No module Published on Offcanvas position

ГЛАВА 6.  ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ В КОНДИТЕРСКОЙ ОТРАСЛИ

Ферментные препараты микробного происхождения находят применение в кондитерской отрасли в основном при производстве мучных и в меньшей степени сахарных изделий. Они используются в производстве затяжного печенья, пряников, изделий из слоеного теста и т.д.

При производстве затяжного печенья, где главным является расслабление клейковины, в технологическом процессе на белки клейковины наряду с механическим воздействием оказывают влияние протеолитические ферменты муки.

В пшеничной муке из зерна нормального качества активность протеаз невелика, и поэтому целесообразно усиливать протеолиз в тесте для затяжного печенья введением препаратов с активными протеолитическими ферментами.

При производстве пряников сахара, содержащиеся в муке и другом сырье (патоке, меде), вступают в реакцию окислительно-восстановительного взаимодействия с азотистыми соединениями (меланоидинообразование), в результате чего образуются вещества, придающие пряникам приятный вкус и аромат.

Гидролитический распад белков и крахмала может быть ускорен и усилен с помощью добавления ферментных препаратов, содержащих а-амилазу и протеазу.

Путем применения ферментных препаратов можно ускорить снятие напряжений (релаксацию), возникающих в слоеном тесте при прокатке, и усилить протеолиз.

В производстве сахарных кондитерских изделий применение ферментов, гидролизующих сахарозу, целесообразно для изготовления помадных конфет, сахарного драже, зефира, пастилы, вафель с фруктово-помадной начинкой и пралиновых конфет. В сухое жаркое время года эти изделия высыхают до окончания гарантийного срока хранения. Особенно быстро высыхают неглазирован ные корпуса помадных конфет (за 3–5 сут). Между тем производство отливных помадных конфет составляет 75 % от всего количества конфет, вырабатываемых в РФ.

Помада представляет собой гетерогенную систему, состоящую из твердой и жидкой фаз. Твердая фаза – это кристаллы сахарозы разной величины. Они окружены жидкой фазой – насыщенным раствором сахарозы, содержащим некоторое количество глюкозы и фруктозы.

Качество помады, ее способность таять во рту зависит от соотношения твердой и жидкой фаз, состава жидкой фазы, а также размеров кристаллов твердой фазы. При подсыхании помады концентрация сахарозы в жидкой фазе возрастает, и при перенасыщении раствора часть ее выделяется в твердую фазу. Скопление крупных кристаллов сахарозы вызывает появление на помаде светлых пятен. При углублении процесса помада теряет свое первоначальное качество и превращается в монолитную, твердую, неприятную на вкус массу. Предотвратить этот процесс можно с помощью фермента β-фруктофуранозидазы (инвертазы), осуществляющей медленный гидролиз сахарозы с образованием фруктозы и глюкозы. Фруктоза – высокогигроскопичное вещество, она удерживает влагу в изделии и поглощает ее из воздуха при высокой его относительной влажности, предупреждая таким образом высыхание и черствение помады.

β-Фруктофуранозидазу применяют в кондитерской промышленности за рубежом, например, в Японии препараты этого фермента производят из дрожжей и используют при производстве помадных и пралиновых изделий, марципанов, разных начинок, содержащих сахарозу.

6.1. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Мучные кондитерские изделия могут быть приготовлены из одного теста или из теста и других кондитерских масс.

Классификация мучных кондитерских изделий включает простые изделия, приготовленные из одного вида теста, и сложные изделия, приготовленные из теста и кондитерской массы (рис. 6.1).

 

Рис. 6.1

Рис. 6.1. Классификация мучных кондитерских изделий

 

Для получения такого разнообразия продуктов необходимо иметь тесто с разными реологическими характеристиками.

Тесто для изделий с большой долей сахара и жира готовят с добавлением химических разрыхлителей; тесто с очень малым содержанием сахара – на дрожжах; тесто для изделий со средним содержанием сахара и жира – на дрожжах с добавлением химических разрыхлителей. Чем больше сахара в рецептуре, тем значительнее он угнетает дрожжи. На химических разрыхлителях готовят разнообразные виды кондитерского теста. Среди них наибольшая доля приходится на пластичное и упругое тесто для печенья.

Сахарное печенье

Сахарное тесто обладает высокой пластичностью, т.е. оно хорошо воспринимает и сохраняет придаваемую ему форму. Технологическая схема производства сахарного печенья представлена на рисунке 6.2.

 

Рис. 6.2

Рис. 6.2. Основные технологические стадии производства сахарного печенья

 

Сдобное печенье

Поточное производство песочно-выемных сортов печенья осуществляют на тех же линиях, что и сахарных сортов печенья.

Поточное производство песочно-отсадных сортов печенья аналогично производству сахарных сортов печенья. Отличие состоит лишь в формовании заготовок, которое осуществляют на отсадочных машинах.

Затяжное печенье

Затяжное печенье готовят из упругого теста, которое не воспринимает и не сохраняет придаваемую ему форму.

Затяжное печенье всегда имеет проколы (для выхода части газов и удаления влаги), на его поверхности, как правило, отсутствует рисунок, в редких случаях на нее наносят простейший рисунок или надпись. Технологическая схема производства затяжного печенья представлена на рисунке 6.3.

 

Рис. 6.3

Рис. 6.3. Основные технологические стадии производства затяжного печенья

 

Галеты и крекеры

Отличительной особенностью производства галет и крекеров является то, что их вырабатывают из дрожжевого теста. Обычно применяют опарный способ приготовления теста. Опара представляет собой жидкое тесто из муки, воды, дрожжей и сахара влажностью 52–60%. Для приготовления опары компоненты тщательно перемешивают до однородной сметанообразной консистенции и оставляют при температуре 32...34 °С на 1 ч для галет и 8 ч для крекеров. На первой стадии брожения теста под действием амилолитических ферментов на крахмал и декстрины муки образуется мальтоза, которая расщепляется ферментом мальтазой на две молекулы глюкозы. Фермент β-фруктофуранозидаза, содержащийся в дрожжах, разлагает сахарозу на глюкозу и фруктозу. Образовавшиеся простые сахара служат пищей для размножающихся дрожжевых клеток. Затем наступает вторая стадия брожения, на которой благодаря усиливающемуся действию другого фермента дрожжей – зимазы – на простые сахара (глюкозу и фруктозу) происходит образование диоксида углерода и спирта.

Продолжительность замеса галетного теста доходит до 50 мин, крекерного – до 60 мин. Температура теста не выше 35 °С. Влажность теста для простых галет из муки I и II сортов 33–34 %, из обойной пшеничной муки – 36, для улучшенных – 30–31, для диетических – 26–31 %. Влажность теста для крекеров 26–31 %.

Готовое тесто оставляют для брожения на столах или в дежах. При брожении теста протекают те же процессы, что и при приготовлении опары. В процессе брожения увеличивается его кислотность и повышается температура на 2...3 °С. Формуют изделия из теста для галет и крекеров так же, как и затяжное печенье.

Пряники

Они относятся к сложным мучным кондитерским изделиям, глазированным сахарной помадой, содержащим много сахара и различные вкусовые добавки. К пряникам относятся и коврижки – прослоенные начинкой или вареньем выпеченные полуфабрикаты из пряничного теста, их также глазируют сахарной помадой. Коврижки имеют плоскую прямоугольную форму с рисунком на верхней поверхности. Пряники бывают сырцовыми и заварными.

Пластичное тесто для сырцовых пряников можно готовить так же, как и для сахарного печенья, т.е. из эмульсии и муки в машинах непрерывного действия, а на небольших предприятиях–в месильных машинах периодического действия, в которые загружают все сырье без химических разрыхлителей и муки. После получения однородной эмульсии добавляют раствор химических разрыхлителей и муку и замешивают в течение 12 мин при температуре не выше 22...25 °С. Формование пряников производят на отсадочной машине, где тесто циклически выдавливается в виде жгутов и от них струной отрезаются заготовки, которые ровными рядами ложатся на ленту или металлический лист (трафарет), где их и выпекают, подобно печенью.

Для предотвращения высыхания пряников при хранении их поверхность поливают сахарным сиропом концентрацией 70 % при температуре 85... 90 °С. Эта операция называется глазированием. После глазирования пряники сушат в цехе либо в сушилках.

Чтобы получить пластичное тесто для изготовления заварных пряников, муку заваривают горячим (температура более 65 °С) сахаромедовым, сахаропаточно-медовым сиропом. Для этого готовят сироп согласно рецептуре, нагревают, вливают горячий сироп в месильную машину, снабженную охлаждающей рубашкой, и добавляют муку. Тесто перемешивают в течение 10–15 мин. Затем в рубашку месильной машины подают холодную воду и, продолжая перемешивание теста, охлаждают его до температуры 25 °С. К охлажденному тесту добавляют все остальное сырье по рецептуре и вновь перемешивают до получения однородной консистенции.

Формуют, выпекают, глазируют и сушат заварные пряники так же, как и сырцовые.

6.2. ЦЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ
В КОНДИТЕРСКОЙ ОТРАСЛИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Для большинства мучных кондитерских изделий требуется мука со средним содержанием слабой по качеству клейковины, обычно вырабатываемой из мягких пшениц.

В РФ специальной муки для кондитерской отрасли не производят. Используют хлебопекарную муку из смеси зерна мягких и 15–20 % твердых пшениц. Для улучшения качества сырья и протекания основных биохимических процессов в тесто добавляют необходимые ферментные препараты.

Цели использования ферментных препаратов в производстве мучных кондитерских изделий различных ассортиментных групп неодинаковы.

Для интенсификации производства и улучшения качества галет и крекеров, изготовляемых на дрожжах, целесообразно применение комплексных ферментных препаратов с преобладанием протеолитического действия, содержащих в своем составе α-амилазу.

Совокупное действие этих ферментов обеспечивает дрожжи сбраживаемыми углеводами (мальтозой) и усваиваемыми низкомолекулярными азотистыми веществами при брожении полуфабрикатов.

Часть неиспользованных при брожении сахаров и азотистых веществ в процессе выпечки вступает в реакцию окислительно-восстановительного взаимодействия, результатом которой является меланоидинообразование. Благодаря этому галеты и крекеры приобретают интенсивную окраску, приятный вкус и аромат.

Протеолитические ферменты, воздействуя на белки клейковины, вызывают изменения ее физических свойств и таким образом влияют на изменение реологических свойств теста, ускоряя его созревание.

Для производства затяжного печенья, изготовляемого на химических разрыхлителях, наиболее целесообразно применение протеолитических ферментных препаратов, однако а-амилаза, находящаяся в них в качестве сопутствующего фермента, не мешает их использованию.

Для заварных и сырцовых пряников наибольшее значение имеют протеазы, но наряду с необходимостью регулируемого расслабления теста важным является сохранение их свежести (мягкости). Поэтому наиболее целесообразно применение комплексных ферментных препаратов с преобладанием протеолитического действия.

Для производства бисквитного полуфабриката используют комплексные ферментные препараты с умеренной активностью протеолитических ферментов и невысокой α-амилазной (декстринирующей). Такое сочетание ферментов обеспечивает умеренное расслабление клейковины, способствующее лучшему подъему теста при выпечке и образованию тонкопористой воздушной структуры готовых изделий. Образование декстринов обеспечивает сохранение свежести изделий.

При приготовлении слоеного полуфабриката для ускорения и облегчения обработки теста, а также улучшения его эластических свойств необходимо применять протеолитические ферментные препараты для предупреждения усадки изделий при выпечке.

При получении вафельного теста оптимальное снижение вязкости и ослабление его затягивания, способствующие получению тонких вафельных листов, достигаются также применением протеолитических ферментных препаратов. Для получения хрустящих вафель необходимо, чтобы в тесте образовалось некоторое количество декстринов, что может обеспечить действие на крахмал α-амилазы, сопутствующей протеазам.

Дрожжевые кексы, как и хлебобулочные изделия, нуждаются в добавлении комплексных препаратов с высокой активностью амилолитических и умеренной активностью протеолитических ферментов.

Итак, для производства мучных кондитерских изделий преимущественное применение находят протеолитические ферменты – эндо- и экзопептидазы.

Обычно микроорганизмы продуцируют комплекс протеолитических ферментов, в котором содержатся и эндо-, и экзопептидазы. Для препаратов бактериального происхождения по сравнению с грибными характерны мощное эндопептидазное действие и меньшая активность аминопептидаз.

Однако как грибные, так и бактериальные протеолитические препараты пригодны для использования в кондитерском производстве.

Бактериальные протеазы в производстве мучных кондитерских изделий используют в значительно меньшем количестве, чем грибные препараты, и с большим эффектом. В грибных препаратах могут присутствовать следы липазы, в результате чего наблюдается ухудшение аромата печенья.

Дозы протеолитических препаратов в кондитерском производстве обычно значительно выше, чем при производстве хлебобулочных изделий.

Применение препаратов эндопептидаз позволяет снижать количество сахара в рецептурном наборе сырья с сохранением реологических характеристик теста на прежнем уровне. При производстве изделий с высоким содержанием сахара во избежание инактивирования протеазы весь сахар либо большую его часть добавляют в тесто в качестве последнего ингредиента, благодаря чему протеаза успевает адсорбироваться на белках муки.

Ни тип, ни количество разрыхляющих агентов не оказывают значительного влияния на активность протеазы в тесте, так как благодаря буферному действию белков муки эффект рН не так значителен.

Изолированная клейковина и мука представляют собой субстраты с нестабильными свойствами, что влияет на конечный результат протеолиза. Разнообразие свойств муки зависит от многих факторов: типа зерна, сорта, метеорологических условий при вегетации, агротехнических мероприятий, что значительно усложняет выбор ферментных препаратов, подбор оптимальных доз и другие условия как в хлебопечении, так и в производстве мучных кондитерских изделий. Для решения этих проблем необходимы технологические испытания.

Производство специальных протеолитических препаратов для мучных кондитерских изделий в РФ пока не организовано, но намечается на ближайшую перспективу.

Из зарубежных ферментных препаратов в настоящее время на нашем рынке предлагаются протеолитические препараты: Рапа- zyme, Альфамальт ЛКУ-4020, Secalon, Нейтраза, Hako Proz, Pro- zym, Prozyme-S, Star-Zyme protease, Fermex MT, Proflex, Protease-30, Protease-41, TT-Proteolytic 200. Последний препарат содержит некоторое количество α-амилазы, и его применяют в производстве хлеба, а также при выпечке крекеров, ванильных сухарей, овсяного печенья и других мучных изделий.

Указанные препараты обладают свойствами: улучшать растяжимость теста, его газоудерживающую способность; выдерживать механические воздействия; ускорять релаксацию (снятие напряжений после механических воздействий); улучшать структуру изделий; смягчать мякиш; увеличивать объем изделий; усиливать аромат, вкус и окраску корки.

Специально для мучных кондитерских изделий предназначены грибная протеаза Panazyme, действующая при температуре 30...58 °С и рН 4–9, и бактериальная протеаза Proteinasa, которая действует при температуре 20...50 °С и рН 5,8–8.

За рубежом считают, что при производстве кондитерских изделий длительного хранения предпочтительно использовать пшеничную муку с низким содержанием белка и слабой клейковиной. Для ослабления структуры белка в рецептуру вводят, например, метабисульфит натрия. В последние годы его применение в большинстве стран ЕС и США признано небезопасным, а в некоторых странах запрещено законодательством, в том числе и в РФ, для производства детского питания. Для исключения из производства мучных кондитерских изделий экологически небезопасного химического соединения в РФ разработан мультиэнзимный препарат Протозим. Он содержит сбалансированный комплекс ферментов, направленно действующих на основные компоненты муки и обеспечивающих получение теста с заданными реологическими свойствами. С этой же целью используют протеазы фирмы Rohm Veron Р, Veron L10 и ферментные препараты, полученные из папайи, которые влияют на белковый каркас теста.

Таким образом, признавая, что главную роль в кондитерской отрасли играют ферменты протеолитического действия, следует считать, что в производстве большинства мучных кондитерских изделий присутствие в комплексных препаратах α-амилазы способствует интенсификации производства и улучшению качества готовых изделий.

Кроме протеолитических и амилолитических препаратов зарубежные фирмы предлагают ферментные препараты, катализирующие гидролиз некрахмалоподобных полисахаридов, присутствующих в муке в виде гумми-веществ (слизей).

Деградация гумми-веществ муки микробными ферментами снижает вязкость и увеличивает объем теста, предназначенного для производства вафель, бисквитов и других мучных кондитерских изделий.

В результате добавления ферментных препаратов, содержащих β-эндоглюканазу, возрастает пористость бисквита, улучшается его сжимаемость, эластичность, дольше сохраняется свежесть. Бисквит отличается тонким и нежным вкусом и более выраженным ароматом. При промочке ароматическим сиропом он лучше намокает, одновременно сохраняя структуру.

Снижение вязкости и улучшение консистенции бисквитного теста, его эластических свойств происходит благодаря гидролизу слизистых веществ муки, который катализируется ферментом β-эндоглюканазой.

Ферментные препараты подобного типа (гуммаза HP-150, пентозаназа и др.) производятся за рубежом.

Эффективно применение ферментов пентозаназ, катализирующих гидролиз пентозанов в тесте.

В качестве препаратов β-фруктофуранозидазы (инвертазы) могут служить пивные и хлебопекарные дрожжи, а также выделенный из пивных дрожжей препарат Инвертин, разрешенный Министерством здравоохранения РФ для использования в пищевой промышленности. Инвертин получают из автолизата пивных дрожжей низового брожения.

Разработан способ эффективного применения инвертина в условиях механизированного поточного производства конфет из сахарной и помадной массы, подвергающейся воздействию температуры 85 °С в течение 30 мин. Инвертин в установленной дозе вводят при размешивании в помадную массу, подготовленную для отливки, в виде смеси с такими веществами, как сгущенное с сахаром молоко, яичный меланж, сливочное масло, яичные белки. Эти вещества играют защитную роль по отношению к инвертазе при воздействии высокой температуры.

В условиях поточного производства достаточно активной дозой инвертина является 6000 ед. на 1 кг помадной массы при температуре не выше 85 °С и продолжительности ее воздействия не более 30 мин.

Зефир и пастила с инвертином до конца установленного срока хранения сохраняют свежесть и мягкость, не покрываются грубой кристаллической корочкой, что свойственно изделиям без инвертина.

Применение инвертина в вафлях с фруктово-помадной начинкой позволяет сохранить хорошее качество продукции на протяжении всего гарантийного срока хранения (3 мес), в то время как без инвертина эти изделия теряют свои потребительские качества. Драже с инвертином сохраняется мягким при раскусывании.

При изготовлении перечисленных изделий рекомендуется вводить инвертин в пастильную и зефирную массу в конце сбивания, а в начинку для фруктово-помадных вафель – при температуре не более 60 °С, до введения кислоты и эссенции; при изготовлении сахарного драже – в сироп при температуре не более 55 °С.

Целесообразно применять инвертин при производстве помадных конфет, покрытых шоколадной глазурью. Корпусам таких конфет, защищенным глазурью, помокрение даже в помещении с повышенной относительной влажностью воздуха не угрожает.

Значительный интерес представляют некоторые ферменты для производства диетических кондитерских изделий. Так, целесообразно исследовать вопрос о применении фермента глюкозоизомеразы, катализирующей превращение глюкозы во фруктозу, рекомендуемую для потребления при заболевании диабетом и для лиц с избыточной массой.