Лекция. Промышленное использование дрожжей. Хлебопечение
Дрожжи были первыми микроорганизмами, которые человек стал использовать для удовлетворения своих потребностей. Основное свойство дрожжей, которое всегда было привлекательным для человека - это способность к образованию довольно больших количеств спирта из сахара. Первое упоминание о получении спиртных напитков в Египте, так называемой «бузы», представляющей собой разновидность пива, относится к 6000 г. до н. э. Сейчас промышленное производство спиртных напитков существует в большинстве стран мира и представляет собой крупную отрасль промышленности.
Другая группа процессов, в которых издавна используются дрожжи, также связана с их способностью к спиртовому брожению: образование углекислого газа под действием дрожжей - важнейший этап в приготовлении хлеба, приводящий к заквашиванию теста. Этот процесс также очень древний. Уже к 1200 г. до н. э. в Египте была хорошо известна разница между хлебом из кислого и пресного теста, а также польза от применения вчерашнего теста для заквашивания свежего.
Хлебопечение
Все дрожжи, которые используются в хлебопечении, относятся к виду Saccharomyces cerevisiae и исторически происходят от штаммов пивных дрожжей. Мука обычно почти не содержит свободных сахаров, которые могут сбраживаться дрожжами. В низкосортной муке могут присутствовать ферменты, расщепляющие крахмал, однако в высокоочищенных сортах муки эти ферменты разрушены, и для заквашивания теста в муку приходится добавлять сахар. При брожении происходит интенсивное выделение СО2, которая задерживается в тесте, заставляя его подниматься. Образующийся спирт удаляется в процессе выпечки.
Ранее в качестве пекарских дрожжей использовали дрожжевой осадок, получаемый при пивоварении. Сейчас выращивание дрожжей для хлебопечения представляет собой самостоятельное производство. Готовые пекарские дрожжи должны удовлетворять ряду требований.
Современное производство пекарских дрожжей
Готовые пекарские дрожжи
1. Пекарские дрожжи должны активно бродить в тесте с образованием больших количеств углекислого газа. Хотя они должны функционировать в анаэробных условиях, производить их необходимо при хорошей аэрации, чтобы добиться большего выхода биомассы.
2. Пекарские дрожжи должны хорошо храниться. Хранение дрожжей осуществляется или в замороженном или в высушенном состоянии. Трудность состоит в том, что штаммы, проявляющие наибольшую активность при брожении, хуже хранятся и теряют свою активность при высушивании. Поэтому приходится выбирать компромиссные варианты. Для стабилизации пекарских дрожжей используются различные добавки, подбираются штаммы с большей стабильностью. В устойчивости дрожжевых клеток большую роль играет наличие в них определенных соединений, в частности трегалозы.
3. Поскольку пекарские дрожжи добавляют к муке в концентрации около 1 % от веса муки, они составляют важный источник микробной биомассы в пище человека. Несмотря на то, что штаммы Saccharomyces cerevisiae не обладают каким-либо токсическим эффектом, они содержат относительно большое количество нуклеиновых кислот, что может вызвать повышение уровня мочевой кислоты в организме человека, приводящее к подагре. Снижение уровня нуклеиновых кислот - важное направление в селекции пищевых дрожжей.
4. Важное требование к пекарским дрожжам - отсутствие специфического привкуса в готовых продуктах.
Пекарские дрожжи выращивают в больших сосудах при интенсивном перемешивании и аэрации. В сосуды подается питательная среда, основой которой обычно служит меласса. Среда не добавляется полностью в начале ферментации, а подается порциями через короткие интервалы в течение всего процесса выращивания. Если добавить сразу много сахара, то дрожжи переключат свой метаболизм на брожение и выход дрожжей уменьшится. По завершении роста дрожжи концентрируют центрифугированием и затем фильтруют. Образующийся осадок прессуют для получения прессованных дрожжей, которые нужно хранить в замороженном состоянии, или высушивают в специальных распылительных сушилках.
Раньше дрожжи для хлебопечения получали с пивоварен. В конце ХIХ в. развилась целая отрасль по производству прессованных или сухих пекарских дрожжей. Современное производство пекарских дрожжей имеет ряд существенных особенностей по сравнению с бродильной промышленностью. Основная цель такого производства - получение дрожжей, которые с высокой скоростью вырабатывают в тесте углекислый газ за счет брожения в анаэробных условиях.
Спиртовое брожение у дрожжей происходит не только в анаэробных условиях. Дрожжи, растущие в присутствии кислорода, но при высоком уровне глюкозы в среде, также сбраживают глюкозу в этанол.
