Т. Г. Богатырёва, д. т. н., проф., И. Г. Белявская, к. т. н., проф., ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»

 

- Реклама -

При производстве хлебобулочных изделий происходят сложные многоступенчатые процессы , включающие механическое воздействие на сухие и жидкие компоненты теста, набухание крахмальных зерен и белковых глобул, биохимические реакции, протекающие под действием собственных ферментов основного и дополнительного сырья, воздействие микроорганизмов, деление массы выброженного полуфабриката, расстойка тестовых заготовок, выпечка изделий, упаковка и хранение упакованных изделий. Ассортимент хлебобулочных изделий весьма разнообразен и делится на изделия с влажностью от 35 до 50 % и изделия с пониженной влажностью от 30 % и ниже.

В первую группу изделий входит хлеб формовой или подовой из пшеничной, ржаной и смеси пшеничной и ржаной муки, булочные и сдобные изделия, а также диетические, обогащенные, зерновые, национальные и декоративные хлебобулочные изделия, которые в настоящее время отпускаются с хлебопекарного предприятия в упакованном виде (рис. 1 – 3). Отдельную группу занимают замороженные полуфабрикаты высокой степени готовности и изделия.

К изделиям с пониженной влажностью относятся сухарные, бараночные изделия, хлебные палочки, соломка. Разработаны ГОСТ Р 56631 – 2015 «Хлебобулочные изделия из пшеничной муки хлебопекарной» и ГОСТ Р 56630 – 2015 «Хлеб и хлебобулочные изделия из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки». ГОСТы распространяются на хлебопекарную продукцию из сортовой пшеничной и ржаной муки, а также на изделия с использованием зерновых, крупяных смесей, плодовоовощных порошков и других обогащающих добавок, повышающих пищевую и биологическую ценность продукта. Критерии оценки органолептических и физикохимических показателей имеют довольно широкие пределы и позволяют характеризовать обогащенную продукцию в соответствии с данными нормативами [1, 2].

К основным биотехнологическим факторам, определяющим качество хлебобулочных изделий, относятся: 

  • хлебопекарные свойства муки (газообразующая, газоудерживающая, формоудерживающая и водопоглотительная способности, автолитическая активность, крупность помола, цвет и способность к потемнению). Перечисленные показатели зависят от биохимических свойств крахмала и белка, а также активности ферментов. Хлебопекарные свойства муки определяют биотехнологические и физико-химические изменения в тесте в процессе замеса, брожения, разделки, расстойки и выпечки; 
  • применение биологических разрыхлителей – дрожжей вида Sacch. cerevisiae. В дрожжевой клетке происходят сложные биохимические процессы – ассимиляции, связанные с усвоением клеткой питательных веществ, и диссимиляции, связанные с распадом соединений. Реакции, протекающие в дрожжевой клетке, обеспечивают получение в хлебопекарных полуфабрикатах разнообразных веществ; 
  • применение биологических подкислителей с антибактериальными и фунгицидными свойствами. Использование специальных заквасок на чистых культурах МКБ, ПКБ, дрожжах позволяет ускорить процессы созревания теста, стабилизировать реологические показатели полуфабрикатов, предотвратить возможное развитие посторонних микроорганизмов, способствует формированию вкуса и аромата изделий;
  • применение ферментных препаратов – катализаторов биохимических процессов в растительных клетках; 
  • использование технологии «шокового замораживания» полуфабрикатов и готовых изделий; 
  • применение современных материалов для упаковки изделий. Биотехнологические способы регулирования свойств сырья, предотвращения дефектов и болезней хлебобулочных изделий предусматривают контроль биохимических и микробиологических свойств с помощью современных методов и средств анализа, а также использование ферментных препаратов нового поколения, применение хлебопекарных дрожжей, вырабатываемых по новым ГОСТам, целенаправленное использование кислотообразующей микрофлоры.

Современная мукомольная промышленность вырабатывает шесть сортов хлебопекарной пшеничной муки и восемь муки общего назначение, отличающиеся по содержанию и качеству клейковины, белизне, зольности, ЧП (числу падения), крупности помола.

Однако эти физико-химические показатели все же не отражают главные биотехнологические свойства: интенсивность и скорость газообразования, состояние углеводноамилазного и белково-протеиназного комплексов.

Пшеничная мука содержит от 65 до 77 % крахмала, от 9 до 12 % белков, от 2 до 3,5 % пентозанов, от 2 до 3 % жиров. Крахмал – сложное органическое вещество, синтезирующееся в растениях в результате фотосинтеза. Представляет собой сферические гранулы. Состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза представляет линейную структуру, состоящую из многочисленных молекул глюкозы, скрученных в виде спирали, в одном витке которой насчитывается около шести молекул глюкозы. Амилопектин представляет собой разветвленную структуру. Степень полимеризации амилопектина примерно 6000, глюкозные остатки соединены α – 1,4, α – 1,6 гликозидными связями. В пшеничной муке расщепление крахмала происходит под влиянием β‑амилазы по 1,4‑гликозидным связям с образованием глюкозы и мальтозы. Строение крахмала ржаной муки мало отличается от пшеничной муки. Отличие углеводного комплекса ржаной муки от пшеничной заключается в более высоком содержании пентозанов, а также в активности α‑амилаз, которые расщепляют крахмал по 1,4; 1,6‑гликозидным связям с образованием большого количества декстринов, которые придают тесту липкость.

Белково-протеиназный комплекс пшеничной муки представлен глютениновой и глиадиновой фракциями, а также протеолитическими ферментами – протеиназами. Глютенин и глиадин являются основными составляющими клейковины. От состояния клейковинных белков зависят реологические свойства полуфабрикатов и готовых изделий: упругость, эластичность, растяжимость, вязкость, формоустойчивость, структура пористости и др. Соотношение между глютенином и глиадином в пшеничной муке 1:1. Протеиназы пшеничной муки представленые ферментами типа папаина, расщепляют белки по пептидным связям. Активаторами протеиназ являются соединения восстановительного действия (глютатион), содержащие сульфгидрильную группу, а ингибиторами протеолиза являются соединения окислительного действия (кислород воздуха, пероксид водорода).

На первой стадии воздействия протеиназ происходит дезагрегация четвертичной и третичной структуры белка, что приводит к разжижению, понижению упругости и увеличению текучести теста. Протеиназы пшеницы имеют оптимальную зону действия рН в пределах 4 – 5,5 при температуре 45 °С. Несмотря на то, что белковопротеиназный комплекс ржаной муки также представлен глютениновой и глиадиновой фракциями, соотношение между которыми составляет 2:1, белки ржаной муки интенсивнее расщепляются под влиянием протеиназ, что приводит к образованию гелеобразной структуры.

Одним из современных приборов для оценки газобразующих свойств муки является реоферментометр Шопена.

Прибор позволяет определять: 

  • газообразующую способность хлебопекарной пшеничной и ржаной муки, газоудерживающую способность теста; 
  • скорость изменения количества образующегося диоксида углерода;  разрыхленность теста по относительному изменению его объема; 
  • оптимальную продолжительность брожения теста с рациональным разделением ее на операции созревания теста и окончательной расстойки тестовых заготовок; 
  • технологические затраты при брожении теста ΔGбр. Кривые газовыделения используют для оценки объема диоксида углерода выделенного тестом.

Количественной мерой является коэффициент удерживания R (отношение А1/А2). Для муки из зерна высокого качества основная часть диоксида углерода удерживается внутри теста и R стремится к 100 %. Значение R падает до 50 – 60 % в случае муки из зерна, хранившегося с нарушением условий. Время начала потери тестом диоксида углерода характеризует его проницаемость. На приборе Миксолаб определяют водопоглощение, продолжительность замеса теста, состояние белково – протеиназного комплекса, вязкость, кристаллизацию и ретроградацию крахмала в температурном диапазоне от 30 до 90 °С. Прибор позволяет прогнозировать объем хлеба, толщину верхней корки, а также рассчитать дозировки дополнительного сырья и улучшающих добавок с целью корректировки хлебопекарных свойств определенной партии муки. Одна из главных ролей в создании структуры полуфабриката, формы, окраски, вкуса, запаха изделий принадлежат хлебопекарным дрожжам.

В настоящее время хлебопекарные дрожжи прессованные производятся по ГОСТ Р 54731 – 2011 и дрожжи хлебопекарные сушеные по ГОСТ Р54845 – 2011. Хлебопекарные дрожжи подразделяют на два сорта: высший и первый. Качественные дрожжи имеют низкую влажность, обладают высокой ферментативной активностью и стойкостью в процессе хранения [3, 4]. Одним из биотехнологических приемов предотвращения дефектов хлебобулочных изделий является применение ферментных препаратов. Ферментные препараты необхо­димы при переработке муки с нестабильными свойствами, корректировке отклонений хлебопекарных свойств пшеничной и ржаной муки, улучшении органолептических и физико-химических показателей качества, сохранении свежести хлебобулочных изделий, снижении крошковатости. Наиболее эффективными являются ферментные препараты амилолитического, ксиланазного, оксидазного, липоксиланазного действия, синергическое действие которых оказывает стимулирующее воздействие на газообразующую активность, водопоглотительную способность мучного полуфабриката. Применение ферментных препаратов значительно улучшают потребительские показатели готовых изделий. Одним из эффективных биотехнологических способов стабилизации качества хлебобулочных изделий является использование специально подобранных композиций молочнокислых, пропионовокислых бактерий и дрожжей, которые составляют основу пшеничных и ржаных заквасок, а также используются для биоконверсии нетрадиционного хлебопекарного сырья.

Применение биологических подкислителей позволяет улучшить реологические свойства и сократить процесс созревания полуфабрикатов, способствует формированию вкуса и запаха, и предотвращает микробиологическую порчу готовых изделий. Применение гречневой, овсяной, ячменной муки, подвергнутых биоконверсии, позволяет повысить содержание белка, полиненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон, микро- и макроэлементов, витаминов, а также обогатить хлебобулочные изделия другими биологически активными веществами, в том числе с антиоксидантными свойствами [5 – 7].

Источниками инфекций, вызывающие болезни хлебобулочных изделий, являются основное и дополнительное сырье, факторы окружающей среды (воздух, вода), персонал, оборудование, а также упаковочные материалы. Основными путями получения чистой продукции являются входной контроль сырья, своевременная санобработка оборудования, соблюдение личной гигиены производственного персонала, максимальная изоляция от окружающей среды, применение современных способов консервации, использование специального упаковочного оборудования и материалов.

Для выявления споровых бактерий, вызывающих картофельную болезнь хлеба, применяют разнообразные современные методы диагностики, такие как биохимический метод «реакции на фотоматериале», метод пассивной латексной агглютинаций, колориметрический метод, люминесцентный метод «НИИХП», вискозиметрический метод «ВНИИ зерна». Для предотвращения развития картофельной болезни при производстве пшеничного хлеба, бараночных, сухарных изделий, на один градус повышают кислотность полуфабрикатов, для чего применяют пшеничные закваски комбинированного микробиологического состава, а в качестве консервантов органические кислоты и их соли. Хлебобулочные изделия после выхода из печи являются стерильными, однако по мере нахождения в экспедиции, при транспортировке, в торговой точке на поверхности изделий оседают споры плесневых грибов. Скорость и интенсивность их развития зависят от влажности, температуры, рецептуры изделия. Особое значение для прогнозирования плесневения хлебобулочных изделий приобретает показатель «активности воды», который отражает возможность миграции воды в продукте. Для хлебобулочных изделий данный показатель колеблется от 0,83 до 0,95. Снижение показателя активности воды возможно при понижении влажности окружающей среды до 70 – 75 %, а температуры до 18 – 20 °С, добавления в рецептуру повышенных дозировок сахара, соли, гидроколлоидов, ферментных препаратов, жировых продуктов, за счет применения повторной термообработки изделий, обработки ИК- и гамма-лучами.

«Шоковое замораживание» полуфабрикатов или готовых изделий продлевает сроки хранения того или иного вида продукции до 60 – 120 сут. Барьером между продуктами и окружающей средой является упаковка. Наиболее эффективным способом сохранения свежести и предотвращения микробиологической порчи является принудительное охлаждение в кулерах с последующей автоматической упаковкой в специальные упаковочные материалы. Подводя итог следует отметить, что применение комплекса биотехнологических способов, таких как направленное регулирование процессов газообразования и кислотонакопления, стабилизация реологических свойств полуфабрикатов, своевременное предотвращение развития посторонних микроорганизмов, использование высокоэффективных хлебопекарных дрожжей со стабильными показателями, введение ферментных препаратов, направленное применение кислотообразующих микроорганизмов с антибактериальными и фунгицидными свойствами, использование нетрадиционного растительного сырья, подвергнутого биоконверсии, позволит хлебопекарным предприятиям стабилизировать качество, повысить пищевую и биологическую ценность продукции, минимизировать потери и предотвратить развитие болезней хлебобулочных изделий.

  • Литература
  • 1. ГОСТ Р 56631 – 2015 Изделия хлебобулочные из муки пшеничной хлебопекарной. Общие технические условия. Москва. Стандартинформ. 2015.
  • 2. ГОСТ Р 56630 – 2015 Изделия хлебобулочные из ржаной хлебопекарной и смеси ржаной хлебопекарной и пшеничной хлебопекарной муки. Общие технические условия. Москва. Стандартинформ. 2015.
  • 3. ГОСТ Р 54731 – 2011. Дрожжи хлебопекарные прессованные. Общие технические условия. Москва. Стандартинформ. 2013.
  • 4. ГОСТ Р 54845 – 2011 Дрожжи хлебопекарные сушеные. Общие технические условия. Москва. Стандартинформ. 2013.
  • 5. Богатырёва Т.Г.,Белявская И.Г.Значение хлебопекарных дрожжей в технологии и микробиологическом заражении хлеба. Хлебопродукты, 2012. № 2. – С. 56 – 59. 6. Богатырёва Т.Г., Белявская И.Г., Мальчиков М.Ю., Хотченков В.П., Ружицкий А.О., Зайчик Б.Ц. Разработка рецептуры ржаного хлеба с овсяной мукой. Хлебопродукты. 2012. № 7. – С. 32 – 33.
  • 7. Богатырёва Т.Г., Белявская И.Г., Толмачёва И.П., Быковченко Т.В. Биоконверсия ячменной муки в технологии хлебобулочных изделий. Хлебопродукты. № 9. 2013. – С. 48 – 51.

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here