Разработка биотехнологии пшеничного хлеба на заквасках, обеспечивающих повышение качества и микробиологическую стабильность

Конкурс молодых ученых

Заключение. Доказана эффективность использования солодового экстракта при производстве мучных кондитерских изделий. Введение в рецептуры солодового экстракта позволило улучшить пищевую ценность изделия, в том числе увеличить содержание белка на 22%, витаминов В2, Са и Мд в 2 раза. При этом полностью исключается углеаммонийная соль и снижается содержание сахара-песка на 10-13%.

Савкина О.А., Локачук М.Н.

РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА НА ЗАКВАСКАХ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ

Санкт-Петербургский филиал ФГАНУ «НИИ хлебопекарной промышленности»

Актуальность. В России в условиях высокой конкуренции среди производителей хлебобулочных изделий повысились требования к качеству и микробиологической безопасности продукции. Разработка биотехнологии заквасок с направленным культивированием микроорганизмов, позволяющих обеспечить высокое качество и микробиологическую стабильность хлебобулочных изделий в процессе хранения, является перспективным шагом в решении этих вопросов. Технология приготовления хлеба на заквасках многофазна, длительна и требует постоянного контроля качества полуфабрикатов. В современных условиях дискретного производства, переработки сырья нестабильного качества актуальными являются исследования по разработке стартовых композиций с оптимизированным составом микроорганизмов с высокими биотехнологическими свойствами, обеспечивающих стабильное высокое качество изделий, их устойчивость к микробной порче, сокращение производственного цикла приготовления закваски.

Целью работы являлась разработка нового вида пшеничной закваски с использованием штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей, обеспечивающих высокое качество и безопасность хлебобулочных изделий в условиях дискретного режима работы хлебопекарных предприятий.

Материал и методы. Объектами исследования явились 5 штаммов молочнокислых бактерий рода Lactobacillus и 12 штаммов дрожжей видов Candida milleri и Saccharomyces cerevisiae из коллекции «Молочнокислые бактерии и дрожжи для хлебопекарной промышленности» Санкт-Петербургский филиал ФГАНУ «Научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности», а также полуфабрикаты (пшеничная закваска, тесто), хлеб пшеничный.

Скрининг штаммов дрожжей видов S. cerevisiae и C. milleri осуществляли по их бродильной активности в солодовом сусле и водно-мучной питательной смеси (влажностью 65%). Бродильную активность дрожжей определяли по количеству выделившегося углекислого газа при выращивании с сернокислотными затворами Мейссля. Скрининг штаммов молочнокислых бактерий осуществляли по их кислотообразующей способности в солодовом сусле (12% сухого вещества), водно-мучной питательной смеси (влажностью 65%) и антагонистической активности по отношению к возбудителям картофельной болезни хлеба. Для оценки качества полуфабрикатов и хлеба определяли: в полуфабрикатах (закваска, тесто) - влажность, кислотность, температуру, подъемную силу, содержание летучих кислот и спирта; в готовых изделиях - влажность, кислотность и пористость, удельный объем и структурно-механические свойства мякиша (сжимаемость). Для установления влияния закваски на интенсивность плесневения принудительно заражали ломтики хлеба плесенью Penicillium chryzogenum.

Результаты. Установлено, что при брожении в водно-мучной питательной смеси наибольшее количество диоксида углерода через 24 ч брожения выделялось у штаммов дрожжей S. cerevisiae Y139 и C. milleri Y126. Наибольшей кислотообразующей и антагонистической активностью обладал штамм молочнокислых бактерий L. plantarum Е90, а наибольшее количество летучих кислот, участвующих в формировании вкуса и запаха, продуцировали штаммы L. plantarum Е104 и L. brevis Е120. На основе штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей с наилучшими характеристиками была разработана стартовая микробная композиция для выведения закваски.

Для приготовления стартовой композиции монокультуры наращивали на солодовом сусле и смешивали в установленном соотношении с наполнителем, высушивали в сушильном шкафу с конвекцией до содержания сухих веществ не менее 80% и не более 90%. Полученную стартовую композицию использовали для выведения закваски влажностью 65%, для чего в питательную смесь, состоящую из муки пшеничной хлебопекарной 1-го сорта и воды, вносили сухую микробную композицию. Изучали влияние разработанной пшеничной закваски на физико-химические и органолептические показатели теста и готовых изделий в количестве закваски муки от 5 до 25% с шагом 5% при производстве хлеба из пшеничной муки 1-го сорта. Установлено, что при внесении ее в количестве 5-15% наблюдалось увеличение кислотности в 1,2-1,8 раза, удельного объема - на 11,5-15,4%, сжимаемости мякиша - на 9,1-12,1% соответственно по сравнению с хлебом, приготовленным безопарным способом. Содержание летучих кислот существенно повысилось в опытном образце с использованием 10% муки в закваске на 45,3%, в опытном образце с использованием 15% муки в закваске - на 16% по сравнению с контролем, при этом содержание спирта уменьшилось на 45 и 41,5% соответственно, что оказало положительное влияние на аромат хлеба. Установлено замедление плесневения на 12-14 ч в опытных образцах по сравнению с контролем.

Заключение. Разработана биотехнология пшеничной закваски для условий дискретного режима производства на основании новой микробной композиции из штаммов молочнокислых бактерий L. plantarum Е90, L. plantarum Е104 и L. brevis Е12 и дрожжей S. cerevisiae Y139, позволяющая вести и сохранять закваску в активном состоянии

Часть II. Пищевые технологии и биотехнологии

без максимальных материало-, трудо- и энергозатрат, сократить общую продолжительность процесса производства хлебобулочных изделий примерно в 1,5 раза по сравнению с безопарным способом, улучшить качество готовых изделий и устойчивость к плесневению.

Саркисян В.А., Фролова Ю.В.

РАЗРАБОТКА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ОСНОВ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ В ГРАДИЕНТЕ ПОЛЯРНОСТИ

ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Актуальность. Методы дифференциального центрифугирования нашли широкое применение в области нутри-циологии и диетологии в качестве низкозатратных и высокоэффективных способов аналитических и препаративных исследований. Наиболее часто используемым методом является центрифугирование в градиенте плотности, при котором изучаемые смеси разделяются на основании различия их плотностей. Существенным недостатком этого метода является то, что центрифугирование проводится в водных растворах, плотность которых всегда выше плотности веществ липидной природы, в связи с чем невозможно проводить дифференциальное разделение смесей липидов. Учитывая все большую роль, уделяемую липидам в развитии алиментарно-зависимых заболеваний, разработка метода дифференциального центрифугирования липидов в дополнение к существующим хроматогра-фическим методам является актуальной задачей.

Целью данной работы являлась разработка фундаментальных основ и практическое применение метода дифференциального центрифугирования сложных смесей липидов на примере фосфолипидов.

Материал и методы. В качестве объекта изучения была использована смесь фосфолипидов из мозга телят, выделенная осаждением в холодном ацетоне (чистом для спектроскопии) фракции общих липидов, полученной экстракцией в системе гексан:изопропанол:сульфат натрия. В качестве среды для центрифугирования были использованы глицерин (USP) и изобутанол (для спектроскопии). При проведении работ были проведены исследования размеров частиц методом динамического лазерного светорассеяния на приборе Nanotrac Wave (Microtrac Inc, США), плотности смесей растворителей на тензиометре К 20S (KRUSS, Германия), а также исследование разделенных фракций методом с использованием ИК-Фурье спектроскопии на приборе Tensor 27 (Bruker, Германия).

Результаты. В результате проведенных работ был разработан метод дифференциального центрифугирования сложной смеси фосфолипидов в градиенте полярности растворителей глицерин:изобутанол и установлены оптимальные параметры проведения процесса (см. рисунок). Сущность разработанного метода заключается в том, что суспензия фосфолипидов в ацетоне под действием гравитационных сил проходит последовательно через слои растворителей с повышением полярности, постепенно растворяясь в них, в зависимости от сродства к слою растворителя. Таким образом, в результате центрифугирования образуются слои растворителей, насыщенные фосфо-липидами, обладающими высоким сродством к ним.

10% Суспензия в ацетоне 90% Изобутанол + 10% Глицерин

85% Изобутанол + 15% Глицерин

80% Изобутанол + 20% Глицерин

75% Изобутанол + 25% Глицерин

70% Изобутанол + 30% Глицерин

Схема осаждения суспензии фосфолипидов в системе изобутанол:глицерин с повышением полярности

На основе уравнений растворения Нэрнста-Бруннэра и скорости осаждения частиц при центрифугировании с заданными допущениями было сформировано фундаментальное уравнение, описывающее процесс разделения смеси фосфолипидов в зависимости от сродства к растворителю. При этом, подставляя в него экспериментальные данные о плотности растворителей, размере частиц и температуре системы, возможно определить концентрацию конкретного фосфолипида на каждом слое растворителя. В качестве критериев сродства были использованы