Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

24.10.2014

Прессованные пекарские дрожжи представляют собой технически чистую культуру S. cerevisiae, вырабатываемую путем размножения чистых культур на субстрате, содержащем все необходимые для синтеза клеточных белков вещества. Важным условием получения хорошего эффекта размножения дрожжевых клеток является снабжение их кислородом, так как анаэробный обмен веществ не может обеспечить клетки энергией в достаточном для размножения количестве.
Основными источниками энергии в процессе размножения дрожжей являются сахара мелассы — отхода свеклосахарного производства, содержащие в основном сахарозу и незначительное количество инертного сахара. Это обстоятельство накладывает специфический отпечаток на биохимические свойства дрожжей, выработанных мелассово-приточным способом, и обусловливает необходимость принимать особые меры для обеспечения высокого качества дрожжей как разрыхлителей теста. Технологическая роль дрожжей в пшеничном тесте заключается в том, что они осуществляют энергичное спиртовое брожение, выделяя значительное количество углекислого газа; образующийся при этом второй основной продукт спиртового брожения также имеет определенное технологическое значение.
Способность прессованных дрожжей поднимать тесто, следовательно, должна зависеть от активности зимазного комплекса дрожжевых клеток, с одной стороны, и от наличия сбраживаемых углеводов — с другой. Технологические свойства их будут характеризоваться величиной подъемной силы, т. е. скоростью подъема теста, поставленного по стандартной рецептуре с определенным количеством дрожжей и из муки определенного сорта. Именно на этом принципе основано определение качества прессованных дрожжей, выпускаемых дрожжевой промышленностью.
В соответствии с установленным на качество дрожжей ГОСТ 171—66 подъемная сила доброкачественных пекарских дрожжей не должна превышать 75 мин, но нередко встречаются дрожжи, обладающие более высокой подъемной силой — 50— 60 мин. He повторяя известных материалов, касающихся методики определения качества дрожжей, отметим только, что ома предусматривает замес теста из муки II сорта с добавлением 1,8% дрожжей и сбраживание полученного теста при 35° С до достижения им заданной высоты подъема. Эта методика, широко принятая во всех странах уже достаточно давно, за последнее время подвергается критическому анализу. Основанием для этого служат многочисленные факты низкой сбраживающей способности дрожжей в производственных условиях. Несмотря на полное соответствие требованиям ГОСТа по подъемной силе, при брожении безопарного теста часто наблюдается замедленный подъем его, обусловленный недостаточно энергичным выделением углекислого газа.
Эти факты заставили более подробно изучить как самый ход процесса брожения, так и методы определения качества дрожжей и внести поправки в общепринятые представления о сбраживающей способности дрожжей. Специальная литература по этим вопросам довольно обширна.
Сущность наблюдаемого разрыва между высокой подъемной силой дрожжей при оценке их качества по стандартной методике и их поведением при сбраживании теста в производстве заключается в том, что дрожжевые клетки, выращенные на мелассе, обладают низкой активностью мальтазы. Последняя в отличие от зимазного комплекса является ферментом адаптивным, который живая клетка начинает вырабатывать только в случае, если в культуральной среде присутствует мальтоза и через некоторое время после контакта с этим дисахаридом.
При кратковременном сбраживании теста из муки II сорта, как это установлено стандартом, наличие сахаров (сахарозы, глюкозы и некоторых полифруктозидов) в муке оказывается достаточным, чтобы обеспечить подъем теста. Когда эти же дрожжи попадают в тесто, содержащее меньше легко сбраживаемых ими сахаров, чем в муке II сорта, а самый процесс длится значительно дольше, чем до первого подъема теста, то после использования этих сахаров дрожжевые клетки испытывают недостаток в сбраживаемых углеводах, так как накопившуюся в тесте мальтозу они не могут усвоить. В связи с этим оказалось необходимым разработать специальную методику определения активности мальтазы, наряду с зимазой, для уточнения характеристики свойств дрожжей в этом отношении. Предложенная в настоящее время методика определения ферментной активности дрожжей основана на учете времени, в течение которого суспензия дрожжей выделит заданное количество углекислого газа из соответствующего раствора сахара — глюкозы или мальтозы. Количественным критерием активности мальтазы, или зимазного комплекса, служит время в минутах. Для проведения опыта применяется специальный микрогазометр Елецкого, изображенный на рис. 25, помещаемый в термостат при 30° С.

Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

Как мальтазная, так и зимазная активность прессованных дрожжей колеблется в очень широких пределах в зависимости от ряда факторов. По ориентировочным данным ВНИИХПа, общая оценка прессованных дрожжей в зависимости от их мальтазной и зимазной активности, может быть представлена следующим образом (табл. 64). В данном случае не приведена характеристика этих групп по подъемной силе, но имеющиеся в литературе данные свидетельствуют, что между этой величиной и активностью мальтазы не всегда имеется прямая зависимость. Высокая активность мальтазы не всегда соответствует высокой суммарной сбраживающей способности дрожжей. Нет также закономерной связи между величиной активности зимазного комплекса и мальтазой.
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

В табл. 65 приведены некоторые данные, сопоставляющие ферментную активность прессованных дрожжей различного происхождения с их подъемной силой по стандарту и с объемом полученного при пробной выпечке хлеба.
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

В данном опыте были использованы три образца прессованных дрожжей, подъемная сила которых соответствовала стандарту. Первый образец — дрожжи Московского дрожжевого завода, относящиеся к расе № 14; дрожжи имели высокую мальтазную и среднюю активность зимазного комплекса. При выпечке был получен хлеб хорошего качества. Второй образец — дрожжи Барского спирто-дрожжевого завода, относились к расе № 7 и имели даже более высокую зимазную, но очень низкую мальтазную активность; хлеб, выпеченный на этих дрожжах, имел небольшой объем. Третий образец — сушеные дрожжи с пониженной активностью ферментов, хотя по подъемной силе они соответствовали ГОСТу; объем выпеченного хлеба был также небольшой. Общее количество углекислого газа, выделенного тестом за период брожения, было различным. Особенно большие расхождения были между двумя последними образцами и первым, в котором брожение шло более энергично. Это объясняется пониженной способностью дрожжевых клеток использовать мальтозу, накапливающуюся в тесте в процессе расщепления крахмала и декстринов.
Применение прессованных дрожжей с пониженной активностью мальтазы отрицательно влияет на ход процесса брожения теста. Приведенные материалы, характеризующие технологические свойства дрожжей с низкой активностью мальтазы, относятся к выработке теста безопарным способом, когда дрожжи должны проявлять свою сбраживающую способность тотчас после замеса теста. По иному протекает процесс при опарном способе приготовления теста. В процессе брожения опары, продолжающемся несколько часов, происходит адаптация дрожжевых клеток к среде, содержащей мальтозу, и они приобретают способность сбраживать этот сахар. В связи с этим при опарном тестоведении интенсивность газообразования в тесте собственно практически не зависит от исходной активности мальтазы прессованных дрожжей. Ho следует отметить, что брожение опары при низкой активности мальтазы протекает менее интенсивно, пока не произойдет адаптация дрожжей, и, даже если брожение теста в обоих случаях будет продолжаться одно и то же время, то подготовительный период, т. е. брожение опары в первом случае будет больше, чем во втором. Следовательно, хотя опарное тестоведение сглаживает различия между дрожжами с высокой и низкой мальтазной активностью, все же для сокращения продолжительности процесса желательно иметь дрожжи с мальтазой высокой активности. Поэтому перед дрожжевой промышленностью поставлена задача вырабатывать дрожжи, обладающие способностью хорошо использовать мальтозу уже в самом начале сбраживания теста. Для этой цели разработан ряд мероприятий.
Одним из существенных мероприятий повышения технологических свойств дрожжей является подбор соответствующих рас и штаммов, обладающих высокой мальтазной активностью. Так, например, высокой активностью этого фермента характеризуется раса № 14, широко используемая в стране для выработки хлебопекарных дрожжей; раса №7 (Томская), наоборот, характеризуется низкой активностью мальтазы и сохраняет эту особенность при дальнейшем культивировании.
Следует отметить, что биологическая изменчивость дрожжей очень значительна даже в пределах одной и той же расы. Так, например, исследованием установлено, что культивируемые в Казахстане хлебопекарные дрожжи нескольких рас имеют очень значительные колебания величины мальтазной активности, различаются также они и по подъемной силе. Выделенные из каждой расы клопы (по 15 клонов) имели следующие колебания этих показателей.
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

По-видимому, наилучшим способом повысить способность дрожжей сбраживать мальтозу является культивирование их в среде, содержащей специфический субстрат — мальтозу. В этом случае произойдет адаптация дрожжевых клеток к этому сахару, начнет выделяться необходимое количество мальтазы. Добавляя, например, к мелассе, в которой культивируются товарные дрожжи, кукурузную патоку, содержащую много мальтозы, можно значительно повысить мальтазную активность, а следовательно, и технологические свойства дрожжей. За последнее время большое внимание уделяется получению высокоактивных по всему ферментному комплексу гибридных рас дрожжей.
Для технологии хлебопечения существенное значение имеет также вопрос об осмочувствительности дрожжевых клеток. Особую актуальность получил этот вопрос в связи с широким применением жидких полуфабрикатов, содержащих поваренную соль. Осмочувствительностью называется способность дрожжевых клеток снижать бродильную активность в среде, содержащей соли, т. е. с повышенным осмотическим давлением. Для сравнительной оценки осмочувствительности различных рас или штаммов дрожжей применяется метод опенки подъемной силы в тесте без добавления соли и с добавлением соли, и по разности судят о величине осмочувствительности.
По разработанным ВНИИХПом нормативам, дрожжи являются устойчивыми по отношению к соли, если разность во времени подъема теста с солью и без нее составляет не более 10 мин; дрожжи, высокочувствительные к повышенному осмотическому давлению, дают разницу во времени подъема теста более чем 20 мин. Значительное внимание уделяется селекции осмоустойчивых дрожжей; в практике хлебопечения в настоящее время используется несколько таких рас.
Адаптированные к поваренной соли дрожжи расы Б-14, например, хорошо размножаются даже при содержании соли в культуральной среде в количестве 2,0%, тогда как неадаптированные дрожжи в этих условиях сильно угнетаются. Солеустойчивые дрожжи, однако, более чувствительны к изменению температуры культуральной среды, при повышении температуры от 30 до 35° С количество дрожжевых клеток снижается значительно сильнее, чем у неадаптированных к соли дрожжей.
В связи с разработкой более совершенной методики оценки технологических свойств дрожжей было внесено предложение определять подъемную силу не по продолжительности периода только первого подъема теста, а по суммарной продолжительности первого подъема, второго подъема после обминки и третьего подъема после второй обминки. В этих условиях можно различить образцы дрожжей, обладающих пониженной активностью мальтазы (образец № 2) от дрожжей с нормальной активностью этого фермента (образец № 1); в первом случае общая продолжительность трех подъемов теста оказывается значительно больше, чем во втором (табл. 66). Это подтверждает высказанное выше предположение, что дрожжи с низкой активностью мальтазы не могут использовать накопившуюся в тесте мальтозу и снижают интенсивность брожения, исчерпав сбраживаемые сахара уже в первый период брожения. Таким образом, определение подъемной силы по трем подъемам теста позволяет более четко выявить технологические свойства дрожжей, чем принятый в настоящее время стандартом метод.
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

Применение этого метода, наряду с определением активности зимазного комплекса и мальтазы, оказывает существенную помощь при контроле производства хлебопекарных прессованных дрожжей. Так, например, при сопоставлении технологических свойств образцов дрожжей, культивированных в лаборатории и подвергнутых специальной активации для повышения деятельности мальтазы, с маточными и товарными заводскими дрожжами выявляется снижение подъемной силы по трем подъемам по мере выращивания, в то время как по показателю первого подъема они мало отличаются друг от друга (табл. 67). На основе этих данных необходимо принимать соответствующие меры для улучшения технологических свойств дрожжей.
Рассматривая принятую в настоящее время методику определения подъемной силы дрожжей, следует обратить внимание еще на одно обстоятельство, которое до последнего времени не учитывалось совсем. По этой методике для определения подъемной силы дрожжей применяется пшеничная мука II сорта, причем один и тот же образец ее должен использоваться в течение более или менее длительного времени. При этом не учитывают газоудерживающую способность муки, обусловленную не только сортом, по и содержанием и свойствами клейковины,
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

При сопоставлении подъемной силы дрожжей ее величина будет колебаться не только в зависимости от сбраживающей активности того или иного образца, но и от способности теста, увеличиваясь в объеме, задерживать углекислый газ.
В какой мере этот фактор оказывает влияние на величину подъемной силы дрожжей, еще не выяснено. Следует отметить, что использование одного и того же образца муки в течение длительного времени не является гарантией получения правильных результатов оценки технологических свойств дрожжей, так как при хранении качество клейковины заметно изменяется.
Если клейковина исходной муки уже была достаточно крепкой, то в процессе хранения она может стать очень крепкой и подъемная сила понизится не за счет ухудшения свойств испытуемых дрожжей, а за счет снижения газоудерживающей способности муки. В связи с этим заслуживают внимания предложения некоторых авторов определять качество прессованных дрожжей па синтетическом тесте, которое будет обладать всегда одной и той же газоудерживающей способностью. Такое тесто предлагается составлять из крахмала, растительных гумми и воды с добавлением различных сахаров (для определения активности зимазного комплекса добавляют сахарозу, глюкозу или фруктозу, а активности мальтазы — мальтозу).
Экспериментальной проверки этого предложения для прессованных дрожжей, вырабатываемых отечественной промышленностью, пока не проводили.
Следует обратить внимание и на то обстоятельство, что применение для определения подъемной силы дрожжей муки II сорта также может вызвать некоторые расхождения с технологическими показателями дрожжей при использовании их в тесте из муки высшего и I сорта. Этот вопрос пока еще совершенно не изучен.
Большое практическое значение имеет вопрос о влиянии хранения на свойства прессованных дрожжей. Высокая их влажность обусловливает возможность возникновения в них биологических процессов, неблагоприятно отражающихся на поведении дрожжевых клеток в процессе сбраживания теста. По-видимому, наиболее нежелательным явлением, происходящим при хранении, является автолиз белковых веществ и переход продуктов их распада за пределы клеточных стенок, т. е. во внешнюю среду. Особую опасность представляет при этом глютатион, присутствие которого в тесте может привести к значительным изменениям свойств белковых веществ клейковины. Отрицательное влияние глютатиона, диффундирующего за пределы клеточных стенок дрожжей, было установлено многими исследованиями.
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

Существенное значение имеет температура, при которой хранятся дрожжи. В условиях низких положительных температур дрожжи сохраняют свои технологические свойства в течение 10—12 суток (табл. 68). Как мальтазная и зимазная активность свеже выработанных дрожжей, так и их подъемная сила остаются практически неизменными в течение всего периода хранения. При более высокой температуре хранения потеря подъемной силы может произойти значительно быстрее. Наряду с этим в дрожжах может появиться значительное количество свободного, т. е. выделяющегося за пределы клеток, глютатиона, что отрицательно повлияет на их технологические свойства. Важно отметить, что между величиной подъемной силы и количеством глютатиона нет прямой зависимости (табл. 69).
Технологические свойства прессованных дрожжей и методы их определения

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: