Иммобилизованная закваска для повышения микробиологической безопасности и сокращения производственного цикла ржано-пшеничных изделий
Аннотация. Разработан способ приготовления иммобилизованной закваски (сухой заквашенной заварки) для хлеба с использованием штамма Lactobacillus helveticus H10. Установлены ее органолептические и физико-химические показатели качества. Определена оптимальная дозировка иммобилизованной закваски для повышения микробиологической безопасности хлебобулочных изделий длительного хранения по физико-химическим и органолептическим показателям. Подана заявка на патент и разработан проект ТД.
Abstract. A method for preparing immobilized starter culture (dry fermented brewing) for bread using the strain Lactobacillus helveticus H10 has been developed. Its organoleptic and physico-chemical quality indicators have been established. The optimal dosage of the immobilized starter has been determined to improve the microbiological safety of long-term bakery products according to physico-chemical and organoleptic characteristics. A patent application has been filed and a draft technical documentation has been developed.
Закваски – это специально селекционированные, идентифицированные, непатогенные, нетоксигенные штаммы микроорганизмов и их симбиотические ассоциации, обладающие комплексом свойств, необходимых для производства хлебобулочных изделий. Хлеб, приготовленный на заквасках, имеет особенные свойства мякиша, уникальный вкус и аромат. Закваски в процессе тестоприготовления образуют органические кислоты, антибиотики и другие ингибиторы возбудителей микробиологической порчи хлеба. Использование биологических систем позволит увеличить срок годности продукции, повысить ее качество и безопасность при значительном сокращении пищевых добавок-консервантов.
Многовековой опыт хлебопечения уже показал эффективность применения технологий приготовления теста на заквасках. Закваски получают путем сбраживания питательной мучной смеси (водно-мучной смеси, осахаренной мучной заварки). В состав таких заквасок входят молочнокислые бактерии и их композиции с дрожжами. [1-8].
Микрофлора заквасок и теста незначительно различается для полуфабрикатов из пшеничной муки и ржаной. Если пшеничные включают молочнокислые бактерии рода Lactobacillus и дрожжи рода Saccharomycetes, то для полуфабрикатов из ржаной муки это род Saccharomycetes, Candida и молочнокислые бактерии рода Lactobacillus. [9-11]
Существующие технологии приготовления традиционных заквасок длительны и трудоемки для предприятий, работающих в одну-две смены и удаленных производств, в том числе в полевых условиях работы военнослужащих. Одним из способов сокращения производственного цикла ржано-пшеничного хлеба является применение иммобилизованной закваски, которая представляет собой, как высушенную закваску, так и сухую заквашенную заварку. Это позволяет получить хлебобулочные изделия высокого качества, что обусловлено наличием полезной микрофлоры в заквасках, которая в процессе жизнедеятельности, способна вырабатывать метаболиты (антибиотики, органические кислоты, витамины), тем самым повышая биологическую ценность изделий и т.д.
Таким образом, актуальным является разработка технологии и способа получения иммобилизованной заквашенной заварки для хлебопекарного производства и разработка технологии ее применения в производстве ржано-пшеничных хлебобулочных изделий.
Для приготовления сухой заквашенной заварки (иммобилизованной закваски), необходимо смешать муку (ржаную цельнозерновую грубого помола) с водой (95-98 °C), в соотношении 1,0:2,5. Далее полученную заварку охлаждают до температуры 63-65°C и оставляют для осахаривания на 3-4 ч. Осахаренную заварку охлаждают уже до 40-45°С, вносят закваску в количестве 16 % от общей массы осахаренной заварки кислотностью 18-20 град. и оставляют для заквашивания на 14-16 ч при температуре 25 °С до достижения конечной кислотности 14-16 град.
Данная закваска помимо молочнокислых бактерий, включает ферментолизат дрожжевой биомассы Saccharomyces cerevisiae и ферментолизат грибной биомассы Aspergillus oryzae. Подробное приготовление закваски рассмотрено ниже.
На следующем этапе, заквашенную заварку подвергают конвективной сушке при температуре 40-45°С в течение 170-200 мин до достижения влажности 7-9%.
В способе приготовления сухой заквашенной заварки для хлеба, предусмотрен и ускоренный метод осахаривания заварки ( 1,0-1,5 ч.). Для этого вводят ферментные препараты - альфа-амилазы в количестве 22,5 ед. амилазной активности на 1,0 кг муки в заварке и/или глюкоамилазы в количестве 500,0 ед. глюкоамилазной активности на 1,0 кг муки в заварке, охлаждая при этом заварку до температуры 50-55 °С.
Микрофлора полученной заквашенной заварки моновидная и состоит из молочнокислых бактерий Lactobacillus helveticus H10 адаптированных к высоким температурам (40-45°С), кислотность составляет 14-16 град., влажность 63-65 %, массовая доля сахара 12-14 %.
Закваску, вводимую в заварку, готовят предварительно следующим образом.
Для приготовления закваски, чистую культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus helveticus H10 в количестве 1 см3 пересевают в пробирку со стерильным солодовым суслом плотностью 12°Бал и выдерживают в стерильных условиях в течение 20 ч при температуре 45 °С, получая инокулят молочнокислых бактерий.
Муку ржаную цельнозерновую грубого помола смешивают с водой температурой 35°С в соотношении 1,2: 1,7. В полученную смесь вносят ферментолизат дрожжевой биомассы Saccharomyces cerevisiae в количестве 4% от массы муки, и ферментолизат грибной биомассы Aspergillus oryzae в количестве 6% от массы муки. В полученную смесь вносят инокулят молочнокислых бактерий в количестве 12% от массы муки. Далее полученную закваску выдерживают в течение 6 ч при температуре 35°С до накопления титруемой кислотности 20 град. и достижения рН 4,0.
На следующем этапе заквашенную заварку подвергают конвективной сушке при температуре 45 °С в течение 200 мин до достижения влажности 9%, при этом квадрат скорости потока воздуха – сверху составляет 1,8 м/с, снизу 0,5 м/с, справа 0,9 м/с, слева 0,15 м/c.
Иммобилизованная закваска (сухая заквашенная заварка) характеризуется показателями качества, приведенными в табл. 1, 2.
Таблица 1
Органолептические показатели качества иммобилизованной закваски
| Наименование показателей | Характеристика |
| Внешний вид | Полидисперсный порошок, неоднородный по размеру частиц, без посторонних включений |
| Комкуемость | Не комкуется |
| Цвет | Кремовый |
| Сыпучесть | Высокая |
| Запах | Свойственный заквашенной заварке |
| Вкус | Свойственный заквашенной заварке |
Таблица 2
Физико-химические показатели качества иммобилизованной закваски
| Наименование показателей | Характеристика |
| Массовая доля влаги, % | 7,0-9,0 |
| Насыпная плотность, г/см3 | 0,63 |
| Среднеэквивалентный размер частиц (dэкв), мкм | 83 |
| Кислотность, град | 58-60 |
| Массовая доля сахара, % | 34-36 |
| Микробный титр, КОЕ/г, не менее | 1*106 |
Исследования института выявили, что при конвективной сушке микроорганизмы подвергаются наименьшему разрушающему воздействию. Выживаемость микроорганизмов при этом способе высушивания максимальна. Микробный титр в образцах составляет не менее 1×105 КОЕ/г. В то время как при сушке методом инфракрасного облучения титр полезной микрофлоры ниже в десять раз. Принимая во внимание, что температура проведения процесса является не критической для заквасочных микроорганизмов – вероятнее всего пониженная выживаемость микрофлоры связана именно с радиационной активностью ИК ламп.
Экспериментально установлено, что целесообразно использовать температурные режимы конвективной сушки не выше 45°С.
Кроме того, в институте были проведены исследования по оптимизации дозировки иммобилизованной закваски при приготовлении заварных сортов хлеба.
Иммобилизованную закваску вносили в тесто в количестве 10, 20, 30 и 40% - при этом количество ржаной цельнозерновой муки грубого помола в добавке вычитали из общего количества ржаной обдирной муки по рецептуре для сохранения соотношения ржаной обдирной муки: муки пшеничной первого сорта = 70:30. Время брожения теста составляло 60 мин.
Результаты физико-химического анализа приведены в таблице 3. Образцы изделий представлены на рисунке.
Таблица 3
Влияние иммобилизованной закваски на физико-химические показатели ржано-пшеничного хлеба
| Наименование показателя | Образцы хлеба с внесением иммобилизованной закваски в количестве | |||
| 10% | 20% | 30% | 40% | |
| образец 1 | образец 2 | образец 3 | образец 4 | |
| Объемный выход, см3 | 300 | 280 | 260 | 200 |
| Удельный объем, см3/г | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 0,9 |
| Пористость, % | 54 | 53 | 47 | 43 |
| Кислотность, град | 4,0 | 6,4 | 7,2 | 9,8 |
Рисунок – Образцы хлеба с внесением иммобилизованной закваски в разных дозировках (1 – 10%, 2 – 20%, 3 – 30%, 4 – 40%)
В результате проведенных анализов установлена технологическая возможность внесения иммобилизованной закваски в дозировке от 20 до 30% по физико-химическим и органолептическим показателям.
Образцы характеризовались оптимальной кислотностью (6-8 град), удельным объемом (1,2-1,3 см3/г) и пористостью (45-55%) для ржано-пшеничных хлебобулочных изделий с длительным сроком годности.
В результате исследований разработана документация ТУ «Сухая заквашенная заварка» №10.61.24.00-002-05747152-2017.
Литература
1. De Vuyst, L. Biodiversity, ecological determinants, and metabolic exploitation of sourdough microbiota / L. De Vuyst, et al. // Food Microbiology. – 2009. – Т. 26. – №. 7. – С. 666-675.
2. De Vuyst L. Yeast diversity of sourdoughs and associated metabolic properties and functionalities / L. De Vuyst, et al. // International journal of food microbiology. – 2016. – Т. 239. – С. 26-34.
3. Вершинина, О.Л. Разработка ржаной симбиотической естественной закваски для хлебопечения / О.Л. Вершинина, В.В. Гончар , Ю.Ф. Росляков // Хлебопродукты. – 2016. – № 2. – С. 40-42.
4. Чалдаев, П.А. Овсяная закваска для производства хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности / П.А. Чалдаев, А.В. Зимичев // Хлебопечение России. – 2013. – № 3. – С. 26-28.
5. Савкина, О.А. Разрыхление теста. Дрожжи или закваски / О.А. Савкина, Л.И. Кузнецова, Н.Т. Чубенко // Хлебопечение России. – 2016. – № 3. – С. 15-17.
6. Невская, Е.В. Биотехнологические аспекты создания хлебобулочных изделий новых видов для питания детей / Е.В. Невская, М.Н. Костюченко, Л.А. Шлеленко // Хлебопечение России. – 2011. – № 3. – С. 16-18.
7. Сергачева, Е. С. Штаммы дрожжей в технологии пшеничного хлеба / Е.С. Сергачева, Е.В. Соболева // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. – 2013. – № 3. – С. 53-56.
8. Горельникова, Е. А. Влияние закваски из пробиотических микроорганизмов и нутовой оболочки на микробиологические и физико-химические показатели хлебобулочных изделий / Е.А. Горельникова, М.К. Садыгова, У.М. Курако // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. – 2012. – № 12. – С. 14-16.
9. Еникеев, Р.Р. Применение заквасок в хлебопечении / Р.Р. Еникеев, А.Г. Кашаев, А.В. Зимичев // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2010. – № 2-3. – С.7-9.
10. Van Kerrebroeck, S. Sourdoughs as a function of their species diversity and process conditions, a meta-analysis / S. Van Kerrebroeck, D. Maes, L. De Vuyst // Trends in Food Science & Technology. – 2017. – Т. 68. – С. 152-159.
11. Косован, А. П. Сборник современных технологий хлебобулочных изделий / А.П. Косован. – 2008.
Невская Е.В., канд. техн. наук; Шабанова Э.М.
ФГАНУ НИИХП, Москва
Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт используя свою учетную запись