Главная \ Закваски промышленные \ Бактериальные пробиотические закваски в хлебопечении \ Влияние пробиотических микроорганизмов на качество хлебобулочных изделий

Влияние концентрата бифидобактерий и пропионовокислых бактерий на качество ржано-пшеничного хлеба

ВЛИЯНИЕ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ НА КАЧЕСТВО ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Влияние пробиотических микроорганизмов на качество хлебобулочных изделий

ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО КОНЦЕНТРАТА БИФИДОБАКТЕРИЙ И ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ НА КАЧЕСТВО РЖАНО-ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА

В статье представлены результаты исследований о влиянии комбинированного концентрата бифидобактерий и пропионовокислых бактерий на качество хлебобулочных изделий. На основании проведенных исследований определены рецептура и режимы производства ржано-пшеничного хлеба. Установлено, что использование концентрата интенсифицирует технологический процесс, способствует увеличению количества витаминов группы В, улучшает качество и увеличивает сроки хранения готовых изделий.

В настоящее время в решение проблемы сохранения здоровья большой вклад вносит питание. В рационе питания высок удельный вес зерновых продуктов массового спроса, поэтому очень важно. чтобы такие продукты имели не только высокие качественные характеристики, но и функциональную направленность.

Ржаные сорта хлеба, пользующиеся повышенным спросом у потребителей, относятся к хлебобулочным изделиям функционального назначения. В ржаной муке по сравнению с пшеничной содержится больше незаменимых аминокислот, некоторых минеральных веществ и витаминов, в большом количестве содержатся высокомолекулярные пентозаны, т.е. слизи. Обладая высокой гидрофильностью, они не только участвуют в формировании структурно-механических свойств ржаного теста, но и способствуют улучшению работы желудочно-кишечного тракта. Пентозаны адсорбируют и выводят из организма продукты обмена и все вредные вещества, попадающие в него из воздуха, воды и с другими продуктами питания.

ржаная мукаРжаная мука по свои хлебопекарным свойствам существенно отличается от пшеничной вследствие большого различия их углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов. В отличие от пшеничной муки ржаная всегда содержит активный фермент α-амилазу, который при замесе теста ускоряет гидролиз крахмала до декстринов. Белки ржаной муки не образуют клейковины, а большая их часть способна неограниченно набухать, пептизироваться и переходить в состояние вязкого коллоидного раствора. Слишком большая пептизация белков в ржаном тесте может привести к чрезмерному разжижению теста и снижению способности тестовых заготовок удерживать форму. Ограничить степень набухания белков ржаной муки, увеличить вязкость теста и его газоудерживающую способность и снизить активность α-амилазы в начальный период выпечки позволяет быстрое увеличение кислотности. Таки образом, для получения ржаного хлеба  хорошего качества требуется высокая кислотность теста [1, 3].

Необходимая кислотность полуфабрикатов обеспечивается жизнедеятельностью специфической бродильной микрофлоры: молочнокислыми бактериями, дрожжами и др. В связи  с этим традиционные технологии производства ржаного хлеба основаны на применении для подкисления теста биологических  заквасок.

Целью настоящей работы является изучение влияния концентрата бифидобактерий и пропионовокислых бактерий на качество хлебобулочных изделий из ржаной муки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования служили ржаная и пшеничная мука, бактериальный концентрат на основе пробиотических микроорганизмов: бифидобактерий штамм Bifidobacterium longum B379M и пропионовокислых бактерий штаммы Propionibacterium freudenreichii ВКПМ-4544, Propionibacterium freudenreichii subsp. freudenreichii AC-2500, полученных из фонда ВКМ Института биохимии и физиологии микроорганизмов (Москва) и активизированных уникальным биотехнологическим способом, разработанным в ВСГУТУ [4].

Количественный учет микроорганизмов проводили по ТУ 10-10-02-789-192-95 методом предельных разведений; морфологию клеток бактерий - путем приготовления препаратов, окрашенных метиленовым синим или по Граму с последующим микроскопированием в иммерсионной системе; идентификацию культур при совместном культивировании – методом угнентения пропионовокислых бактерий антибиотиком (тетрациклином); титруемую кислотность ржаных полуфабрикатов в градусах Неймана определяли титрованием 0,1 и раствором щелочи с индикатором фенолфталеином; подъемную силу ржаной закваски – методом «всплывания шарика», пористость хлеба – ГОСТ 5669-97, кислотность хлеба – ГОСТ 5670-97, влажность хлеба – ГОСТ 221094-88; содержание витамина В12 – спектрофотометрическим методом, содержание витамина В1 и В2 – флюорометрическим методом. Для органолептической оценки качества готового продукта был выбран профильный метод. Статистическую обработку результатов проводили, используя пакет стандартных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Для производства хлеба с высокими качественными характеристиками и функциональными свойствами авторами разработан концентрат микробной ассоциации бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, подобраны специальные штаммы бифидобактерий Bifidobacterium longum B379M и пропионовокислых бактерий штаммы Propionibacterium freudenreichii subsp. freudenreichii AC-2500, Propionibacterium freudenreichii ВКПМ-4544 в соотношении 1:1:2, обладающие высокой биохимической активностью, антагонистической и витаминсинтезирующей активностью.

На первом этапе исследований была изучена биохимическая активность концентрата комбинированной закваски на заварке из ржаной муки.

Активизацию концентрата комбинированной закваски проводили на заварке с соотношением муки и воды 1:3, что соответствует влажности 65-70% и температуре 32±20С, оптимальной для совместного развития бифидобактерий и пропионовокислых бактерий.

В ржаную заварку вносили различные дозы концентрата комбинированной закваски. Кислотность –  объективный показатель готовности полуфабрикатов в процессе брожения. В процессе ферментации контролировали титруемую кислотность и количество клеток пробиотических микроорганизмов. Динамика кислотообразования представлена на рисунке 1.

Влияние дозы концентрата на кислотообразование

Анализ представленных данных показывает, что активность кислотообразования увеличивается пропорционально повышению качества вносимого концентрата  бифидобактерий и пропионовокислых бактерий. При внесении 5 Е.А. кислотность составляет 9,5 0H через 10 ч. культивирования. При этом количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов достигает 109 КОЕ в 1 см3 (рис. 2).

Влияние дозы концентрата на рост клеток

Следует отметить, что существует прямая зависимость между нарастанием кислотности и общим количеством пробиотических микроорганизмов.

На основании проведенных исследований выбрана оптимальная доза закеваски 5 Е.А., которая обеспечивает необходимую кислотность и достаточное количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов.

На следующем этапе исследований с использованием концентрата были разработаны рецептура и режим приготовления ржано-пшеничного хлеба на основе ржаной закваски, обладающей высокими показателями качества: подъемная сила равна 5±2 мин., конечная кислотность – от 14 до 16 0H. При этом количество и длительность разводочного и производственного циклов сокращается, что объясняется высокой биохимической активностью концентрата.

В дальнейших исследованиях  была проведена товароведная оценка качества разработанного хлеба. В качестве контроля был взят хлеб, выпеченный по традиционной технологии с использование хлебопекарных дрожжей и сухого лактобактерина.

На рисунке 3. представлены лепестковые диаграммы органолептические показатели контрольных и опытных образцов хлеба.

Профилограмма качества хлебобулочных изделий

Как показали результаты дегустационной оценки, представленные на рисунке 3, опытные образцы хлеба по органолептическим показателям значительно превосходят контрольные. Дегустационной комиссией отмечено, что опытный образец обладает особым  привкусом и ароматом, а вкус и запах контрольного образца менее выражены. На изображенных лепестковых диаграммах наглядно видно, что применение комбинированной закваски позволяет получить хлеб с улучшенными органолептическим свойствами, с ярко выраженным вкусом и ароматом, в отличие от контроля. Вероятно это связано с активным газообразованием в результате деятельности пропионовокислых бактерий. Изменения во вкусе и запахе хлеба объясняются продуктами брожения бифидобактерий и пропионовокислых бактерий: это пропионовая, уксусная, молочная и янтарная кислоты, диацетил, ацетоин, также образуются различные летучие соединения (диметилсульфид, ацетальдегид, пропионовый альдегид), которые придают специфически вкус и аромат хлебобулочным изделиям.

Технологические испытания показали, что готовый хлеб по органолептическим и физико-химическим показателям отвечает требованиям ГОСТ 2077-84 «Хлеб ржаной, ржано-пшеничный и пшенично-ржаной. Общие технические условия» и отличается высокими потребительскими свойствами. Соблюдение предложены параметров приготовления ржано-пшеничного хлеба позволяет получить хлеб хорошего качества. В таблице 1 показаны физико-химические показатели хлеба.

Таблица 1. Физико-химические показатели хлебобулочных изделий

Показатели качества
ГОСТ 2077-84
Контроль
Опыт
Влажность, % не более
49,5
47,4±0,1
45,3±0,2
Кислотность, 0H, не более
10
8±0,2
7,5±0,3
Пористость, % не менее
55
62±1
73±2
Удельный объем, см3
-
1,75±0,04
2,0±0,05
Витамин В1, мг/100г
-
0,35-0,37
0,53-0,57
Витамин В2, мг/100г
-
0,29-0,32
0,40-0,43
Витамин В12, мкг/100г
-
 
0,65-0,85

Как видно из данных таблицы 1, применение комбинированной закваски способствует увеличению количества витаминов группы В в хлебе. Установлено, что при выпечке сохраняется более половины витаминов, содержащихся в полуфабрикате.

В процессе брожения пробиотических микроорганизмов синтезируются не только витамины В1 и В2, но и витамин В12. Витамин В12 содержится главным образом в продуктах животного происхождения и должен поступать в организм с пищей. Это особенно важно для вегетарианце и лиц, ограничивающих себя в пище животного происхождения или страдающих различными заболеваниями, причиной которых служит дефицит витамина В12 в организме [2].

Таким образом, использование комбинированного концентрата. содержащего бифидобактерии и пропионовокислые бактерии при производстве ржано-пшеничного хлеба повышает его потребительские свойства.

Качество хлебобулочных изделий обусловлено не только свойствами компонентов, входящих в их состав, но и процессами, протекающими при хранении готовых изделий.

Определение зараженности хлеба картофельной палочкой производилось согласно Инструкции по предупреждению картофельной болезни хлеба.

Как было установлено, концентрат комбинированной закваски обладает высокой антагонистической активностью по отношению к споровой микрофлоре. Для изучения влияния стартовых культур на устойчивость хлебобулочных изделий к микробиологической порче образцы готового хлеба были заложены на хранение в обычные и провоцирующие условия за наблюдением развития картофельной болезни и плесневения. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Влияние комбинированной закваски на микробиологическое состояние ржано-пшеничного хлеба при хранении в различных условиях

Продолжительность хранения, ч
Характеристика хлеба на заквасках
Хранение в комнатных условиях:
t воздуха в помещении 21±1 0С
Хранение в провоцирующих условиях: t=37±1 0С, влажное обертывание
контроль
опыт
контроль
опыт
24
-
-
+∆
-
48
-
-
++∆
-
72
-
-
~
-
96
-
~
-
120
∆∆
-
~
-
144
~
-
~
168
~
~
∆(+)

Обозначение:  (+) - слабое поражение хлеба картофельной болезнью; + - среднее поражение хлеба картофельной болезнью; ++ - выраженное поражение хлеба картофельной болезнью; ∆ - плесневение; ∆∆ - сильное плесневение; ~ - образец снят с исследования

Из таблицы 2 видно, что наилучшие результаты при хранении в провоцирующих условиях показал хлеб, приготовленный на основе разработанной комбинированной закваски. Контрольный образец, несмотря на высокую кислотность мякиша, выявил признаки картофельной болезни и плесневения уже через 24 ч. после выпечки, в опытных образцах признаки картофельной болезни проявились лишь спустя 7 суток хранения.

Таким образом, подавление развития микробиологической порчи может быть обусловлено не только кислотностью полуфабрикатов и готовых изделий, но и антагонизмом заквасочных культур по отношению к возбудителям картофельной болезни, а именно продуцированием соответствующих бактериоцинов и летучих жирных кислот – пропионовой и уксусной.

В результате проведенных исследований установлено, что применение комбинированной закваски позволяет увеличить сроки хранения ржано-пшеничного хлеба до 5-6 суток и повысить устойчивость к «картофельной болезни» и плесневению за счет высокой антагонистической активности пробиотических микроорганизмов.

ВЫВОДЫ

Исследована биохимическая активность концентрата бифидобактерий B. longum B 379M и пропионовокислых бактерий P. freudenreichii subsp. freudenreichii AC-2500 и P. freudenreichii ВКПМ-4544 на заварке из ржаной муки. Обнаружено, что жидкая ржаная закваска на концентрате бифидобактерий и пропионовокислых бактерий обладает высокой бродильной активностью, хорошей подъемной силой и содержит высокий титр бифидобактерий и пропионовокислых бактерий.

На основании проведенных исследований определены рецептура и режимы производства хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки 1 и 2 сорта. Установлено, что использование концентрата бифидобактерий и пропионовокислых бактерий интенсифицирует процесс приготовления хлеба и улучшает качество готовых изделий.

Установлено, что использование концентрата бифидобактерий и пропионовокислых бактерий улучшает качество хлебобулочных изделий. Проведенные исследования показали, что применение концентрата комбинированной закваски способствует увеличению количества витаминной группы В, особенно витамина В12.

Доказана эффективность подавления картофельной болезни с помощью заквасок, выведенных на культурах бифидобактерий и пропионовокислых бактерий. В результате проведенных исследований установлено, что применение разработанного концентрата комбинированной закваски позволяет увеличить сроки хранения ржано-пшеничного хлеба до 5-6 суток и повысит устойчивость к «картофельной болезни» и плесневению.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. – 9-е изд.: перераб. и доп. / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. – СПб, Профессия, 2003. – 416 с.
  2. Кузнецова Л.И., Павловская Е.Н., Афанасьева О.В., Красникова Л.В., Машкин Д.В., Баранова М.Г. Обогащение хлеба витаминами путем комплексного использования заквасок // Хлебопечение России. – 2005. - №2. – С.14-15.
  3. Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. – 4-е изд. перераб. и доп. – СПб: ГИОРД, 2004. – 264 с.
  4. Хамагаева И.С., Кривоносова А.В., Раднаева Р.Б. Биотехнологический потенциал пропионовокислых бактерий // Молочная промышленность. – 2007. - №11. – С. 30-31

Источник:

Хамагаева И.С. Влияние пробиотических микроорганизмов на качество хлебобулочных изделий // Товаровед продовольственных товаров. – 2014. - №5. – С.9-14

INFLUENCE OF THE MICROORGANISMS ON THE QUALITY OF BAKERY PRODUCTS

К разделу: ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

См. также: Способ приготовления закваски для производства хлеба