Что выделяется при брожении дрожжей

Если учесть, что при содержании дрожжей в количестве 2% длительность брожения теста намного меньше 6 ч, то можно считать, что в тесте, содержащем по отношению к массе муки более 2% дрожжей, за обычные сроки брожения размножения дрожжей практически не происходит.

Следует отметить, что в 1 г прессованных дрожжей содержится обычно около 10 млрд дрожжевых клеток (по данным отдельных исследователей — от 7,9 до 20,2 млрд).

Исходя из этого, начальное содержание дрожжевых клеток в безопарном пшеничном тесте, содержащем 60% воды, 1,5% соли и 2% прессованных дрожжей (к массе муки), будет равно примерно 120 млн на 1 г теста.

Размножение дрожжевых клеток может быть ускорено обогащением питательной среды витаминами и отдельными минеральными солями, например хлористым аммонием и сернокислым кальцием. Незначительные добавки хлорида натрия также могут стимулировать размножение дрожжей.

Изменение кислотности теста

В процессе брожения происходит увеличение кислотности опары и теста, вызванное накоплением продуктов, имеющих кислую реакцию. Титруемая кислотность опары и теста возрастает, а pH сдвигается в сторону более кислой реакции среды. Численное значение pH пшеничного теста из сортовой муки за время брожения изменяется с 6 примерно до 5.

Увеличение кислотности опары и теста в процессе брожения происходит в основном в результате образования и накопления ряда кислот. В выброженном тесте присутствуют молочная, уксусная, янтарная, яблочная, муравьиная, винная, лимонная и некоторые другие органические кислоты. При приготовлении теста на прессованных дрожжах нарастание его кислотности в результате брожения примерно на две трети обусловлено накоплением в тесте молочной кислоты. Значительную роль играет и накопление уксусной кислоты. На долю всех остальных кислот падает обычно менее 10% кислотности теста.

Принято считать, что накопление в пшеничном тесте молочной и уксусной кислот является результатом брожения, вызываемого гетероферментативными молочнокислыми бактериями.

В накоплении молочной кислоты в тесте могут играть известную роль и гомоферментативные молочнокислые бактерии. При приготовлении пшеничного теста на прессованных дрожжах эти бактерии вносятся в тесто в основном с мукой. Следует отметить, что и товарные прессованные дрожжи содержат известное количество кислотообразующих бактерий.

Напомним, что в прессованных спиртовых дрожжах содержание молочнокислых бактерий почти в 3 раза ниже, чем в прессованных дрожжах, вырабатываемых на дрожжевых заводах.

Из кислотообразующих бактерий при обычной температуре опары и теста (28-30“С) основную роль в кислотонакоплении играют нетермофильпые бактерии, имеющие температурный оптимум около 35 ‘С.

Содержащиеся также в муке термофильные молочнокислые бактерии типа бактерий Дельбрюка, имеющие температурный оптимум 48-54 ‘С, при обычной температуре опары и теста существенной роли играть не могут.

В таблице приведены примерные значения титруемой кислотности опары и пшеничного теста из муки разных сортов, приготовляемого на прессованных дрожжах.

Как видно из данных таблице, чем больше выход муки, тем выше начальная и конечная кислотность опары и теста. Объясняется это тем, что с повышением выхода муки увеличивается ее кислотность и, очевидно, количество в ней кислотообразующих бактерий.

Чем выше температура опары или теста, тем быстрее идет нарастание в них кислотности.

Изменение кислотности пшеничного теста во время его брожения имеет большое значение. Процессы набухания и пептизации белковых веществ теста ускоряются при повышении его кислотности. Кислотность теста влияет и на действие в нем ферментов.

Вкус и аромат хлеба в значительной мере обусловлены накоплением в тесте кислот и продуктов их взаимодействия с некоторыми другими составными веществами теста, например спиртами.

Не случайно поэтому конечная кислотность опары или теста принимается за один из показателей их готовности или степени зрелости, а кислотность хлеба является одним из показателей его качества, включенных в стандарт на хлеб.

С точки зрения вкуса хлеба важны не только количество, по и состав кислот теста. Молочная кислота придает хлебу приятный вкус, свойственный пшеничному хлебу; уксусная же и другие летучие кислоты придают хлебу резко выраженный кислый вкус.

Коллоидные и физические процессы

Коллоидные процессы, происходящие при замесе и образовании теста, не завершаются к моменту окончания замеса, а продолжаются и во время последующего брожения теста. Пожалуй, только адсорбционное связывание влаги белками, крахмалом и отрубистыми частицами муки можно считать в основном завершенным при замесе теста. Однако и этот процесс в известной мере продолжается при брожении теста.

Уменьшение плотности структуры белков теста, происходящее в результате как осмотических процессов набухания, так и дезагрегации белков протеиназой, увеличивает площадь их поверхности, которая может участвовать в адсорбционном связывании влаги.

При брожении теста продолжают интенсивно развиваться процессы набухания коллоидов, в том числе неограниченное набухание и пептизация белков теста и слизей муки.

Постепенное повышение кислотности и накопление спирта в тесте способствуют увеличению гидрофильности коллоидов теста.

Ограниченное набухание белков теста, продолжающееся при его брожении, уменьшает в нем количество жидкой фазы, улучшая тем самым его реологические свойства. Неограниченное набухание и пептизация, наоборот, увеличивают переход веществ в жидкую фазу теста, ухудшая его реологические свойства.

В тесте из муки различной силы эти процессы происходят с разной скоростью. Процессы набухания в тесте из сильной муки протекают замедленно, достигая максимума только к концу брожения теста. Неограниченное набухание и пептизация белков при этом незначительны.

В тесте из слабой муки ограниченное набухание белков протекает относительно быстро. После достижения максимума ограниченного набухания вследствие малой структурной прочности белка, ослабляемой также интенсивным протеолизом, начинается процесс неограниченного набухания, переходящий в процесс пептизации. Поэтому в тесте из слабой муки количество жидкой фазы быстро увеличивается, что ведет к ухудшению реологических свойств теста, к его разжижению.

Механическое воздействие на тесто во время брожения, осуществляемое в виде обминки, способствует ускорению набухания белков теста из сильной муки и поэтому улучшает его реологические свойства. Интенсивная обминка теста из очень слабой муки приводит к дополнительному ускорению разрушения и без того ослабленной структуры набухших белков теста и поэтому — к дополнительному ускорению их пептизации, вызывающему ухудшение структурно-механических свойств теста.

В процессе брожения теста (или опары) происходит увеличение его объема, вызванное разрыхлением пузырьками диоксида углерода, накапливающегося в результате спиртового брожения. Само по себе это разрыхление кажется бесполезным, так как основная часть диоксида углерода будет вытеснена из теста при обминке, последующем делении на куски и формовании, однако известную пользу оно все же дает. Вследствие увеличения теста в объеме при его брожении происходит дальнейшее как бы вытягивание и растягивание клейковинных пленок из набухших частиц муки. Последующее слипание этих пленок при обминке теста и механических операциях его разделки обеспечивает создание в тесте структурного губчатого белкового каркаса, обусловливающего формо- и газоудерживающую способность теста в решающих стадиях технологического процесса — при окончательной расстойке и выпечке. В результате этого мякиш хлеба приобретает мелкую, тонкостенную и равномерную пористость, характерную для хорошего пшеничного хлеба.

Температура теста (и опары) в процессе брожения обычно увеличивается на 1-2 “С по сравнению с начальной температурой теста сразу после замеса. Обусловлено это экзотермичностью процесса брожения и некоторым, очевидно незначительным, адсорбционным связыванием влаги, продолжающимся при брожении теста.

Биохимические процессы

Процессы спиртового и кислотного (в основном молочнокислого) брожения теста представляют собой целую цепь сложных биохимических процессов, обусловленных взаимодействием комплекса ферментов дрожжей и кислотообразующих бактерий теста и ферментов муки. При этом из теста в клетки дрожжей и кислотообразующих бактерий поступают растворимые продукты, необходимые для их жизнедеятельности (брожения, дыхания, размножения), а из клеток в тесто выделяются основные и побочные продукты брожения.

Наряду с этим вещества, входящие в состав теста, испытывают комплекс превращений, обусловленных действием ферментов муки и продуктов, выделяемых дрожжами и кислотообразующими бактериями теста. В результате этого состав и свойства теста непрерывно изменяются.

Нельзя не отметить, что все многообразие комплексных биохимических процессов, происходящих а тесте при брожении, изучено еще недостаточно. Поэтому экспериментально обоснованно можно говорить лишь об отдельных изменениях биохимической природы, наблюдаемых при брожении теста.

Угдеводно-амилазный комплекс теста в процессе брожения непрерывно изменяется. Собственные сахара муки довольно быстро сбраживаются дрожжами. В это же время из крахмала муки под действием ее амилаз (в муке из непроросшего зерна — практически только под действием β-амилазы) непрерывно образуется мальтоза.

Таким образом, происходит непрерывное потребление сахаров на процесс брожения и одновременно непрерывное пополнение их количества мальтозой, образующейся в результате амилолиза крахмала. В зависимости от соотношения интенсивности этих двух процессов может происходить либо уменьшение, либо увеличение общего количества сахаров в тесте в процессе его брожения.

Выше уже отмечалось, что мальтоза, содержащаяся в тесте, начинает сбраживаться только после того, как сахароза, глюкоза и фруктоза будут сброжены. Сахароза в бродящем тесте в первые же минуты практически полностью превращается сахаразой в глюкозу и фруктозу. К концу брожения тесто должно содержать количество сбраживаемых сахаров, достаточное для интенсивного брожения в тестовых заготовках при их расстойке и для нормальной окраски корки пшеничного хлеба.

Следует отметить, что высокомолекулярные пентозаны муки в тесте в значительной степени подвергаются гидролизу под действием соответствующих ферментов.

Белки теста при его брожении претерпевают не только изменения коллоидного состояния (набухание, пептизация), но и подвергаются протеолизу.

Неоднократно отмечалось, что протеолиз в бродящем тесте, замешенном с дрожжами, происходит интенсивнее, чем в тесте без дрожжей. Часто это объясняется тем, что дрожжи содержат значительное количество глютатиона, способного в восстановленной форме активизировать действие протеиназы муки.

С этой точки зрения важно содержание в дрожжах не общего количества глютатиона, а глютатиона, способного переходить из дрожжевых клеток в окружающую их среду, т. е. в тесто. Количество такого глютатиона в прессованных дрожжах возрастает но мере их хранения, особенно в неблагоприятных условиях. Поэтому протеолиз в тесте может быть активирован частично и вследствие перехода в него известного количества глютатиона дрожжей.

Однако протеолиз в бродящем тесте активируется и дрожжами, не выделяющими глютатион. Это можно, но-видимому, объяснить тем, что внесение в тесто дрожжей сдвигает его окислительно-восстановительный потенциал в направлении усиления восстановительных свойств. Восстановительное же действие влияет на все элементы белково-протеиназного комплекса муки в тесте: протеиназа активируется, окисленная часть активаторов протеолиза восстанавливается и атакуемость белков повышается.

Протеолиз, происходящий в пшеничном тесте, в основном важен не по образованию весьма незначительного количества продуктов глубокого распада белка, а по его дезагрегирующему белки действию. Ошибочно считать, что любая степень протеолиза в тесте из муки любой силы вредна. Например, в тесте из сильной муки известная степень протеолиза даже необходима для достижения им реологических свойств, оптимальных для получения хлеба лучшего качества.

Окраска корки хлеба обусловливается меланоидинами, образующимися в результате взаимодействия восстанавливающих сахаров с продуктами протеолитическою распада белков. Поэтому и с этой точки зрения известная степень протеолиза в тесте необходима.

Протеолиз в пшеничном тесте необходим и для приведения набухших белков теста в состояние, оптимальное для получения хлеба с наилучшей структурой пористости. Однако интенсивность протеолиза в тесте не должна превышать оптимума, зависящего от силы муки и ряда других факторов. Чрезмерно интенсивный протеолиз, обычно наблюдаемый в тссте из очень слабой муки, дезагрегируя в значительной мере структурно непрочные белки такой муки, приводит к резкому увеличению неограниченного набухания и пептизации белков теста. В результате несоразмерно увеличивается, жидкая фаза теста. По консистенции тесто получается малопригодным для механической обработки на округлительных и закаточных машинах. При расстойке и выпечке такое тесто сильно расплывается, давая хлеб недостаточного объема и недопустимо расплывшийся.

В связи с этим протеолиз в тесте из слабой и даже средней по силе муки целесообразно задерживать. Наиболее эффективным методом торможения протеолиза при брожении теста может быть применение улучшителей окислительного действия.

Известное торможение протеолиза в опаре и тесте вызывает и поваренная соль.

За последние годы был проведен ряд исследований, имеющих целью изучить изменения, происходящие в опарах и тесте при их брожении, в том числе и роль протеолиза в качестве одного из факторов, вызывающих эти изменения.

В некоторых из этих работ роль протеолиза изучалась в водно-мучных суспензиях, не подвергавшихся брожению. Результаты этих опытов, естественно, не могут отразить значительно более сложных условий, в которых протеолиз происходит в тесте при брожении.

Исходя из результатов исследований, можно прийти к заключению, что первичным и основным результатом протеолиза в тесте является дезагрегирующее действие протеиназы па белки. При этом изменяется в основном четвертичная и третичная структура белка. Разукрупнение межмолекулярных образований, изменение и ослабление третичной структуры белка в его молекулах облегчает и ускоряет набухание белка и увеличивает долю белка в результате пептизации переходящего в жидкую фазу теста. Это приводит к соответствующему изменению реологических свойств белкового каркаса теста и самого теста. Свойства теста ухудшаются, оно разжижается в процессе брожения.

В начале изучения протеолиза в тесте пытались характеризовать его по накоплению конечных продуктов гидролиза белка — свободных аминокислот — путем определения химическими методами прироста аминного или карбоксильного азота. Однако изменения численных значений этих показателен при протеолизе теста были очень невелики. Поэтому в последующем стали характеризовать протеолиз по приросту водорастворимого азота, в большей степени отражающего интенсивность этого процесса.

Однако и этот показатель недостаточно отражает дезагрегирующее белок действие протеиназы в реальном тесте.

Исследования последних лет показали, что по содержанию водорастворимого азота в тесте (или опаре) к концу брожения нельзя судить о действительном количестве водорастворимых азотистых соединений, образовавшихся в тесте. Эти соединения в бродящем тесте не только образуются, но и непрерывно расходуются — потребляются бродильными микроорганизмами.

В связи с этим при изучении протеолиза в бродящем тесте по изменению содержания водорастворимого азота нужно идти сложным путем определения баланса (и «прихода» и «расхода») этой формы азотистых соединений. Но и в этом случае показатель содержания водорастворимых азотистых веществ не может в достаточной мере характеризовать изменения белков теста при его брожении.

Установлено, что при брожении теста часть водонерастворимых клейковинных белков может быть пептизирована, но находиться в состоянии, в котором оно практически не будет еще сказываться на значении показателя содержания водорастворимых азотистых веществ, определяемых принятыми для этого методами. Поэтому в последние годы для изучения изменений белков теста при его брожении стали применять отмывание из готового теста клейковины с определением количества сырой и сухой клейковины и ее свойств. Эти показатели позволяют лишь в известной мере судить об изменениях белка, которые произошли при брожении теста.

Очевидно, вопрос об изменениях клейковины и ее свойств в процессе брожения теста требует еще дальнейшего исследования, прежде чем характер и степень этих изменений можно будет принять в качестве объективных показателей для контроля готовности (степени зрелости) теста.

Источник

• ← Что значит полное сцепление генов
• Что выбрать самсунг а 12 или редми 9 →