3.1.1. Хлеб и другие продукты
В Англии большинство хлебопродуктов производится по технологии Chorleywood Bread Process, но в других странах используется много других технологий хлебопечения. Для производства хлеба до сих пор применяют в основном дрожжи Saccharo- myces Cerevisiae. Обычно их растят в ферментерах периодического действия на мелассе (свекловичной или сахарного тростника).
В простейшем случае готовят тесто, смешивая при комнатной температуре муку, воду, дрожжи и соль. При замесе слои теста перемещаются, создаются условия для образования пузырьков газа и подъема теста. Замешанному тесту дают возможность «подойти», а затем режут на куски нужного веса, формуют (при этом тесто раскатывают и складывают, чтобы получить нужную текстуру) и выдерживают во влажной атмосфере. При выдержке и на первой, следующей за ней стадии выпечки образовавшиеся при замесе и формовке «зародыши» газовых пузырьков наполняются углекислым газом. Он выделяется в ходе анаэробного сбраживания глюкозы и мальтозы муки. Поднявшееся тесто выпекают. В ходе этого термического процесса крахмал желатинизируется, дрожжи погибают и тесто частично обезвоживается. В результате мы получаем имеющий определенную форму, плотный по консистенции продукт с легкой ячеистой структурой и очень вкусной корочкой.
Помимо углекислого газа при анаэробном брожении образуются разнообразные органические кислоты, спирты и эфиры. Все они заметно влияют на формирование вкуса хлеба.
В Германии и США из ржаной муки выпекают хлеб с кислинкой. Основа технологии здесь та же, что и при выпечке хлеба из пшеничной муки, но при замесе к тесту добавляют предварительно сброженную смесь ржаной муки и воды, заквашенную смешанной культурой лактобацилл. Содержащаяся в этой закваске (опаре) кислота и придает хлебу особый вкус.
3.3.2. Продукты гидролиза крахмала
Крахмал трех основных поступающих на рынок сортов получают по обычной технологии. Способы производства кукурузного, пшеничного и картофельного крахмала были неоднократно и подробно описаны (см. разд. «Литература»). Гидролиз этих разновидностей крахмала в промышленном масштабе осуществляется разными способами: только кислотой, кислотой и ферментами и только ферментами. В первой четверти нашего века использовалась простая обработка кислотами, на смену которой пришли сегодня более совершенные технологические процессы. История развития этой отрасли может быть хорошим примером отклика биотехнологии на запросы потребителей и производства.
В середине 60-х годов на смену кислотному и кислотноферментативному процессам пришел ферментативный способ переработки крахмала, основанный на последовательном применении а-амилазы В. subtilis и амилоглюкозидазы A. oryzae или A. niger. Главное его преимущество связано с увеличением скорости процесса, уменьшением уровня загрязнения продуктами реверсии, получением продукта с высоким декстрозным эквивалентом (ДЭ). Величина ДЭ гидролизата [в используемой шкале глюкоза (декстроза) соответствует 100 ед.] отражает глубину гидролиза крахмала, для которого ДЭ считается равным нулю.
Следующим важным шагом было внедрение в производство термостабильных а-амилаз, главным образом из В. Iicheniformis и В. amyloliquefaciens, работающих при температуре IOOoC и позволяющих после обработки аминоглюкозидазой получать продукцию с ДЭ, близким к 100.
Высокотемпературное ожижение крахмала сегодня стало обычным промышленным процессом, но следующий этап, осахаривание, до сих пор осуществляется при участии «обычной» глюкоамилазы A. niger путем одноразовой обработки. Предлагалось использовать для этого иммобилизованные ферменты, но широкого применения они пока не нашли.
Кроме производства глюкозы, наиболее заметным успехом в этой отрасли промышленности был выпуск смесей глюкозы и фруктозы. Этот продукт известен под названием изоглюкозы или кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Возможности промышленного применения этой технологии особенно ярко выявились в США, где крахмал-содержащее сырье производится в избытке, а собственного сахара не хватает. Изоглюкоза может заменять сахарозу в большинстве видов пищи. Что касается Европы, то производство изоглюкозы здесь сдерживается по экономическим причинам.
Сырьем для производства изоглюкозы служит деионизованный гидролизат крахмала, получаемый описанным ранее методом, с ДЭ, возможно более близким к 100. Изомеризация осуществляется ферментами из различных организмов. Выбор их определяется тем, насколько просто с ними работать, нуждаются ли они в кофакторах и стабильны ли. Источником фермента чаще всего бывают виды Streptomyces, В. coagulans, Actinoplanes missouriensis и виды Arthrobacter. После изомеризации и дальнейшей обработки образуется продукт, содержащий до 90% фруктозы, хотя исходное сырье, получающееся после установления равновесия в реакции изомеризации, представляет собой смесь глюкозы (51%) и фруктозы (42%) с олигосахаридами (7%).
Используя разнообразные амилазы, трансглюкозидазы и ферменты, атакующие разветвленные молекулы, удается получить множество разновидностей гидролизата крахмала, которые находят широкое применение в промышленности. На рис. 3.1 сопоставлены данные о сырье, промежуточных и конечных продуктах этого производства.
