Дослідження біотехнологічних властивостей тістових напівфабрикатів

Дослідження біотехнологічних властивостей тістових напівфабрикатів

Постановка проблеми. Відомо, що виробництво хлібобулочних виробів з використанням житнього борошна потребує забезпечення високої кислотності тіста, що досягається шляхом внесення в тісто густих або рідких житніх заквасок [1].

Традиційна технологія заквасок має безперервний характер і є досить працемісткою. Не кожне підприємство володіє достатніми ресурсами для ведення таких процесів, особливо міні-пекарні, на частку яких припадає значна кількість виробів [2].

Одним із ефективних напрямків вирішення цієї проблеми може стати використання заквасок спонтанного бродіння [3—8]. Це дасть змогу спростити процес приготування житньої закваски, зробити його доступним для підприємств малої потужності й при цьому отримувати продукцію високої якості. Крім того, періодичність процесу ведення закваски спонтанного бродіння забезпечить можливість оперативно реагувати на потреби ринку в житніх і житньо-пшеничних сортах хліба, виготовляти продукцію на замовлення, збільшувати або зменшувати об'єми виробництва залежно від попиту в окремі періоди року.

Технологія закваски спонтанного бродіння та якість хліба з її використанням залежать від багатьох технологічних факторів [1].

Мета статті: дослідити біотехнологічні властивості закваски спонтанного бродіння за різного співвідношення в ній стиглої закваски та поживної суміші.

При проведенні досліджень готували закваску спонтанного бродіння вологістю 48—50%, цикл розведення якої тривав 60 годин. Через кожні 12 год бродіння до попередньої стиглої закваски додавали поживну суміш з борошна житнього обдирного та води (табл. 1).

Під час досліджень у виробничому циклі ЗСБ поновлювали через кожні 12 год бродіння при співвідношенні стиглої закваски (СЗ) та поживної суміші (ПС) у співвідношенні 1:1 (зразок № 1), 1:3 (зразок № 2) та 1:5 (зразок № 3).

Для визначення титрованої, активної кислотності та вмісту летких органічних кислот у заквасках застосовували загальноприйняті методики [9].

Таблиця 1. Фази приготування закваски спонтанного бродіння

Результати і обговорення. Для густих заквасок спонтанного бродіння характерним є наявність у їхньому складі гомоферментативних (до 40%) і гетеро-ферментативних (до 60%) молочнокислих бактерій.

Гомоферментативні молочнокислі бактерії (Lactobacillus plantarum) утворюють до 88% молочної кислоти і 7,5% летких кислот. Здатності до газоутворення ці бактерії не мають. У заквасці та в тісті вони відіграють роль кислотоутворювачів.

Гетероферментативні молочнокислі бактерії (Lactobacillus fermenti, Lactobacillus brevis) утворюють до 72% молочної кислоти і 21% летких кислот (в основному оцтову), газ (в основному діоксид вуглецю) і незначну кількість спирту. Ці бактерії в заквасках і тісті є не лише кислотоутворювачами, але й енергійними газоутворювачами житнього тіста. Основну кількість оцтової кислоти заквасок і тіста утворюють саме ці бактерії [1].

Молочна кислота надає житньому хлібу приємного кислуватого смаку, а леткі кислоти — специфічний аромат. Окрім летких кислот, певний вплив на аромат хліба мають органічні диі трикарбонові кислоти, карбонільні з'єднання, такі як альдегіди, оксиметилфурфурол, ацетоїн, діоксиацетон, фурфурол. В утворенні багатьох з перерахованих речовин беруть участь як молочнокислі бактерії, так і заквасочні дріжджі. Дріжджі S. minor в основному виконують роль розпушувачів тіста, за рахунок утворення діоксиду вуглецю, впливаючи на об'єм готового хліба та пористість м’якушки. У процесі бродіння разом з головними продуктами (етанолом і диоксидом вуглецю) утворюються побічні: оцтовий альдегід, спирти, органічні кислоти та інші речовини, що надають хлібу особливого смаку й аромату [1; 4].

Для встановлення оптимального співвідношення стиглої закваски та поживної суміші у виробничому циклі закваски спонтанного бродіння проводили спеціальні дослідження.

Одним із найважливіших показників, який характеризує хід технологічного процесу, є показник титрованої й активної кислотності закваски й тіста.

Кислотонакопичення в заквасці та тісті впливає на ступінь пептизації білків, активність а-амілази, структурно-механічні властивості тіста. Крім цього, накопичення в тісті молочної, оцтової та інших органічних кислот надає житньому хлібу властивого йому смаку й аромату.

Результати досліджень свідчать, що початкова кислотність зразків закваски знижується відповідно до збільшення вмісту в ній поживної суміші.

Під час бродіння при температурі 30 °C кислотність закваски збільшується внаслідок інтенсифікації розвитку бродильної мікрофлори. Початкова кислотність зразка № 1 (табл. 2) становить 7,2 град, що пояснюється більшим вмістом стиглої закваски порівняно з іншими зразками та дією молочнокислих бактерій, які накопичуються в процесі циклу розведення закваски. Початкова кислотність зразків закваски № 2 та № 3 менша на 2—2,8 град порівняно зі зразком № 1, що обумовлено більшим вмістом у цих зразках поживної суміші з борошна житнього і води та меншою кількістю стиглої закваски. Під час бродіння титрована кислотність всіх зразків зростає. На 12 год бродіння кислотність зразків № 2 та № 3 була нижчою на 0,8—1 град, ніж у зразку № 1. Однак інтенсивність кислотонакопичення у зразках № 2 та № 3 становить відповідно 6 та 6,6 град порівняно зі зразком № 1 — 4,8 град, що обумовлено більшим вмістом поживних речовин у цих зразках, внесених із живильним середовищем, під час приготування виробничої закваски.

Таблиця 2. Зміни титрованої кислотності в процесі бродіння закваски

Збільшення титрованої кислотності закваски корелює зі зниженням її рН (табл. 3). Унаслідок збільшення вмісту органічних кислот у заквасці активність кислореагуючих речовин у процесі бродіння закваски зростає і, як наслідок, зменшується показник активної кислотності закваски.

Таблиця 3. Зміна активної кислотності закваски в процесі бродіння

Відомо, що специфічний смак і аромат житнього хліба залежить не тільки від загальної кислотності, а й від складу органічних кислот у ньому. Важливим показником ходу технологічного процесу приготування тіста, що характеризує частково смакову кислотність хліба, є вміст летких кислот. Леткі кислоти житнього тіста і хліба складаються головним чином з оцтової кислоти й невеликої кількості мурашиної (близько 16% від загальної кількості летких кислот).

Зважаючи на це, доцільно було дослідити вміст летких органічних кислот у заквасці при різному співвідношенні стиглої закваски та поживної суміші.

Визначення вмісту летких кислот проводили у виробничому циклі на початку та в кінці бродіння закваски. Як показали проведені дослідження (табл. 4), початковий вміст летких кислот у заквасці становить 22,1%. У процесі бродіння кількість їх накопичується внаслідок дії гомота гетероферментативних молочнокислих бактерій. Найбільш інтенсивне накопичення летких кислот відбувається в зразку № 1 зі співвідношенням СЗ та ПС 1:1. Так, через 12 год бродіння вміст летких кислот збільшився в зразку № 1 закваски на 36%, а в зразках № 2 та № 3 — на 20,3% та 15,3% відповідно. тістовий напівфабрикат бродіння закваска.

Таблиця 4. Вміст летких кислот у заквасці спонтанного бродіння

За рахунок загального збільшення вмісту органічних кислот у заквасці інтенсифікуються біохімічні, мікробіологічні й колоїдні процеси в тісті.

Таким чином, поновлення закваски спонтанного бродіння у співвідношенні 1:3 та 1:5 супроводжується більш інтенсивним накопиченням кислотності порівняно із закваскою при співвідношенні СЗ та ПС 1:1. Більш інтенсивне кислотонакопичення пов’язане з утворенням молочної кислоти. При цьому вміст оцтової кислоти в зразках закваски змінюється несуттєво.

Аналіз якості хліба, виготовленого на трьох зразках виробничої закваски, показав, що кращі показники питомого об'єму та пористістю мав хліб з внесенням закваски при співвідношенні в ній СЗ та ПС 1:1. Якщо виникає виробнича необхідність у збільшенні кількості виробничої закваски і необхідність її поновлення при співвідношенні СЗ та ПС 1:3, то активність накопичення бродильної мікрофлори є достатньою для отримання житньо-пшеничного хліба високої якості. Поновлення закваски у виробничому циклі при співвідношенні СЗ та ПС 1:5 є недоцільним, оскільки не забезпечує належні якість, смак та аромат готових виробів.

Висновки

Впровадження технології житнього хліба на заквасках спонтанного бродіння дасть змогу розширити асортимент житнього хліба та виготовляти його на підприємствах малої потужності й пекарнях. Це збільшить сегмент житнього хліба в загальному асортименті хлібобулочних виробів. Найкращі показники якості закваски забезпечуються при співвідношенні у виробничому циклі СЗ та ПС 1:1. Проте при виробничій необхідності в збільшенні кількості закваски можливе її поновлення при співвідношенні СЗ та ПС 1:3, що забезпечить активне накопичення бродильної мікрофлори і можливість отримати готові вироби високої якості.

Література

• 1. Дробот В.І. Технологія хлібопекарського виробництва: підручник / В.І. Дробот — Київ: Логос, 2002. — С. 368.
• 2. Гук П. Анализ рынка хлебобулочных изделий Украины по итогам 2014 года // Хлебный и кондитерский бізнес. — 2015. — № 1 (24).— С. 10—11.
• 3. Пшенишнюк Г. Ф. Покращення якості житньо-пшеничних виробів на житніх заквасках спонтанного бродіння / Г. Ф. Пшенишнюк, А. Б. Демченко, Ю. С. Ковпак // Харчова наука і технологія. — 2012. — № 1 (18). — С. 82—86.
• 4. Пшенишнюк Г. Ф. Вплив житніх заквасок спонтанного бродіння на кінетику кислотонакопичення в тісті та якість хліба / Г. Ф. Пшенишнюк, Ю. С. Ковпак // Харчова наука і технологія. — 2011. — № 1 (14). — С. 43—46.
• 5. Козлов Г. Ф. Производство ржаных заквасок в мини-пекарне // Г. Ф. Козлов, И. В. Паша // Наукові праці ОНАХТ. — 1997. — № 3 — С. 28—30.
• 6. Легкое И. С. Разработка технологии производства изделий из ржаной муки в условиях малых предприятий и предприятий общественного питания: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.18.15. — Москва, 2012. — 30 с.
• 7. Пшенишнюк Г. Ф. Закваски спонтанного бродіння в технології житнього хліба / Г. Ф. Пшенишнюк, С. М. Павловський, Ю. С. Ковпак // Наукові праці ОНАХТ. — 2011. — Вип.40, Том 1. — С. 141—145
• 8. Пшенишнюк Г. Ф. Використання нетрадиційної сировини та напівфабрикатів у технології житнього хліба / Г. Ф. Пшенишнюк, А. Б. Чабан // Наукові праці ОНАХТ. — 2013. — Вип. 44. Том 1. — С. 111—115.
• 9. Лабораторний практикум з технології хлібопекарського і макаронного виробництва / В.І. Дробот, Л.Ю. Арсеньєва, О.А. Білик [та ін.]. — Київ: Центр навч. літератури, 2006. — 341 с.