ФГОУ  ВПО ВЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ  АКАДЕМИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

ТОВАРОВЕДЕНИЕ И ЭКСПЕРТИЗА ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ТОВАРОВ

КАФЕДРА ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему «ПРИМЕНЕНИЕ

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ  ЗАКВАСОК

И ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ

В ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ОТРАСЛИ» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студентка группы ВТ-241

Парышева  Марина

Проверила: Ермолина Светлана Александровна 
 
 
 
 
 
 
 
 

КИРОВ 2008

СОДЕРЖАНИЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

       Хлеб  – физиологически обязательный компонент рациона питания человека. Основы технологии хлебопечения были заложены еще на заре цивилизации.

       Сначала хлеб представлял собой смешанную  с водой и выпеченную муку. Дрожжи впервые попали в тесто спонтанно из воздуха, что было очень важно для получения рыхлого теста. Позднее хлеб стали печь из муки с добавками дрожжей, соли, сахара и небольшого количества жира. Все эти ингредиенты необходимы для активного развития дрожжей, что приводит к улучшению качества хлеба. В настоящее время для получения особых видов хлеба в тесто добавляют и другие компоненты.

       Хлеб  для населения России всегда был  и остается одним из главных продуктов питания. Об этом убедительно свидетельствует анализ потребления хлебобулочных изделий в Российской Федерации, которое составляет 118 кг на душу населения в сопоставлении с мировым годовым потреблением хлеба –    45 кг на душу населения, а также с потреблением хлеба в странах Европы: Великобритания, Франция – 42 – 45 кг, Италия, Дания, Германия – 70 – 82 кг на душу населения.

       Особое место хлебобулочных изделий в структуре питания населения Российской Федерации определяет приоритетное направление хлебопекарной отрасли и обеспечение высокого качества хлебобулочных изделий.

       Качество  хлеба определяется особенностями  химического состава муки и активностью ферментативного комплекса в системе тесто – дрожжи. Значительное влияние оказывают также условия брожения и выпечки. Получить хлеб с надлежащей пористостью, объемом, окраской корки можно только при правильном сочетании в процессе тестоведения микробиологических и биохимических процессов.

       Мука, поступающая на хлебопекарные предприятия  для производства хлебобулочных  изделий, характеризуется нестабильными  свойствами.

       Эффективным средством в решении многих технологических задач, в том числе создание гибкого и одновременно стабильного технологического процесса получения широкого ассортимента хлебобулочных изделий высокого качества, является целенаправленное применение микроингредиентов – пищевых добавок, хлебопекарных улучшителей, различных видов нетрадиционного сырья.

       Все пищевые добавки и хлебопекарные  улучшители, применяемые в настоящее время в хлебопекарной отрасли, можно разделить на следующие группы микроингредиентов:

• окислительно-восстановительного действия;
• модифицированные крахмалы;
• ферментные препараты различного принципа действия;
• поверхностно-активные вещества (пищевые эмульгаторы);
• сухая клейковина и продукты на ее основе;
• пшеничные закваски на основе микроорганизмов;
• минеральные соли, органические кислоты, консерванты, пищевые

волокна, ароматические и вкусовые добавки и т. п.

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА

       К основному сырью в хлебопекарном  производстве относят муку, дрожжи, сахар, жир, соль.

       Подготовка  основного сырья  к производству. Подготовка муки заключается в смешивании отдельных компонентов, просеивании и магнитной очистке. При необходимости смешивают муку разных партий (в пределах одного сорта) для улучшения свойств одной партии муки за счет другой (две или три партии муки в простых соотношениях 1:1, 1:2, 1:3 и т.д.) на специальных машинах – мукосмесителях.

       Для просеивания муки с целью отделения  посторонних примесей применяют бураты, вибросита или просеиватели иных конструкций. Для очистки муки от металломагнитных примесей в выходных каналах машин для просеивания устанавливают магнитные уловители, которые очищают через каждые    4 ч работы. При использовании аэрозольтранспорта применяют электромагнитные сепараторы.

       Прессованные  дрожжи освобождают от упаковки, грубо  измельчают и готовят однородную суспензию в воде при температуре 30…35˚C.

       Сахар растворяют в воде в емкостях с  мешалками при температуре около 40˚C до 55%-й концентрации раствора.

       Твердые жиры растапливают в бачках с водяной  рубашкой и мешалкой. Температура маргарина при этом должна быть не более 40…45˚C, иначе он расслоится на жир и воду и неравномерно распределится в тесте. Жидкие жиры процеживают. Соль используют в виде 40%-го раствора. Дополнительным сырьем являются яйцепродукты и другие добавки.

       Приготовление теста и полуфабрикатов. Для каждого сорта хлеба существует унифицированная рецептура, в которой указаны сорт муки и расход компонентов в зависимости от вида хлебобулочных изделий (в кг на 100 кг   муки).

       Технологический режим приготовления изделия  определяется: температурой, влажностью, кислотностью полуфабрикатов, длительностью брожения, наличием и числом обминок, массой кусков теста, длительностью и температурным режимом расстойки и выпечки.

       К полуфабрикатам хлебопекарного производства относятся жидкие дрожжи, опары и закваски. Пшеничное тесто можно готовить на жидких дрожжах, жидких заквасках опарным и безопарным способами. Ржаное тесто готовят на заквасках по различным технологическим схемам.

       Тесто – это своеобразная гетерогенная коллоидная система, образованная ограниченно набухшими белками и крахмалом муки. Реологические характеристики теста определяются в первую очередь количеством и качеством белков муки, всеми остальными компонентами рецептуры и технологическими параметрами его приготовления.

       Способы приготовления теста. Безопарным способом тесто замешивают в один прием сразу из всего сырья, предусмотренного рецептурой. Расход прессованных дрожжей при этом составляет 2–2,5% к массе муки, длительность брожения теста – 3–4 ч. В процессе брожения проводят 2–3 обминки, последнюю – за 30–40 минут до разделки теста. Перед последней обминкой проводят отсдобку теста. Безопарным способом обычно готовят ситнички, московские калачи, московские булочки, рожки, рогалики, а также хлеб из пшеничной муки высшего и I сортов с низкой кислотностью.

       Опарный способ состоит из двух операций: приготовление опары и теста. Для опары берут часть муки, часть воды и все количество дрожжей (0,5–1% к массе муки). По консистенции опара более жидкая, чем тесто. Длительность ее брожения 3,5–4,5 ч. На готовой опаре замешивают тесто, добавляя оставшуюся часть муки, воду и другое сырье (соль и т.п.). Брожение теста продолжается 1–1,5 ч. В процессе брожения тесто из сортовой муки подвергается одной или двум обминкам, перед последней осуществляют отсдобку теста.

       Применение  жидких дрожжей и  заквасок при приготовлении теста. Жидкие дрожжи и жидкие закваски представляют собой дрожжи и нетермофильные молочнокислые бактерии, находящиеся в активном состоянии, вместе с питательной средой.

       Питательной средой для жидких заквасок служит осахаренная заварка, т.е. смесь воды и муки, нагретая до 65…75˚C для клейстеризации крахмала муки, к которой добавляют препараты ферментов, катализирующие расщепление крахмала с максимальным образованием сахаров. Микрофлора жидких заквасок представлена в основном гетероферментативными молочнокислыми бактериями и небольшим количеством дрожжей. Поэтому пшеничный хлеб, приготовленный на жидких заквасках, имеет высокую кислотность. Жидкие закваски применяют для получения пшеничного хлеба из обойной муки.

       Питательной средой для жидких дрожжей является осахаренная заварка, в которой при температуре 48…50˚C развиваются молочнокислые бактерии, вырабатывающие молочную кислоту. Далее полученную смесь охлаждают      до 28…30˚C и используют в качестве питательной среды для размножения дрожжей. Микрофлора жидких дрожжей содержит гетероферментативные молочнокислые бактерии и дрожжи с преобладанием последних.

       Жидкие  дрожжи используют для приготовления хлеба из пшеничной муки высшего, I и II сортов, поскольку в этом случае не происходит чрезмерного повышения кислотности.

       Жидкие  дрожжи и жидкие закваски можно использовать для приготовления пшеничного хлеба любым способом – опарным и безопарным. Их расход составляет 20–35% массы муки. Жидкие дрожжи можно использовать в смеси с прессованными дрожжами (например, 1–1,5% прессованных дрожжей и 8–15% жидких).

       Ржаное  тесто должно иметь высокую кислотность. Клейстеризованный крахмал ржаной муки, который легко разрушается  активной амилазой, при выпечке разлагается с образованием большого количества декстринов. Мякиш хлеба при этом становится липким на ощупь и заминается. Высокая кислотность не только способствует улучшению физических свойств теста, но и придает ржаному хлебу специфический вкус и аромат. Поэтому ржаное тесто готовят на заквасках, которые обеспечивают интенсивное кислотообразование. Закваска в этом случае – это порция спелого теста, приготовленная без соли, которая содержит активные молочнокислые бактерии. Кроме молочнокислых бактерий в состав закваски входит небольшое количество дрожжей. В зависимости от влажности, закваски могут быть: густыми (влажность 50%), менее густыми (влажность 60%) и жидкими (влажность 70–80%).

       Замес теста. Замес – короткая, но важная технологическая операция. Его длительность для пшеничного теста составляет 7–8 минут, для ржаного – 5–7 минут.

       Цель  замеса – получить однородную массу  теста с определенными физическими свойствами. При замесе одновременно протекают физико-химические и коллоидные процессы, которые взаимно влияют друг на друга. Коллоидные процессы связаны с набуханием белков и крахмала пшеничной муки. Нерастворимые в воде белки муки набухают и связывают воду в количестве, приблизительно в 2 раза превышающем их массу. Вследствие этого образуется клейковинный каркас теста губчатой структуры, который определяет эластичность теста. Крахмал связывает воду в количестве около 30% своей массы, но поскольку крахмала в муке значительно больше, чем белков, количество воды, связанной белками и крахмалом, приблизительно одинаковое. Набухшие зерна крахмала и частицы оболочек распределяются внутри клейковинного каркаса.

       Вследствие  механического перемешивания набухшие частицы слипаются в сплошную массу, и образуется тесто.

       Тесто после замеса состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Газообразная фаза состоит из пузырьков воздуха, полученных при замесе теста. Состав твердой и жидкой фаз в пшеничном и ржаном тесте имеет некоторые отличия.

       В пшеничном тесте твердая фаза представлена набухшими нерастворимыми в воде белками, зернами крахмала и частицами оболочек. Она преобладает над жидкой фазой, в состав которой входят водорастворимые вещества (сахар, соль, водорастворимые белки и др.). Основная часть жидкой фазы пшеничного теста связана набухшими белками. В ржаном тесте твердая фаза состоит из небольшого количества частично набухающих белков (2–3%), крахмала и частиц отрубей. Клейковинного каркаса в ржаном тесте нет. В состав жидкой фазы входят неограниченно набухающие белки (до 97%), слизи, декстрины, сахара и другие вещества.

       Поэтому структурно-механические свойства пшеничного и ржаного теста различны: пшеничное тесто эластичное, упругое, а ржаное – вязкое, пластичное. Структурно-механические свойства ржаного теста в значительной мере зависят от его кислотности: ее повышение до 10–12˚T (конечная кислотность пшеничного теста – 7˚T) увеличивает долю твердой фазы, делает тесто менее вязким за счет медленного разложения крахмала и снижения образования декстринов, которые придают тесту липкость.

       Брожение  теста. Брожение теста начинается с момента его замеса и заканчивается при окончательной расстойке. Цель брожения – разрыхление теста, придание ему определенных структурно-механических свойств, необходимых для последующих операций, а также накопление вкусовых и ароматических веществ и получение окраски хлеба.

       Комплекс  процессов, которые одновременно протекают на стадии брожения и взаимно влияют друг на друга, объединен общим понятием «созревание теста». Созревание включает в себя микробиологические (спиртовое и молочнокислое брожение), коллоидные, физические и биохимические процессы.

       Спиртовое брожение, в результате которого сахара превращаются в спирт и диоксид  углерода, осуществляется дрожжами. Источником сахаров являются собственные сахара муки, а также крахмал, который расщепляется до мальтозы. Скорость брожения зависит от температуры, кислотности среды, количества и качества дрожжей, содержания сбраживаемых сахаров, аминокислот, минеральных веществ, витаминов. Высокие концентрации в тесте соли, сахара, жира тормозят газообразование. Брожение ускоряется при добавлении в тесто амилолитических ферментных препаратов.

       Молочнокислое брожение вызывают молочнокислые бактерии, которые попадают в тесто вместе с мукой. Они трансформируют глюкозу  в молочную кислоту. В пшеничном  тесте преобладает спиртовое, а в ржаном – молочнокислое брожение.

       Вследствие  повышения кислотности теста  ускоряется набухание белков, замедляется  расщепление крахмала до декстринов и мальтозы, при этом образуется тесто с оптимальными физическими свойствами, которые обуславливают вкус и аромат хлеба. Поэтому кислотность теста является признаком его созревания, а кислотность хлеба – одним из показателей его качества, включенным в стандарт.

       Коллоидные  процессы, которые начинаются на стадии замеса, продолжаются во время брожения.

       В результате физических процессов происходит насыщение теста диоксидом углерода, увеличивается его объем и на 1…2˚C повышается температура.

       Биохимические процессы являются наиболее важными, поскольку от их протекания зависят и микробиологические, и коллоидные, и физические процессы. Они заключаются в расщеплении составных компонентов муки (белков и крахмала) под действием ферментов муки, дрожжей и других микроорганизмов. При этом необходима определенная степень протеолиза, так как она ведет к получению достаточно упругого и эластичного теста, которое обладает оптимальными свойствами для получения качественного хлеба. Кроме того, продукты разложения белков на стадии выпечки участвуют в образовании цвета, вкуса и аромата хлеба. При интенсивном разложении белков, особенно в муке со слабой клейковиной, тесто расплывается, и хлеб получается неудовлетворительного качества. При расщеплении крахмала ферментами образуется мальтоза      (5–6% к массе муки), которая расходуется на брожение теста и участвует в процессе выпечки, определяя вкус и аромат хлеба.

       Температура является основным фактором, регулирующим ход технологического процесса приготовления теста. Оптимальная температура для спиртового брожения – 35˚C, для молочнокислого – 35…40˚C, повышение температуры приводит к повышению кислотности, усилению биохимических процессов, ослаблению клейковины. Оптимальная температура брожения теста – 26…32˚C. Повышенную температуру рекомендуют для приготовления теста из муки с сильной клейковиной; тесто из слабой муки готовят при более низкой температуре.

       В процессе брожения тесто подвергается обминке, т.е. кратковременному повторному промесу в течение 1,5–2 минут. При этом происходит равномерное распределение пузырьков диоксида углерода по всей массе теста, улучшается его качество, мякиш хлеба приобретает мелкую, тонкостенную и равномерную пористость.

       Разделка  теста. Разделкой называют ряд операций обработки выбродившего теста. Разделка пшеничного теста включает в себя следующие основные операции: деление теста на куски; округление; предварительную расстойку; формирование (закатку) тестовых заготовок; окончательную расстойку.

       При производстве подового хлеба исключаются операции предварительной расстойки и закатки.

       Разделка  ржаного теста состоит из следующих  операций: деление теста на куски; формирование (округление или закатка) тестовых заготовок; окончательная расстойка.

       Разделка  теста включает и дополнительные операции: посадка тестовых заготовок в шкаф для расстойки и их выгрузка, надрезка заготовок после окончательной расстойки, посадка их в печь.

       Различия  в разделке пшеничного и ржаного теста обусловлены особенностями их свойств. Ржаное тесто не имеет клейковинного скелета и более пластично. Оно обладает повышенным прилипанием, для него необходима минимальная механическая обработка. Пшеничное тесто упругое и требует более интенсивного механического воздействия. Многократная обработка пшеничного теста необходима для получения однородной структуры во всей массе куска, вследствие чего получается хлеб с равномерной, мелкой пористостью.

       Цель  окончательной расстойки – брожение теста, которое необходимо для восполнения CO₂ , удаленного на стадиях разделки. Хлеб из теста без окончательной расстойки получается малого объема, с плохо разрыхленным мякишем, с разрывами и трещинами на корке. Окончательная расстойка проводится в атмосфере воздуха при температуре 35…40˚C и относительной влажности воздуха 75–85% в течение 25–120 минут в зависимости от массы кусков теста, условий расстойки, свойств муки, рецептуры теста и ряда других факторов.

       Выпечка хлеба. При выпечке основными являются физические процессы – прогрев теста, внешний влагообмен между тестом – хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры и внутренний тепломассообмен в тесте – хлебе. Кроме физических процессов при выпечке хлеба протекают микробиологические, коллоидные и биохимические процессы.

       В начале выпечки тесто вследствие конденсации паров воды из среды пекарной камеры поглощает влагу, и его масса несколько увеличивается. После прекращения конденсации влаги начинается ее испарение с поверхности, которая к тому времени прогревается до 100˚C, превращаясь в сухую корку. При этом часть влаги испаряется в окружающую среду, а часть (около 50%) переходит в мякиш. Влажность мякиша горячего хлеба на 1,5–2,5% выше влажности теста. Обезвоженная корка прогревается в процессе выпечки до 160…180˚C, а мякиш – до 95…97˚C. Выше этой температуры мякиш не прогревается вследствие его высокой влажности (45–50%).

       В первые минуты выпечки спиртовое  брожение в середине теста ускоряется и при 35˚C достигает максимума. После этого скорость его снижается, и при 50˚C оно прекращается, так как дрожжевые клетки отмирают. При 60˚C останавливается жизнедеятельность кислотообразующих бактерий. Вследствие остаточной деятельности микрофлоры во время выпечки в тесте – хлебе увеличивается содержание спирта, диоксида углерода и кислот, что повышает объем хлеба и улучшает его вкус. Кроме того, в первые минуты выпечки происходит тепловое расширение воздуха и газов в середине теста, которое существенно влияет на увеличение объема хлеба.

       Биохимические процессы связаны с изменением состояния крахмала и белков. При 70…80˚C они прекращаются. Крахмал при выпечке клейстеризуется и интенсивно разлагается, причем его гидролиз в ржаном тесте идет интенсивнее, чем в пшеничном. Поэтому в ржаном хлебе содержание водорастворимых веществ (декстринов и сахаров) значительно выше, чем в пшеничном. Белки расщепляются на составные части с образованием промежуточных продуктов. От глубины и интенсивности разложения крахмала и белков зависят цвет корки пшеничного хлеба, его вкус и аромат. Цвет пшеничного хлеба обусловлен присутствием меланоидинов, ржаного хлеба – меланинов, образованных в хлебе при участии некоторых аминокислот и ферментов.

       Режимы  выпечки зависят от сорта хлеба, вида и массы изделия, качества теста, свойств муки, конструкции печи. Решающим фактором является масса тестовой заготовки. Длительность выпечки колеблется от 8–12 минут для мелкоштучных изделий и до 60 минут для ржаного хлеба массой 1 кг. Для большинства пшеничных и ржаных изделий режим выпечки включает три периода.

       В первом периоде выпечка производится при высокой относительной влажности (до 80%) и сравнительно низкой температуре паровоздушной среды пекарной камеры (110…120˚C) в течение 2–3 минут; при этом тестовая заготовка увеличивается в объеме, а пар, конденсируясь, улучшает состояние ее поверхности.

       Второй  период идет при высокой температуре (240…280˚C) и пониженной относительной влажности; при этом образуется корка, закрепляются объем и форма изделия.

       Завершающий этап выпечки происходит при менее  интенсивном подведении теплоты (180˚C), что способствует снижению упека.

       Упек  хлеба – это потеря массы теста при выпечке; он выражается разницей между массой теста и горячего хлеба, отнесенной к массе теста (в %) и составляет 6–14%. Почти 95% этих потерь составляет влага, а другую часть – спирт, диоксид углерода, летучие кислоты и др.

ПШЕНИЧНЫЕ ЗАКВАСКИ НА ОСНОВЕ                                МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

       В современных условиях особую актуальность приобретает решение проблем качества продукции, повышения микробиологической чистоты, пищевой и биологической ценности, возникающих из-за снижения хлебопекарных свойств зерна и муки, микробиологической контаминации сырья, снижения «устойчивости» технологий в экологически неблагополучных зонах, широкого развития ассортимента диетических хлебобулочных изделий.

       Для решения этих проблем эффективно применение новых микробиологических заквасок – полуфабрикатов, приготовление которых осуществляется непосредственно на хлебопекарных предприятиях.

       Первыми были закваски, полученные на основе целенаправленного культивирования гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий и дрожжей Saccharomyces cerevisiae в виде мучных полуфабрикатов с кислотообразующей и газообразующей способностью.

       Новые виды заквасок отличает программированный состав чистых культур микроорганизмов с заданными биохимическими, бактерицидными и технологическими свойствами.

       Основой создания новых видов пшеничных  заквасок является селекция высокоактивных видов и штаммов микроорганизмов, способных развиваться на мучных средах в условиях незначительной аэрации. При этом помимо традиционных методов селекции (выведение чистых культур микроорганизмов из спонтанных заквасок и произвольных сред) используют современные методы: индуцированный мутагенез, гибридизацию, адаптацию, комбинированные методы селекции.

       Следующим, не менее важным этапом создания заквасок направленного действия, является составление из селекционированных микроорганизмов композиций в определенных соотношениях.

       После формирования микробиологического состава заквасок необходимым условием их стабильности становится оптимизация параметров приготовления закваски, которая включает: состав и способ приготовления основного питательного субстрата, оптимум температуры, pH среды, кислотности, продолжительности выращивания, ритм отбора и возобновления закваски и др.

       Источником  чистых культур микроорганизмов  служат музейные штаммы, применяемые в хлебопекарной, дрожжевой, молочной промышленности, и культуры, выделенные из природных источников, производственных сред и заквасок спонтанного брожения.

       Среди музейных культур отбирают виды и  штаммы микроорганизмов, которые обладают такими свойствами, как способность  размножаться на мучных средах, определенный уровень ферментативной активности, стабильность при непрерывном культивировании, синтез некоторых витаминов, наличие антибиотической активности и др.

       Большое значение имеет рациональное составление  композиции микроорганизмов, выявление доминирующих форм, определение соотношений между отдельными представителями микрофлоры той или иной закваски.

       В результате длительных исследований созданы  закваски: пропионовокислая, комплексная, ацидофильная, витаминная, эргостериновая, дрожжевая.

       Пропионовокислая  закваска. Ее основу составляет штамм пропионовых бактерий Propionibacterium freundenreichii ssp. shermanii ВКМ-103. Данная закваска разработана с целью получения наиболее эффективного биологического средства предотвращения картофельной болезни и плесневения хлеба. Смесь пропионовой, муравьиной и уксусной кислот, а также антибиотический полипептид – пропионин, синтезируемый этим штаммом, оказывает максимальное ингибирующее действие на развитие споровых бактерий и плесеней, подавляя комплекс флавиновых ферментов дыхательного цикла микроорганизмов. Кроме того, в процессе метаболизма эта культура синтезирует значительные количества витамина B₁₂, который, как известно, в организме человека участвует в кроветворении. Поэтому применение пропионовокислой закваски в процессе приготовления теста и выпечки хлеба преследует две цели: предохранение хлеба от микробиологической инфекции и обогащение его витамином B₁₂, что повышает его пищевую ценность.