Основные микробиологические процессы, вызываемые микроорганизмами теста — это спиртовое и молочнокис­лое брожение.

Спиртовое брожение осуществляется ферментами дрож­жей Saccharomyces cerevisiae и дрожжеподобных микро­организмов (Monilinia, Oidium и др.). Этот сложный про­цесс протекает в несколько стадий.

При спиртовом брожении, вызываемом дрожжевыми клетками, утилизируются гексозы — глюкоза и фрукто­за; манноза и галактоза сбраживаются значительно труд­нее. Высокомолекулярные полисахариды (крахмал, ину­лин, гемицеллюлозы, целлюлоза) и продукты их непол­ного гидролиза не сбраживаются дрожжевыми клетками Saccharomyces cerevisiae, поскольку они не способны про­никать через клеточные мембраны, а сами дрожжи не син­тезируют экзоферменты, которые выделяются в окружа­ющую среду и могли бы осуществить гидролиз этих поли­сахаридов до сбраживаемых сахаров.

Брожение начинается при замесе теста. В первые 1,0­1,5 ч дрожжи ассимилируют собственные сахара муки — глюкозу, фруктозу, сахарозу, а потом переключаются на сбраживание мальтозы, накапливающейся в результате гидролиза крахмала под действием β-амилазы муки и гид­ролизованной α-глюкозидазой дрожжевых клеток до двух молекул глюкозы.

При опарном способе приготовления теста дрожжевые клетки проявляют свой метаболизм в опаре, в которой сбраживаемыми сахарами служат собственные сахара му­ки, а также образующаяся и подвергнутая гидролизу маль­тоза. После замеса теста на опаре дрожжевые клетки уже адаптированы к брожению, поэтому газообразование в те­сте идет равномерно.

Интенсивность спиртового брожения зависит от мас­сы дрожжей в полуфабрикате и их бродильной активно­сти, температуры теста, его рецептуры, влажности, сте­пени обработки. Так, с повышением температуры с 26 до 35°С интенсивность газообразования возрастает в 2 раза. Интенсивный замес теста ускоряет брожение на 20-60%. На процесс брожения оказывает влияние наличие в полу­фабрикатах растворимых форм азота, минеральных соеди­нений и витаминов, необходимых дрожжевым клеткам. Оптимум рН спиртового брожения 4,8-5,2.

Молочнокислое брожение вызывается бактериями ро­дов Lactobacillus и Lactococcus. Эти микроорганизмы пред­ставляют собой факультативные анаэробы.

Известны две группы молочнокислых бактерий — гомо- и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии образуют до 90% молочной кислоты от количества всех продуктов брожения. Большое количество молочной кис­лоты накапливают термофильные бактерии, например Termobacterium cereale. Микроорганизмы второй группы (ге­тероферментативные) кроме молочной кислоты образуют уксусную кислоту, этанол и диоксид углерода. В пшенич­ных полуфабрикатах хлебопекарного производства при­меняют мезофильные молочнокислые бактерии с темпе­ратурой действия 30-37°С.

Молочнокислое брожение протекает в тесте из ржаной муки более интенсивно, чем в тесте из пшеничной муки. Благодаря тому, что в ржаной закваске наряду с молочно­кислыми бактериями присутствуют дрожжевые клетки (причем эти микроорганизмы проявляют свою жизнедея­тельность в условиях симбиоза), в ржаном тесте протека­ет также и спиртовое брожение.

На интенсивность молочнокислого брожения в пше­ничном тесте влияют температура и влажность полуфаб­рикатов, введение ингредиентов, содержащих молочно­кислые бактерии, состав кислотообразующей микрофлоры, интенсивность замеса теста. В процессе брожения титруе­мая кислотность полуфабрикатов возрастает. В пшенич­ное тесто молочнокислые бактерии попадают с мукой, дрожжами, молочной сывороткой и другим сырьем.

Активная кислотность (рН) пшеничного теста в конце брожения равна 4,8-5,6 (у ржаного — 3,5-4,5) и ограни­чивается кислотностью изделий, которая не должна пре­вышать норму, предусмотренную нормативным или тех­ническим документом. Кислотность — объективный по­казатель готовности полуфабрикатов.

В пшеничном тесте доля молочной кислоты составля­ет 65-70%, а летучих кислот (уксусная, муравьиная и пропионовая) — 35-30% от общего количества кислот. В небольшом количестве образуются и другие кислоты: масляная, валериановая, яблочная, винная. Летучие кис­лоты наряду с другими соединениями придают хлебу аро­мат и вкус.

В ржаном тесте доля молочной кислоты составляет 60­65, летучих — около 35-40%, так как более интенсивно идет гетероферментативное брожение. При низком содер­жании летучих кислот хлеб кажется пресным, при повы­шенном — кислым.

При брожении пшеничных полуфабрикатов часть гексоз затрачивается на увеличение дрожжевой массы при размножении дрожжей в опаре. На интенсивность размно­жения дрожжей влияют исходное количество дрожжей, консистенция полуфабриката, его температура, массовая доля влаги и содержание питательных веществ, необходи­мых клетке. Чем меньше начальное количество дрожжей, тем быстрее идет их размножение. В густых полуфабри­катах дрожжи размножаются медленнее, чем в жидких.