,7 - 1 раз, общее количество Сахаров в тесте увеличилось в 0,7 - 1,3 раза по сравнению с контрольной пробой, не содержащей ферментных препаратов. Наблюдалось увеличение содержания мальтозы в 0,4 - 1,5 раза, возможно за счет высвобождения крахмальных зерен, обволакиваемых слизистыми веществами.
Увеличение количества мальтозы можно объяснить тем, что ферментные препараты ксиланазы и гемицеллюлазы разрушают слизистые вещества, обволакивающие зерна крахмала, и он становится более податливым действию амилолитических ферментов.
О разрушении арабиноксиланов и р-глюканов (составные части слизистых веществ) исследуемыми ферментными препаратами ксиланазы и гемицеллюлазы свидетельствует увеличение количества ксилозы, арабинозы и глюкозы.
На хроматограммах, представленных в приложении 1, видно, что первыми фракциями выходят аминокислоты, и с увеличением дозировки ферментных препаратов их количество увеличивается. Затем выходит мальтоза и глюкоза, а после них уже высвобождаются ксилоза, арабиноза и рибоза. Анализируя представленные хроматограммы можно сделать вывод о том, что сначала под действием собственных ферментов муки происходит разрушение белков и крахмала, с образованием аминокислот и сложных Сахаров (мальтозы), а потом уже разрушается арабиноксилановый комплекс.
Применение ферментных препаратов с ксиланазной и гемицеллюлазной активностью оказывает влияние на свойства теста, качество хлеба, соотношение водо- и щелочерастворимых пентозанов в тесте и хлебе, а также на содержание свободных Сахаров (ксилозы, арабинозы, глюкозы) в тесте из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. При внесении ферментного препарата, обладающего различной гемицеллюлазной активностью, значительно увеличивается содержание щелочерастворимых пентозанов в тесте, которые, по-видимому, высвобождаются под действием ферментов из клеточных стенок отрубей ржаной и пшеничной муки. Исследуемые ферментные препараты изменяют реологические свойства теста (упругие и пластичные деформации, адгезию и время релаксации) в различной степени. Показано, что с уменьшением содержания водорастворимых пентозанов в тесте из ржаной обдирной муки и смеси ржаной и пшеничной муки первого сорта адгезия теста снижается.
Использование ферментных препаратов ксиланазы, смеси ксиланазы и гемицеллюлазы улучшает качество хлеба из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки. Улучшение качества хлеба, возможно, происходит за счет разрушения слизей, адсорбирующихся на поверхности крахмала и белка, в связи с этим увеличивается скорость процесса набухания и клейстеризации крахмала и его амилолиз. Увеличение количества свободной мальтозы косвенно свидетельствует об интенсификации действия на крахмал амилолитических ферментов. Разрушение слизистых вещества, обладающих высокой водопоглотительной способностью, позволяет высвободить часть свободной влаги, которая может захватываться белком и крахмалом.
Установлено, что в наибольшей степени физико-химические и органолептические показатели качества улучшаются при внесении ферментного препарата Пентопан 500 БГ, воздействующего как на водо-, так и на щелочерастворимые пентозаны ржаной и пшеничной муки. Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба при применении ржаной муки с различной автолитической активностью
Хлебопекарные свойства ржаной муки в значительной степени определяется физико-химическими свойствами крахмала и скоростью его расщепления амилазами в процессе тестоприготовления и выпечки.
Данные научно-технической литературы [22,108,119] свидетельствуют о том, что слизистые вещества оказывают заметное влияние на вязкость водно-мучной суспензии при амилографических исследованиях, причем это влияние в наибольшей степени проявляется при температуре интенсивного протекания процессов клейстеризации и амилолиза крахмала. Слизи, адсорбирующиеся на поверхности крахмала, оказывают влияние на скорость процесса набухания и клейстеризации крахмала и его амилолиз. Не исключается возможность влияния слизей на активность амилолитических ферментов.
Учитывая нестабильное качество сырья (ржаной муки), исследование влияния ферментных препаратов гемицеллюлазы на свойства теста и качество хлеба с применением ржаной муки с различной автолитической активностью, является актуальным и имеет большое практическое значение.
Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на состояние углеводно-амилазного комплекса и свойства теста из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки с различной автолитической активностью
Исследовали влияние ферментных препаратов, обладающих различной гемицеллюлазной активностью на реологические свойства, состояние углеводно-амилазного комплекса и титруемую кислотность теста из муки ржаной обдирной и смеси ржаной обдирной и пшеничной 1 сорта при различных соотношениях.
Влияние ферментных препаратов гемицеллюлазы на качество хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки с различной автолитической активностью
Анализ данных, представленных в табл. 47-49, показал, что внесение в тесто ферментного препарата гемицеллюлазы в сочетании с ферментными препаратами различного принципа действия оказывало влияние на реологические свойства теста. Степень этого влияния зависела от вида ферментного препарата и соотношения ржаной и пшеничной муки.
При внесении в тесто МЭК адгезионные свойства ржаного теста уменьшались до брожения на 3-9%, после брожения — на 11-22%, ржано-пшеничного после замеса - на 4-36%, после брожения на 4-19% — при 60:40, по сравнению с контрольной пробой теста.
Время релаксации напряжений ржаного теста уменьшалось до брожения на 5-42%, после брожения — на 31-69%, ржано-пшеничного после замеса - до 35%, после брожения на 8-58%, по сравнению с контролем.
При внесении различных МЭК консистенция ржаного и ржано-пшеничного теста увеличивалась до брожения на 10-40 ед., эластичность на 5ед., стабильность - 0,2-0,5 мин; после брожения консистенция ржано-пшеничного теста увеличилась на 30-50 ед., стабильность на 0,5 мин по сравнению с контрольной пробой теста.
Сравнительный анализ данных показал, что наибольшее увеличение упругих свойств теста происходило при добавлении ферментных препаратов гемицеллюлазы и липазы. При этом адгезия теста снижалась на 9-36% до брожения и на 18-22% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста. Время релаксации напряжений уменьшалось на 33-42% до брожения и на 54-69% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста.
Улучшение реологических свойств теста и качества хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки при внесении ферментных препаратов различного принципа действия в разных сочетаниях можно объяснить комплексным воздействием вносимых ферментов на структурные компоненты муки (липиды, пентозаны, белки и т.д.). Внесение ферментных препаратов, гидролитически расщепляющих некрахмальные полисахариды ржаного и ржано-пшеничного теста, позволяет повысить эффективность воздействия ферментных препаратов окислительного действия (глюкозооксидазы, липазы) на белковые вещества. Препараты, обладающие амилолитическим действием, увеличивают скорость гидролиза крахмала, в результате увеличивается содержание сбраживаемых Сахаров и декстринов.
Заключение по разделу 2.4.4. В результате исследования было установлено влияние различных мультэнзимных композиций (МЭК), содержащих в своем составе ферментные препараты ксиланазы и гемицеллюлазы, на реологические свойства теста и качество хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. Совместное применение ферментных препаратов, обладающих различной ферментативной активностью (глюкозооксидаза, липаза, а-амилаза), оказывало различное воздействие на органолептические и физико-химические показатели качества ржаного и ржано-пшеничного хлеба, на значения показателей адгезии и времени релаксации, консистенции, эластичности и стабильности теста, как после замеса, так и после брожения в течение 90 мин. Степень этого воздействия зависела от вида МЭК, соотношения ржаной и пшеничной муки в смеси.
Установлено, что изучаемые МЭК улучшают качество хлеба при всех соотношениях ржаной и пшеничной муки. При этом удельный объем хлеба увеличивается на 2-19%, пористость мякиша хлеба на 2-10%, сжимаемость мякиша - на 9-55% по сравнению с контрольной пробой.
В результате исследований было установлено, что при приготовлении хлеба из смеси ржаной обдирной и пшеничной муки 1 сорта в соотношении 70:30 наибольший улучшающий качество эффект наблюдался с использованием МЭК, состоящим из ксиланазы, глюкозооксидазы и Срамил азы. При этом удельный объем хлеба увеличивался на 11%, пористость мякиша хлеба на 7%, сжимаемость мякиша - на 25% по сравнению с контрольной пробой. Изменялись и реологические свойства теста: адгезия снижалась на 36% до брожения и на 33% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста. Время релаксации напряжений уменьшалось на 28% до брожения и на 24% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста.
Показано, что при приготовлении хлеба из смеси ржаной обдирной и пшеничной муки первого сорта соотношении 60:40 наилучшее качество хлеба получено при добавлении МЭК, состоящего из гемицеллюлазы и липазы. При этом удельный объем хлеба увеличивался на 19%, пористость мякиша хлеба на 10%, сжимаемость мякиша - на 27% по сравнению с контрольной пробой. Внесение данного МЭК оказывало влияние на реологические свойства ржаного и ржано-пшеничного теста: адгезия теста снижалась на 9-36% до брожения и на 18-22% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста. Время релаксации напряжений уменьшалось на 33-42% до брожения и на 54-69% после брожения по сравнению с контрольной пробой теста.
Установлено, что при приготовлении хлеба из ржаной обдирной муки при добавлении МЭК, улучшаются органолептически определяемые показатели качества хлеба. Мякиш хлеба становится более сухой на ощупь с развитой структурой пористости, с лучшими реологическими свойствами по сравнению с контрольной пробой. Внесение в тесто а-амилазы в комплексе с улучшителем окислительного действия способствует получению хлеба большого объема и с лучшими структурно-механическими свойствами мякиша, чем при раздельном их применении.
Установлена высокая эффективность совместного использования при производстве хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки ферментных препаратов различного принципа действия в оптимальных сочетаниях, обеспечивающих комплексное воздействие на структурные компоненты ржано-пшеничного теста.
