1.3. Дрожжи хлебопекарные
Дрожжи — одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевые клетки имеют шаровидную или овальную форму и содержат 75% влаги. Сухое вещество клетки состоит в основном из белков (44...67%), минеральных веществ (6...8%), углеводов (до 30%). Основные углеводы дрожжей — гликоген и трегалоза — являются источником энергетических процессов в клетке. Установлено, что дрожжи с большим количеством запасных углеводов могут длительное время сохранять свое качество. В дрожжах содержится трипептид, глутатион, активирующий протеолиз, разнообразные витамины и ферменты.
В дрожжах действует ряд ферментативных комплексов, из которых главным является зимазный, или так называемая зимаза. С ее помощью они сбраживают сахар, то есть превращают его в спирт и углекислый газ. При отсутствии кислорода (в анаэробных условиях) ферменты дрожжей вызывают спиртовое брожение сахара. Это сложный многоступенчатый процесс, который проходит одиннадцать стадий с участием многочисленных ферментов и фосфорной кислоты. На последней стадии процесса брожения сахара образуются углекислый газ и этиловый (винный) спирт.
Суммарно процесс спиртового брожения выражается следующим уравнением:
C6H12O6= 2СО2 + 2С5Н5ОН + 117,3 кДж.
Помимо зимазного комплекса, большое значение имеют такие ферменты дрожжей, как мальтаза (расщепляет дисахарид мальтозу на две глюкозы), сахараза, или инвераза (расщепляет дисахарид сахарозу на две части — глюкозу и фруктозу), протеазы ферменты, ускоряющие расщепление белков).
В тесте и других полуфабрикатах хлебопекарного производства кислорода очень тало, поэтому дрожжи вызывают и процесс спиртового брожения, в результате чего углекислый газ разрыхляет тесто и обеспечивает необходимую пористость изделий. 3 присутствии кислорода (в аэробных условиях) в питательной среде дрожжи разлагают сахар с образованием воды и углекислого газа. При этом энергии выделяется з 23 раза больше, чем при спиртовом брожении, поэтому в присутствии кислорода дрожжевые клетки интенсивно размножаются. Разложение сахара в аэробных условиях происходит по схеме
С6Н1206 + 6O2 = 6CO2 + 6Н20 + 2870 кДж.
Спиртовое брожение и аэробное дыхание до заключительной стадии идут по одной схеме.
Для нормальной жизнедеятельности дрожжей необходимы жидкая среда, содержащая питательные вещества, соответствующая реакция среды и температурные условия.
Жидкая среда для развития дрожжей должна содержать сахар, азотистые соединения, минеральные соединения, витамины. Хлебопекарные дрожжи усваивают глюкозу, галактозу, сахарозу, раффинозу, мальтозу. Сложные сахара (сахароза, мальтоза) под действием ферментов дрожжей предварительно превращаются в простые. Из азотистых соединений дрожжи лучше всего усваивают продукты гидролиза белка (аминокислоты, полипептиды), а также минеральные соли, содержащие азот, например, сернокислый аммоний — (NH4) 2S04.
Реакция среды, в которой находятся дрожжи, должна быть слабокислая. Щелочная среда угнетает дрожжевые клетки. При высокой щелочности дрожжи погибают. Оптимальное значение pH среды 4,5...5.
Большое значение имеют и температурные условия. Для размножения дрожжей наиболее благоприятна температура 26...28°С. Спиртовое брожение идет наиболее активно при температуре 30...35°С.
При температуре 45...50°С и выше дрожжевые клетки погибают. Низкая температура тормозит жизнедеятельность дрожжей, они впадают в состояние анабиоза (скрытая жизнедеятельность), в котором могут сохраняться долго без порчи.
Замороженные дрожжи после медленного оттаивания при температуре 6...8°С сохраняют свои свойства. В хлебопекарном производстве применяют прессованные дрожжи, дрожжевое молоко, сушеные и жидкие дрожжи.
Жидкие дрожжи являются полуфабрикатами производства хлеба.
Прессованные дрожжи представляют собой скопление дрожжевых клеток, выделенных из культуральной среды, промытых и спрессованных. Питательной средой для выращивания дрожжей служит разбавленная меласса (отход свеклосахарного производства) — темная густая жидкость с консистенцией патоки, которая содержит 45..50% сахарозы, 12% азотистых и 10% минеральных веществ. На дрожжевых заводах мелассу разводят водой, подкисляют, добавляют соли азота и фосфора, так как содержание этих веществ, необходимых дрожжам, в мелассе недостаточное.
Процесс выращивания дрожжей состоит из двух стадий: получение маточных и товарных дрожжей. Дрожжевые расы, применяемые для выращивания маточных дрожжей, должны иметь хорошую подъемную силу (до 45 мин) и высокую мальтазную активность. Расы, применяемые для выращивания маточных дрожжей, должны содержать как можно меньше глутатиона, ослабляющего тесто, быть устойчивыми к высоким концентрациям соли и сахара.
Товарные дрожжи получают при размножении маточных дрожжей в подготовленной питательной среде в дрожжерастительных аппаратах. Размножение дрожжей на концентрированных средах (5...6% сахара), применяемое на крупных заводах, улучшает их качество и повышает производительность дрожжерастительных аппаратов. Дрожжи размножаются в течение 14...20 ч при непрерывной подаче воздуха в питательную среду (кислород ускоряет рост клеток). После выращивания дрожжей культуральную среду сепарируют, получая дрожжевое молоко, содержащее 500...600 г/л дрожжей, и бражку (отработанную жидкость). Дрожжевое молоко проходит через фильтр-пресс, где дрожжи отделяются от внеклеточной влаги, после чего их формируют в виде брусков, упаковывают в этикетировочную бумагу и помещают в холодильник с температурой 2...4°С.
Из 1 т мелассы (содержание сахара 46%) можно получить до 750...760 кг дрожжей.
Прессованные дрожжи стандартного качества должны иметь сероватый с желтым оттенком цвет; плотную консистенцию, при разломе они должны крошиться, но не мазаться. Качественная характеристика прессованных дрожжей представлена в табл. 1.17.
Чем ниже влажность, тем выше качество дрожжей и их стойкость при хранении.
Подъемная сила — это способность дрожжей сбраживать глюкозу, фруктозу, сахарозу.
Стойкость дрожжей определяется выдержкой бруска дрожжей при температуре 35°С до момента их размягчения. Стойкость характеризует активность протеолитических ферментов дрожжей и пригодность дрожжей к хранению.
Мальтазная активность характеризует способность дрожжей гидролизовать мальтозу муки и зависит от присутствия в дрожжах фермента мальтазы. Мальтоза — основной
Таблица 1.17
Качественная характеристика прессованных дрожжей
Показатель |
Прессованные дрожжи |
Влажность, %, не более | 75 |
Подъемная сила, мин, не более | 70 |
Кислотность 100 г дрожжей, мг уксусной кислоты, не более | |
вдень выпуска | 120 |
после 12 суток хранения или транспортирования при температуре от 0 до 4°С | 360 |
Стойкость, ч, не менее, для дрожжей вырабатываемых | |
специализированными заводами | 60 |
спиртовыми заводами | 48 |
сахар хлебного теста, сбраживается дрожжами более медленно, чем другие сахара, так как дрожжи содержат сравнительно мало мальтазы. Мальтазная активность хороших дрожжей должна быть не более 100 мин. Мальтазная активность не включается в НД на хлебопекарные дрожжи, но учитывается при подборе дрожжевых рас.
Прессованные дрожжи применяют для разрыхления теста в количестве 0,5...5% от массы муки. Конкретная дозировка зависит от вида изделия, способа приготовления теста и подъемной силы дрожжей. Кроме дрожжей, изготовляемых специализированными дрожжевыми заводами, в хлебопечении применяют дрожжи, полученные при производстве спирта путем выделения отработанных дрожжей из мелассно-спиртовой бражки. Качество спиртовых дрожжей несколько ниже, чем хлебопекарных. Они менее стойки при хранении и имеют худшую мальтазную активность.
Дрожжевое молоко — это жидкая суспензия дрожжей в воде, полученная в результате сепарирования культуральной среды после размножения в ней дрожжей. Цвет дрожжевого молока — серый с желтоватым оттенком, запах и вкус — свойственные дрожжам. Сепарированный концентрат с температурой до 5°С поступает на хлебозаводы в автоцистернах. В I л дрожжевого молока должно содержаться не менее 450 г дрожжей в пересчете на прессованные дрожжи влажностью 75%. Подъемная сила и кислотность дрожжевого молока должны соответствовать показателям прессованных дрожжей.
Количество дрожжевого молока, применяемого для разрыхления теста, определяется путем его пересчета на прессованные дрожжи. Например, для замены 3 кг прессованных дрожжей дрожжевым молоком, в I л которого содержится 500 г дрожжей (с 75%-ной влажностью), необходимо взять 3/0,5 = 6 л дрожжевого молока. Замена прессованных дрожжей дрожжевым молоком имеет значительные преимущества и экономически эффективна: несколько снижается расход дрожжей вследствие большей активности дрожжевых клеток в дрожжевом молоке; ликвидируются трудовые затраты на перемещение и растаривание дрожжей, приготовление дрожжевой суспензии.
Дрожжевые клетки в этом продукте более активны, так как они не подвергались охлаждению и анабиозу.
Сушеные дрожжи получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей теплым воздухом до остаточной влажности 8...9% (влага, химически связанная с белками клеток). Низкая влажность сушеных дрожжей обеспечивает их длительную сохранность. Сушеные дрожжи используются для хлебопечения в тех районах, где местные условия не позволяют производить или доставлять прессованные дрожжи. Качество сушеных дрожжей зависит от исходного качества прессованных, от режима сушки и режима хранения. Для высушивания берут обычные доброкачественные прессованные дрожжи, однако установлено, что качество сушеных дрожжей будет выше, если в исходных дрожжах повысить содержание сухих веществ до 30% и запасных углеводов, особенно трегалозы, до 11...12%. Желательно, чтобы подъемная сила исходных дрожжей была до 60 мин.
Прессованные дрожжи сушат в сушилках различных конструкций и при различных режимах, соблюдая следующую общую закономерность: температура воздуха в процессе сушки должна снижаться с 70...90°С в начале до 45...50°С во втором периоде, что предупреждает денатурацию белков клетки. Сушка несколько вредит дрожжевым клеткам, увеличивая содержание восстановленного глутатиона и ухудшая подъемную силу дрожжей, поэтому желательно применять мягкие режимы высушивания дрожжей с температурой сушильного воздуха 45...50 и 35°С. Хорошие результаты дает сушка под вакуумом и сушка в виброкипящем слое.
Таблица 1.18
Качественная характеристика сушеных дрожжей
Показатель | Сушеные дрожжи | |
высшего сорта | первого сорта | |
Влажность, %, не более | 3 | 10 |
Подъемная сила, мин, не более | 70 | 90 |
Продолжительность хранения, мес., не менее | 12 | 5 |
Средняя продолжительность высушивания 5...6 ч. Высушенные дрожжи имеют вид гранул, вермишели, крупок, порошка или смеси этих форм. Цвет дрожжей светло-серый, запах специфический, дрожжевой. Качественная характеристика сушеных дрожжей приведена в табл. 1.18.
Сушеные дрожжи упаковывают в жестяные банки, бумажные пакеты или ящики, выстланные пергаментом.
Дрожжи высшего сорта упаковывают герметически. При упаковке в негерметическую тару срок их хранения сокращается вдвое. Прессованные дрожжи заменяют сушеными с учетом их подъемной силы.
При хранении допускается ежемесячное ухудшение подъемной силы на 5%.