ГЛАВА IV БИОХИМИЯ БРОЖЕНИЯ РЖАНОГО ТЕСТА (1959 год)

ГЛАВА IV БИОХИМИЯ БРОЖЕНИЯ РЖАНОГО ТЕСТА (1959 год)

В технологическом процессе приготовления хлеба брожение является существенной фазой, от которой во многом .зависит качество выпекаемого хлеба.

В практике хлебопечения применяются два основных способа приготовления теста: на прессованных дрожжах и на заквасках. Одним из более усовершенствованных способов приготовления теста на заквасках является применение жидких дрожжей. Из обойной пшеничной муки тесто часто приготовляют на закваске, и в то же время бывают случаи, когда в ржаном тесте разрыхлителем являются прессованные дрожжи (например, морской хлеб). В основном из ржаной муки любого выхода и сорта тесто готовят на закваске, что вызывается особенностями химического и ферментативного состава ржаной муки.

Закваской называется любое бродящее хлебное тесто, содержащее молочнокислые бактерии и дрожжи, независимо от того, приготовлено оно из ржаной или пшеничной муки и какую оно имеет консистенцию. Следовательно, закваской будет и обычное кислое тесто, и головка (густое тесто), и квас (немного более жидкое тесто), и опара (жидкое тесто), и жидкие дрожжи, и жидкие полуфабрикаты (очень жидкой консистенции).

СПОНТАННОЕ БРОЖЕНИЕ

Если замесить тесто только из муки и воды и дать ему постоять при температуре 25° 10—12 час., затем в него несколько раз добавить муку и воду (увеличивая количество теста примерно в 1,5 раза) и подобные добавления производить через каждые 10—6 час. (постепенно снижая время) с одновременным увеличением температуры (до 28—30°), то уже перед первым освежением в тесте заметно небольшое брожение («появляются отдельные пузырьки). После 2—3 освежений брожение усиливается, больше выделяется газа, но запах у теста в это время бывает неприятный, несвойственный нормальному тесту. Примерно через 3 суток после начала опыта получается закваска, на которой в дальнейшем можно приготовить нормальный хлеб. Такая закваска будет недостаточно кислая по сравнению с обычной закваской, но запах, вкус и разрыхленность се будут такими же, как у нормальной закваски. Еще через 1—3 суток закваска приобретает уже нормальную кислотность. Необходимо учитывать, что при спонтанном брожении закваска не всегда получается одинакового качества. Это зависит от качества муки, консистенции теста, температуры и других факторов. Качество хлеба, приготовленного на такой закваске, также не одинаковое.

МИКРОФЛОРА ЗЕРНА И МУКИ

При приготовлении спонтанной закваски брожение вызывается в основном микроорганизмами, попадающими в закваску с мукой из воздуха.

Зерно, идущее на помол, бывает очень сильно обсеменено микроорганизмами. Так, по опытам В. Я. Гирше он а [39], в 1 мл воды до мойки зерна было около 1000 бактерий, а после мойки количество их доходило до 100 000—750 000. На количество микроорганизмов на зерне и в муке влияют условия хранения этих продуктов. Считают, что количество микроорганизмов в 1 г муки колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

В микрофлоре зерна всех зерновых культур, а следовательно,

и муки преобладают Bacterium herbicola (от 75 до 98% всего числа бактерий), относящиеся к эпифитным(1) микроорганизмам. Кроме того, встречаются бактерии из группы Coli aerogenes, споровые бактерии Вас. mesentericus, Вас. mycoides, Вас. proteus vulgaris и другие. Из дрожжей обнаружены некоторые виды То-rula Sacchoromyces minor и другие. Встречаются некоторые виды плесеней (мукоровые, аспергиловые и др.).

Шпикер [317] подробно изучал микрофлору ржи и пшеницы (табл. 43).

1 Эпифиты — организмы, живущие на поверхности растений, ио не питающиеся соками этих растений.

Рожь менее обсеменена спорами микроорганизмов, чем пшеница. Процент плесеней у нее также меньше по отношению к общему количеству микроорганизмов.

На зерне могут вегетировать и молочнокислые бактерии И. С. Скалон [222] утверждает, что молочнокислые бактерии хлебных заквасок имеют общее происхождение с молочнокислыми бактериями, встречающимися на растениях и в почве. Он встречал на надземных и подземных частях растений молочнокислые бактерии Streptobacterium plantarum и Betabacterium, причем первый вид более распространен в природе, чем второй. Бактерии, выделенные из хлебных заквасок и различных растений, мало или почти не отличались ни по форме колоний, ни по составу образуемых ими кислот.

Разные исследователи дают разноречивые сведения о микрофлоре зерна и муки. Это можно объяснить тем, что они изучали микрофлору, образующуюся при самопроизвольном брожении теста, изучали материал разного происхождения и применяли неодинаковые методы анализа.

М. И. Ратнер [2] считает, что имеющиеся в настоящее время микробиологические сведения о пшеничной и ржаной муке не позволяют делать какие-либо обобщения о составе их микрофлоры.

Изучением самопроизвольного брожения теста и состава микрофлоры ржаных заквасок занимались многие ученые—Воль-фер [329], Леманн [116], Холлигер [286], Кнудсен [291], Беккард [268], Шульц [309], Рорлих [301] и др.

Из наших исследователей можно назвать В. Л. Омелянского [160], В. А. Николаева [153, 154], Г. Л. Селибера [2:16, 218], М. И. Ратнер [197, 201] и др.

В первой стадии самопроизвольного брожения теста развивается один или два вида бесспоровой палочки, близкой по своим свойствам к обычной кишечной палочке (Вас. coli). Некоторые исследователи считают, что это один вид, аналогичный Вас. coli aerogenes. Вольфер считает, что это отдельный самостоятельный вид, который он назвал Вас. levans. Холлигер по способности разжижать желагин и по соотношению образующихся водорода и углекислого газа нашел две короткие палочки — одну, дающую на мясопептоновых питательных средах колонии грязно-белого цвета, палочки плоские с неправильными краями и другую, дающую колонии желтого цвета, палочки выпуклые с резко очерченными ровными краями. Первую он назвал «белым газообра-зователем», вторую — «желтым газообразователем».

Эти палочки образуют водород, углекислый газ, уксусную, молочную и некоторые другие кислоты.

Развитие Вас. herbicola и другой микрофлоры муки тормозилось быстрым закисанием теста, эти виды микроорганизмов с течением времени исчезали. Молочнокислые бактерии развивались и приостанавливали рост Вас. coli, Вас. levans и другой микро-флоры муки, за исключением клеток дрожжей, для которых умеренная кислотность не только не препятствует (развитию, но даже стимулирует их рост. В результате таких биохимических изменений в спонтанной закваске остаются только молочнокислые бактерии и дрожжи.

МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ

Тесто и хлеб, приготовленные на нормально бродящей закваске, имеют достаточную кислотность и хорошо разрыхлены. Много работ посвящено изучению микрофлоры теста, продуцирующей кислоты и газообразные вещества.

Прежде всего наши ученые В. Л. Омелянский и Г. Л. Селибер, а за рубежом Беккард и Кнудсен и другие установили, что в разрыхлении теста, кроме дрожжей, участвуют и молочнокислые бактерии, образующие углекислый газ.

Были проведены опыты по приготовлению хлеба только на молочнокислых бактериях без дрожжей. Хлеб получался достаточно разрыхленным, но по качеству отличался от обычного, и этот способ не нашел применения.

Молочнокислые бактерии, вызывающие закисание молока, и молочнокислые бактерии кислого теста не идентичны между собой. С одной стороны, установлено, что молочнокислые бактерии теста не сбраживают лактозу, с другой стороны, опыты по выпечке хлеба на чистых культурах молочнокислых бактерий молока, проведенные Косинским, а также Палладиным, Креслинтом и Карасевым, не дали положительных результатов: хлеб не обладал присущим ему вкусом и ароматом [2].

В заквасках и кислом тесте имеются, кроме молочной кислоты, также и летучие кислоты, в основном уксусная. Но уксусно-кислых бактерий в заквасках не обнаружено.

Из ржаных заквасок выделены два вида молочнокислых бактерий: первый вид образует в основном только молочную кислоту, второй вид вызывает брожение с выделением молочной и уксусной кислот, а также газообразных веществ, в основном углекислого газа. Второй вид молочнокислых бактерий является преобладающим.

Разные исследователи, изучая закваски, выделяли из них наиболее распространенные бактерии. Иногда при ненормальных условиях брожения могли быть выделены и другие, нетипичные для обычных заквасок микроорганизмы. Выделяемые бактерии классифицировали по-разному.

Ранее исследователи ржаного кислого теста считали, что молочную кислоту в тесте образуют те же молочнокислые бактерии, которые вызывают скисание молока. Вольфер, Леманн считали, что Вас. levans, характерная для самопроизвотьного брожения, является специфическим возбудителем брожения и в нормальном кислом тесте.

Позднее. (1902 г.) Холлигер [286] считал, что в закваске имеются только бактерии разной длины, образующие в тесте исключительно молочную кислоту, которые он назвал просто заквасоч-ными палочками.

Холлигер утверждает, что эта палочка близка к Вас. acidificans longissimus, подавляет всю другую микрофлору, вносимую с мукой, за исключением Вас. lactis acidi Leich.

Например, по Геннебергу, основной бактерией кислого теста является Вас. panis fermentati, образующая, помимо молочной кислоты, также и летучие кислоты.

Беккард, Селибер и другие в противоположность Холлигеру считают, что разрыхление кислого теста происходит не только за счет дрожжей, но также и за счет бактерий, образующих наряду с молочной и уксусной кислотами углекиелыи газ.

Кнудсен выделил из теста три группы бактерий, вызывающих молочнокислое брожение:

1) Streptobacterium plantarum (Orla Iensen). Эта группа бактерий образует, кроме молочной кислоты, ничтожное количество других продуктов.

2) Бактерии, близкие к Thermobacterium cereale (Вас. Delb-riickii). Бактерии этой группы не образуют газа и почти не образуют летучих кислот; они очень редко встречаются в нормально бродящем тесте.

3) Группа Betabacterium представлена тремя видами Beta-bacterium α, β, γ, которые различаются только по сбраживанию тех или иных сахаров. Все они образуют (молочную и летучие кислоты, газ и спирт. Самым важным видом Кнудсен считает Betabacterium γ, не сбраживающую пентозы.

При освежении закваски, приготовленной на чистых культурах Betabacterium у и Streptobacterium plantarum, последняя вытеснялась первой.

Академик В. Л. Омелянский [160] считает, что в закисшем тесте почти всегда встречаются, кроме обычной молочнокислой бактерии Bacterium lactis acidi (Leichmann), длинные молочнокислые бациллы Вас. Delbruckii (Leichm.) или Вас. acidificans lon-gissimus (Lafarg) и Вас. panis fermetati (Henneberg).

В. А. Николаев [ 153] на основании своих исследований заквасок выделенные им бактерии теста называет Lactobacillus panis acidi и сводит их к трем основным видам α, β, γ. В каждом виде бактерий он еще различает отличные друг от друга штаммы,

например, бактерия β1 и бактерия β2, бактерия γ1 и бактерия γ2. Бактерии, выделенные Николаевым, кроме молочной кислоты, образуют немного уксусной кислоты, спирт и углекислый газ. Все штаммы, выделенные Николаевым, не свертывают молоко.

Г. Селибер, А. Бычковокая и И. Вольфсон (218] считают главными возбудителями кислого брожения теста две группы бактерий: группа A (Streptobacterium plantarum) и группу В (Betabacterium). Кроме того, ими из теста были выделены

еще бактерии группы С (Thermobacterium), группы D (короткие и тонкие палочки), группы Е (коккообразные клетки) и группы F (Вас. levans).

Кокки (Streptococcus lactis acidi Berg), кроме Селибера, в тесте обнаружили в небольшом количестве также Николаев и другие, отнеся их к Bacf. lactis acidi Leich.

Молочнокислые бактерии под влиянием разных факторов, в первую очередь температуры, изменяют свою форму (длину и толщину).

Н. Н. Худяков [251] отмечает, что Вас. lactis acidi иногда образует короткие цепочки, в результате чего меняется и их название Streptococcus (Streptococcus Guntheri, Streptococcus lacti-cus). Вас. Delbriickii обычно образуют только молочную кислоту, но на заводах по производству молочной кислоты наблюдается иногда дегенерация (перерождение) этих бактерий, при которой они образуют летучие кислоты за счет уменьшения выхода молочной кислоты (Глаубиц, [41]).

Учитывая вышеизложенное, в настоящее время считают наиболее правильной следующую классификацию молочнокислых бактерий, характерных для ржаного кислого теста.

Группа А — гомоферментативные бактерии (Streptobacterium plantarum) представляют собой длинные палочки с зернистым содержанием. Эти бактерии продуцируют главным образом молочную кислоту.

Группа В — гетероферментативные бактерии (Betabacterium α, β, γ) являются короткими палочками, реже они соединены в цепочки. Они образуют наряду с молочной кислотой большое количество летучих кислот (в основном уксусную) и углекислый газ.

В. А. Николаев [153] считает, что есть основание предполагать, что ржаному тесту более свойственны штаммы α и γ, a пшеничному — β.

Интересна работа И. С. Скалона [222] об изменчивости физиологических свойств молочнокислых бактерий под влиянием эколого-географических факторов.

Автор отмечает, что под влиянием климатических условий температурный оптимум развития у культур из южных районов Streptobacterium plantarum и Bctabacterium повышается. Культуры Str. plantarum при оптимальной температуре размножаются быстрее, чем культуры из северных районов. Молочнокислые бактерии, полученные в южных районах, имеют повышенную биохимическую активность по сравнению с культурами, полученными в северных районах.

Э. С. Капель и М. П. Юргенсон отмечают разницу одинаковых культур, выделенных из различных образцов муки. Они отметили также влияние смешения разных культур молочнокислых бактерий на активность ферментов; ферменты смешанных культур действуют сильнее ферментов отдельных культур, более устойчивы к изменению pH среды.

М. И. Ратнер и Э. С. Канель [198] выделили из ржаных заквасок особые бактерии, разлагающие слизи ржаной муки.

ДРОЖЖИ ЗАКВАСОК

Установлено, что для получения нормального хлеба необходимо наличие в закваске симбиоза двух микроорганизмов: молочнокислых бактерий и дрожжей. Причем здесь имеет значение не только получение того или другого количества углекислого газа и степени разрыхления теста и хлеба, но также и многообразие взаимного влияния этих микроорганизмов.

Абсолютное количество микроорганизмов резко колеблется в зависимости от консистенции теста, стадии брожения, температуры, качества муки и многих других причин.

Хейнц и Глаусхофф [285] отмечают, что в спонтанно бродящем тесте встречается самая разнообразная дрожжевая микрофлора, которую они делят на три группы.

Рис. 5. Образование углекислого газа при приготовлении теста на прессованных и заквасочных дрожжах:
1, 2—тесто на прессованных дрожжах; 3, 4—тесто на заквасочных дрожжах

1. Мелкие удлиненные или крупные клетки дрожжей, обладающие слабой газообразующей способностью, но участвующие в образовании аромата теста.

2. Несколько большие по величине клетки, обладающие слабой газообразующей способностью или совсем не образующие газа.

3. Истинные дрожжи теста, активные газообразователи, отличающиеся от обычных прессованных дрожжей способностью развиваться и в кислой среде.

Шульц [309] сравнивал образование углекислого газа при приготовлении теста на обычных прессованных (хлебопекарных) дрожжах и на дрожжах, выделенных из заквасок (заквасочных дрожжах) (рис. 5). Как видно из графика, заквасочные дрожжи

как в кислом, так и в дрожжевом тесте образовали значительно больше углекислого газа.

В литературе имеются указания, что состав дрожжей в пшеничных заквасках отличается от состава дрожжей в ржаных заквасках; возможно, это зависит не от вида муки, а от разной кислотности заквасок.

До сих пор окончательно не выяснено, каким путем происходит изменение дрожжей в тесте: а) или под влиянием особых условий среды введенные извне неприспособленные дрожжи отмирают а развиваются другие дрожжи, попадающие в закваску с мукой или из воздуха; б) -или внесенные дрожжи под влиянием среды изменяются, приспосабливаясь к новым условиям. Интересны работы В. И. Кудрявцева [104] об изменчивости дрожжей под влиянием среды к условий развития, в частности об изменчивости их ферментативного комплекса.

Все исследователи считают, что в ржаных заквасках преобладают специфические дрожжи, имеющие разные названия.

Типичные для ржаного кислого теста мелкие, круглые или

несколько овальные дрожжи Леманн, Нейман, Селибер, Бургвиц относили к Sacch. minor. В. А. Николаев считает, что Sacch. panis fermenfati Henneberg отличаются от Sacch. minor Engel только отсутствием спор.

М. И. Рагнер [2] находила в самопроизвольно забродивших ржаных заквасках следующие типы дрожжей: Sacch. panis fer-mentati, Sacch, minor, Sacch. exiguus, Mycoderma и Willia.

Кроме того, из многих ржаных заквасок были выделены более крупные дрожжевые клетки.

В. И. Кудрявцев [104] считает Sacch. minor, Sacch. panis fer-mentati и Sacch. exignus синонимами и относит их к виду Sac-charomyces paradoxus Batchinskaja (выделенному Бачинской). Данный вид дрожжей хорошо сбраживает глюкозу, галактозу, сахарозу и 1/3 раффинозы.

Рис. 6. Сравнение подъемной силы прессованных дрожжей и дрожжей ржаного теста:
1, 2- тесто на прессованных дрожжах; 3, 4- тесто на дрожжах ржаных заквасок.

По С. П. Костычеву [86], при обильном доступе воздуха дрожжи могут сбраживать-молочную кислоту, манит и глицерин. При отсутствии кислорода дрожжи эти вещества не сбраживают.

В. И. Кудрявцев также отмечает, что в хлебных ржаных заквасках находятся дрожжи эллипсоидальной формы, относящиеся к виду Sacch ellipsoideus (по Кудрявцеву, к виду Sacch Vini Меуеп). Этот вид дрожжей отличается от предыдущего еще способностью сбраживать мальтозу.

По П. М. Плотникову, дрожжи Sacch. minor для своего развития и роста требуют значительно меньше сухих веществ, чем дрожжи Sacch. cerevisiae.

Дрожжи ржаного теста в кислых заквасках имеют лучшую подъемную силу, чем прессованные дрожжи, что видно из рис. 6.

В. А. Николаев нашел в исследованных им заквасках 80% культурных и 20% пленчатых и диких дрожжей. Последний вид дрожжей обладает плохой газообразующей способностью, но они образуют ароматические вещества, в частности дрожжи Willia дают очень приятный аромат.

Симбиоз в тесте молочнокислых бактерий и дрожжей—очень интересное явление, имеющее большое практическое значение. При тестоведении необходимо учитывать взаимное влияние этих двух основных микроорганизмов.

Коэффициент размножения микроорганизмов зависит от количества клеток в 1 мл среды (засева) и от наличия питательных веществ в среде. Так, при добавлении в тесто более 2% прессованных дрожжей от веса муки размножения их не наблюдается. Опыты Г. Л. Селибера [216] совместного выращивания на сусле дрожжей и молочнокислых бактерий показали, что коэффициент размножения того или другого микроогранизма и кислотность культуры зависят от количественного соотношения компонентов при засеве.

В литературе имеются указания, что постороннюю микрофлору в тесте подавляют не только молочнокислые бактерии, но и дрожжи.

Бактерицидные свойства дрожжей и мацерационного сока дрожжей очень наглядно показал Рорлих [301]. Он отмечает, что количество грамотрицательных бактерий начинает уменьшаться в тот момент, когда наступает активное размножение дрожжевых клеток.

Рис. 7. Кислотонакопление в смеси муки и воды:
1—без дрожжей; 2—с 2% дрожжей; 3—с 6% дрожжей.

Дрожжи при брожении, кроме спирта и углекислого газа, образуют небольшое количество кислот. По наблюдению Г. К. Бургвица и 3. И. Пономаревой (по Лялину [133]), количество образующихся кислот колеблется в зависимости от различных факторов, в том числе и от природы дрожжей.

С. В. Дурмишадзе [53] утверждает, что молочная кислота является постоянным побочным продуктом естественного спиртового брожения. Образующаяся при спиртовом брожении молочная кислота оптически активна, цинковая соль ее вращает -плоскость поляризации влево; кристаллизуется она с тремя молекулами воды. При этом автор считает, что выход молочной кислоты не зависит от вида дрожжей и что кислота получается как в аэробных, так и в анаэробных условиях брожения.

При наличии 10% исходного сахара в сбраживаемой жидкости молочной кислоты получается около 1 г на 1 л жидкости.

С. П. Костычев [86] указывает, что и уксусная кислота является побочным продуктом спиртового брожения.

Шпехт [316] отмечает, что растворимые азотистые соединения способствуют более быстрому размножению дрожжей.

По работам Popлиха и Есснера , в присутствии пенициллина действие молочнокислых бактерий подавляется, а дрожжи, наоборот, развиваются более интенсивно.

Л. Я. Аузрман наблюдал накопление кислотности в пшеничном тесте без дрожжей и с 2 и 6% дрожжей, при этом дрожжи вызывали увеличение кислотности (рис. 7).

Л. М. Лялин [133] объясняет лучшее качество более зрелых заквасок по сравнению с молодыми тем, что молочнокислые бактерии хорошо гидролизуют белковые вещества муки, а продукты гидролиза служат питательными веществами для дрожжей. По-видимому, молочнокислые бактерии помогают дрожжам, не сбра живающим мальтозу, разлагать ее.

ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ТЕСТЕ ПРИ БРОЖЕНИИ

При брожении в тесте происходят разнообразные химические изменения под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и ферментов муки—гидролиз составных частей теста, образование новых веществ.

Для ржаного кислого теста имеет основное значение образование кислот.

В тесте преобладают молочная и уксусная кислоты; кроме того, обнаружены янтарная, яблочная, винная и лимонная, составляющие 8% общей кислотности хлеба.

Приводим данные М. И. Княгиничева и Г. Я. Дерковской-Зеленцовой о содержании указанных кислот (в мг на 100 г продукта, табл. 44).

Ниже приводится процентное содержание винной и лимонной, а также яблочной и янтарной кислоты по отношению к общему количеству кислот в тесте (табл. 45).

В процессе брожения ржаного теста одним из самых существенных моментов является одновременное образование молочной и уксусной кислот (летучих кислот) и их соотношение в тесте.

Соотношение между летучими и нелетучими кислотами в тесте сильно колеблется. Оно зависит в первую очередь от теста, которое анализируют, от способа приготовления его; влияет также и метод анализа и вид молочнокислых бактерий, находящихся в тесте.

Этому вопросу посвящено много работ.

Так, М. И. Ратнер и Э. С. Канель [199] отмечают, что в тесте, приготовленном на чистых культурах, в первые дни было 20% летучих кислот, а в тесте, приготовленном на спонтанных заквасках,—33%. В последующие дни эта разница между заквасками на чистых культурах и спонтанными исчезала. Нейман, исследовавший хлеб из сеяной муки нашел в тесте 31—35% летучих кислот от общего количества кислот. Н. И. Проскуряков и

Н. Т. Прохорова [188] установили содержание молочной кислоты в ржаном хлебе 58—69%, а в (пшеничном — от 17,3 до 73,1 %. В частности, авторами была отмечена зависимость содержания молочной кислоты в пшеничном хлебе от способа приготовления: при безопарном способе ее было 30,7—33,1%, при опарном 65,1 — 73,1%. М. Н. Тульчинский и др [244] в ржаных заквасках нашли молочной кислоты 67,01—67,23%, летучих кислот — 24,89— 26,77% к общей титруемой кислотности. Н. Т. Прохорова

считает, что в ржаном хлебе количество летучих кислот колеблется от 40 до 50%. Интересные данные приводят М. Н. Тульчинский, 3. И. Шмидт и И. С. Скалон [244] о колебаниях в содержании молочной и летучих кислот в зависимости от наличия отдельных штаммов и групп молочнокислых бактерий. Бактерии выращивали на ячменном неотфильтрованном заторе плотностью 10° по Баллингу (табл. 46 составлена на основании упомянутой работы; количество кислоты указано в % к общей титруемой кислотности, группы бактерий—по номенклатуре Селибера).

уменьшалось. По Рорлиху, коэффициент брожения повышался и при брожении в течение 24 час., 30 час. и 14 дней соответственно до 4,0; 4,4 и 7,2. Указанное несоответствие опытных данных объясняется разными температурными условиями брожения.

Летучие кислоты состоят в основном из уксусной кислоты, но найдены и другие кислоты Так, В. Л. Кретович и др. [92] нашли при помощи хроматографического метода в ржаном хлебе муравьиной кислоты 23,5 мг %, уксусной — 159 мг :% (на с. в.). И. Т. Прохорова [190] определила содержание летучих кислот в ржаном хлебе: уксусной 37,8—68,4%, пропионовой 28—52% и муравьиной 1,16—10,7%.

ПРИЧИНЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОЧНОЙ И ЛЕТУЧИХ КИСЛОТ

При сбраживании глюкозы образование молочной и уксусной кислот проходит через стадию пировиноградной кислоты, при этом образование той и другой кислоты можно представить следующим образом:

На образование той или другой кислоты в сильной степени влияют условия брожения.

Если строго соблюдать одни и те же условия, соотношение между молочной и летучими кислотами будет постоянное. Темерин нашел, что в процессе брожения ржаного теста в течение от 9 до 96 час. отношение молочной кислоты к летучим кислотам оставалось постоянным, равным 2,46—2,65.

Спиртовое, молочнокислое и пропионовое брожения являются анаэробными; уксуснокислое, щавелевокислое и лимоннокислое— аэробными брожениями.

Г. М. Смирнова и М. П. Юргенсон изучали влияние аэрации в ржаных заквасках на состояние микроорганизмов. Работу провозили на чистых культурах. Были сделаны следующие выводы: при большом доступе воздуха в среду у большинства культур усиливалось кислотообразование; аэрация увеличивает количество летучих кислот и способствует размножению бактерий.

И. Л. Работнова считает, что гетероферментативные бактерии могут развиваться в широком диапазоне rН2—от 11 до 30—32. В сильно аэробных условиях подавляется рост и брожение этих

бактерии.

При кислом брожении теста важным фактором является температура.

М. И. Ратнер и Э. С. Канель, изучая технологию и микробислогию ржаного теста [199], нашли изменение количества летучих кислот в зависимости от температуры брожения.

В последующие дни количества летучих кислот в опытной закваске было одинаковое.

В другой работе указывается, что при 35° количество летучих кислот снижалось примерно в 3 раза по сравнению с производственной закваской.

По данным Б. С. Алеева и М. И. Ратнер [2], колебания количества летучих кислот, накапливающихся в тесте, при изменении температуры не такие резкие; сохраняется общая закономерность — при повышении температуры уменьшается доля летучих кислот и повышается общая титруемая кислотность (табл.47).

На соотношение уксусной и молочной кислот влияет консистенция закваски. Чем гуще (крепче) закваска, тем больше уксусной кислоты, тем выше общая кислотность (Л. Я. Ауэрман, М. И. Ратнер и др.).

На процессы обмена у молочнокислых бактерий оказывает большое влияние гетерогенность состава заквасок.

Изучая биохимические процессы, происходящие в ржаных заквасках,

М. Р. Гибшман [34] показала, что уксусный альдегид при добавлении к культуре Streptococcus citro vorus увеличивает количество летучих кислот. При добавлении его к другим видам молочнокислых бактерий количество летучих кислот не увеличивается.

Прескотт, Дэн [173] сообщают, что, если при сбраживании глюкозы гетероферментативными молочнокислыми бактериями добавить уксусный альдегид или ацетон, количество уксусной кислоты и углекислоты возрастает, а количество образовавшихся этилового спирта, молочной кислоты и глицерина снижается.

Шулеруд наблюдал, что молочная кислота угнетающе действует на процесс образования уксусной кислоты. При добавке на 100 кг опары 150 мл 80%-ной молочной кислоты в хлебе кислотность снижалась с 7—7,5° до 6—6,5°, а содержание летучих кислот уменьшалось с 45 до 38% (к общему количеству кислот) по сравнению с опытом без добавления молочной кислоты.

Рорлих и Есенер [303], вводя при приготовлении закваски 140—150 единиц пенициллина на 100 г муки, отметили снижение содержания уксусной кислоты в закваске до 47%, в то время как количество молочной кислоты оставалось неизменным.

Рорлих [302] отмечает, что никотиновая кислота и ее производные способствуют росту молочнокислых бактерий и образованию молочной кислоты.

Ввиду наличия в муке большого количества буферных веществ не придавали значения pH теста при контроле технологического процесса. В настоящее время считают, что pH теста тесно связан с качеством хлеба и что возможно по pH регулировать процесс брожения теста

По работам Дорнера и Штефана [277] установлена зависимость между pH теста и эластичностью мякиша хлеба. Авторы также отмечают, что в пшеничном тесте pH выше, чем в хлебе, чего не наблюдается в ржаном тесте и хлебе.

Чайка [274] сообщает, что pH при приготовлении кислого теста и выпечке хлеба изменялся незначительно; в процессе черствения хлеба pH мякиша и корки постепенно снижался.

ИЗМЕНЕНИЯ В ТЕСТЕ ВО ВРЕМЯ БРОЖЕНИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ФЕРМЕНТОВ И МИКРООРГАНИЗМОВ

Кроме кислотности при брожении изменяются белки и крахмал, в результате чего изменяются и структурно-механические свойства теста.

По А. И. Опарину, изменение белков и крахмала в бродящем тесте зависит, с одной стороны, от состояния самих белков и крахмала (их атакуемости) и, с другой стороны, от активности ферментов муки и микроорганизмов теста, то есть от белково-протеазного и углеводно-амилазного комплексов.

Но при брожении теста необходимо учитывать и другие факторы— окислительно-восстановительный потенциал теста (rН2),

активную кислотность (pH), температуру, пептизацию, действие активаторов, осмотическое давление.

Пшеничная и ржаная мука и зерно обладают разнообразным комплексом ферментов. Наиболее изученные из них — амилазы и протеазы. Кроме того, в муке имеются: фосфатазы, липазы,

каталаза, тирозиназа, полифенолоксидаза, матьтаза, сахараза и другие ферменты.

При изучении гидролизирующих ферментов и их действия надо учитывать теорию, выдвинутую нашими биохимиками, в частности Н. М. Сисакяном [220], о том, что действие ферментов, связанных с липо-протеидным комплексом пластид клеток, направлено в сторону синтеза; при освобождении же ферментов, переходе их в раствор будут преобладать гидролитические процессы. Поэтому имеется связь между действиями разных ферментов. Это доказано на связи, между гидролитической активностью амилолитических и протеолитических ферментов. Протеазы освобождают амилазы из связанного состояния, последние переходят в раствор и становятся активными.

Если для пшеничной муки большое значение имеет белково протеиназный комплекс, то многочисленными работами доказано, что качество ржаной муки зависит в первую очередь от углеводно-амилазного комплекса.

Амилазы. Известно, что в растительных организмах существуют две амилазы — α и β [176, 177]. Первая, или декстриногенамилаза, действуя непосредственно на крахмальное зерно, расщепляет крахмальные цепочки на сравнительно крупные части с образованием преимущественно высокомолекулярных декстринов (дающих с йодом синее или фиолетовое окрашивание), которые затем переходят в более мелкие фрагменты, не дающие окраски с йодом. Вторая, или сахарогенамилаза, действуя на крахмальный клейстер или на растворимый крахмал, отщепляет мальтозные молекулы с нередуцирующих концов цепочки с образованием β-мальтозы, при этом остается высокомолекулярный декстрин. В целом гидролизат крахмала под действием В-амилазы сохраняет синюю окраску с иодом; α-амилаза вызывает быстрое исчезновение синей окраски.

Нагревание при 70° в течение 15 мин. полностью инактивирует β-амилазу, в то время как активность α-амилазы при этом сохраняется на 75%. При таком разделении α и β-амилазы имеют

значение условия опыта, защитные свойства коллоидов. Так, например, при нагревании раствора В-амилазы пшеницы в присутствии ионов кальция она полностью инактивируется уже при достижении только 60°.

α и β-амилазы можно разделить, изменяя кислотность среды.

Если реакцию среды (кислотой) довести до pH 3,3 при 0° то в течение 15 мин. α-амилаза полностью разрушается, а β-амилаза сохраняется на 70—80%.

Частично можно фракционировать амилазу спиртом. Основная масса α-амилазы выделяется при концентрации спирта 60%, для осаждения же β-амилазы требуется концентрация спирта около 80%.

Частичное фракционирование а и β-амилаз осуществляют также сульфатом аммония.

При определенных условиях α-амилаза адсорбируется на рисовом крахмале; изменением pH среды ее можно перевести в раствор. Таким образом ее выделяют из смеси.

До сих пор нет единого мнения по вопросу, какая амилаза имеется в нормальном, непроросшем зерне ржи. Необходимо отметить, что большинство работ по изучению амилаз проводилось на проросшем зерне и действие их определялось не на нативном, а на клейстеризованном крахмале.

Амилазы пшеницы изучены больше, чем амилазы ржи. Многие исследователи считают, что в покоящемся зерне пшеницы имеется только одна активная β-амилаза (о степени ее активности имеются разные мнения), α-амилаза отсутствует или находится в зимогенном, покоящемся состоянии.

О наличии же α и β-амилаз в непроросшем зерне ржи мнения исследователей расходятся.

Шулеруд [314] считает, что в ржаной муке, кроме β-амилазы, всегда имеется в небольшом количестве и α-амилаза.

А. Я. Пумпянский [193] изучал активность α-амилазы в 5 образцах 99% пшеничной муки и в 5 образцах 99% ржаной муки (по методам Глазунова и Вольгемута). Мука была смолота из зерна, в котором проросших зерен не было. Результаты опытов приведены в табл. 48.

Активность α-амилазы, особенно по методу Вольгемута, у ржаной муки значительно выше, чем у пшеничной.

В. Л. Кретович, Р. Р. Токарева и др. [102] установили, что при созревании зерна ржи α-амилаза полностью исчезает.

Крахмал ржи более податлив к действию амилазы, поэтому активность углеводно-амилазного комплекса ржи выше, чем пшеницы и ячменя. Возможно, что α-амилаза ржи легче переходит из связанного состояния в свободное. Кроме того, надо учитывать климатические условия — рожь произрастает в более северных районах, т. е. в районах с более влажным климатом, что отражается на активности ферментов.

На активность α и β-амилаз влияют температура, pH и другие факторы.

Оптимальные температурные зоны (зоны температуры, при которой активность фермента была не ниже 90% максимальной величины).

С. И. Пронин и Б. М. Дах [178, 179] определили оптимальные температурные зоны для β-амилазы важнейших зерновых культур, а также и для а-амилазы, причем в последнем случае пользовались солодом.

Для β-амилазы пшеницы и ржи оптимальная температуря 48—51°, а для В-амилазы ячменя 45—51°.

Значение оптимальных зон для α-амилазы зависит в некоторой степени от метода определения её активности (определение декстринирующей способности по колориметрическому методу, определение осахаривающсй способности по восстановлению фелинговой жидкости); в последнем случае имела значение также и концентрация вытяжек (табл. 49).

Авторы считают более достоверными данные, полученные при высокой концентрации вытяжки.

В. Л. Кретович, И. С. Петрова и Т. В. Дроздова, применявшие в качестве субстрата оклейстеризованный ржаной крахмал, нашли, что оптимальное действие как ржаной, так и пшеничной β-амилазы лежит в одной и той же температурной зоне — 45-5°.

Для энергетической характеристики амилаз применяют температурные коэффициенты, т. е. среднюю скорость нарастания температуры в определенном интервале (обычно 10°). Для а и В-амилаз ржи и пшеницы они оказались очень близкими.

Для α и β-амилаз ржи температурные коэффициенты при ведены в табл. 50 (Пронин и Дах).
Оптимальные зоны pH. Активность зерновых амилаз зависит как от температуры, так и от pH среды.

С. И. Пронин и Б. М. Дах [180] при фосфатноцитратном буфере определили активность β-амилазы ржи и пшеницы в зависимости от pH среды в интервале температур от 40 до 60е (табл. 51).

Оптимальная зона действия α-амилазы лежит при более высоком pH, чем β-амилазы.

На активность амилазы влияют и некоторые сахара, а также продукты реакции.

Тормозящее действие на амилазу оказывают глюкоза, галактоза, манноза и продукты распада крахмала—ахродекстрины и мальтоза.

В зерне пшеницы и ячменя около 66% всей амилазы находится в связанном состоянии, в зерне ржи, наоборот, 70% амилазы приходится на долю свободной. Кроме того, связанная амилаза ржи значительно легче переходит в раствор.

Из других карбогидраз в зерне и муке имеются мальтаза ,и сахараза.

Протеазы. Действие протеаз обусловливается активностью фермента и состоянием субстрата — белка, на который действует протеаза, т. е. от белково-протеазного комплекса.

М. П. Черников [255] отмечает большую сложность реакции расщепления белков Протеиназами (1). Расщепление белков про-теиназой происходит ступенчато с образованием большого количества промежуточных продуктов, которые в свою очередь подвергаются дальнейшему воздействию фермента. Первой ступенью реакции является образование фермент-субстратного комплекса.

Изменение условий, при которых протекает реакция протеолиза, отражается на скорости реакции и на конечных продуктах ее. На протеолитическую реакцию влияют pH среды, температура, окислительно-восстановительный потенциал rН2, количественное отношение фермента к субстрату.

Нельзя также недооценивать роли протеолитических ферментов в ржаной муке при освобождении амилаз. Прогеазы (1), гидролизуя белки, с которыми связаны амилазы, освобождают последние, что способствует усилению амилолиза.

(1 (Протеолитические ферменты носят также общее название протеаз. Ферменты, действующие непосредственно на белки, часто называют протеиназами (примечание спецредактора

Некоторое исследователи считают, что протеиназы ржаной и пшеничной муки различаются — протеиназа ржаной муки действует в более кислой среде, дезагрегирующее действие преобладает над собственно протеолитическим, фермент более энергично действует на глиадин, чем на глютенин.

В нормальном зерне ржи из протеолитических ферментов имеются протеиназы, полипептидазы и депептидазы.

По отношению про-зиназы ржаной муки к окислителям и восстановителям ее можно поместить в группу папаина, точнее в группу растительных катепсинов. Юргенсон и Щербакова отмечают, что активность ржаной протеиназы, определяемая по осаждению неизменного белка трихлоруксусной кислотой, выражается резче, чем активность, определяемая по приросту карбоксильных групп; это указывает на то, что действие протеина-зы не вызывает глубокого расщепления белка, а выражается главным образом в дезагрегации его. В этом отношении протеаза ржи мало отличается от протеазы пшеницы.

В. Л. Кретович, И. С. Петрова и Т. В. Дроздова, проводя опыты с непроросшим зерном ржи, нашли, что оптимум протео-лиза лежит при температуре 40° и pH 5,0—6,0 (определяли по количеству растворимого азота, не осаждаемого реактивом Барнштейна). В опытах с проросшим зерном оптимальная точка протеолиза была при pH 6,6. Определение протеолиза велось путем формального титрования. Изменение pH связано с появлением в проросшем зерне пептидаз. Авторы отметили, что активность протеаз ржи снижалась при добавлении окислителей (0,005% бромата калия).

М. П. Юргенсон [265], изучая действие протеолитических ферментов ржи на отдельные белки зерна по приросту аминного азота, показала, что оптимальное действие смеси протеолитических ферментов в вытяжке из ржаной муки лежит для глиа-дина и глобулина при pH 3,7, а для глютенина при pH 4,9—5,6.

Фосфатазы. Обычно изучают фосфатазы проросшего зерна. Так, например, Адлер (цит. по Козьминой и Кретовнчу [80, 81]) нашел в солоде две фосфатазы: одна из них переводит нерастворимые органические соединения в растворимые, другая действует на перешедшие в раствор неорганические соединения с образованием минеральной фосфорной кислоты. Предполагают, что этот второй фермент является фитазой.

Фитаза, адсорбированная в покоящемся зерне нерастворимыми белками, при прорастании освобождается благодаря действию протеаз.

Фитаза расщепляет находящуюся в муке фитиновую кислоту на инозит и фосфорную кислоту.

Фитаза ржи более активная по сравнению с фитазой других злаков. Активность фитазы определяют по скорости раещепления определенного количества фитина:

Адлер считает для фитазы, выделенной из солода оптимальными условиями действия температуру 56° и pH 5,4—5,5.

Мельгард для наиболее интенсивного расщепления фитина фитазой муки установил следующие условия:

Влажность теста . . . . 48—49%

Содержание виннокаменной или молочной кислоты в

тесте..........1,5%

pH теста.........5,1—5,3

Температура теста.....28—30°

Время брожения.....4 часа

При этом автор нашел, что в тесте из ржаной мухи 92— 94%-ного выхода за время брожения и расстойки расщепляется 50—60% фитиновой кислоты.

Специальная работа, проведенная В. Л. Кретовичем, Р. Р. Токаревой и Р. М. Дымшиц, была посвящена изменению активности фитазы в процессе приготовления ржаного теста (активность фитазы определяли по приросту неорганического фосфата, табл. 52).

В бродящем тесте находятся микроорганизмы, обладающие активной фитазой, поэтому в тесте перед посадкой в печь активность фитазы выше, чем в тесте после замеса.

Образовавшиеся в тесте под действием фитазы фосфаты играют большую роль; они влияют на pH теста, участвуют в спиртовом и других видах брожения, служат для питания микроорганизмов.

Другие ферменты муки. В ржаной и пшеничной муке находится липаза. Липаза пшеничной муки расщепляет триацетин лучше всего при pH 7,3—8,2. В зерне ржи и ржаной муке имеет каталаза, по ее активности часто судят о всхожести зерна.

Роль окислительных ферментов в муке изучали

В. Л. Кретович и Т. В. Дроздова по интенсивности окисления разных аминокислот гомогенизированными суспензиями из проростков ржи. Легче всего окисляются дикарбоновые кислоты, и практически почти не окисляется лизин.

Кляр (цит. по С. И. Пронину [175]) обнаружил в зернах пшеницы и ржи кетональдегид-мутазу. Мутаза ржи легко растворяется в воде.

Фермент ржи — тирозиназа играет особую роль в потемнении ржаного хлеба при выпечке. Этот вопрос будет подробнее рассмотрен ниже.

Ферменты микроорганизмов муки и бродильной микрофлоры. Изучая ферменты муки и зерна, часто не учитывают влияния микрофлоры самих зерен, муки, а также теста. Зерно и мука обсеменены большим количеством попадающих извне микроорганизмов при созревании, уборке, хранении, помоле. Эти микроорганизмы обладают разнообразным активным комплексом ферментов.

Есть указания, что даже Вас. herbicola (основной вид эпи-фитной микрофлоры) до его подавления другими микроорганизмами образует кислоты и газ, а при совместном культивировании с другими бактериями активируют протеолитическую и амилолитическую способность последних.

М. П. Юргенсон [266], изучая комплекс микрофлоры ржаной муки и роль ее компонентов в процессе приготовления ржаного теста и хлеба, установила, что некоторые бактерии, выделенные из ржаной муки, обнаруживают заметную способность к кислотонакоплению в головках и обладают достаточно активным комплексом протеолитических ферментов. Эти ферменты вызывают расщепление белковых веществ ржаной муки при pH 5,0.

Кроме того, автор считает, что кислотообразующие бактерии муки оказывают также некоторое влияние на углеводы в процессе тестоведения, увеличивая с помощью своих ферментов содержание редуцирующих сахаров в тесте.

Определяя амилолитическую способность муки по динамике изменения состава сахаров в гидролизате или тесте (без внесения бродильных микроорганизмов) или определяя изменение количества растворимого азота и других форм азота, фактически всегда находят сумму действий амилолитических и про-теолитических ферментов как самой муки, так и ферментов микроорганизмов, находящихся в муке.

При изучении ферментов микроорганизмов теста необходимо еще учитывать возможность выделения микроорганизмами ферментов в среду. Некоторые исследователи считают, что живая клетка не выделяет наружу своих ферментов, и что такое выделение происходит только из мертвой клетки. Другие делят ферменты микроорганизмов на экзоферменты, способные выделяться из клетки, и эндоферменты, которые действуют только внутри клетки.

Здесь необходимо учесть еще ряд факторов, влияющих на возможность прижизненного выделения ферментов из клетки, с одной стороны, влияние состава среды, с другой стороны, осмотического давления в самой клетке. Р. С. Кацнельсон [67] считает, если составные части среды способны проникать внутрь клетки, то фермент в среду из молодых клеток не выделяется; если же применять среды, составные части которых внутрь клеток не проникают, то происходит выделение ферментов в среду и молодыми клетками.

В- настоящее время вводится в практику при производстве прессованных дрожжей оценка их по осмотической способности. Поэтому при изучении ферментативной активности микроорганизмов в тесте надо иметь в виду всегда наличие их в живом и мертвом состоянии. Безусловно, на выделение ферментов влияют температура и pH среды.

Основные бродильные микроорганизмы — дрожжи и молочнокислые бактерии обладают разнообразным ферментативным комплексом, при этом состав активных ферментов тоге или иного микроорганизма может изменяться под влиянием разных условий.

По Кудрявцеву, дрожжи вида Saccharomyces paradoxus Batshinskaja обладают стойкими ферментами— глюкозимазой, сахаразой, раффиназой и нестойкой галактозимазой. У вида Saccharomyces cerevisiae Меуеп стойкими ферментами являются глкжозимаза, сахараза, раффиназа, мальтаза и нестойкими — галактозимаза.

Молочнокислые бактерии обладают разнообразном комплексом амилолитических и протеолитических ферментов. Протеолитические ферменты некоторых бактерий, выделенных из ржаной муки, расщепляют белковые вещества муки при pH 5,0.

М. П. Юргенсон [266] отмечает различие а активности протеолитического комплекса ферментов у отдельных штаммов молочнокислых бактерий. Автор в мучную болтушку вносил 2%

односуточной культуры молочнокислых бактерий при 30° и активность протеолитических ферментов определял по накоплению водорастворимого азота за 3,6 и 12 час.

Наличие активных протеолитических ферментов, выделяющихся в тесто, и молочнокислых бактерий подтверждает опыт М. П. Юргенсон [266]. Она вносила культуральную жидкость кислотообразующих бактерий в ржаную головку. Ферменты бактерий, перешедшие в жидкость, вызывали нарастание водорастворимого азота и некоторое увеличение непосредственно восстанавливающих веществ в тесте.

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТЕСТА ПРИ БРОЖЕНИИ

Углеводы. С. И. Пронин [174] отметил интенсивное образование редуцирующих веществ при самоосахаривании ржаной муки (при температуре 61°).

Ротч нашел, что общее содержание непосредственно редуцирующих сахаров в ржаной муке несколько выше, чем в пшеничной; при этом в ржаной муке было больше глюкозы, в пшеничной — мальтозы. При самоосахаривании мучных болтушек количество глюкозы и мальтозы увеличивалось в 2—3 раза. Уже через час самоосахаривания в болтушке из ржаной муки преобладала мальтоза.

К. Н. Чижова [256] нашла, что количество непосредственно редуцирующих сахаров быстро возрастает при замесе теста, но сильно снижается при брожении (так же, как и общее количество растворимых углеводов).

М. П. Юргенсон напротив, отмечает, что количества непосредственно восстанавливающих сахаров и сахарозы заметно увеличиваются в процессе ведения ржаного теста. Эти данные в % на с. в. приведены в табл. 53.

Гриффит и Джонсон [284] установили, что мальтоза легко сбраживается, если она является единственным пригодным для брожения сахаром. При наличии других сбраживаемых сахаров мальтоза, образующаяся при амилолизе, сбраживается очень незначительно. При раздельном добавлении в тесто левулозы и декстрозы они сбраживаются одинаково. При совместном добавлений этих сахаров левулоза сбраживается значительно медленнее декстрозы.

Кох, Смит и Гедес [292] отмечают, что глюкоза сбраживается одинаково как в присутствии, так и отсутствии других сахаров.

Фруктоза хорошо сбраживается в отсутствии глюкозы и плохо н присутствии ее. Мальтоза лучше сбраживается в опарном тесте, чем в безопасном. Хлеб, выпеченный с сахарозой, содержит больше фруктозы, чем глюкозы.

Джонсон и др. [288] наблюдали за сбраживанием сахаров в жидком тесте разного состава (с сухим молоком, без сухого молока). В присутствии молока и муки сахароза сбраживалась лучше.

Древс [279] установил зависимость возрастания мальтозы в закваске с увеличением уксусной и уменьшением молочной кислоты. Он объясняет это явление тем, что большое количество уксусной кислоты подавляет деятельность микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту за счет редуцирующих сахаров. Одновременно задерживается и сбраживание сахаров дрожжами. Если тесто поставить на дрожжах и добавить уксусной кислоты, количество мальтозы увеличивается.

В. В. Щербатенко и др. [263] также наблюдали увеличение содержания растворимых углеводов и сравнительно небольшое уменьшение общего количества углеводов, и в частности крахмала (в % на С. Б.), происходившие в процессе тестоведения (табл. 54).

Имеется предположение, что дрожжи, выращенные на мелассе (сахарозе), лучше сбраживают сахарозу, чем мальтозу; Щулеруд [3.14] считает, что это наблюдается не всегда.

А. С. Петрова и Л. П. Ульянова установили следующие изменения количества и состава водорастворимых веществ в процессе приготовления ржаного теста (в % на с. в., табл. 55).

Общее количество водорастворимых веществ в процессе приготовления ржаного хлеба все время возрастает за счет (растворимого крахмала, декстринов и др.

Процент сахаров почти не изменяется на протяжений всего технологического процесса, а количество водорастворимых белков даже сокращается.

Белки. В процессе тестоведения белки ржаной муки способны к неограниченному набуханию и пептизации.

Изменение белков в ржаном тесте изучали А. В. Благовещенский, М. П. Юргенсон [25].

Изучались следующие фракции белка: водорастворимая

(альбумин), солерастворимая (глобулин), спирторасворимая (глиадин) и растворимая в щелочи (глютенин). Разделение белкового комплекса на фракции производилось по методу Реборна.

Полученные результаты приведены в табл. 56 (в мг азота на 1 г с. в.).

Количество водорастворимого белка по ходу технологического процесса все время увеличивается (необходимо учитывать муку, добавляемую в опару и тесто). В хлебе количество этого белка уменьшается, так как при выпечке он частично коагулирует.

Спирто- и солерастворимых белков (глиадин и глобулин) в закваске, опаре, тесте и хлебе меньше, чем в муке.

Щелочнорастворимый белок (глютенин) так же, как глютенин пшеницы, почти не изменяется во время брожения. Следовательно, на него не действует протеиназа мухи.

Более резкое нарастание водорастворимого и остаточного азота в жидких промежуточных фазах (опара, жидкий полуфабрикат) наблюдали В. В. Щербатенко и др. (в % к общему азоту, табл. 57).

Наибольшее расщепление глиадина ржи происходит при pH 4,0—4,5, а глютенина — при pH 4,5—5,0. Максимальный прирост водорастворимого азота наблюдается при pH 5,0.

В. Л. Кретович и Т. В. Дроздова отмечают, что в процессе брожения ржаного теста не наблюдается глубокого расщепления белков, о чем можно судить по небольшому количеству в тесте свободных аминных групп.

На степень распада белка в ржаном тесте влияют активаторы и парализаторы протеолиза, находящиеся в тесте.

Добавление цистеина, глютатиона и вообще веществ, содержащих свободные SH группы, значительно активизирует протеазу ржи, в результате чего увеличивается количество водорастворимого белка. Действие указанных активаторов зависит от того, в какой форме они находятся (окисленной или восстановленной).

Юргенсон и Щербакова выделенную из ржаной муки протеазу активизировали добавлением цистеина (протеаза I). затем утот же фермент инактивировали окислителем КВrО3 (протеаза II) и, наконец, этот же препарат снова активизировался цистеином (протеаза III).

В результате протеазы I и III действовали одинаково активно, а протеаза II не оказывала никакого влияния. Так же ведет себя и протеаза пшеничной муки.

Бродящее тесто из ржаной обойной муки содержит много глютатиона. Дрожжи, а возможно и молочнокислые бактерии довольно богаты глютатионом, который при брожении переходит в тесто. Динамика содержания глютатиона в бродящем ржаном тесте видна из работы В. Л. Кретовича и Т. В. Дроздовой (табл. 58).

Из той же работы видно что при добавлении цистеина в бродящее тесто значительно изменялось содержание аминного, небелкового и водорастворимого азота (табл. 59).

Добавление окислителей, например КВrО3, в количестве

0,002% замедляло дезагрегацию, глиадиновой фракции в конце брожения закваски и теста.

Увеличение концентрации молочной и летучих кислот усиливало действие протеолитических ферментов ржаной муки, в результате чего переход спирторастворимой фракции белка в водорастворимую значительно возрастал. Это можно видеть из табл. 60 (по Юргенсон и Щербаковой).

Мицумато [137], изучавший механизм окисления теста по разжижению теста при добавлении специфических реактивов на SH-группы хлорбензолата ртути и бромата калия, пришел к заключению, что Кr2О3 задерживает разжижение теста не через окисление протеолитических ферментов, как обычно считают, а непосредственно действуя на SH-группы молекул белка.

Потери с. в. муки при брожении могут сильно колебаться от условий брожения. Приводим данные (табл. 61) М. И. Княгиничева, П. М. Плотникова и др. [74] о потере сухого вещества муки ори приготовлении ржаного хлеба разными способами (в % на с. в. муки).

КРАТКИЕ выводы

1. В результате спонтанного брожения, .возникающего в тесте, большая часть эпифитной микрофлоры зерна подавляется .ч в закваске начинают преобладать молочнокислые бактерии и дрожжи.

5. Для получения нормального ржаного хлеба необходимо наличие в закваске :и тесте симбиоза молочнокислых бактерий и дрожжей. Эти два вида микроорганизмов биологически взаимно влияют друг на друга.

6. Гетероферментативные молочнокислые бактерии образуют, кроме молочной кислоты, углекислый газ. Установлено также,

что дрожжи при спиртовом брожении могут, помимо углекислого газа, продуцировать молочную кислоту.

7. Всегда в кислом тесте имеются молочная, уксусная и небольшое количество других кислот Соотношение летучих и нелетучих кислот в тесте сильно колеблется и зависит от условий технологического процесса.

Повышение температуры, уменьшение консистенции, добавление углекислого кальция, углекислого цинка и пенициллина увеличивают отношение молочной кислоты к уксусной. Аэрация, понижение температуры, повышение консистенции, добавление фтористого натрия, (наоборот, уменьшают это отношение

содержание .. 3 4 5 6 ..