Получение глюкозо-фруктозных сиропов

Фруктоза, или иначе фруктовый, плодовый или медовый сахар, широко распространен в природе. Она слаще на 60-70% чем сахароза. По сравнению с сахаром фруктоза обладает более приятным вкусом. Кроме того, фруктоза может употребляться людьми, больными диабетом, поскольку усвоение фруктозы не связано с превращением инсулина. Поэтому существует достаточно эффективный метод превращения глюкозы во фруктозу под действием иммобилизованного фермента глюкоизомеразы.

Фермент глюкоизомераза катализирует превращение глюкозы, получаемой при гидролизе крахмала (кукурузного или реже картофельного), в смесь глюкозы и фруктозы. Образующийся глюкозо-фруктозный сироп содержит 42-4 3% фруктозы, около 51 % глюкозы и не более 6 % олигосахаридов, по сладости соответствующих обычному сахару.

Для некоторых пищевых производств употребляют глюкозо-фруктозные сиропы с содержанием фруктозы 55 и 90 %. Их в свою очередь изготавливают из обычных сиропов с использованием разделительных процессов, например, жидкостной хроматографии.

Крупномасштабный процесс производства фруктозных сиропов из кукурузного крахмала происходит следующим образом. Отделенные из зерен гранулы крахмала ресуспендируются в воде до концентрации 40 % при рН 3, 5–4, 2. На стадии разжижения добавляется α -амилаза и крахмал желируется при рН 6, 2–6, 5 при прямом нагревании раствора паром. Начальная температура 105–107 °С поддерживается 5–8 минут, затем резко охлаждается до 95 °С и выдерживается 1–2 часа для дальнейшего гидролиза крахмала до размера олигосахаридов в 10–13 глюкозных остатков. Для осахаривания раствор разбавляют до концентрации 32–34 % сухого вещества, рН доводят до значения 4, 2–4, 5, и глюкоза образуется при добавлении глюкоамилазы. Реакция проходит в реакторах при температуре 60 °С. Для изомеризации 95, 5 % раствор глюкозы доводят до рН 7–8 и пропускают через колонну с иммобилизованной глюкоизомеразой. Температура и скорость протока контролируются так, чтобы обеспечить на выходе примерно 42 % фруктозный сироп

 Получение безлактозного молока

Лактоза, молочный сахар, содержится в достаточно больших количествах в молоке и молочной сыворотке. Этот сахар характеризуется малой сладостью и низкой растворимостью. Молекулы лактозы распадаются на глюкозу и галактозу при гидролизе под действием лактазы или β -галактозидазы. Молоко после такой обработки приобретает новые диетические качества и может употребляться людьми, не переносящими молочный сахар.

 Получение L -аспарагиновой кислоты

Аспарагиновая кислота не принадлежит к числу незаменимых, но производится в мире многими тысячами тонн. Она находит широкое применение в пищевой промышленности для придания кондитерским изделиям и напиткам различных оттенков кислого или сладкого вкуса. Аспарагиновую кислоту получают с помощью фермента аспартазы. В качестве исходных реагентов используются фумаровая кислота и аммиак.

 Использование ферментов в хлебопечении

Применение ферментов в хлебопечении дает возможность, прежде всего, сбалансировать содержание этих природных катализирующих соединений в зерне разных урожаев, что обеспечивает стандартизацию и постоянство свойств муки. Однако ферменты способны еще и заменять различные применяемые в хлебопечении и кондитерском производстве химические агенты.

Основные задачи, решаемые с помощью ферментов в хлебопе­чении, следующие:

• корректировка хлебопекарных свойств пшеничной и ржаной муки при нестабильном ее качестве (укрепление клейковины, расслабление, “структуризация” клейковины, увеличение сахарообразующей способности и ферментативной активности муки и др.);

• приготовление специальных полуфабрикатов;

• улучшение биотехнологических свойств хлебопекарных дрож­жей;

• интенсификация технологического процесса, реализация ус­коренных технологий приготовления хлеба;

• формирование заданных реологических свойств теста, увели­чение его стабильности;

• улучшение качества хлеба и хлебобулочных изделий по физи­ко-химическим и органолептическим показателям;

• экономия сырья, повышение водопоглотительной способно­сти теста, увеличение выхода готовых изделий;

• продление срока сохранения свежести хлеба, снижение его крошковатости;

• введение в комплексные хлебопекарные улучшители для ре­шения многофакторных технологических задач.

В зависимости от поставленных задач при производстве хлебо­булочных изделий применяются ферментные препараты различ­ного действия.

Действие ферментов в тесте

Как известно, мука содержит три важнейших компонента: крахмал, белок клейковины и пентозаны. Тесто созревает в процессе поглощения воды и является основой всех хлебопродуктов. Вместе с тем компоненты муки поглощают влагу неодинаково. Крахмал, на долю которого приходится 68 % массы пшеничной муки, впитывает лишь 50 % влаги. Клейковина (содержание которой в муке около 12 %) адсорбирует 27 % воды, а пентозаны, которых в муке всего лишь 3 %, поглощают 12 % влаги.

Соотношение крахмала, белка клейковины и пентозанов должно быть оптимальным. Ферменты, присутствующие в самом зерне, всегда участвуют в процессе получения хлебопродуктов. Амилазы расщепляют крахмал до сахаров, которые служат питательными веществами для дрожжевой клетки; протеазы разрыхляют весьма плотную структуру белка клейковины. Однако уровень нативных ферментов в муке подвержен колебаниям в связи с условиями выращивания зерна, что влияет на отклонение свойств хлеба от принятых стандартов.

Ферменты микробного происхождения полностью устраняют зависимость пекаря от непостоянства состава исходного сырья и в каждом конкретном случае позволяют выбрать наиболее подходящую пропорцию амилаз и протеаз. При этом еще можно улучшить стабильность и подъем теста благодаря гемицеллюлазам.

Амилазы расщепляют цепочку крахмала до декстринов и отдельных сахаров, усиливают созревание теста, благотворно влияют на формирование вкуса и обеспечивают субстратом дрожжи. Протеазы ослабляют белок клейковины и придают тесту эластичность. Гемицеллюлазы и пентозаназы придают тесту большую стабильность и увеличивают его подъем.
Существует несколько теорий, объясняющих действие гемицеллюлаз. Суть их сводится к тому, что ферменты этой группы разрывают полимерные молекулы нерастворимых пентозанов пшеницы до растворимых высокомолекулярных фрагментов. Последние характеризуются высокой водосвязывающей способностью и взаимодействуют с белками, образуя стабильные белковые пены с развитыми заполненными воздухом порами. В результате тесто становится устойчивым к оседанию и при выпечке хорошо поднимается.
Гемицеллюлазы, используемые в хлебопечении, получают из микробных культур рода Aspergillus. Причем такие ферментные добавки лучше адаптированы к рН теста и обеспечивают отличную стабильность.  
Новый для хлебопечения фермент – трансглютаминаза – способствует образованию поперечных связей между молекулами клейковинного белка и таким образом улучшает реологические свойства теста в процессе выпечки. Прекрасно дополняя другие хлебопекарные ферменты, трансглютаминаза усиливает белок клейковины и способствует формированию оптимальных характеристик теста.

Амилолитические ферменты. Это основная группа ферментов, используемых для интенсификации процесса тестоприготовления. α -Амилаза – фермент, осуществляющий, как уже упоминалось ранее, беспорядочный разрыв молекулы крахмала по нескольким α -1, 4-связям, сопро­вождающийся в основном образованием декстринов и неболь­шого количества мальтозы и значительным снижением вязкости субстрата.

В пшеничной муке из нормального зерна α -амилаза отсутству­ет, но в избытке содержится β -амилаза – фермент, воздействующий на крахмал последова­тельным отщеплением мальтозы от невосстанавливающего конца цепочки. Недостаток субстрата с подобными концами углеводной цепочки является причиной слабого сахарообразования. При со­вместном действии микробной α -амилазы и зерновой β -амилазы сахарообразование значительно усиливается, так как распад моле­кулы на декстрины приводит к значительному увеличению числа невосстанавливающих концов.

Характер действия грибной и бактериальной α -амилаз на крах­мал и их свойства значительно различаются.

По сравнению с грибной и солодовой α -амилазами бактериаль­ная α -амилаза обладает повышенной термостабильностью, что, однако, осложняет работу с ней, так как превышение оптималь­ной дозы может привести к образованию липкого заминающегося мякиша. Грибная α -амилаза термолабильна. В процессе выпечки, к мо­менту, когда атакуемость крахмала в результате клейстеризации резко возрастает, она быстро инактивируется и поэтому даже при значительных передозировках не портит мякиша хлеба. Различия в свойствах сравниваемых амилаз проявляются в оптимумах рН и температуры, а также температуры инактивации.

Гидролиз крахмала с помощью α -амилазы и глюкоамилазы повышает содержание сбра­живаемых сахаров в тесте, что приводит к интенсификации про­цесса брожения. За счет усиленного газообразования тесто раз­рыхляется, приобретает однородную консистенцию, увеличивается объем выпекаемого хлеба. Расщепление крахмала до декстринов способствует замедлению черствения хлеба, в основе которого ле­жат процессы ретроградации клейстеризованного крахмала и обра­зования поперечных связей между молекулами крахмальных поли­сахаридов и белков клейковины. Для замедления черствения хлеба наиболее эффективна α -амилаза, при действии которой на крах­мал образуются низкомолекулярные декстрины, препятствующие кристаллизации крахмала. Увеличение содержания в тесте низко­молекулярных Сахаров приводит к активации меланоидинообразования при выпечке, при этом усиливается окраска корочки хлеба.

Образование Сахаров в тесте особенно важно при брожении опары, в которую обычно сахар не добавляют. Амилолитические ферментные препараты в дозировках 0, 002 % к массе муки суще­ственно повышают газообразование и положительно влияют на физические свойства теста из муки твердой пшеницы. Оно стано­вится более эластичным, менее упругим и подобным тесту, приго­товленному из муки мягких пшениц.

Из отечественных препаратов применяют Амилоризин, Амилосубтилин, Глюкаваморин, Глюконигрин, Амилонигрин; из импорт­ных чаще используются препараты фирмы “Новозаймс” (Дания): Фунгамил (грибная α -амилаза из культуры A. oryzae), Новамил (α -амилаза из В. subtilis), АМГ (глюкоамилаза из культуры A. niger). В процессе выпечки хлеба препараты инактивируются и не вызы­вают образования липкого мякиша.

При производстве хлеба на жидких дрожжах целесообразно до­бавлять α -амилазу пофазно: на стадии приготовления заквашен­ных заварок и на стадии приготовления опары.

Установлено также, что добавление в обычных дозах соли, са­хара, улучшителей окислительного действия (аскорбиновой кис­лоты) не ингибирует α -амилазу в пшеничном тесте, поскольку накапливающийся в тесте в процессе брожения этанол также не влияет на активность α -амилазы.

Добавление в опару 0, 002 % ферментного препарата Амилори­зин П10Х увеличивает удельный объем хлеба на 11-15 %, улучшает его пористость на 2-3 %, повышает формоустойчивость подового хлеба и сжимаемость мякиша, а также усиливается вкус и аромат. Значительно увеличивается содержание сахаров, которые в сочетании с продуктами гидролиза белков обусловливают и бо­лее интенсивную окраску корки.

При приготовлении теста на концентрированной мо­лочнокислой закваске (КМКЗ) могут применяться гриб­ные препараты как глюкоамилазы, так и α -амилазы. Физико- химические свойства КМКЗ (рН, влажность) соответствуют опти­муму действия глюкоамилазы грибов. Препарат Глюкаваморин Г20Х вносят в закваску при достижении рН 4, 2, при дозировке 10-12 ед/100 г муки. Действие глюкоамилазы усиливается при до­полнительном введении триполифосфата натрия (ТПФ) в количе­стве 0, 01 % к массе муки. Содержание глюкозы в готовой закваске увеличивается в 1, 6-1, 9 раза и составляет 7, 4-8, 8 % сухих ве­ществ. Удельный объем хлеба, изготовленного на КМКЗ с глюкоамилазой, увеличивается на 10-15 %, пористость – на 2-3, общая сжимаемость мякиша – на 25-30 %. В хлебе возрастает содер­жание альдегидов, эфиров, ароматических и гетероциклических соединений.

Качество хлеба улучшается при введении в КМКЗ наряду с глюкоамилазой хлебопекарных дрожжей (0, 1 % массы муки) и са­хара. Гидролиз сахарозы дрожжевой β -фруктофуранозидазой уве­личивает содержание глюкозы и фруктозы в закваске в 9-10 раз, в тесте – в 1, 4-1, 6 раза.

Комплексные препараты, содержащие кислотоустойчивую α -амилазу и глюкоамилазу, целесообразно использовать вместе с мо­лочной сывороткой при оптимальном рН 3, 8-4, 2. Наибольшая эффективность достигается при приготовлении теста из пшенич­ной муки на жидких опарах. Рекомендуемая дозировка препа­рата – 4-5 ед. амилазы и 10-15 ед. глюкоамилазы на 100 г муки при влажности полуфабриката 70- 75%. Хлеб, приготовленный на полуфабрикате с таким ферментным препаратом, имеет более высокие удельный объем, формоустойчивость и сжимаемость мя­киша (соответственно на 15, 20 и 30 %).

Комплекс амилолитических ферментов дает хорошие результа­ты при использовании ржаной муки с различными хлебопекар­ными свойствами, в том числе с пониженной автолитической активностью. Сокращается продолжительность брожения заквас­ки, повышается подъемная сила полуфабрикатов, становится бо­лее выраженным вкус и запах хлеба.

Установлено, что осахаривание предварительно заваренной ча­сти ржаной муки в комплексе с внесением указанных ферментных препаратов в дозировке 1 ед. ОС/г муки приводит к увеличению содержания усвояемых Сахаров в питательной среде на 22, 5 % по сравнению с самым продуктивным контрольным вариантом. При этом температура осахаривания снижается с 68 до 40 °С, на 25 % уменьшается продолжительность процесса. Приготовление пита­тельной среды с использованием ферментных препаратов приво­дит к интенсификации спиртового и молочнокислого брожения. Соответственно на 76 и 15 % увеличивается накопление основных продуктов метаболизма – С0₂ и кислот в пересчете на молочную. При этом возможно регулирование процесса путем изменения до­зировки ферментных препаратов в зависимости от исходной автолитической активности партий муки.

Комплекс амилолитических ферментов используется при полу­чении высокоосахаренных ферментативных полу­фабрикатов (ВФП). Введение ВФП в рецептуру хлеба сокра­щает продолжительность процесса приготовления теста и расход сахара. Для приготовления ВФП пригодны различные сорта муки — пшеничной, ржаной и из зерна тритикале, а также рисо­вая мучка, крахмальное молоко, крахмал-сырец, черствый хлеб. Осахаривание проводят в течение 6 ч при температуре 60-65 °С и рН 4-4, 2, который устанавливают с помощью лимонной или ортофосфорной кислоты. В качестве амилолитических ферментных препаратов можно использовать грибные α -амилазу и глюкоамила- зу. Вид препарата не влияет на качество ВФП при условии соблю­дения дозировки ферментов: глюкоамилазы – 500 ед/100 г сырья, α -амилазы – 100 ед/100 г сырья для пшеничной муки, 50 ед/100 г сырья для муки из тритикале и ржаной. Промышленный вариант получения ВФП основан на использовании комплекса Глюкаваморина и Амилоризина. Степень конверсии крахмала в ВФП из пшеничной муки I сорта составляет 73-75%, из хлеба пшенич­ного I сорта – 84-85, из рисовой мучки – 66-68 %.

Использование ВФП в составе теста приводит к увеличению подъемной силы дрожжей, скорости сбраживания Сахаров, усиле­нию газообразования, что позволяет сократить продолжитель­ность приготовления теста. При безопарном способе приготовле­ния теста ВФП вводят в количестве 5-10 % к массе муки. Дли­тельность брожения сокращается в 1, 4-1, 7 раза, удельный объем хлеба возрастает на 10-29 %, пористость – на 4%, сжимаемость мякиша – на 21-34 % к контролю (без ВФП), содержание реду­цирующих Сахаров – на 1, -2, 5 % к массе сухих веществ. Хлеб медленнее черствеет, что объясняется более глубоким расщеплени­ем крахмала и белка. При опарном способе приготовления теста введение ВФП в опару приводит к сокращению длительности бро­жения опары до 2 ч, теста – до 30 мин. Применение ВФП позволя­ет снизить расход сахара в рецептуре на 2, 5 – 5, 0 % к массе муки.

Для замедления черствения хлебобулочных изделий наряду с традиционно используемыми ферментными препаратами α -амилазы возможно применение ферментных препаратов с мальтогенной α -амилазой (расщепляющей 1, 4 глюкосвязи с образованием мальтозы, декстринов, олигосахаридов) в технологиях пшеничного и ржано- пшеничного хлеба. Установлено, что ферментный препарат, со держащий бактериальную мальтогенную а-амилазу, существенно улучшает структурно-механические свойства мякиша, увеличива­ет срок сохранения свежести готовых изделий до 7–12 сут.

β -Галактозидаза. В рецептуры хлебобулочных изделий часто вводят творожную молочную сыворотку, которая содержит 4, 2-4, 7 % сухих веществ, в том числе 0, 5-1, 4 % белка, 3, 2-5, 1 % лак­тозы, до 0, 4 % жира, минеральные вещества и витамины. Сыво­ротка имеет рН 4-4, 2, что соответствует активной зоне многих грибных гидролитических ферментов. В хлебопечении лактозу в чистом виде не используют из-за ее функциональных свойств: низкой растворимости и отсутствия сладости, а также часто встре­чающейся непереносимости организмом человека.

Лактоза не сбраживается пекарскими дрожжами, поэтому на среде с ней их бродильная активность уменьшается. В тесте с до­бавлением негидролизованной сыворотки отмечается депрессия газообразования, объем теста снижается на 9-13%. При рас­щеплении лактозы, катализируемом ферментом р-галактозидазой, образуются глюкоза и галактоза. Эта смесь уже имеет сладкий вкус, хорошо растворяется в воде, усваивается как животными, так и микроорганизмами.

Для гидролиза лактозы могут быть использованы препараты Лактоканесцин Г10Х и Г20Х, Лактоинеквалин Г10Х, Лактофрагилин Г10Х. Чаще применяют Лактоканесцин, который содержит сопутствующие ферменты p-фруктофуранозидазу и протеазу. Он способен гидролизовать лактозу сыворотки, инвертировать саха­розу в тесте, частично гидролизовать белки сыворотки и муки. При его использовании повышается бродильная активность дрож­жей, кислото- и газообразование, сокращается продолжительность брожения теста.

Рациональный способ использования сыворотки – это приго­товление на ее основе 45-65 % растворов сахара с добавлением Лактоканесцина. При этом достигается не только гидролиз лакто­зы, но и частичная инверсия сахарозы.

Целлюлазы и гемицеллюлазы. Эти ферменты применяют при приготовлении хлеба из ржаной муки, смеси ржаной и пшенич­ной, а также муки с добавками отрубей и других компонентов с повышенным содержанием структурных полисахаридов.

Гидролиз целлюлозы и гемицеллюлоз повышает количество сбраживаемых сахаров в тесте, что интенсифицирует процесс бро­жения и приводит к снижению вязкости теста, что особенно важно при использовании ржаной муки. Повышаются пористость и удельный объем хлеба, мякиш становится менее липким.

Преобладающими гемицеллюлозами оболочки зерна являются разновидности ксиланов, среди них – арабиноглюкуроноксилан. Пентозные полисахариды составляют 2, 5-3 % пшеничной муки. Ксиланы ассоциируются с белками клейковины, при этом белки теряют нативную структуру, происходит развертывание глобулы. Денатурация сопровождается утратой эластичности белка, что отри­цательно влияет на упругие свойства теста. Гидролиз ксиланов предотвращает их ассоциацию с белками клейковины. Продукты частичного гидролиза ксиланов имеют высокую водоудерживаюшую способность. Образуется водонасыщенный развитый клейковинный каркас. Ксилоолигосахариды препятствуют взаимодействию крахмала с белками клейковины, что улучшает свойства теста при разделке, повышает стабильность тестовых заготовок при расстой­ке, увеличивает объем теста при выпечке, замедляет процесс черствения хлеба.

Отечественные препараты Целлокандин, Амилоризин имеют широкий спектр действия, эффективно расщепляют различные виды гемицеллюлоз. Применение препаратов с гемицеллюлазной активностью улучшает структуру мякиша, повышает удельный объем хлеба, его пористость, хрустя­щие свойства корки.

Для сохранения свежести хлебобулочных изделий препараты ксиланазы сочетают с амилолитическими.

В современном хлебопечении в основном используют муку различных сортов, химический состав которой значительно бед­нее по сравнению с целым зерном. В связи с этим среди населения большинства стран мира растет популярность зерновых продуктов, и в частности хлеба из цель­ного зерна.

Для совершенствования технологии производства зернового хлеба применяют ферментные препараты целлюлолитического действия Пентопан 500 BG, содержащий ксиланазу, и Фунгамил Супер АХ (фирмы “Новозаймс”, Дания), содержащий фермент­ный комплекс из ксиланазы и а-амилазы, а также отечественный препарат Целловиридин, в состав которого входят целлобиогидролаза, β -глюканаза и ксиланаза.

Ферментные препараты вносят на стадии замачивания зерна при температуре 50 °С в дозах 0, 003-0, 006 % для Пентопана 500 BG, 0, 00575-0, 015м % от массы зерна для Фунгамила Супер АХ и 0, 003-0, 009 % от массы зерна для Целловиридина. Пористость и удельный объем хлеба при применении фермент­ных препаратов увеличиваются вследствие того, что целлюлолитические ферменты способствуют деструкции некрахмальных поли­сахаридов оболочек и алейронового слоя зерновки. В результате деструкции происходит накопление низкомолекулярных продук­тов, используемых в процессе брожения дрожжами, что интенси­фицирует газообразование в тесте, повышает пищевую ценность и удлиняет сроки сохранения свежести изделия.

Протеолитические ферменты. Их применяют для регулирования упругих свойств клейковины муки.

Для улучшения хлебопекарных качеств муки скороткорвущейся клейковиной, тесто из которой имеет низкие пока­затели растяжимости и разжижения, применяют протеолитические ферменты эндо- и экзопептидазы.

Для хлебопекарного производства наибольшее значение имеют пептидазы, действующие в зоне рН 3, 5-5, 5. Умеренный протеолиз оказывает благоприятное действие на клейковину из муки нормального хлебопекарного достоинства. Вязкость ее уменьша­ется, что благоприятно влияет на тесто, объем хлеба и структуру пористости мякиша.

Бактериальная протеаза по результативности превышает гриб­ную. Применение бактери­альной протеазы в дозе 0, 02 % к массе муки с низкими хлебо­пекарными свойствами дает увеличение объема хлеба на 37 % и повышение общей хлебопекарной оценки на 1, 5 балла.

В качестве препаратов нейтральной бактериальной протеазы могут использоваться отечественный Протосубтилин Г20Х и Нейтраза фирмы “Новозаймс”.

Большим преимуществом грибных протеаз по сравнению с зер­новыми является их довольно высокая экзопептидазная актив­ность, благодаря чему в процессе приготовления теста происходит накопление аминокислот. Технологическое значение их очень велико как для обеспечения дрожжей питанием, так и для интен­сификации образования меланоидинов в корке хлебобулочных изделий при выпечке, благодаря чему она становится румяной и ароматной.

Липаза. В хлебопекарной промышленности сравнительно не­давно стали использовать ферментные препараты, содержащие липазу, осуществляющую гидролиз триацилглицеридов с образованием жирных кислот, моно- и диглицеридов, которые, обладая эмульгирующими свой­ствами, а также функциональной способностью образовывать комплексные соединения со структурными компонентами теста – белками, крахмалом, оказывают положительное влияние на свой­ства теста и качество готовых изделий. Возможно также окисление свободных жирных кислот липоксигеназой пшеничной муки с об­разованием пероксидов. При использовании ферментного препа­рата Липопан улучшаются свойства клейковины, увеличивается удельный объем готовых изделий, улучшаются структурно-меха­нические свойства мякиша, наблюдается эффект его отбеливания, замедляется процесс черствения хлеба.

Окислительно-восстановительные ферменты. Как и протеолитические, эти ферменты используются для регуляции реологических свойств теста. С их помощью достигается эффект, обратный дей­ствию протеаз: укрепление клейковины путем образования допол­нительных дисульфидных связей за счет окисления SH-групп бел­ков. В качестве окислительных агентов выступают соединения, образующиеся в системах с участием окислительно-восстанови­тельных ферментов. Само окисление сульфгидрильных групп белков протекает как неферментативная химическая реакция. Эф­фект укрепления клейковины дополняется сопутствующим сни­жением протеолитической активности муки, которое вызывается переходом активатора протеаз – глутатиона – в неактивную окисленную форму.

В качестве окислительных используют системы, включающие липоксигеназу или комплекс глюкозооксидазы и каталазы. Окис­лительно-восстановительные ферменты постепенно вытесняют из практики хлебопечения химические окислители, такие, как бромат калия.

Под действием липоксигеназы происходит образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот, которые и окисляют далее другие соединения, в частности белки по сульфгидрильным связям, а также каротиноидные пигменты, что приводит к осветлению тес­та. При наличии в системе аскорбиновой кислоты происходит образование дегидроаскорбиновой кислоты, которая выполняет роль окислителя сульфгидрильных групп белков. Это усиливает действие липоксигеназы. Субстратами для нее служат свободные жирные кислоты, поэтому целесообразно вносить препарат липа­зы в рецептуры теста, включающие жиры.

Глюкозооксидазу используют в комплексе с каталазой. При окислении глюкозы глюкозооксидазой образуются глюконовая кислота и пероксид водорода – ак­тивный окислитель. Избыточный Н₂0₂, не участвующий в окис­лительных процессах, может быть удален из системы, что до­стигается с помощью каталазы, разлагающей пероксид на воду и кислород. Окислительное действие глюкозооксидазы усиливается при сочетании с аскорбиновой кислотой, которая в присутствии пероксида водорода окисляется в дегидроформу.

Система, включающая глюкозооксидазу, может активно рабо­тать при наличии глюкозы, которая появляется при гидролизе сахарозы и мальтозы дрожжевыми ферментами – инвертазой и мальтазой. Поэтому применение глюкозооксидазы эффективно при высокой ферментативной активности дрожжей. Для повыше­ния содержания мальтозы в среду вводят препарат грибной (мальтогенной) α -амилазы.

Окислительные системы с липоксигеназой и глюкозооксидазой существенно влияют на реологические свойства теста: повышает­ся его упругость, снижается растяжимость, возрастает интенсив­ность газообразования при брожении.

С использованием окислительных систем, включающих липоксигеназу и глюкозооксидазу, разработаны комплексные хлебо­пекарные улучшители (Фортуна, Топаз, Шанс, Мультэнзим и др.).

 

3. Применение ферментных препаратов в кондитерской отрасли

Ферментные препараты микробного происхождения находят применение в кондитерской отрасли в основном при производ­стве мучных и в меньшей степени сахарных изделий. Они исполь­зуются в производстве затяжного печенья, пряников, изделий из слоеного теста и т. д.

Для большинства мучных кондитерских изделий требуется мука со средним содержанием слабой по качеству клейковины, обычно вырабатываемой из мягких пшениц.

В РФ специальной муки для кондитерской отрасли не произво­дят. Используют хлебопекарную муку из смеси зерна мягких и 15-20 % твердых пшениц. Для улучшения качества сырья и про­текания основных биохимических процессов в тесто добавляют необходимые ферментные препараты.

Цели использования ферментных препаратов в производстве мучных кондитерских изделий различных ассортиментных групп неодинаковы.

Для интенсификации производства и улучшения качества галет и крекеров, изготовляемых на дрожжах, целесообразно приме­нение комплексных ферментных препаратов с преобладанием протеолитического действия, содержащих в своем составе α -амилазу.

Совокупное действие этих ферментов обеспечивает дрожжи сбраживаемыми углеводами (мальтозой) и усваиваемыми низкомоле­кулярными азотистыми веществами при брожении полуфабрикатов.

Часть неиспользованных при брожении Сахаров и азотистых веществ в процессе выпечки вступает в реакцию окислительно- восстановительного взаимодействия, результатом которой являет­ся меланоидинообразование. Благодаря этому галеты и крекеры приобретают интенсивную окраску, приятный вкус и аромат.

Протеолитические ферменты, воздействуя на белки клейкови­ны, вызывают изменения ее физических свойств и таким образом влияют на изменение реологических свойств теста, ускоряя его созревание.

Для производства затяжного печенья, изготовляемого на химических разрыхлителях, наиболее целесообразно примене­ние протеолитических ферментных препаратов, однако α -амилаза, находящаяся в них в качестве сопутствующего фермента, не меша­ет их использованию.

Для заварных и сырцовых пряников наибольшее значение имеют протеазы, но наряду с необходимостью регули­руемого расслабления теста важным является сохранение их све­жести (мягкости). Поэтому наиболее целесообразно применение комплексных ферментных препаратов с преобладанием протеолитического действия.

Для производства бисквитного полуфабриката ис­пользуют комплексные ферментные препараты с умеренной ак­тивностью протеолитических ферментов и невысокой α -амилазной (декстринирующей). Такое сочетание ферментов обеспечива­ет умеренное расслабление клейковины, способствующее лучшему подъему теста при выпечке и образованию тонкопористой воз­душной структуры готовых изделий. Образование декстринов обеспечивает сохранение свежести изделий.

При приготовлении слоеного полуфабриката для ус­корения и облегчения обработки теста, а также улучшения его эластических свойств необходимо применять протеолитические ферментные препараты для предупреждения усадки изделий при выпечке.

При получении вафельного теста оптимальное сниже­ние вязкости и ослабление его затягивания, способствующие по­лучению тонких вафельных листов, достигаются также примене­нием протеолитических ферментных препаратов. Для получения хрустящих вафель необходимо, чтобы в тесте образовалось неко­торое количество декстринов, что может обеспечить действие на крахмал α -амилазы, сопутствующей протеазам.

Дрожжевые кексы, как и хлебобулочные изделия, нужда­ются в добавлении комплексных препаратов с высокой активно­стью амилолитических и умеренной активностью протеолитических ферментов.

Итак, для производства мучных кондитерских изделий преиму­щественное применение находят протеолитические ферменты – эндо- и экзопептидазы.

Бактериальные протеазы в производстве мучных кондитерских изделий используют в значительно меньшем количестве, чем грибные препараты, и с большим эффектом. В грибных препара­тах могут присутствовать следы липазы, в результате чего наблю­дается ухудшение аромата печенья.

Дозы протеолитических препаратов в кондитерском производ­стве обычно значительно выше, чем при производстве хлебобу­лочных изделий.

Применение препаратов эндопептидаз позволяет снижать ко­личество сахара в рецептурном наборе сырья с сохранением рео­логических характеристик теста на прежнем уровне. При произ­водстве изделий с высоким содержанием сахара во избежание инактивирования протеазы весь сахар либо большую его часть до­бавляют в тесто в качестве последнего ингредиента, благодаря чему протеаза успевает адсорбироваться на белках муки.

Производство специальных протеолитических препаратов для мучных кондитерских изделий пока не организовано, но на­мечается на ближайшую перспективу.

Из зарубежных ферментных препаратов в настоящее время на нашем рынке предлагаются протеолитические препараты: Альфамальт ЛКУ-4020, Secalon, Нейтраза, Hako Proz, Pro zym, Prozyme-S, Star-Zyme protease, Fermex MT, Proflex, Protease-30, Protease-41, TT-Proteolytic 200. Последний препарат содержит не­которое количество α -амилазы, и его применяют в производстве хлеба, а также при выпечке крекеров, ванильных сухарей, овсяно­го печенья и других мучных изделий.

Указанные препараты обладают свойствами: улучшать растя­жимость теста, его газоудерживающую способность; выдерживать механические воздействия; ускорять релаксацию (снятие напря­жений после механических воздействий); улучшать структуру из­делий; смягчать мякиш; увеличивать объем изделий; усиливать аромат, вкус и окраску корки.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: