Качество выпеченного хлеба определяется особенностя­ми химического состава муки, ее хлебопекарными свой­ствами и активностью ферментных систем муки, дрож­жевых клеток и молочнокислых бактерий. Значительное влияние оказывают также условия брожения полуфабри­катов, расстойки и выпечки тестовых заготовок.

Академик А. Н. Бах указывал, что «в условиях авто­матизированного хлебопекарного производства огромную роль играет знание биохимических процессов, происхо­дящих при приготовлении теста, расстойке тестовых за­готовок и их выпечке... без этих знаний невозможно ра­ционально управлять производством».

Получить хлеб с надлежащей пористостью, объемом, цветом корки можно только в том случае, если в процессе приготовления теста гармонично сочетаются микробио­логические процессы и биохимические превращения.

Важным средством совершенствования технологиче­ского процесса и улучшения качества хлеба, приготовлен­ного из муки разного хлебопекарного достоинства, слу­жат ферментные препараты.

В настоящее время в хлебопекарном производстве при­меняются препараты амилолитических, протеолитичес­ких, липолитических и окислительно-восстановительных ферментов (табл. 15.3).

Амилолитические ферментные препараты. Это основ­ная группа ферментных препаратов, применяемых для интенсификации процесса приготовления теста и улучше­ния качества хлеба.

Следует повторить, что сахарообразующая способность муки обусловлена действием амилолитических фермен­тов муки на ее крахмал и зависит как от активности ами­лолитических ферментов, так и от размеров, характера и состояния частиц муки и крахмальных зерен в этих ча­стицах.

Содержание β-амилазы в муке из зерна пшеницы бо­лее чем достаточно. Поэтому сахарообразующая способ­ность пшеничной муки из нормального непроросшего зер­на обычно обусловливается не количеством β-амилазы, а доступностью и податливостью крахмала муки действию ферментов. Однако добавление α-амилазы в несколько раз увеличивает сахарообразующую способность муки. Это объясняется тем, что α-амилаза гидролизует крахмал в основном на низкомолекулярные декстрины, очень легко переводимые β-амилазой муки в мальтозу. Ведущую роль в предотвращении черствения хлебобулочных изделий играют α-амилазы, расщепляющие крахмал до декстри­нов. Последние препятствуют ретроградации крахмала, его кристаллизации и связанному с этим изменению струк­туры хлеба, вызванному его черствением. В настоящее время для увеличения объема хлеба, продления срока его хранения, улучшения цвета корки и аромата применяют α-амилазы, которые могут иметь как растительное проис­хождение — образовываться в проросшем зерне (солоде), так и микробное — синтезироваться бактериями или гри­бами. Для бактериальной а-амилазы рН-оптимум нахо­дится в пределах рН 5,8-6,0, для грибной — рН 4,8-5,8, для солодовой — рН 4,7-5,4. При рН ниже 4,0 происхо­дит почти полная инактивация бактериальной α-амилазы, что необходимо учитывать, применяя данный фермент при приготовлении заквашенных заварок, жидких дрож­жей, ржаных и ржано-пшеничных полуфабрикатов, ко­нечная кислотность которых приближается к рН 4,0.

Использование грибной α-амилазы увеличивает объем изделий, усиливает аромат хлеба из смеси пшеничной и ржаной муки. Однако грибная а-амилаза обладает более низкой термостабильностью, чем бактериальная. Она ин­активируется уже при 63-71°С.

Термостабильная бактериальная α-амилаза сохраня­ет свою активность в интервале температур 80-110°С. Ее действие проявляется на протяжении всего процесса при­готовления хлеба; она может применяться как для увели­чения сахарообразующей способности в тесте, так и для предотвращения ретроградации крахмала, ведущей к черствению хлеба. Благодаря своей высокой термостабильно­сти бактериальная а-амилаза сохраняет активность вплоть до охлаждения хлеба. При этом в результате избыточного накопления в тесте растворимых декстринов мякиш хле­ба приобретает некоторую липкость.

Данного недостатка лишена мальтогенная амилаза, яв­ляющаяся изоферментом а-амилазы. Мальтогенная а-ами­лаза проросшего зерна образует смесь сахаров, содержащую 87% мальтозы и 13% глюкозы. Бактериальная мальтогенная α-амилаза гидролизует крахмал с образованием в основном мальтозы и небольшого количества мальтодекстринов со степенью полимеризации 1-6. Активность этой амилазы проявляется при температуре, соответствующей процессам клейстеризации крахмала, и резко снижается при температуре ниже 35°С. Хлеб, полученный с примене­нием этой амилазы, черствеет позже, чем хлеб, в котором использовали немальтогенные бактериальные амилазы.

Наибольшая эффективность от внесения ферментных препаратов с амилолитической активностью достигается при использовании муки с пониженной сахарообразую­щей способностью, автолитической активностью до 30%, с недостаточно эластичной, малорастяжимой клейковиной. В случаях, когда мука имеет слабую, излишне растяжи­мую клейковину, амилолитические препараты целесооб­разно применять одновременно с аскорбиновой кислотой или с другими улучшителями окислительного действия. Препараты с амилолитической активностью используют­ся при получении пшеничного и ржаного хлеба. Их до­бавляют в заварки при приготовлении жидких дрожжей, а также в ржаные закваски, опару и тесто. Наиболее ши­роко в технологии хлеба применяют амилолитические пре­параты микробного происхождения. Амилоризин П10х и Амилосубтилин Г10х — амилолитические препараты с активной а-амилазой. Применяются также неферменти­рованный солод и солодовые экстракты с активной а-ами- лазой, которые вырабатываются из проросшего зерна ржи, ячменя или тритикале.

Амилоризин П10х. Основной препарат, широко ис­пользуемый в хлебопекарной отрасли, ферменты которо­го продуцирует плесневый гриб Aspergillus oryzae, штамм 476-И.

В состав этого комплекса входят ферменты амилоли­тического и протеолитического действия, наибольшее зна­чение из которых имеет а-амилаза, катализирующая гид­ролиз крахмала до декстринов с разной молекулярной массой и некоторого количества мальтозы, а также эндо- и экзопротеазы, катализирующие расщепление высоко­молекулярных белков до пептидов и аминокислот.

В соответствии с нормативной документацией фермент­ный препарат Амилоризин П10х должен удовлетворять следующим требованиям:

• амилолитическая (декстринирующая) способность АС (ДС) — не менее 2000 ед. на 1 г воздушно-сухого пре­парата;
• осахаривающая способность (ОС) — не менее 150 ед. на 1 г;
• протеолитическая способность (ПС) — не более 7 ед. на 1 г воздушно-сухого препарата.

Для хлебопекарной промышленности особенно боль­шое значение имеет степень обсемененности препарата спорами Bacillus mesentericus (картофельная палочка) и Bacillus subtilis (сенная палочка), количество которых не должно превышать 110⁵. Поэтому на хлебопекарных пред­приятиях при выработке хлеба из пшеничной муки с добав­лением ферментных препаратов перед пуском их в произ­водство каждую партию препарата проверяют на обсемененность спорами картофельной палочки, проводя пробную лабораторную выпечку по ГОСТ 27669-88 «Мука пшенич­ная. Методы пробной лабораторной выпечки хлеба».

Стандартизация ферментного препарата обеспечивает­ся наполнителями. В качестве эффективного наполните­ля, оказывающего стабилизирующее действие на фермент­ные препараты, применяется сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ в сочетании с крахмалом (1: 1). Активность амилаз и про­теаз в течение года практически не изменяется. При ис­пользовании ферментных препаратов возможно снижение расхода жидких дрожжей до 20% к массе муки, так как при их внесении улучшаются бродильная активность, подъемная сила дрожжевых клеток. Биохимические пре­вращения под действием ферментов протекают практиче­ски на всех стадиях технологического процесса приготов­ления хлебобулочных изделий.

Для получения хлеба нормального качества большое значение имеет не только процесс газообразования, но и его динамика. При наличии в муке активной р-амилазы газообразование в процессе приготовления теста идет по возрастающей кривой, максимум которой приходится на 4-й час брожения. Такой ход процесса газообразования полностью обеспечивает выполнение требований норма­тивной документации к качеству изделий и роль β-амилазы муки здесь определена.

Претерпевает изменения и белковый комплекс. Реак­ции, протекающие с участием ферментов, оказывают боль­шое влияние на качество полуфабрикатов и изделий, по­этому необходимо регулировать их интенсивность. В ка­честве биологического улучшителя при приготовлении питательных смесей для жидких дрожжей, для активи­рования прессованных дрожжей, а также при выпечке специальных видов хлеба, например, рижского и др., ши­роко применяются неферментированный солод и солодо­вые препараты.

Однако кроме активной α-амилазы в неферментиро­ванном солоде содержатся активные протеолитические ферменты, поэтому при переработке муки со средними хлебопекарными достоинствами следует очень осторож­но подходить к подбору дозировки неферментированного солода и солодовых препаратов. С этой точки зрения ис­пользование ферментных препаратов со стабильной нор­мированной амилолитической и протеолитической актив­ностями предпочтительнее (легче рассчитать дозировку).

При переработке муки пониженного хлебопекарного достоинства, полученной из проросшего зерна, подвергну­того затем сушке при высокой температуре, рекомендует­ся интенсифицировать процессы брожения, что может быть достигнуто путем увеличения дозировки прессованных дрожжей или применения жидких дрожжей. Наиболее эффективно использование ферментных препаратов.

Амилосубтилин Г10х представляет собой очищенный бактериальный ферментный препарат, продуцируемый Bacillus subtilis. Препарат содержит а-амилазу, р-глюка- назу и протеазу. Оптимальные условия действия препара­та: рН 6,0-6,3 и температура 50-55°С. Стандартный пре­парат должен обладать амилолитической активностью не менее 3000 ед./г и протеолитической не более 2 ед./г.

Амилоризин П10х и Амилосубтилин Г10х, Г20х ока­зывают наиболее эффективное действие при добавлении к муке с упругой, недостаточно эластичной клеиковинои, с пониженной или нормальной сахарообразующей способ­ностью (180-250 мг мальтозы на 10 г муки) и автолити­ческой активностью до 30%.

Зарубежными фирмами также выпускаются фермент­ные препараты, обладающие амилолитической активно­стью. Аналогом Амилоризина П10х может служить пре­парат Fungamyl BG (фирма Novozymes A/S, Дания), приготовленный на основе очищенной грибной амилазы (оптимальны рН 5,8-6,0 и температура — 54-76°С), ко­торый вносят в дозировке 0,2-1,0 г на 100 г муки.

Препарат Novamyl (фирма Novozymes A/S, Дания) со­держит мальтогенную амилазу бактериального происхож­дения и проявляет максимальную активность в первой зоне выпечки тестовых заготовок (оптимумы рН 5,8-6,0 и температуры — 54-76°С). Он способствует накоплению мальтозы и декстринов, клейстеризации крахмала и за­медлению его ретроградации при хранении хлеба. Novamyl может применяться при производстве изделий из цельно­смолотого зерна. При хранении в полиэтиленовых паке­тах хлеб, полученный с применением Novamyl, сохраняет свежесть в течение 72 ч.

Для коррекции сахаро- и газообразующей способности муки, улучшения структуры мякиша, повышения объе­ма хлебобулочных изделий и продления срока сохране­ния их свежести применяют ферментные препараты Grin- darmyl 100, Grindarmyl Super AX (фирма Danisco, Дания).

Препараты Biobake 2000, Grindamyl MAX-LIFE U4, Grindamyl MAX-LIFE Е5 и Novamyl предназначены для удлинения срока сохранения свежести хлеба.

Препарат Grindamyl MAX-LIFE U4 — ферментный комплекс, состоящий из грибной и бактериальной ами­лаз, применяется для замедления черствения хлебобулоч­ных изделий, вырабатываемых опарными способами. Кро­ме того, добавление ферментного препарата Grindamyl MAX-LIFE U4 приводит к улучшению показателя стабиль­ности теста. Препарат Grindamyl MAX-LIFE E5 грибного происхождения целесообразно применять при ускоренных технологиях.

Ферментные препараты с активной глюкоамилазой.

Помимо амилолитических ферментных препаратов в тех­нологии хлеба применяются глюкоамилазные фермент­ные препараты. Глюкоамилаза гидролизует до глюкозы декстрины, образующиеся под действием α-амилаз. Дей­ствуя с нередуцирующих концов молекулы амилозы или амилопектина, глюкоамилаза отщепляет молекулу глюко­зы. Фермент расщепляет а-1,4-глюкозидные связи. Ами­лоза и амилопектин полностью превращаются в глюкозу. Теоретически из 100 г крахмала можно получить 111 г глюкозы. Однако, как правило, гидролиз крахмала, осо­бенно в высококонцентрированных растворах субстрата, не идет до конца. Препараты глюкоамилазы часто содер­жат активную трансгликозилазу, которая катализирует синтез негидролизуемых олигосахаридов с а-1,6-глюко- зидными связями. Действие трансгликозилазы особенно сильно возрастает при повышении концентрации крахма­ла и продуктов его гидролиза.

В нашей стране нашли применение следующие препа­раты с активной глюкоамилазой — Глюкоамилаза очи­щенная (ТУ 64-13-18-88) и Глюкоаваморин Г10х, Г20х.

В ФГБОУ ВПО ВГУИТ селекционирован штамм Rhi- zopus delemar В, который служит продуцентом препарата Глюкоделемарин П10х.

Глюкоаваморин Г10х, Г20х (продуцент Aspergillus awa- mori). Гриб Aspergillus awamori продуцирует менее актив­ную, чем Aspergillus oryzae α-амилазу, но в то же время более активную олиго-1,6-глюкозидазу и глюкоамилазу. Глюкоамилаза, действуя на крахмал, гидролизует а-1,4- глюкановые связи, последовательно отщепляя остатки глюкозы от нередуцирующих концов крахмальных цепей; декстрины не образуются. Более того, декстрины, образу­ющиеся в тесте при действии α-амилазы, будут гидроли­зоваться глюкоамилазой в глюкозу.

При применении Глюкоаваморина Г10х пористость мякиша изделий увеличивается, улучшаются вкус и аро­мат. Наилучший результат достигается при совместном внесении препарата с глюкозооксидазой и аскорбиновой кислотой. Глюкоаваморин Г10х находит применение при производстве высокоосахаренных ферментативных полу­фабрикатов и жидких дрожжей.

Для получения гидролизатов пшеничной муки реко­мендуется применение двух ферментных препаратов: Ами- лосубтилин Г10х — для разжижения мучной суспензии в процессе заваривания крахмалсодержащего компонента и Глюкоделемарин П10х — для его осахаривания после полной декстринизации. При применении Глюкоавамо- рина Г10х высокоосахаренные гидролизаты содержат до 88% глюкозы. При их применении возможна полная за­мена сахара-песка в городских булках и нарезных бато­нах. Степень осахаривания можно повысить до 97%, при­меняя после декстринизации крахмала ферментный пре­парат Глюкоделемарин П10х. Этот эффект обусловлен отсутствием трансгликозилазных ферментов в фермент­ном препарате Глюкоделемарин П10х. В условиях высо­коконцентрированных крахмальных суспензий (при гид­ромодуле 1: 1) вследствие защитного действия крахмала на глюкоамилазу и отсутствия трансгликозилаз, препа­рат Глюкоделемарин П10х (продуцент Rhizopus delemarB) осуществляет более глубокий гидролиз крахмала как при температуре 30°С (рис. 15.4, 15.5), так и при температуре 58°С, чем препарат Глюкоаваморин Г10х (продуцент Asper­gillus awamori). Максимальная активность фермента про­является при 55-58°С и рН 4,5-5,0.

При гидролизе крахмала глюкоамилазой Rhizopus de- lemarB в течение 48 ч конечным продуктом является глю­коза, тогда как при гидролизе крахмала глюкоамилазой Aspergillus awamori в гидролизатах содержатся глюкоза, мальтоза и следы олигосахаридов.

Высокоосахаренные ферментативные гидролизаты при­меняют как улучшители качества изделий, не содержащих сахар. При внесении гидролизата в опару или тесто в коли­честве 3% к массе муки в тесте повышается бродильная ак­тивность хлебопекарных прессованных дрожжей, интен­сифицируется процесс брожения. Это позволяет сократить продолжительность приготовления теста на 15-20% при улучшении показателей качества изделий (Л. П. Пащенко, 2002). Рекомендуется применение таких гидролизатов как заменителей сахара при производстве хлебобулочных из­делий. При этом продолжительность брожения теста сокра­щается на 11%. Изделия получаются хорошего качества.

Высокоосахаренные ферментативные гидролизаты с успехом могут применяться для предварительной акти­вации (адаптации) прессованных дрожжей. Наибольший эффект достигается при следующем составе питательной смеси: высокоосахаренный ферментативный гидролизат, мука и вода в соотношении 5:1:2 соответственно.

Глюкоамилаза очищенная ТУ 64-13-18-88 (оптималь­ные условия действия: рН 3,0-5,0; температура 55-60°С) — препарат, продуцентом которого являются гриб Aspergillus awamori или штамм дрожжей Endomycopsis sp. 20-9, на­ходит применение при производстве высокоосахаренных ферментативных полуфабрикатов и жидких дрожжей.

Ферментные препараты с активной β-галактозидазой. β-галактозидаза. Ее выделяют из культуры дрожжей Saссharomyces fragilis. Оптимум ее действия находится в интервале рН 6,7-6,9. Ферментный препарат β-галактозидазы позволяет увеличить дозировку в тесто сухого обезжи­ренного молока с 5 до 15-20%. β-галактозидаза гидролизу­ет лактозу до глюкозы и галактозы. Обогащение среды глюкозой интенсифицирует процессы спиртового броже­ния, вызываемого дрожжами в тесте; галактоза же участ­вует в молочнокислом брожении и в реакции меланоиди- нообразования.

Одновременно с β-галактозидазой рекомендуется вно­сить в опару Амилоризин П10х, а в тесто — улучшитель окислительного действия. В результате такого технологи­ческого приема возможно получить изделия с повышен­ным содержанием сухого молока, характеризующиеся высокими показателями качества, кроме того, в них вдвое повышается содержание ароматических веществ.

Ферментный препарат β-галактозидазы может быть выделен также из глубинной культуры гриба Alternaria tenuis, причем оптимум ее действия находится в интерва­ле рН 4,6-5,0, что максимально близко к условиям при­готовления теста.

Протеолитические ферментные препараты. Фермент­ные препараты этой группы применяют для регулирова­ния структурно-механических свойств клейковины муки. В технологии хлеба применяются протеазы грибного и бактериального происхождения. Бактериальные протеа­зы резко увеличивают растяжимость клейковины, умень­шая ее эластичность. Грибные протеазы увеличивают растя­жимость клейковины постепенно, при этом эластичность ее улучшается. Такой селективный гидролиз пептидных связей присущ грибным протеазам, проявляющим актив­ность в нейтральной и слабокислой среде. Введение про­теаз способствует пластификации теста, вследствие чего оно становится легко растяжимым, и хлеб имеет больший объем. Протеолитические ферментные препараты приме­няются при производстве изделий, технология которых требует особенно легкого, подвижного и растяжимого те­ста. В качестве препаратов бактериальной протеазы мо­гут быть использованы препараты Протосубтилин Г10х и 20х, Протозим (ТУ 9152-030-34588571-98), Нейтраза, Grindamyl PR.

Целлюлолитические ферментные препараты. Фер­ментные препараты этой группы применяют для стабили­зации физико-механических свойств теста, улучшения структуры мякиша хлебобулочных изделий, увеличения их объема и пористости. При производстве хлеба из ржа­ной муки или из смеси ржаной и пшеничной муки целлюлолитические ферментные препараты замедляют процес­сы черствения. Эффективно применение этих препаратов при выработке хлеба из цельносмолотого зерна с добавле­нием отрубей и других компонентов с повышенным со­держанием некрахмалистых полисахаридов.

В таблице 15.4 приведены данные о содержании основ­ных групп некрахмалистых полисахаридов — целлюло­зы и гемицеллюлоз, в зерне некоторых культур.

Целлюлоза— главный природный полимер, являю­щийся составной частью всех органов и тканей растений; относится к регулярным линейным полимерам глюкозы, в котором остатки глюкозы связаны р-1,4-гликозидной связью. Степень полимеризации в отрубях пшеницы и ржи составляет около 1000 глюкозных единиц. Молекулы цел­люлозы имеют плоскую зигзагообразную форму. Кольца глюкозы лежат в одной плоскости, их вращению вокруг гликозидной связи препятствуют водородные связи меж­ду гидроксильной группой при С₃ и кислородным атомом пиранозного кольца (рис. 15.6).

Целлюлоза — один из наиболее трудно гидролизуемых природных полимеров. В организме высших животных и человека не синтезируются ферменты, гидролизующие целлюлозу. Ее биодеградацию осуществляют ферменты микроорганизмов. Например, целлюлоза, входящая в состав пищевых волокон, микрофлорой толстого кишечни­ка человека расщепляется до 70%.

В гидролизе целлюлозы участвуют три основные груп­пы ферментов. Эндо-β-1,4-глюканазы катализируют не­упорядоченное расщепление целлюлозных молекул на крупные фрагменты. При действии экзо-β-1,4-глюканазы, или целлобиогидролазы от нередуцирующего конца целлюлозных молекул или их фрагментов отщепляется целлобиоза. Целлобиазы β-глюкозидазы) катализируют гидролиз целлобиозы и, с меньшей скоростью, небольшие целлоолигосахариды (целлотетрозу и целлопентозу) с об­разованием глюкозы. Некоторые микроорганизмы синте­зируют экзо-β-1,4-глюкозидазу, под действием которой от нередуцирующего конца целлюлозных субстратов отщеп­ляется глюкоза.

Индивидуальные эндо- и экзоглюканазы способны рас­щеплять нативную целлюлозу, однако в природе этот про­цесс происходит обычно под действием комплекса фермен­тов. Целлюлазные комплексы микроорганизмов и высших базидиальных грибов включают до 20 ферментных белков, среди которых, как правило, есть и эндо-, и экзоферменты.

Для гидролиза целлюлозы применяются комплексные ферментные препараты, выделяемые из культур микро­скопических грибов и актиномицетов и обладающие эндоглюканазной, целлобиогидролазной и целлобиазной активностью. Отдельные компоненты целлюлазных ком­плексов грибов и актиномицетов проявляют наибольшую активность при рН от 3,7 до 5,5, а комплексы в целом — при рН 4,5-5,5. Оптимальная температура действия отдель­ных компонентов — от 45 до 80°С, комплексов — 50-60°С.

Среди гемицеллюлоз наиболее значимы ксилоглюкан, ксиланы, глюкоманнаны, глюкогалактоманнаны, арабиноглюкуроноксилан. Гемицеллюлозы имеют структуры, способные агрегироваться с целлюлозой за счет водородных связей. Все гемицеллюлазные ферменты можно разделить на три группы: р-Д-глюканазы, р-ксиланазы и р-глюко- зидазы.

К β-D-глюканазам относится группа ферментов, ка­тализирующих расщепление β-глюканов с β-1,2-, β-1,3-, β-1,4- и β-1,6-связями.

Все β-глюканазы являются кислыми белками, содержа­щими большое количество карбоксильных и гидроксиль­ных групп. Эти ферменты являются гликопротеидами, они имеют углеводные фрагменты, содержащие остатки ман­нозы, глюкозы, галактозы.

К β-ксиланазам относятся ферменты, катализирую­щие расщепление р-гликозидных связей в β-ксиланах.

У большинства микроорганизмов, продуцирующих ксиланазы, найдено два типа ферментов, гидролизующих ос­новную цепь ксиланов: эндо-1,3-β-ксиланазы (ММ 16­50 кДа) и экзо-1,4-β-ксилозидазы (ММ 30-100 кДа). Оп­тимум действия ксиланаз наблюдается при рН от 4 до 7 и при температуре от 30 до 50°С.

Эти ферменты известны под названиями: генциобио-за, амигдалаза и целлобиаза. β-глюкозидаза является фер­ментом экзогенного действия, гидролитически расщепля­ющим последнюю от нередуцирующего конца β-1,4-связь в β-Д-глюкозидах, высвобождая β-Д-глюкозу. β-глюкозидаза проявляет широкую субстратную специфичность; не­которые ферменты этой группы гидролизуют также β-Д-галактозиды, β-Х-арабинозиды или β-Д-ксилозиды.

Преобладающими гемицеллюлозами злаковых культур являются пентозаны (ксиланы), составляющие 2,5-4% пшеничной и около 8% ржаной муки, в частности арабиноглюкуроноксилан. Пентозаны представлены водора­створимой (0,5%) и нерастворимой (1,9%) фракциями пшеничной муки. Пентозаны влияют на реологические свойства теста, обусловливая его устойчивость к растяже­нию. Нерастворимые пентозаны образуют с белками клей­ковины поперечные связи, оказывая тем самым влияние на упругие свойства теста и качество хлеба. Растворимые пентозаны обладают высокой водосвязывающей способ­ностью, чем существенно влияют на водопоглотительную способность теста.

Гидролиз нерастворимых пентозанов пентозаназами (ксиланазами) предотвращает образование комплексов пентозанов с клейковиной. Продукты частичного их гид­ролиза способствуют коагуляционным процессам — обра­зованию гидратированного клейковинного каркаса. Про­дукты гидролиза — ксилоолигосахариды препятствуют взаимодействию крахмала с белками, что замедляет про­цесс черствения хлеба. Образующиеся в результате гидро­лиза пентозанов арабиноза и ксилоза, принимают участие в обеспечении питанием молочнокислых бактерий и в про­цессах меланоидинообразования. При недостаточном со­держании гемицеллюлаз (арабинозидазы, экзоксиланазы, ксилобиазы), которые повышают долю растворимых пен­тозанов в тесте и соответственно доступность SH-групп бел­ков, снижается водопоглотительная и газоудерживающая способность теста. При введении в пшеничную муку пи­щевых волокон (отрубей, ячменных оболочек, микрокри­сталлической целлюлозы, цельносмолотого зерна, соевых волокон и др.) массовая доля муки снижается и уменьша­ется количество связанной воды в тесте. Тесто становится мягким, липким или слишком жестким, трудно обраба­тывается на машинах тесторазделочных линий. Среди кси- ланаз наиболее эффективны как улучшители хлебопекар­ных свойств муки те, которые имеют высокую активность как к растворимым, так и к нерастворимым пентозанам. При производстве хлеба пентозаназы и ксиланазы могут быть легко передозированы, что приведет к чрезмерному расщеплению пентозанов муки и снижению ее водосвязы­вающей способности, сделает тесто липким и маловязким.

С целью увеличения длительности сохранения свеже­сти хлеба препараты гемицеллюлаз применяются совме­стно с амилолитическими ферментами. Датская компания Novozymes A/S производит препарат Fungamyl Super, про­являющий амилолитическую и пентозаназную (ксиланазную) активность. Этот препарат улучшает водопогло­тительную способность муки и повышает эластичность клейковины. Препарат рекомендуется использовать при переработке муки с пониженной газообразующей способ­ностью и низкой автолитической активностью. Фермен­ты инактивируются в процессе выпечки тестовых загото­вок. При внесении в тесто препарата Fungamyl и препара­та Novamyl (фирма Novozymes A/S, Дания), содержащего бактериальную α-амилазу, период сохранения свежести хлеба без упаковки увеличивается с 12 до 96 ч, улучша­ются реологические свойства хлеба: набухаемость мяки­ша хлеба увеличивается на 30-40%, а его сжимаемость — на 17-44%. При добавлении препаратов гемицеллюлаз Veron HE и Veron ST, производимых немецкой корпора­цией Rohm. Tech. Inc. Malden, к пшеничной муке с добав­лением 30% муки из цельносмолотого зерна увеличивают­ся объем хлеба и длительность сохранения его свежести.

Ферментный препарат Pentopan Mono (фирма Novo- zymes A/S, Дания) проявляет пентозаназную активность, гидролизуя растворимые и нерастворимые пентозаны му­ки; препарат Pentopan BG обладает широким спектром ксиланазной (пентозаназной) и гемицеллюлазной актив­ности. Pentopan 500 BG представляет собой очищенный препарат фермента, полученного при культивировании Humicola insolens и проявляющего пентозаназную и геми- целлюлазную активность (оптимальные условия: рН 5-6 и температура 40°С). Эти препараты увеличивают гибкость глютенового каркаса. Их применение позволяет увеличить водопоглотительную способность муки, улучшить структур­но-механические свойства теста, увеличить объем хлеба.

Ферментные препараты фирмы Danisco (Дания) Grin- damyl Н, Grindamyl XV и Grindamyl S, обладающие гемицеллюлазной активностью и воздействующие на нераст­воримые пентозаны, применяются для регулирования водопоглотительной способности муки, улучшения рео­логических свойств теста, увеличения стабильности те­стовых заготовок при расстойке.

Липолитические ферментные препараты. Фермент­ные препараты этой группы, к которым относятся липа­зы, оказывают положительное влияние на реологические свойства теста, улучшая качество клейковины за счет об­разования дополнительных водородных связей и гидро­фобных взаимодействий между модифицированными гли­колипидами и белками клейковины. Есть основания пред­полагать, что липазы оказывают косвенное влияние как на белковую, так и на крахмальную составляющие муки.

Ферментные препараты липазы с успехом применяют­ся в технологии хлеба вместо эмульгаторов. В комплексе с препаратами, обладающими гемицеллюлазной и ами­лазной активностями, липазы обеспечивают заметное увеличение объема хлеба, полученного из смеси муки раз­личных зерновых культур. При получении французских багетов применение этого комплекса препаратов обеспе­чивает однородность мякиша, предотвращает чрезмерное брожение, приводит к увеличению удельного объема из­делий на 35-38%. Добавление к комплексу мальтогенной бактериальной а-амилазы позволяет получить дополни­тельный эффект — не черствеющий в течение 9 сут хлеб. Эластичность мякиша такого хлеба на 9-е сутки хранения такая же, как у трехдневного хлеба, полученного с при­менением 0,5% моноглицеридов. Ферментные препараты фирмы Danisco (Дания) Grindamyl EXEL (содержит липа­зу) и Grindamyl POWER Bake (содержит гликолипазу), об­ладающие липолитической активностью, улучшают струк­турно-механические свойства хлебного мякиша, продле­вают период сохранения его свежести.

Комплексный таблетированный ферментный препарат Grindamyl POWER Bake 4401 Tab помимо липазной обла­дает также амилазной и гемицеллюлазной активностью. Он применяется как при безопарных ускоренных, так и при традиционных опарных способах приготовления те­ста. Рекомендуется для изделий с низким содержанием жира в рецептуре. При минимальной дозировке (16-32 г на 100 кг муки) Grindamyl POWER Bake 4401 Tab позво­ляет получить максимальную эффективность улучшения свойств полуфабрикатов и качества изделий: улучшить реологические свойства теста; ускорить процессы броже­ния теста и окончательную расстойку тестовых заготовок; повысить стабильность тестовых заготовок при расстойке; увеличить удельный объем изделий; улучшить струк­туру мякиша, цвет и состояние верхней корки. Примене­ние этого препарата делает качество хлеба менее зависи­мым от хлебопекарных свойств муки.

Фирма Novozymes A/S (Дания) разработала фермент­ный препарат Lipopan F BG, который содержит липазу грибного происхождения (продуцент Aspergillus oryzae), гидролизующую 1,3-эфирные связи в триглицеридах. Он проявляет избирательную активность по отношению к фос­фолипидам, гликолипидам и триглицеридам. Препарат может быть использован для полной или частичной заме­ны пищевых эмульгаторов. Lipopan F BG улучшает свойст­ва теста при механической обработке, повышает его ста­бильность, улучшает качество изделий при дозировке препарата 0,15-6,00 г на 100 кг муки. При применении пре­парата липазы Novozym 766 BG (фирма Novozymes A/S, Дания) улучшаются свойства клейковины, увеличивает­ся удельный объем изделий, структурно-механические свойства мякиша, замедляется процесс черствения хлеба.

Липоксиглюкоаваморин — комплексный ферментный препарат, основным ферментом которого служит липоксигеназа. Этот фермент катализирует окисление кислородом воздуха ненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот и образуемых ими сложных эфиров. С наибольшей скоростью липоксигеназа катализирует окисление лино- левой, линоленовой и арахидоновой кислот, которые иг­рают важную роль в производстве пищевых продуктов. Окисление ненасыщенных жирных кислот при участии липоксигеназы приводит к образованию пероксидов и гид­ропероксидов, которые, обладая высокой окислительной способностью, окисляют новые порции ненасыщенных жирных кислот и каротиноидов. Очевидно, таким путем происходит сопряженное окисление хромофорной груп­пировки каротина пшеничной муки, вызывающее его обес­цвечивание.

Содержащиеся в препарате другие ферменты, в част­ности, глюкоамилазы и некоторое количество а-амилазы и протеазы, также положительно влияют на процесс при­готовления теста. Это выражается, прежде всего, в увели­чении степени и скорости гидролиза крахмала и белков муки до легкоусвояемых сахаров, пептидов и аминокис­лот, способствующих развитию дрожжевых клеток и мо­лочнокислых бактерий, сокращению процесса брожения, улучшению качества изделий и уменьшению степени их черствения. Таким образом, липоксиглюкоаваморин слу­жит в основном для отбеливания, увеличения пористости (объема) и продления срока свежести изделий.

Окислительно-восстановительные ферментные пре­параты. Ферментные препараты этой группы применяют в технологии хлеба для регулирования реологических свойств теста путем селективного изменения клейкови­ны. В качестве ферментов-окислителей применяют ли- поксигеназу, комплекс глюкозооксидазы и каталазы или комплекс, включающий липоксигеназу, пероксидазу и каталазу. Окислительные системы с липоксигеназой и глюкозооксидазой существенно влияют на реологические свойства теста: упругость теста повышается в первом слу­чае на 79%, во втором — на 75%, растяжимость теста сни­жается соответственно на 18 и 25%. Возрастает стабиль­ность и эластичность теста, интенсивность газообразова­ния при брожении.

Фермент липоксигеназа катализирует окисление цисформы линолевой, линоленовой и арахидоновой ненасы­щенных жирных кислот с образованием в основном гид­ропероксидов, которые являются активными окислителя­ми. Гидропероксиды вызывают окисление SH-групп в молекулах белков, протеолитических ферментов и акти­ватора протеолиза — глутатиона. Окисление SH-групп про­теаз и глутатиона инактивирует их, а в белках муки при­водит к образованию дополнительных дисульфидных свя­зей. В результате этого белки упрочняются, структура их делается более жесткой. Гидропероксиды также обесцве­чивают ксантофилловые и каротиноидные пигменты му­ки, что приводит к ее осветлению. Поскольку субстратами липоксигеназы служат свободные жирные кислоты, це­лесообразно вносить препарат липазы, а процесс окисле­ния проводить в тесте, содержащем жиры. Активность липоксигеназы в зерне пшеницы и в пшеничной муке от­носительно низкая. Липоксигеназная активность бобов сои в 10-20 раз выше, чем в зерне пшеницы и других злако­вых. Поэтому необезжиренная соевая мука, не подвергав­шаяся термической обработке и полученная из нативных бобов сои, является природным препаратом липоксигеназы.

В настоящее время на основе ферментативно-актив­ной соевой муки производят комплексные хлебопекарные улучшители: Magimix (Франция), «Меркурий», «Венера», «Кэмбридж» (Великобритания), «Союшка» (Россия).

Фермент глюкозооксидаза катализирует окисление глюкозы кислородом с образованием γ-глюконолактона. Глюкозооксидаза применяется в комплексе с каталазой. При окислении глюкозы глюкозооксидазой образуется глюконовая кислота и пероксид водорода — активный окислитель. Свободный пероксид водорода, не участвую­щий в окислительных процессах (избыточный), должен быть удален из системы, что достигается с помощью ката­лазы, разлагающей пероксид водорода на воду и кисло­род. Улучшение качества хлеба с глюкозооксидазой дости­гается при ее совместном применении с аскорбиновой кис­лотой. Система, включающая глюкозооксидазу, может активно действовать при наличии глюкозы, которая по­является при гидролизе сахарозы и мальтозы дрожжевы­ми ферментами β-фруктофуранозидазой и α-глюкозидазой. Поэтому применение глюкозооксидазы эффективно при высокой ферментативной активности дрожжей. Для повышения содержания в среде мальтозы вводят препа­рат грибной мальтогенной а-амилазы. Окислению сульф- гидрильных групп белков препятствуют ассоциированные с ним ксиланы. Для повышения доступности белков ис­пользуют ксиланазы. Значительное увеличение удельно­го объема хлебобулочных изделий наблюдается при ис­пользовании комплексного улучшителя, включающего глюкозооксидазу, каталазу, аскорбиновую кислоту, гриб­ную амилазу и ксиланазу. С целью предотвращения чер- ствения такая мультиэнзимная композиция может быть дополнена бактериальной а-амилазой.

Фирма Danisco (Дания) выпускает препарат глюкозо- оксидазы Grindamyl SURE bake. Фирмой Novozymes A/S (Дания) производится ферментный препарат глюкозоок- сидазы Gluzym Mono 10000 BG, рекомендуемая дозиров­ка которого составляет 0,3-5,0 г на 100 кг муки.

Ферментные препараты для замороженных полуфаб­рикатов. Ферментные препараты применяются для улуч­шения качества хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. При замораживании теста вследствие образования кристаллов льда происходит повреждение дрожжевых клеток и разрушение трехмерной структуры белков, приводящее к ослаблению клейковины. Поэтому замороженные хлебобулочные полуфабрикаты требуют более длительной выдержки перед выпечкой, а изделия из замороженного теста часто имеют недостаточный объем и неудовлетворительное качество. Этого можно избежать пу­тем добавления ферментных препаратов, способствующих усилению газообразования в тесте и упрочнению структу­ры клейковины. Наиболее часто применяются препара­ты, содержащие такие ферменты как α-амилаза, ксиланаза и глюкозооксидаза или различные композиции этих ферментов.

При выпечке заготовок из теста, заморожен­ного сразу после замеса и хранившегося в течение 14 не­дель при -18°С, отмечено значительное увеличение объе­ма и улучшение структуры мякиша (увеличение общей деформации и эластичности) при включении в рецептуру теста, помимо аскорбиновой кислоты и эмульгатора, фер­ментных препаратов ксиланазы и грибной α-амилазы. При включении в рецептуру хлеба, помимо аскорбиновой кис­лоты и эмульгатора, ферментных препаратов ксиланазы, грибной а-амилазы и глюкозооксидазы наблюдается еще большее увеличение его объема, но только при условии хра­нения замороженных полуфабрикатов не более 40 дней. При большем периоде хранения объем выпеченных изде­лий был меньше, чем в случае использования только фер­ментных препаратов ксиланазы и грибной α-амилазы. Добавление ферментных препаратов дает не такой выра­женный эффект, если тесто подвергается замораживанию после полной или частичной расстойки. Однако в этом случае, при добавлении ферментных препаратов ксиланазы, грибной α-амилазы и глюкозооксидазы объем булоч­ных изделий, выпеченных после двухмесячного хранения в замороженном состоянии, был на 30% больше, чем объем изделий, не содержавших ферментные препараты. Замо­роженные после частичной выпечки и хранившиеся 3 мес. при температуре -18°С багеты имели больший объем и лучший цвет при добавлении в тесто ферментных препара­тов ксиланазы, грибнойα-амилазы и глюкозооксидазы.

Булочные изделия, выпеченные из теста, заморожен­ного после частичной выпечки, имели лучшие объем и внешний вид при добавлении в тесто такой композиции ферментных препаратов. Изделия имели правильную фор­му и при их разрезании половинки удерживались вместе, что важно, если это булочки для хот-догов или сэндвичей.

Хлеб, выпеченный из замороженных полуфабрикатов, содержавших ферменты, дольше сохранял свежесть, чем хлеб из замороженных полуфабрикатов с эмульгаторами- моноглицеридами. На пятые сутки хранения при 24°С хлеб, выпеченный из замороженных полуфабрикатов, со­державших препарат мальтогенной а-амилазы или ее ком­бинацию с грибной амилазой и ксиланазой, имел более эластичный мякиш, чем хлеб из замороженных полуфаб­рикатов с эмульгаторами и даже свежевыпеченный хлеб.

Для улучшения структуры, пористости, цвета мякиша и увеличения объема изделий из замороженных полуфаб­рикатов применяются эффективные ферментные препа­раты: Lipopan 50 BG (фирма Novozymes A/S, Дания), со­держащий липазу; Pentopan 500 BG, Fungamyl Super АХ (фирма Novozymes A/S, Дания), содержащие ксиланазу; AMG 1000 BG, содержащий α-амилазу.