БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ХЛЕБОПЕЧЕНИИ

Васильева Вера Эдуардовна

студент 1 курса, кафедра стандартизации и сертификации пищевых продуктов ИВМОмГАУ им. П. А. Столыпина, г Омск

Е-mail: vasiliska.88@list.ru

Тарасова Елена Юрьевна

научный руководитель, ст. преподаватель кафедры стандартизации и сертификации пищевых продуктов ИВМОмГАУ им. П. А. Столыпина, г. Омск

Качество пищевых продуктов, в том числе хлеба – это совокупность характеристик, которые обуславливают потребительские свойства пищевой продукции и обеспечивают ее безопасность для человека. [4, c. 311]

Качество хлеба зависит от качества сырья, в первую очередь от хлебопекарных свойств муки,  способов и режимов проведений отдельных стадий технологического процесса приготовления хлеба и применения специальных добавок, являющихся улучшителями качества хлеба. [4, c. 312] Процесс производства хлебобулочных изделий слагается из шести этапов: 1) приемка и хранение сырья; 2) подготовка сырья к пуску в производство; 3) приготовление теста; 4) разделка теста; 5)выпечка и 6)хранение выпеченных изделий и отправка их в торговую сеть. [1, c. 8] В процессе приготовления хлеба на разных этапах одновременно происходят различные микробиологические, биохимические, физические и коллоидные процессы.  Правильный контроль и учет всех технологических процессов способствует получению хлебобулочного изделия, отвечающего всем необходимым требованиям.

Приготовление теста начинается с замеса. Замес теста – это перемешивание сырья,  предусмотренного рецептурой, до получения однородной гомогенной массы, обладающей определенными реологическими свойствами.[4,  c. 159] Образование теста при замесе происходит в результате ряда процессов, из которых важнейшими являются  физико-механические, коллоидные и биохимические.  Все эти процессы протекают одновременно и зависят от продолжительности замеса, температуры, количества и качества сырья, используемого при замесе теста.

Физико–механические процессы протекают под воздействием месильного органа, который перемешивает частицы муки, воду, дрожжевую суспензию и растворы сырья, обеспечивая взаимодействие всех составных компонентов рецептуры.

Коллоидные процессы протекают при замесе более активно. Так все составные компоненты муки (белки, крахмал, слизи, сахара и др.) начинают взаимодействовать с водой. Все, что способно растворяться (сахара, минеральные соли, водорастворимые белки) переходят в раствор и наряду со свободной водой, формируют жидкую фазу теста. Нерастворимые в воде белковые вещества, образующие клейковину (глиадиновая и глютеиновая фракции белков), в тесте связывают воду не только адсорбционно, но и осмотически.  Осмотическое связывание воды в основном и вызывает набухание этих белков. Набухшие белковые вещества образуют в тесте губчатосетчатую структурную основу, каркас который и обуславливает специфические реологические свойства пшеничного теста – его растяжимость и упругость. [4, c. 160]

При замесе теста наряду с физико-механическими и коллоидными процессами протекают и биохимические, вызываемые действием ферментов муки и дрожжей. Основные биохимические процессы – это гидролитический распад белков под действием протеолитических (протеолиз) и крахмала под действием амилолитических ферментов (амилолиз). Вследствие этих процессов увеличивается количество веществ, способных переходить в жидкую фазу теста, что приводит к изменению его реологических свойств. [4, c. 161]

После операции замеса следует брожение теста. Основное назначение этой операции – приведение теста в состояние, при котором оно при газообразующей способности и реологическим свойствам, накоплением вкусовых и ароматических веществ будет наилучшим для разделки и выпечки. [4, c. 165]

Разрыхление теста углекислым газом (диоксидом углерода), позволяющее получить хлеб с хорошо разрыхленным пористым мякишем, становится основной задачей процесса брожения на стадиях расстойки и выпечки хлеба.

Сумму процессов, приводящих тесто в результате обминок и брожения, в состояние оптимальное для разделки и выпечки, объединяют общим понятием созревание теста. [1, c. 124]

Созревание теста основано на коллоидных, биохимических и микробиологических процессах. [2, c. 212]

Основные микробиологические процессы, протекающие при брожении теста – это спиртовое и молочнокислое брожение.

Спиртовое брожение вызывается ферментами дрожжевых клеток, которые обеспечивают превращение простейших сахаров (моносахаридов) в этиловый спирт и диоксид углерода.  При этом молекула сахара гексозы (мальтозы, фруктозы) превращается в две молекулы этилового спирта и две молекулы диоксида углерода.

Дрожжи сбраживают сначала глюкозу и фруктозу, а затем сахарозу и мальтозу, которые предварительно превращаются в моносахариды под действием ферментов сахаразы и мальтазы. Источником сахаров в тесте являются собственные сахара зерна, перешедшие в муку, но главную массу составляет мальтоза, образовавшаяся в  тесте при расщеплении крахмала. [4, c. 166]

Молочнокислое брожение – это вид брожения, который вызывается различными видами молочнокислых бактерий.  В полуфабрикатах хлебопекарного производства наиболее активны нетермофильные бактерии, т.к. температура брожения обычно не превышает 30‑35°С. [4, c. 167‑168]

Коллоидные и биохимические процессы. Состояние белковых веществ под действием кислот, ферментов, влаги, добавленных улучшителей хлеба, механической обработки теста значительно изменяется. Один из наиболее важных факторов – повышение кислотности, которое ускоряет как набухание, так и пептизицию белковых веществ. Под действием кислот резко снижается количество отмываемой из теста клейковины, возрастает количество водорастворимых веществ. Белковые вещества набухают и частично гидролизуются под действием протеолитических ферментов муки, дрожжей, бактерий. Часть белков набухает неограниченно, переходя в раствор. Протеолиз в тесте идет медленно, при этом главным образом меняется структура белковой молекулы, а разложения белков на отдельные аминокислоты практически не происходит. Тесто в процессе брожения становится менее вязким и более пластичным, улучшается состояние клейковинного каркаса. Под действием выделяющегося диоксида углерода пленки клейковины растягиваются, а при делении и округлении слипаются снова, что способствует улучшению механических свойств теста, образованию мелкой и равномерной пористости в мякише изделий.

Крахмал при брожении теста частично осахаривается, превращается под действием β-амилазы в мальтозу. Мальтоза, непрерывно образующаяся из крахмала, является основным сахаром теста, так как другие сахара муки сбраживаются в первые часы брожения. [4, c. 169‑170]

Обминка теста – кратковременное перемешивание теста в период брожения, цель которого – улучшение структурно-механических войств теста (получение наибольшего объема хлеба с мелкой, тонкостенной и равномерной пористостью мякиша). [2, c. 221]

Разделка теста включает в себя деление теста на куски, округление, предварительную расстойку, формование тестовых заготовок и окончательную расстойку.  Разделка осуществляется с целью получения тестовых заготовок заданной массы, имеющие оптимальные органолептические и реологические свойства для выпечки. [4, c. 225]

Округление кусков теста осуществляется с целью:

• проработки заготовки для создания однородной структуры, для равномерного распределения и частичного удаления диоксида углерода;
• получения гладкой однородной оболочки, в результате чего поры на поверхности куска теста закрываются, и уменьшается газопроницаемость поверхностного слоя заготовки;
• придания куску теста круглой формы, что способствует оптимальному протеканию процесса расстойки и дальнейшей обработки заготовки. [4, c. 229‑230]

После округления тестовых заготовок наступает стадия предварительной расстойки. Основное значение этой операции – приведение тестовой заготовки в оптимальное состояние для последующего формования. В результате механических воздействий, оказываемых на тесто в процессе деления на куски, и последующего их округления, в кусках теста возникает внутреннее напряжение и частично разрушаются некоторые звенья клейковинного структурного каркаса. При предварительной расстойке внутренне напряжение в тесте рассасывается, а разрушенные звенья структуры теста частично восстанавливаются. [4, c. 231]

Окончательная расстойка. Цель – восстановить нарушенную  при формовании структуру теста и обеспечить разрыхление тестовой заготовки за счет выделения диоксида углерода. [4, c. 234]

Выпечка – заключительная стадия приготовления хлебобулочных изделий, окончательно формирующая их в продукт, готовый к употреблению. В процессе выпечки внутри тестовой заготовки происходят интенсивные теплофизические, биохимические, микробиологические и коллоидные процессы, в результате которых формируется эластичный, сухой на ощупь мякиш, образуются специфические вкусовые и ароматические вещества, приобретаются характерная окраска и толщина корки. [2, c. 279]

В процессе выпечки происходят следующие изменения с тестовой заготовкой:

• прогрев;
• образование корки и мякиша;
• формирование вкуса и аромата;
• увеличение объема;
• уменьшение массы. [4, c. 264]

Тестовые заготовки прогреваются постепенно, начиная с поверхности до внутренних слоев. При прогревании слоя до температуры выше 100°С он превращается в корку. Температура слоя на границе между коркой и мякишем всегда равна 100°С и именно в этом слое происходит испарение влаги. [4, c. 264]

Корка образуется в результате прогрева тестовой заготовки и изменений крахмала и белка при нагревании. В первые минуты выпечки в результате конденсации пара крахмал на поверхности заготовки клейстеризуется, переходя частично в растворимый крахмал и декстрины. Денатурация белковых веществ на поверхности изделия происходит при температуре 70‑90°С. Денатурация белков, наряду с обезвоживанием верхнего слоя, способствует образованию плотной неэластичной корки. [4, c. 265] Образование мякиша хлеба зависит от коллоидных процессов, протекающих при прогревании тестовой заготовки и связанные главным образом с изменением состояния крахмала и белковых веществ. Клейстеризация крахмала из-за недостатка влаги идет медленно и заканчивается только при нагревании центрального слоя теста – хлеба до температуры 96‑98°С. [4, c. 266]

Специфическая окраска корки в основном обусловлена образованием в ней темноокрашенных продуктов окислительно-восстановительного воздействия несброженных восстанавливающих сахаров и продуктов протеолиза белков (реакция меланоидообразования). [4, c. 265]

Увеличение объема происходит главным образом в первые минуты выпечки в результате спиртового брожения и образования этилового спирта и диоксида углерода, перехода спирта в парообразное состояние при температуре 79°С, а также теплового расширения паров спирта и газов в тестовой заготовке. Увеличение объема тестовой заготовки улучшает внешний вид, пористость, усвояемость изделия. [4, c. 267]

Упек – это уменьшение массы тестовой заготовки при выпечке за счет испарения части воды и улетучивания некоторых продуктов брожения. [4, c. 268]

Одной из основных задач хлебопекарной промышленности является выработка хлеба и булочных изделий высокого качества. Управление биотехнологическими  процессами, лежащими в основе хлебопечения, позволит выработать продукцию, удовлетворяющую требованиям потребителей.  На кафедре стандартизации и сертификации пищевых продуктов Омского Государственного Аграрного Университета имени П. А. Столыпина проводятся исследования по управлению качеством хлебобулочных изделий.

Список литературы:

1. Ауэрман Л. Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник.- 9-е изд.; перераб. и доп. /Под общ. ред. Л.И. Пучковой. – СПб: Профессия, 2005.‑416 с., ил.
2. Пащенко Л. П., Жаркова И. М. Технология хлебобулочных изделий. – М.; КолосС, 2008. – 389 с., ил. – (Учебник и учеб. пособия для студентов высш. учеб. Заведений).
3. Немцова З. С., Волкова Н. П., Терехова Н. С. Основы хлебопечения. – М.: Агропромиздат, 1986. – 287 с. 
4. Цыганова Т. Б. Технология хлебопекарного производства: Учеб. для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования. – М.:ПрофОбрИздат,2002,‑432 с.