Виды брожения при приготовлении теста

Продукты брожения -- это по сути отходы, получившиеся во время превращения пирувата с целью регенерации NAD+ в отсутствие кислорода. Стандартные примеры продуктов брожения -- этанол (питьевой спирт), молочная кислота, водород и углекислый газ. Однако продукты брожения могут быть более экзотическими, такими как масляная кислота, ацетон, пропионовая кислота, 2,3-бутандиол и др.

В зависимости от способов тестоприготовления в хлебопекарных полуфабрикатах происходит преимущественно спиртовое брожение, вызываемое чистыми культурами хлебопекарных дрожжей, либо спиртовое брожение сочетается с молочнокислым брожением. Наряду с дрожжами и молочнокислыми бактериями в полуфабрикатах проявляет жизнедеятельность целый ряд микроорганизмов, попавших с мукой или дополнительным сырьем.

Из семейства сахаромицетов в хлебопекарном производстве применяется вид Saccharomyces cerevisiae, отдельные штаммы которого значительно различаются по составу ферментов и отношению к условиям внешней среды. В зависимости от условий дрожжевые клетки сахаромицетов получают необходимую для жизнедеятельности энергию за счет сбраживания углеводов при анаэробных условиях или за счет их окисления при аэробных условиях.

Спиртовое брожение

Спиртовое брожение осуществляется дрожжами и некоторыми видами бактерий, в ходе него пируват расщепляется на этанол и двуокись углерода. Из одной молекулы глюкозы в результате получается две молекулы питьевого спирта (этанола) и две молекулы углекислого газа. Этот вид брожения очень важен в производстве хлеба, пивоварении, виноделии и винокурении. Если в закваске высока концентрация пектина, может также производиться небольшое количество метанола. Обычно используется только один из продуктов; в производстве хлеба алкоголь улетучивается при выпечке, а в производстве алкоголя двуокись углерода обычно уходит в атмосферу, хотя в последнее время её стараются утилизировать. Процесс спиртового брожения протекает в несколько стадий и при участии многочисленных ферментов. Превращение пирувата в этанол идет в двух последовательных реакциях. В первой происходит его декарбоксилирование.

Реакция необратима, она катализируется пируватдекарбоксилазой, содержащей в качестве кофермента тиаминпирофосфат (ТПФ). Декарбоксилирование пирувата осуществляется через ряд промежуточных реакций. На последнем этапе оксиэтильная группа отщепляется от ТПФ в виде свободного ацетальдегида. Вторая реакция заключается в восстановлении ацетальдегида в этанол за счет восстановления никотинамидаденинди-нуклеотида (НАДН).

Суммарная реакция спиртового брожения имеет вид:

С6Н12О6 + 2 Рi + 2 АДФ 2 С2Н5ОН + 2 СО2 + 2 АТФ + 2 Н2О.

В это уравнение не входят НАДН и НАД+, так как образованный в процессе гликолиза НАДН вновь превращается в НАД+ в результате восстановления уксусного альдегида в этанол. Такая регенерация НАД+ поддерживает в анаэробных условиях непрерывное течение гликолитического процесса. Если бы этого не происходило, то гликолиз не мог бы идти дальше образования глицеральдегид-3-фосфата и, следовательно, невозможно было бы образование АТФ [8].

При спиртовом брожении, вызываемом дрожжами, используются гексозы; пентозы не сбраживаются. Легче всего дрожжи сбраживают глюкозу и фруктозу, значительно труднее - маннозу и особенно галактозу. Сахароза и мальтоза сбраживаются только после предварительного гидролиза до гексоз, осуществляемого ?-фруктофуранозидазой и ?-глюкозидазой соответственно. Лактозу сбраживают только особые дрожжи Saccharomyces fragilis, содержащие ?-галактозидазу, которая гидролизует этот дисахарид с образованием глюкозы и галактозы. Дрожжи сбраживают весьма высокие концентрации сахара, достигающие 60%, и накапливают в среде 10-15% этанола. Высокомолекулярные полисахариды (крахмал, инулин, гемицеллюлозы, целлюлоза) и продукты их неполного гидролиза не сбраживаются дрожжами, поскольку они не способны проникать через клеточные мембраны, а сами дрожжи не синтезируют ферменты, которые могли бы выделиться в окружающую среду и осуществить гидролиз этих полисахаридов до сбраживаемых сахаров.

Брожение начинается уже при замесе теста. В первые 1 - 1,5 ч дрожжи сбраживают собственные сахара муки - глюкозу, фруктозу; пентозы не сбраживаются. Мальтозу, которая образуется под воздействием фермента ?-амилазы на крахмал, дрожжи сбраживают после гидролиза ее ферментом дрожжей -?-глюкозидазой - на две молекулы глюкозы. Установлено, что пока концентрация глюкозы в среде не упадет до 0,2 … 0,6%, мальтоза дрожжами не сбраживается. Глюкоза активирует «мальтозимазную» репрессивную систему, ингибирующую синтез мальтазы (?-глюкозидазы). Сбраживание мальтозы начинается, как правило, только после лаг-периода; дисахарид проникает в клетку с помощью пермеаз.

Интенсивность спиртового брожения зависит от количества дрожжей и их бродильной активности, температуры, рецептуры, влажности теста, степени обработки теста, дозировки и вида улучшителей. Так, с повышением температуры с 26 до 35?С интенсивность газообразования возрастает в 2 раза. Интенсивный замес теста ускоряет брожение на 20 - 60%. Значительное влияние на процесс брожения оказывает наличие в полуфабрикатах растворимых форм азота, минеральных соединений, витаминов, необходимых дрожжам. Оптимум рН спиртового брожения 4 - 6.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >