Использование ферментных препаратов в качестве компонентов биологически активной хлебопекарной смеси

Нелюбина Е.В., Урбанчик Е.Н., Ксенчук Е.С., Захарова Е.В., Ка-минская О.С.

Изучено влияние ферментных препаратов компании биотехнологического концерна «DSM» официального дистрибьютора ООО «Грейн Ингредиент» на качество хлеба и способность его к сохранению свежести. Результаты исследований показали положительное влияние исследуемых ферментных препаратов на качество ржано-пшеничного хлеба и позволили обосновать выбор ферментного препарата в качестве активного ком-понента при формировании состава биологически активной хлебопекарной смеси на ос-нове солода.

Введение

Производство хлеба с использованием биологически активных смесей является перспективным направлением в хлебопекарной промышленности. Компоненты биологически активных хлебопекарных смесей могут, с одной стороны, обогащать хлеб определенными, полезными для человека, веществами, с другой стороны, положительно влиять на технологию производства хлебобулочного изделия. В современном хлебопечении основу биологически активных хлебопекарных смесей могут составлять различные физиологически полезные продукты. Одним из таких продуктов является солод ржаной, который характеризуется полноценным химическим составом, сохраняет все необходимые натуральные компоненты зерна, находящиеся в биодоступном состоянии, придает ржано-пшеничным изделиям специфический вкус и аромат, ускоряет протекание биохимических, микробиологических и коллоидных процессов [1, 2].

В настоящее время отечественные предприятия по производству солода испытывают сложности с реализацией данного продукта. Причина этого в основном заключается в сокращении потребления солода пивоваренной промышленностью – заводы предпочитают заменять натуральный солод ферментными препаратами. В результате солодовни испытывают убытки и ищут пути расширения области использования солода. Целесообразным является использование солода в хлебопекарной промышленности, в частности, для производства ржано-пшеничного хлеба.

Основными компонентами биологически активных смесей, используемых в хлебопекарном производстве в качестве улучшителя, наряду с солодом ржаным ферментированным и солодом ржаным неферментированным, могут являться ферменты и ферментные препараты комплексного действия. Использование ферментов и ферментных препаратов в разработке хлебопекарных биологически активных смесей является весьма перспективным направлением. Функциональная особенность ферментных препаратов состоит в форсировании и направленном регулировании биохимических процессов, протекающих при производстве хлеба.

Преимуществом использования ферментных препаратов является: узкая специфичность действия; проявление активности в строго определенной последовательности; проявление активности при определенных параметрах процесса. Использование ферментов и ферментных препаратов в производстве хлеба позволяет интенсифицировать технологический процесс, улучшить структурно-механические свойства теста и мякиша, повысить удельный объём и пористость изделий, улучшить потребительские свойства [2,3].

Поэтому целью работы явилось изучение возможности использования ферментных препаратов в качестве компонента биологически активных хлебопекарных смесей с использованием солода ржаного.

Результаты исследования и их обсуждение

В настоящее время в Республике Беларусь фирмой, имеющей официальное разрешение на реализацию ферментов и ферментных препаратов для хлебопекарной промышленности, является компания ООО «Грейн Ингредиент» под брендом EnzoWay. Компания «Грейн Ингредиент» в секторе зернопереработки и хлебопечения является официальным дистрибьюте-ром мирового лидера в области биотехнологии – компании «DSM». Для производства ржаных и ржано-пшеничных изделий данная компания предложила ассортимент ферментных препаратов, имеющих следующие фирменные названия: технологическое вспомогательное средство (далее ТВС) «EnzoWay 3.15» (стабильность), ТВС «EnzoWay 3.05» (ксиланаза), ТВС «EnzoWay 7.02» Panamore Golden, ТВС «EnzoWay 3.02» (фосфо/галактолипаза), ТВС «EnzoWay 3.03» (глюкозооксидаза), ТВС «EnzoWay 3.06» (глюкоза-амилаза), ТВС «EnzoWay 3.04» (альфа-амилаза), ТВС «EnzoWay 7.07» (MAM 10000), ТВС «EnzoWay 3.07» (свежесть), ТВС «BakeZyme B 500».

На основе анализа функциональных свойств предлагаемых ферментов для дальнейших исследований были выбраны четыре ферментных препарата:

  • TBC «EnzoWay 3.05» (ксиланаза) – способствует развитию белкового каркаса (без по-вреждения белковых связей) и высвобождению белковых связей из некрахмальных полисахаридов, повышению эластичности и обрабатываемости теста, повышению водопоглотительной способности и осветлению тестовой заготовки;
  • TBC «EnzoWay 3.03» (глюкозооксидаза) – укрепляет белковый каркас, повышает формоустойчивость и стабильность теста, снижает липкость тестовых заготовок;
  • TBC «EnzoWay 3.15» (стабильность) – понижает автолитическую активность муки, снижает липкость теста, предотвращает «расплываемость» тестовых заготовок, а также способствует развитию белкового каркаса, повышению эластичности и обрабатываемости те-ста, повышению водопоглотительной способности муки;
  • TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) – продлевает свежесть изделий, предотвращает ретроградацию крахмала, тем самым снижая активность воды, повышает пластичность теста, формирует равномерную, хорошо развитую структуру пористости, сохраняет первоначальную мягкость, улучшает структуру и эластичность мякиша.

Выбор данных ферментных препаратов обусловлен необходимостью улучшать реологические свойства ржано-пшеничного теста (основные свойства ферментов: укрепление белкового каркаса, стабильное тестообразование, снижение автолитической активности, предотвращение «расплываемости» теста и повышение формоустойчивости). Целесообразность выбора данных ферментов для производства ржано-пшеничного хлеба обусловлена наличием в технологии производства ржаных и ржано-пшеничных хлебов проблемы высокой автолитической активности ржаной муки и, как следствие, липкости и разжижаемости теста, сложности его формовки, низкой формо- и газоудерживающей способности теста, расплываемости тестовых заготовок, низкой пористости и удельного объема готовых изделий. В современном хлебопечении важным показателем для производителей и потребителей является продолжительность хранения хлебобулочных изделий. Сроки хранения определяют способность хлебобулочных изделий сохранять потребительские свойства на протяжении определенного периода времени. Ферментный препарат TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000), наряду со свойствами улучшать реологические качества теста, обладает дополнительными возможностями увеличивать сроки хранения изделий и способность к продлению сроков годности (предотвращать ретроградацию крахмала).

Остальные ферменты, представляемые компанией ООО «Грейн Ингредиент», способны влиять на углеводно-амилазный комплекс муки, увеличивая ее автолитическую активность, что является неприемлемым для получения биологически активной хлебопекарной смеси на основе солода ржаного.

Дозировки внесения выбранных ферментных препаратов в биологически активные смеси с использованием солода ржаного устанавливались путем исследования влияния различных количеств ферментного препарата на качество ржано-пшеничного хлеба методом проведения лабораторных выпечек. Ржано-пшеничный хлеб изготавливался по базовой рецептуре, включающей: муку ржаную хлебопекарную сеяную, муку ржаную хлебопекарную обдирную, муку пшеничную первого сорта, дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренную пищевую йодированную с внесением биологически активной смеси на основе солода ржаного в оптимальной дозировке, установленной в результате предыдущих исследований.

В биологически активную смесь на основе солода ржаного для опытных образцов хлеба ферментные препараты вносились согласно рекомендуемым производителем дозировкам (таблица 1) соответственно в минимальном, среднем и максимальном количестве.

Таблица 1 – Дозировки ферментных препаратов, рекомендуемые производителем

Название ферментного препарата

Количество ввода ферментного препарата, г на 100 кг муки

минимальное

среднее

максимальное

TBC «EnzoWay 3.05» (ксиланаза)

1,0

3,0

5,0

TBC «EnzoWay 3.03» (глюкозоксидаза)

0,1

0,45

0,8

TBC «EnzoWay 3.15» (стабильность)

30,0

65,0

100,0

TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000)

1,0

5,5

10,0


В биологически активную смесь на основе солода ржаного для контрольного образца хлеба ферментный препарат не вносился. У готовых изделий определяли органолептические и физико-химические показатели качества. Балловая оценка, характеризующая органолептические показатели качества, и физико-химические показатели качества хлеба с использованием выбранных ферментных препаратов (ФП) представлены в таблице 2 и на рисунках 1, 2.

Таблица 2 – Влияние исследуемых ферментных препаратов на показатели качества хлеба с использованием биологически активных смесей на основе солода ржаного

Количество ввода ферментного препарата

Влажность, %

Кислотность, град

Пористость, %

Балловая оценка, баллы

TBC «EnzoWay 3.05» (ксиланаза)

контроль (без ФП)

46,2

4,2

56,0

61

минимальное

46,0

4,2

62,0

64

среднее

46,3

4,4

64,0

65

максимальное

46,5

4,4

68,0

65

TBC « EnzoWay 3.03» (глюкозооксидаза)

контроль (без ФП)

46,2

4,2

56,0

61

минимальное

45,8

4,0

63,0

65

среднее

46,0

4,0

63,0

65

максимальное

45,5

4,3

67,0

69

TBC « EnzoWay 3.15» (стабильность)

контроль (без ФП)

46,2

4,2

56,0

61

минимальное

46,0

3,9

60,0

63

среднее

46,0

4,2

65,0

66

максимальное

45,8

4,2

67,0

68

TBC « EnzoWay 7.07» (МАМ 10000)

контроль (без ФП)

46,2

4,2

56,0

61

минимальное

46,3

4,4

65,0

64

среднее

46,2

4,8

65,0

64

максимальное

46,1

4,8

69,0

68



Влияние препаратов на удельный объем хлеба
Рисунок 1 – Влияние исследуемых ферментных препаратов на удельный объем хлеба с использованием биологически активных смесей на основе солода ржаного 

 
Влияние препаратов на формоустойчивость хлеба
Рисунок 2 – Влияние исследуемых ферментных препаратов на формоустойчивость (Н/D) хлеба с использованием биологически активных смесей на основе солода ржаного


Анализ хода технологического процесса производства и качества полученных изделий позволил выявить ряд закономерностей. Визуальный осмотр при замесе теста не выявил внешнего влияния вводимых ферментных препаратов. Контрольный и опытные образцы теста имели одинаковый светло-коричневый цвет, запах и вкус, свойственные тесту из ржаной муки, близкие реологические характеристики: тесто плотное, обладающее средней адгезией, с хорошей способностью к формованию. После брожения контрольные и опытные об-разцы теста увеличились в объёме в 1,5–2,0 раза, у них наблюдалась развитая сетчатая структура и имелся характерный спиртовой и кисломолочный запах. Следует отметить, что процесс увеличения объема, то есть процесс брожения в образцах теста с ферментным препаратом, происходил более интенсивно. Показатель кислотности у образцов теста в процессе брожения увеличивался на 1,5–2,0 градуса. Все образцы готового хлеба имели темно-окрашенную, ровную, гладкую корочку, запах и вкус, свойственный ржано-пшеничному хлебу, без посторонних привкусов и запахов. По физико-химическим показателям видно положительное влияние всех выбранных ферментных препаратов на удельный объем хлеба (показатели удельного объема хлеба с увеличением количества вводимого ферментного препарата увеличиваются на 5 – 60 г/см3) и формоустойчивость хлеба (показатель H/D хлеба с увеличением количества вводимых ферментных препаратов увеличивался от 0,35 до 0,48). Таким образом, можно отметить положительное влияние выбранных ферментных препаратов в исследуемых дозировках на органолептические и физико-химические свойства хлебобулочных изделий. Согласно представленным характеристикам одним из действий ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) является продление сроков хранения. В соответствии с СТБ 639 ржано-пшеничные хлеба должны храниться: 48 часов – заварные сорта хлеба без упаковки и 36 часов – остальные сорта хлеба без упаковки. Практический интерес представ-ляет изучение способности ржано-пшеничного хлеба, полученного с использованием ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000), сохранять свежесть. Опытные образцы хлеба изготавливались с использованием ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) в минимальной, средней и максимальной рекомендуемой дозировке. В качестве контрольного образца использовался хлеб, произведенный по аналогичной рецептуре, без использования ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000). На протяжении определенного периода хранения, равного 64 часам, контрольные и опытные об-разцы хлеба анализировались по физико-химическим показателям качества, характеризую-щим свежесть продукта – влажности, содержанию связанной влаги и намокаемости. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что в процессе хранения в контрольном и опытных образцах хлеба закономерно происходит уменьшение влажности мякиша. Начиная с 16 часов хранения, у опытных образцов хлеба, содержащих минимальную, среднюю и максимальную дозировки ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000), снижение показателя влажности происходит значительно менее интенсивно относительно контрольного образца хлеба.

Гидрофильные свойства мякиша характеризуются его намокаемостью. Чем больше влаги захватывается мякишем при определении данного показателя, тем менее структурированы (уплотнены) его высокополимерные соединения. Анализируя данный показатель, можно отметить, что на протяжении 64 часов хранения опытные образцы хлеба характеризовались более высокими показателями намокаемости. Для опытных образцов с минимальным, сред-ним и максимальным содержанием ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) показатель намокаемости оказался выше, чем у контрольного образца хлеба, в сред-нем соответственно на 3 %, 7 % и 12 %.

Вода в мякише хлеба находится в свободном и связанном состоянии. Из теории черстве-ния следует, что чем больше связанной воды в мякише хлеба, тем медленнее протекает в нем процесс черствения. Анализ кинетики изменения содержания связанной воды в исследуе-мых образцах показал, что опытные образцы хлеба отличались большей влагоудерживаю-щей способностью по сравнению с контрольным образцом. К 64 часам хранения опытные образцы хлеба содержали связанной влаги на 10 %, 26 % и 27 % (соответственно для опытных образцов с минимальным, средним и максимальным содержанием ферментно-го препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) выше, чем контрольный образец.

Показатель усушки свидетельствует об интенсивности испарения влаги и летучих веществ хлеба в процессе хранения. Согласно полученным данным, опытные образцы хлеба теряли влагу и летучие вещества на протяжении всего периода хранения в среднем на 13 %, 29 % и 39 % (соответственно для опытных образцов с минимальным, средним и максимальным содержанием ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) медленнее, чем контрольный образец хлеба.

В целом динамика изменения показателей свежести хлеба в процессе хранения показывает, что опытные образцы хлеба, благодаря использованию биологически активной смеси на основе солода ржаного с применением ферментного препарата TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) во всех исследуемых дозировках менее интенсивно теряют влагу и летучие вещества в окружающую среду, обладают большей влагоудерживающей способностью, а, следовательно, более длительный период времени сохраняют свежесть в процессе хранения.

Заключение

Таким образом проведенные исследования показали, что ферментные препараты TBC «EnzoWay 3.05» (ксиланаза), TBC «EnzoWay 3.03» (глюкозооксидаза), TBC «EnzoWay 3.15» (стабильность), TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) положительно влияют на свойства теста и качество готового хлеба. Кроме того, ферментный препарат TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000) оказал положительное влияние на способность хлеба сохранять свежесть в процессе хранения.

Следовательно, для разработки биологически активной смеси с использованием солода ржаного из группы исследуемых ферментных препаратов наиболее целесообразно применять TBC «EnzoWay 7.07» (МАМ 10000), так как он улучшает характеристики теста и гото-вого хлеба и продлевает способность сохранять свежесть в процессе хранения.

Литература

  1. Кузнецова, Л. И. Ржаной хлеб – развитие технологий и ассортимента / Хлебопечение России. – 2015. – № 2. – С. 18 – 19.
  2. Хлебопекарные смеси в Казахстане / Пекарь & Кондитер. – 2017. – № 4. – С. 40 – 41.
  3. Пащенко, Л. П., Жаркова, И. М. Технология хлебопекарного производства: учебник. – СПб.: Издательство «Лань», 2014. – 672 с.
  4. Пучкова, Л.И. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий / Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева; под. ред. Л.И. Пучковой. – СПб.: ЗАО ГИОРД, 2005. – 559 с.