Технология производства ржаного хлеба

Однако в определенных условиях дрожжи и МКБ могут угнетать друг друга:

• повышенное содержание заварки в составе питательной смеси и культивирование микроорганизмов при температуре 30° С обеспечивает интенсивное размножение дрожжевых клеток, создавая дефицит сбраживаемых сахаров для молочнокислых бактерии. Повышение температуры закваски до 32 °С неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности дрожжей, что приводит к ухудшению подъемной силы закваски, при этом интенсифицируется кислотонакопление;
• уксусная кислота, синтезируемая молочнокислыми бактериями в количестве 1 г на 100 г закваски, тормозит жизнедеятельность всех видов дрожжей;
• существует возможность прямого паразитирования молочнокислых бактерии на дрожжевых клетках с разрушением последних, особенно при повышенных температурах.

2.3. Процессы, протекающие при брожении ржаных полуфабрикатов

Сложный состав микрофлоры заквасок и теста обусловливает сложные биохимические и микробиологические процессы, протекающие при приготовления ржаного теста.

Важнейшим фактором, определяющим ход биохимических процессов в ржаной закваске и тесте, является видовой состав микрофлоры и его изменение в зависимости от условий внешней среды.

Изучение процессов сбраживания заквасок и теста показывает, что основными типами брожения являются спиртовое и молочнокислое гомо- и гетероферментативное, кроме того присутствуют в определенной мере другие типы брожения (пропионовокислое, бутиленгликолевое, ацетоноэтиловое, ацетонобутиловое и маслянокислое).

Молочная кислота придает хлебу кисловатый вкус, а летучие кислоты – специфический аромат. Кроме летучих кислот влияние на аромат хлеба оказывают ди- и трикарбоновые кислоты, а также карбонильные соединения, в том числе спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, серосодержащие соединения и многие другие. В образовании многих из них участвуют как молочные бактерии, так и дрожжи.

Установлено, что чем выше доля уксусной кислоты в общем содержании кислот, тем резче выражен кислый вкус готового изделия. Доля уксусной кислоты в общей кислотности ржаного теста составляет от 20 до 40%.

Молочная кислота благоприятно влияет на структурно-механические свойства ржаного теста, на пептизацию белков и амилолиз крахмала.

При повышении температуры брожения от 27 до 37 °С соотношение кислот изменяется в сторону увеличения молочной кислоты.

Уменьшение количества воды в закваске по отношению к муке приводит к увеличению скорости общего кислотонакопления и увеличение доли уксусной кислоты.

Внесение в закваску дрожжей формирует общее кислотонакопление, но снижает долю уксусной кислоты, что связано с образованием угольной кислоты из диоксида углерода.

Кроме того, важным фактором регулирования соотношения молочной и уксусной кислоты в заквасках является подбор соотношения различных видов молочнокислой микрофлоры.

При повышении кислотности среды в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий повышается растворимость азотистых веществ в воде, что приводит к снижению содержания глиадиновой и в меньшей степени глютениновой фракции белковых веществ ржаного теста, увеличению содержания растворимых белков в закваске, увеличению количества низкомолекулярных фракций белков.

Значительная часть белков ржаной муки в тесте неограниченно набухает, пептизируется, переходит в состояние вязкого коллоидного раствора, составляющего основу жидкой фазы ржаного теста.

Жидкая фаза ржаного теста определяет структурно-механические свойства ржаного теста: высокую вязкость, пластичность, малую способность к растяжению, низкую упругость.

Недостаточная и слишком большая пептизация белковых веществ в ржаном тесте нежелательна, т. к. может привести к чрезмерному разжижению теста и снижению его способности удерживать форму при расстойке и выпечке подовых видов хлеба.

2.4. Способы направленного регулирования биохимических процессов в ржаных полуфабрикатах

Основным способом регулирования биохимических процессов в ржаных полуфабрикатах является подбор вида и характеристик микрофлоры заквасок. Кроме того, неоднородность качества зерна ржи определяет различие в свойствах муки из него и необходимость корректировки хлебопекарных свойств муки для улучшения качества хлеба.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности микрофлоры ржаных заквасок необходима полноценная питательная среда и оптимальные условия приготовления (табл. 3).

Таблица 3

Основные компоненты, необходимые для питания бродильной микрофлоры ржаных полуфабрикатов

Вид микроорганизмов	Азотистое питание	Витамины и стимуляторы	Неорганич-еские соединения
Молочнокислые бактерии	- свободные  аминокислоты; - низкомолекулярные пептиды; - аргинин; - цистенин; - метионин; - фенилаланин; - триптофан; - тирозин; - глицин; - изолейцин; - пролин; - серин	биотин. В6, В12, В1, пиридоксин, никотиновая к-та, фолиевая к-та	Mn, Na, К, Сu, Fe, F, I, Mg, S
Дрожжи	лучшим источником азота является аммоний	инозит, биотин, пантотеновая к-та, глютамин	N, P, Mg, Fe, Сu

 

На рис 2. приведены различные виды продуктов, используемых на практике для обогащения необходимыми компонентами с целью создания полноценной питательной среды в ржаных заквасках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Систематизация источников необходимых компонентов для питательных сред ржаных заквасок.

2.5. Сроки обновления заквасок

В процессе производства хлеба путем систематического освежения закваски мукой и водой (питательной смесью) и поддержания оптимальной температуры создаются благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий. Для регулирования жизнедеятельности бродильной микрофлоры необходимо учитывать физиологические особенности вносимых культур и влияние на них отдельных факторов внешней среды. На развитие дрожжей и молочнокислых бактерий в ржаных и пшеничных полуфабрикатах влияет целый комплекс условий, в частности, температура, влажность, кислотность среды, количество заварки, качество муки, особенно автолитическая активность, микробиологическое состояние сырья и воды, а также санитарное состояние на предприятии.

Нарушения технологического процесса приготовления закваски вызывают изменения в составе микрофлоры закваски, в частности, снижение количества дрожжевых клеток и увеличение бактерий, быструю порчу закваски, ухудшение свойств теста и качества хлеба.

Важным условием производства ржаных и ржано-пшеничных сортов хлеба является строгий технологический и микробиологический контроль приготовления закваски и теста.

При правильном ведении технологического процесса ржаные закваски можно готовить в течение 0,5-1 года без полного обновления заквасок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Приготовление и применение заквасок для хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки

Необходимая кислотность полуфабрикатов обеспечивается жизнедеятельностью специфической бродильной микрофлоры –  молочнокислыми бактериями. В 1 г муки содержится от десятков тысяч до нескольких млн микроорганизмов. Качественный состав микроорганизмов разнообразен. В ней встречаются грибы, бактерий, актиномицеты и другие виды микроорганизмов, но находятся они в малоактивном состоянии. При влажности муки менее 15% все виды микроорганизмов находятся в неактивном состоянии, при увеличении влажности до 40-50% в полуфабрикатах хлебопекарного производства создаются благоприятные условия для их развития. Аминокислоты, сахара, витамины муки переходят в раствор и становятся доступными для микроорганизмов. Кривая зависимости числа клеток от продолжительности брожения для всех микроорганизмов имеет участок стабилизации – период задержки роста, а затем возрастает, что характеризует период быстрого размножения микрофлоры.

С этого момента между различными микроорганизмами начинается конкурентная борьба за овладение средой обитания, в которой побеждают те микроорганизмы, которые лучше других приспособлены к жизни в данных условиях. Наиболее приспособлены к условиям теста МКБ. Размножаясь быстрее других, они образуют молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность других микроорганизмов. Первыми погибают щелочелюбивые микроорганизмы (гнилостые бактерии и др.), затем – микроорганизмы, предпочитающие нейтральную среду (бактерии группы кишечной палочки). При дальнейшем повышении кислотности прекращают жизнедеятельность кислотолюбивые бактерии (маслянокислые, уксуснокислые и др.). Сахаромицеты являются факультативными анаэробами, то есть способны размножаться и существовать в бескислородных условиях мучных полуфабрикатов.

В результате культивирования остаются дрожжи и МКБ, растущие при высокой кислотности полуфабрикатов (закваски, тесто) в анаэробных условиях. Таким образом, накопление дрожжами и молочнокислыми бактериями спирта, молочной кислоты и отсутствие кислорода не допускает развитие в них посторонних микроорганизмов. При этом дрожжи и МКБ являются синергистами.

Таким образом, если смешать муку с водой, а потом к приготовленной смеси через определенные промежутки времени добавлять новые порции муки и воды, то в ней накапливаются МКБ, активность которых нарастает.

3.1. Приготовление ржаной закваски

В практике известно много способов приготовления ржаной закваски, которые по консистенции могут быть густыми и жидкими.

Способ приготовления ржаной закваски спонтанного брожения на прессованных дрожжах и муке схематично представлен на рис. 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Этапы приготовления ржаной закваски спонтанного брожения

На первом этапе происходит размножение дрожжевых клеток, а после нескольких освежений, наряду со спиртовым брожением, отмечаются признаки развития молочнокислой микрофлоры. После каждого освежения закваска становится более кислой, благодаря увеличению количества бактерий, вызывающих закисание теста. Смешивая муку, воду и прессованные дрожжи и поддерживая определенную температуру, создаются благоприятные условия для размножения бактерий.

Данная схема получения закваски имеет следующие недостатки:

• значительная продолжительность процесса, включающая 7 фаз общей продолжительностью около 20 часов;
• нестабильность свойств закваски, так как в результате выведения возможно размножение неспецифичной микрофлоры, что приводит к

получению хлеба неудовлетворительного качества.

Получение  полуфабрикатов хлебопекарного  производства  стабильного качества основано на использовании заквасок, характеризующихся наличием специальной микрофлоры.

Разработано большое количество способов приготовления ржаных заквасок. Традиционный технологический процесс производства ржаного и ржано-пшеничного хлеба, является многофазным и делится на два главных этапа: приготовление закваски, приготовление теста (рис. 4).

Приготовление закваски делится на разводочный цикл, включающий три фазы, и производственный цикл.

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Схема приготовления ржаного теста с использованием непрерывно возобновляемой закваски

Разводочный цикл приготовления закваски состоит чаще всего из фаз: дрожжевая, промежуточная и основная закваска (табл. 4). Приготовление заквасок разводочного цикла основано на принципе выращивания микроорганизмов без отбора на основе закваски предыдущего приготовления. Целью приготовления заквасок разводочного цикла является получение определенного количества активных молочнокислых бактерий. При этом в процессе разводочного цикла увеличивается конечная кислотность закваски.

Таблица 4

Режимы приготовления заквасок разводочного цикла

Наименование закваски	Температура, °С	Продолжительность, ч	Конечная кислотность, град
			из обойной муки	из обдирной муки
Дрожжевая	27-28	4,5-5,0	9-10	7-9
Промежуточная	27-28	4,0-4,5	10-11	8-10
Основная	28-29	3,5-4,0	11 -12	11-14

 

Готовую исходную закваску используют для приготовления теста. С этого момента, начинается производственный цикл и дальнейшее выращивание микроорганизмов закваски проводится с отборами. От готовой исходной закваски отбирают 2/3 или 3/4 ее объема, а к оставшейся 1/3 или 1/4 добавляют такое количество муки и воды, чтобы восстановить прежний объем. Готовность заквасок определяется по конечной кислотности, подъемной силе и органолептическим показателям [7].

3.2. Применение лактобактерина для  приготовления ржаных заквасок

Около полувека назад в центральной лаборатории Ленинградского треста хлебопечения были начаты исследования микробиологии и биохимии микроорганизмов ржаных заквасок с целью совершенствования технологии их приготовления.