Малкина В.Д., Касаткина Г.Д. Общая технология пищевых производств
Подождите немного. Документ загружается.
представляет собой водную суспензию дрожжей. Концентрация дрожжей в 1
литре суспензии в пересчете на дрожжи влажностью 25% не менее 450 г.
Концентрат получают на стадии сепарирования и промывки товарных
дрожжей. Дрожжевые клетки в концентрате более активны, так как они не
подвергались охлаждению и анабиозу.
3.3. Химический состав хлебопекарных дрожжей
Химический состав хлебопекарных дрожжей зависит от состава
питательной среды, условий культивирования, физиологического состояния
клетки и других факторов и может колебаться в широких пределах.
В свежих прессованных дрожжах содержится около75% влаги и 25% сухих
веществ. В среднем в сухом веществе дрожжей содержится (в %): белков –50,
углеводов – 40,8, жиров -1,6, золы –7,6. Кроме того в дрожжах присутствуют в
микродозах Li, Ag, Au, Fn, Sr, Ba, B, La, Te, ,Ti ,Sn, Bi, Cr, Mo, , Co, Ni и др.
Содержание влаги в прессованных дрожжах не должно превышать 75%, в
сушеных – 10%. В прессованных дрожжах содержится 18-28% внеклеточной и
46-60% внутриклеточной влаги. Внутриклеточная влага находится в свободной
и связанной формах. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки и не
может являться растворителем, она плохо замерзает, трудно испаряется.
Свободная вода является растворителем сухих веществ клеточного сока.
Белки дрожжей по аминокислотному составу близки к животным белкам
превосходят растительные белки по содержанию незаменимых аминослот
(лизин, лейцин, треонин).
В дрожжах содержится трипептид глютатион (0,65% от массы СВ),
который активизирует протеазу муки.
Витамины, содержащиеся в дрожжах (В
1
, В
2
, В
3
, В
5
, РР, В
6
, биотин,
провитамин Д) играют важную роль в ферментативных процессах,
осуществляемых дрожжами.
Ферменты дрожжей осуществляют все функции: дыхание или брожение и
размножение.Ферментативная активность хлебопекарных дрожжей является
одним из основных показателей их качества. Комплекс ферментов,
осуществляющих спиртовое брожение, называют зимазным. О зимазной
активности дрожжей судят по их подъемной силе. Мальтазную активность
дрожжей определяют по скорости сбраживания мальтозы. Дрожжи могут иметь
высокий показатель подъемной силы, но низкую мальтазную активность,
вследствие чего расстойка тестовых заготовок будет происходить замедленно,
так как в тесте, не содержащем по рецептуре сахара, будет содержаться только
мальтоза, образовавшаяся из крахмала. Мальтоза не способна диффундировать
внутрь клетки, предварительно должна быть гидролизована мальтазой дрожжей
до двух молекул глюкозы.
3.4. Получение прессованных дрожжей
Производство дрожжей происходит в три стадии: приготовление
питательной среды, выращивание дрожжей, выделение дрожжей.
31
Приготовление питательной среды
Сырьем при производстве прессованных дрожжей является меласса,
которая является отходом свеклосахарного производства при
центрифугировании утфеля 2 продукта. Она представляет собой
сиропообразную жидкость темно-бурого цвета со специфическим вкусом и
запахом, содержащую 60-80% сухих веществ, главной составной частью,
которой является сахароза.
Состав патоки: 40-54% - сбраживаемые сахара21-32% - несахара:
неорганические соли и азотистые вещества.8-10% - зола: карбонаты, хлориды,
азотнокислые, сернокислые, фосфорнокислые соли калия, натрия, магния,
кальция, железа, аммония.
Из всех азотистых соединений дрожжевые клетки способны
ассимилировать только азот аминокислот. Меласса содержит термоустойчивые
витамины биотин и пантотеновую кислоту, являющиеся стимуляторами роста
клеток. Содержатся также вредные примеси: красящие вещества, нитраты,
летучие кислоты. Меласса обсеменена микроорганизмами.
Для обогащения питательной среды азотом, фосфором, магнием
используют минеральные соли: сульфат аммония, диаммонийфосфат,
ортофосфорную кислоту, хлорид калия, сульфат магния, мочевину, карбоксид.
В качестве веществ, активизирующих рост клеток и размножение
используют кукурузный и пшеничный экстракты, биотин, вытяжку из
солодовых ростков.
Подготовка мелассы состоит в осветлении, при котором происходит
выделение из нее коллоидов, окрашенных продуктов (гуминовых веществ) и
микроорганизмов. Процесс состоит в растворении, антисептировании,
подкислении, а затем выделении осадка центрифугированием или
фильтрованием.
Меласса должна содержать не менее 75% СВ, не менее 43% сахаров, рН –
6,5 –8,5.
Выращивание дрожжей
Применяют различные схемы выращивания дрожжей.
По всем схемам процесс ведется в три генерации:
- генерация А – получение маточных дрожжей чистой (ЧК) и естественно-
чистой культуры (ЕЧК);
- генерация Б – получение засевных дрожжей;
- генерация В – выращивание товарных дрожжей.
Получение маточных дрожжей. Маточными называют дрожжи,
используемые для засева питательной среды при получении засевных дрожжей.
Маточные дрожжи чистой культуры выращивают сначала в лабораторных
условиях, а затем в цехе чистых культур.
Чистая культура дрожжей – дрожжи, не содержащие никаких других
микроорганизмов, кроме дрожжевых клеток определенной расы. Их
размножение начинается с одной клетки и ведется до накопления определенной
массы в строго стерильных условиях ступенчато, обычно при десятикратном
увеличении питательной среды (сусла) в каждой последующей ступени.
32
В лаборатории их размножают в 4 стадии, в трех стадиях питательной
средой является солодовое сусло, в четвертой – смесь сусла и мелассы.
Продолжительность выращивания дрожжей 16-24 при 26-30
0
С без
аэрирования. В результате лабораторной стадии размножения дрожжей
получают около 14 л дрожжевой разводки, содержащей 0,6 кг дрожжей
влажностью 75%. Далее процесс накопления дрожжей продолжают в цехе
чистых культур (четыре стадии).
В трех стадиях проводят аэрацию, увеличивающуюся от стадии к стадии. В
последней стадии выращивания осуществляют постоянную аэрацию. Дрожжи
чистой культуры выделяют из культуральной среды, промывают холодной
водой и сгущают на сепараторе. Полученное дрожжевое молоко содержит 300-
600 г дрожжей в 1 л.
Дрожжи естественно-чистой культуры получают в две стадии.
В 1 стадии дрожжи ЧК обрабатывают серной кислотой (очистка от
посторонней микрофлоры) и засевают в растильный аппарат с питательной
средой при 30
0
С и рН среды 4,5 при постоянной аэрации.
Во 2 стадии дрожжи, выращенные в 1 стадии вместе с культуральной средой
попадают в производственный аппарат с питательной средой. На этой стадии
выращивание маточных дрожжей заканчивается. Дрожжи хранят в виде
дрожжевого молока или обезвоживают на фильтрах до влажности 75% и хранят
при 2-4
0
С. По мере необходимости их расходуют для производства засевных
дрожжей.
Получение засевных дрожжей
Засевные – дрожжи, служащие посевным материалом при получении товарных
дрожжей. Выращивание происходит в две стадии. В 1 стадии выращивают
засевные дрожжи (генерация Б), а во 2 товарные – товарные дрожжи (генерация
В). Выращивание засевных дрожжей происходит в дрожжерастильном аппарате
8-17 ч воздушно-приточным способом, который предусматривает постепенный
приток питательных веществ в аппарат (мелассы, азот - и фосфоросодержащих
солей) и постоянную аэрацию культуральной среды.
По окончании выращивания засевные дрожжи немедленно подают для засева в
аппарат для выращивания товарных дрожжей.
Производство товарных дрожжей
Товарные дрожжи – продукт, готовый к использованию, отвечающий
требованиям стандарта. Их получают в дрожжерастильных аппаратах
вместимостью 100 м
3
воздушно-приточным способом. Процесс длится 12-20 ч и
подразделяется на 2 периода: накопительный – рост и размножение клеток;
отборочный - дозревание клеток.
Во время дозревания ферментные системы клетки перестраиваются с
активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие лишь
жизнедеятельность клетки. Дозревшие в отборочном чане дрожжи поступают
на сепараторы для выделения их из культуральной среды.
Выделение дрожжей
33
Дрожжи из бражки выделяют на сепараторах, обычно используют
трехступенчатое сепарирование, предусматривающее отделение бражки,
промывание дрожжей и сгущение дрожжевого молока.
Полученное дрожжевое молоко(4-6
0
С) подается на фильтры-прессы или
вакуум-фильтры для удаления остатков промывной воды. Далее они поступают
на формовочную машину и упаковочную машины.
Хранение дрожжей
При хранении дрожжи находятся в состоянии анабиоза, но обменные
процессы, дыхательная функция не прекращается. При дыхании происходит
ферментативное расщепление резервных питательных веществ – трегалозы и
растворимой фракции гликогена.
Чем больше в дрожжах трегалозы, тем лучше они сохраняют качество.
После потребления всего количества трегалозы и гликогена дрожжи
расщепляют белки, наступает автолиз клетки, и они портятся.
Деятельность ферментов и активность посторонней микрофлоры в
большой степени зависят от температуры хранения. Оптимальные: 1-4
0
С,
относительная влажность воздуха 82-96%.
Замороженные дрожжи следует оттаивать постепенно при 4-6
0
С.
3.5. Требования к качеству прессованных дрожжей
Дрожжи должны иметь высокую бродильную активность, быстро
сбраживать сахара теста. Способность дрожжей сбраживать сахара
определяется по зимазной активности и подъемной силе. О способности
дрожжей сбраживать мальтозу судят по мальтазной активности.Наряду с
показателем подъемной силы дрожжи должны иметь показатель кислотности и
стойкости при хранении в соответствии с ГОСТ. На стойкость дрожжей при
хранении оказывает влияние их влажность, присутствии несахаромицетов,
химический состав (с увеличением содержания белка и влажности стойкость их
понижается). Гарантированный срок хранения прессованных дрожжей при 4
о
С
–12 суток.
Кроме того, большое значение имеет осмочуствительность - свойство
прессованных дрожжей снижать бродильную активность в средах с
повышенным осмотическим давлением. Определение этого показателя не
предусмотрено ГОСТом. Однако оно проводится с целью выявления
пригодности данной партии дрожжей при выработке сдобных изделий с
высоким содержанием сахара, который повышает осмотическое давление.
Дрожжи должны обладать низкой осмочувствительностью, хорошо переносит
высокие концентрации сахара и соли в среде.
Важным показателем является стойкость дрожжей при хранении.
Хлебопекарные дрожжи, отвечающие требованиям стандарта, должны иметь
сероватый с желтым оттенком цвет, без темных пятен на поверхности.
Консистенция дрожжей плотная, они должны легко ломаться, а не мазаться.
Запах и вкус дрожжей – без запаха плесени. Влажность – не более 75%,
подъемная сила – 70 мин, кислотность 100 г дрожжей в день выработки – не
более 120 мг уксусной кислоты, стойкость при хранении – не менее 48 часов.
Вопросы для самоконтроля по теме 3
34
1 1. Какие виды хлебопекарных дрожжей применяются в мировой практике?
2. Из каких морфологических частей состоит дрожжевая клетка?
3. В какой морфологической части дрожжевой клетки происходит синтез
белков?
4.От каких факторов зависит химический состав прессованных
хлебопекарных дрожжей?
5. Какие соединения входят в состав сухих веществ прессованных дрожжей?
6.Какие виды жизнедеятельности проявляют дрожжи в полуфабрикатах
хлебопекарного производства?
7. Из каких этапов состоит процесс производства прессованных
хлебопекарных дрожжей?
8. Что представляет собой чистая культура дрожжей?
9.Из каких стадий состоит процесс получение маточных дрожжей?
10. Как получают засевные дрожжи?
11. По каким показателям оценивается качество прессованных дрожжей?
Тесты по теме 3
1. Дрожжи – мезофильные микроорганизмы с температурным оптимумом___
0
С
2. Оптимальная величина рН для размножения дрожжей составляет ___
3. Основная задача производства хлебопекарных прессованных дрожжей –
накопление _________дрожжей путем размножения их на питательных средах.
4. При аэробном дыхании дрожжей происходит их_________________
5. При анаэробном дыхании дрожжей происходит ________брожение
6. Влажность хлебопекарных прессованных дрожжей составляет не более___%
7. Подъемная сила хлебопекарных прессованных дрожжей составляет не более
_____ мин
8. Кислотность 100 г хлебопекарных прессованных дрожжей в день выработки
составляет не более ______ мг уксусной кислоты
9. Маточные дрожжи чистой культуры выращивают сначала в лабораторных
условиях, а затем в цехе _____культур.
10. Вид жизнедеятельности дрожжей, в котором участвуют ферменты
зимазного комплекса
1 Дыхание
2 Брожение
3 Размножение
11. Стадия производства прессованных дрожжей, в которой полуфабрикат
обрабатывают серной кислотой для очистки от посторонней микрофлоры
1 приготовление питательной среды
2 выращивание дрожжей
3 выделение дрожжей
4 прессование дрожжей
5 выделение дрожжей
12. Вид дрожжей, не требующий дополнительной подготовки при добавлении в
полуфабрикаты хлебопекарного производства
1 прессованные
35
2 инстантные
3 сушеные
4 дрожжевое молоко
13. Показатели качества дрожжей, от которых зависит продолжительность
расстойки тестовых заготовок
1 влажность
2 кислотность
3 стойкость при хранении;
4 подъемная сила
5 мальтазная активность.
14. Правильная последовательность технологических операций получения
товарных прессованных дрожжей
1. Прессование дрожжей
2. Выделение дрожжей
3. Хранение дрожжей
4. Выращивание дрожжей
5. Приготовление питательной среды
6. Формование дрожжей
Таблица 3 - Эталоны ответов на тесты по теме 3
№ теста Ответ
1 30
2 5
3 Бимассы
4 Размножение
5 Спиртовое
6 75
7 70
8 120
9 чистых
10 2
11 2
12 2
13 4,5
14 5,4,2,1,6,3
Тема 4. Солод и солодовые препараты
36
Солодом называют зерно злаков, пророщенное в искусственных условиях
при определенной температуре и влажности. Процесс искусственного
проращивания зерна называется солодоращением. Полученный продукт
проращивания называется свежепроросшим солодом, который затем сушат.
Для получения солода используются в освновном ячмень и рожь.
В хлебопекарном производстве солод используется как источник
ферментов и как вкусовая и ароматическая добавка.
Из ржи получают солод ржаной сухой ферментированный (красный) и
неферментированый (светлый), из ячменя вырабатывают солод пивоваренный
ячменный светлый и темный, а также карамельный и жженый.
Ржаной солод используется в хлебопекарном производстве, в изготовлении
концентрата квасного сусла, концентрата кваса и хлебного кваса.
Солод пивоваренный ячменный является основным сырьем в
приготовлении пива, его применяют для осахаривания крахмалосодержащего
сырья в производстве спирта.
В хлебопечении используется светлый и темный ячменный солод.
Светлый ржаной и ячменный солоды характеризуются высокой
ферментативной активностью, поэтому они используются как источник
ферментов.
Красный ржаной и темный ячменный солоды применяются как вкусовая,
ароматическая красящая добавка в специальные сорта хлеба, пива и кваса.
Производство солода
Последовательность основных технологических операций получения
солода: очистка зерна, сортирование, мойка и дезинфекция, замачивание,
солодоращение, ферментирование, сушка свежепроросшего солода, отделение
ростков, полирование солода, выдерживание сухого солода, размол, упаковка и
хранение.
Замачивание зерна. При производстве неферментированного ржаного
солода зерно замачивают до влажности 40-42, ферментированного – 43-45,
пивоваренного ячменного светлого – 43-45, темного – 45-47%.
При влажности, превышающей 15%, в зерне появляется свободная вода, в
которой растворяются питательные вещества и перемещаются к зародышу,
ферменты из алейронового слоя и зародыша с водой переносятся в эндосперм.
Интенсифицируются биохимические процессы. В результате ферментативного
гидролиза составляющих эндосперма накапливаются растворимые вещества,
усваиваемые зародышем, активизируется его развитие.
Оптимальная температура для замачивания зерна – 12-14
0
С, при которой
не происходит развитие микроорганизмов. Ячмень замачивают 2 суток, рожь –
1 сутки.
Зерно считается хорошо замоченным, если при легком сжимании не
чувствуются жесткая структура зерна.
37
Проращивание зерна. Цель проращивания зерна – активация и
новообразование в нем ферментов, максимальное превращение
высокомолекулярных соединений зерна в результате их ферментативного
гидролиза в водорастворимые вещества.
Прорастание происходит при достаточно высокой влажности зерна,
благоприятной температуре и доступе воздуха.
Развитие зародыша начинается уже на стадии замачивания, при
достижении зерном влажности 35-40% появляется «глазок». Активное
прорастание происходит при влажности зерна 43-48%, которая должна
сохраняться весь период прорастания при температуре –12-18
0
С
Проращивание зерна сопровождается энергичным дыханием. Основной
энергетический материал для дыхания – углеводы.
В присутствии кислорода при дыхании сахара зерна под действием
комплекса ферментов оксидаз окисляются до диоксида углерода и воды с
выделением тепла. Приток кислорода стимулирует дыхание, а
накапливающийся диоксид углерода замедляет его. Выделение тепла при
дыхании вызывает повышение температуры в слое прорастающего зерна.
Проводят аэрацию прорастающей зерновой массы воздухом, чтобы обеспечить
ее кислородом и отводить выделяющееся тепло.
Для получения светлого ячменного солода зерно проращивают 7-8 суток,
темного – 9, светлого ржаного – 5-6, красного – 4-5.
Для предупреждения развития посторонней микрофлоры опрыскивается
помещение и солод 0,25% раствором формалина.
При проращивании происходят следующие процессы.
Морфологические превращения в зерне
С развитием зародыша появляются корешки и лепесток. Под действием
комплекса ферментов зерна смягчаются и истончаются стенки алейронового
слоя, гидролизуются составляющие стенок эндосперма, т.е. они, растворяются
и крахмальные зерна лежат свободно. Эндосперм становится рыхлым.
Биохимические превращения в зерне
Они характеризуются активацией и образованием ферментов,
гидролитическим расщеплением высокомолекулярных соединений зерна.
Уже при замачивании зерна увеличивается активность протеолитических
ферментов. Белки зерна под действием протеолитических ферментов
претерпевают глубокие изменения. До 40% белков становятся
водорастворимыми, в зерне накапливаются пептоны, пептиды, аминокислоты.
В результате гидролиза белков связанные с ними ферменты переходят в
свободное активное состояние. Образуются и новые ферменты. Происходит
интенсивное накопление - амилазы, увеличивается активность b- амилазы.
Активность амилолитических ферментов увеличивается в 3-5 раз. В результате
гидролиза крахмала образуется смесь олигосахаридов, декстринов и
моносахаридов. Часть сахаров используется при дыхании и для образования
новых клеток в процессе развития зародыша, остальные накапливаются в виде
38
свободных сахаров и придают солоду сладкий вкус. Содержание сахаров в 3-4
раза выше, чем в исходном зерне.
Увеличивается активность и цитолитических ферментов, под действием
последних разрушаются стенки алейронового слоя и эндосперма. Этот процесс
называется цитолизом.
Увеличивается активность фермента липазы, и жиры расщепляются на
глицирин и свободные карбоновые кислоты
В 7-10 раз увеличивается активность фосфотаз, которые расщепляют
фосфороорганические соединения на неорганические фосфаты и органические
вещества, активизируются ферменты окислительного действия.
В результате ферментативных процессов, накопления органических
кислот, азотистых веществ и фосфатов увеличивается титруемая кислотность
проращиваемого зерна в 2 раза, масса водорастворимых веществ – в 2 раза.
Способы проращивания зерна
Проращивают зерно в токовых или пневматических солодовнях.
Замоченное зерно тонким слоем (25-30 см) помещают для проращивания на
бетонный или асфальтовый пол в чистом помещении и проращивают при
температуре 10-12
0
С, периодически перелопачивают и увлажняяют. Эти
солодовни из-за не перспективности их механизации применяются крайне
редко.
В пневматических солодовнях зерно проращивают в механизированных
ящиках на передвижных грядках или в барабанах искусственной аэрацией.
Одним из показателей качества солода является его ферментативная
активность, и, прежде всего амилолитических ферментов. Она характеризуется
показателем амилолитическая способность АС. АС – это способность
ферментов солода гидролизовать крахмал до мальтозы и не окрашивающихся
йодом декстринов 1 г солода в течение 1 ч при 30
0
С.
Ферментация солода
Ферментация применяется только при выработке ржаного красного
солода с целью накопления в нем низкомолекулярных продуктов
ферментативного гидролиза углеводов, белков и других веществ. При сушке
солода происходит реакция меланоидинообразования, что обусловливает
коричнево-красную окраску солода и его специфический аромат. Процесс
ферментации длится 4-5 суток. Температуру солода постепенно повышают от
40 до 68
0
С.
Сушка солода
Влажность солода в процессе сушки снижается с 42-45% до 3-4.
В период сушки в солоде происходят глубокие биохимические, химические и
физико-химические процессы, в результате которых окончательно
формируются ферментативная активность, химический состав, вкус ,аромат и
цвет сухого солода. В зависимости от процессов, протекающих в солоде,
различают три фазы сушки:
- физиологическая фаза, достижение температуры солода 40-45
0
С,
происходят вегетативные процессы, влажность солода снижается до 30%;
39
- ферментативная фаза, достижение температуры солода до 70
0
С,
гидролитические процессы усиливаются, так как оптимум действия ферментов
находится в пределах 45-60
0
С, влажность солода –20-30%;
- химическая фаза, температура солода 70-105
0
С, происходит коагуляция
белка, частичное разрушение ферментов, интенсивное образование
меланоидинов, формирование вкуса и аромата готового солода.
Продолжительность, температурный и влажностный режим каждой
фазы сушки солода устанавливают в зависимости от того, какой солод надо
получить, светлый или темный.
При получении светлого солода необходимо максимально сохранить в нем
высокую активность ферментов и свести к минимуму реакцию
меланоидинообразования. Это достигается быстрым удалением влаги из солода
при относительно низких температурах. Для предотвращения излишнего
потемнения солода температуру солода в химической фазе сушки
поддерживают не белее 85
0
С. Активность ферментов в белом в солоде
сохраняется на 70%.
Солод пивоваренный светлый ячменный сушат 24 ч, темный – до 48 ч.
Солод ржаной неферментированный (светлый) сушат примерно 6 ч, солод
ферментированный (красный) – 24 ч до влажности 8-10%.
Красный солод подвергается дальнейшей сушке.
В отличие от темного солода, сохраняющего после сушки до 30%
активности своих ферментов, активность ферментов красного солода близка к
нулю.
Обработка высушенного солода и его хранение
После сушки солода отделяют ростки, так как они имеют горький вкус и
ухудшают качество солода. Солодовые ростки используют для производства
солодовых экстрактов.
После сушки солод подвергают полировке, очищают от примесей на ситах.
Очищенный солод подвергают отлежке 4-5 недель. Солод выпускается в виде
зерен и в виде тонкого порошка. Его хранят при температуре от 1- до 300
С
и
относительной влажности воздуха 75%.
Солодовые препараты
Они представляют собой продукты – это продукты, получаемые в
результате концентрирования водорастворимых веществ солода из солодовых
ростков.
Экстракты полисолодовые используются как пищевые продукты лечебно-
профилактического назначения, а также как сырье для безалкогольного
производства и добавки хлебобулочных изделий.
Вопросы для самоконтроля по теме 4
1. Какие виды солода вырабатываются для пищевой промышленности?
2. Из каких стадий состоит схема производства солода?
3. Цель операций замачивания и проращивания зерна?
4. С какой целью проводят операцию аэрирования прорастающей зерновой
масы?
5. Назначение физиологической, ферментативной и химической фаз сушки?
40