Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Yeast strains used in traditional breadmaking are designed to produce the best substrate fermentation and a high-quality product that meets all the requirements. However, the use of brewing yeast strains makes it possible to increase the biological value of the finished product rich in various vitamins and micro- and macroelements. Thus, the research objective was to investigate the effect of a new yeast strain on the physicochemical and organoleptic quality indicators of test semi-finished products and wheat bread in order to develop a technology for using yeast strain Y 3194 in baking industry. The control and experimental samples were made with the use of sponge, straight, and quick dough methods, as well as the concentrated milk ferment method. The authors studied the baking properties of the brewery yeasts and selected the dosage with the best physico-chemical and organoleptic characteristics of the finished product. By measuring the intensity of gas-producing and gas-retaining power during the dough fermentation, the fermentation in the control sample was found more intense, but there was a slight difference in the gas-retaining ratio (98.4% for the control sample and 99.4% for the experimental sample). The physicochemical parameters of bread made with the help of the new yeast strain and straight and quick dough methods did not exceed the permissible values: the crumb humidity was ≤ 44%; crumb acidity was ≤ 3%; crumb porosity was ≥ 72%. The research proved that yeast strain Y 3194 can be used in baking.
Breadmaking, brewery yeasts, dough process, bread physicochemical parameters
Введение
Особый интерес в современной биотехнологии вызывают дрожжи-сахаромицеты (Saccharomyces cerevisiae). Связано это с их спецификой метаболизма. Аэробный и анаэробный энергетические обмены, реализуемые как в отдельности, так и одновременно, являются основой для получения продуктов брожения, а именно пива и биомассы хлебопекарных дрожжей [1, 7].
Согласно ГОСТ 32677-2014 «Изделия хлебобулочные. Термины и определения» один из основных ингредиентов изготовления хлеба – дрожжи. Все без исключения дрожжи, используемые в хлебопечении, относятся к виду
- cerevisiae и исторически происходят от штаммов пивных дрожжей. Раньше дрожжи для хлебопечения получали с пивоварен. Благодаря этому хлебопекарная и пивоваренная промышленности тесно связаны между собой [2, 13, 15].
В связи с тем, что получен новый штамм дрожжей S. cerevisiae Y 3194, обладающий высокой бродильной активностью и используемый в пивоварении, появилась теоретическая возможность использования пивных дрожжей в хлебопечении. Имеет смысл исследовать возможность расширения спектра промышленного применения нового штамма дрожжей. Можно сделать вывод о том, что открылась перспективная возможность применения данных дрожжей в хлебопечении [3, 4, 17, 18].
Также следует отметить, что одним из основных современных направлений является здоровое питание. При мониторинге социальных сетей и известных сайтов для заказов биологически активных добавок можно заметить тенденцию покупки пивных дрожжей в качестве источника витаминов и микроэлементов.
Целью исследования являлось обоснование возможности использование нового штамма дрожжей Y 3194 в хлебопечении и разработка технологии хлеба пшеничного из муки высшего
Контрольным образцом служили дрожжи хлебопекарные прессованные ОАО «Комбинат пищевых продуктов», Санкт-Петербург.
Физико-химические и органолептические показатели дрожжей определяли по ГОСТ Р 54731- 2011 «Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия». Также дрожжи были визуально изучены на микроскопе AXIO ZEISS Lab. A1 x 40 [10].
Физико-химические показатели готовых изделий (влажность, кислотность, пористость) определяли по общепринятым методикам [5, 11].
Реологические свойства теста определяли на реоферментометре RHEO F3 фирмы Chopin (Франция). Результаты выражали в см3 диоксида углерода, выделившегося за 5 ч брожения теста. Удельный объем хлеба рассчитывали по отношению объема хлеба к его массе. Структурно- механические свойства готовых изделий изучали на структурометре СТ-2 [5, 11].
Результаты и их обсуждение
Микроскопирование опытного образца выявило, что образец имеет крупные клетки правильной овальной формы. Клетки не почкуются. Клетки в среднем крупнее, чем у подобных штаммов пивоваренных дрожжей. Это отвечает одному из требований, предъявляемых к хлебопекарным дрожжам. Органолептические показатели соответствуют требованиям. В результате проведенных исследований были получены показатели качества исследуемого штамма, которые приведены в таблице 1.
Согласно таблице 1 опытный образец дрожжей незначительно отличается от контрольного по влажности, практически не уступает в подъемной силе и обладает более высоким показателем
Таблица 1 – Показатели качества дрожжей
Table 1 – Yeast quality indicators
|
|||||||||||||||||
соответствующего физико-химическим и органо- лептическим показателям качества.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись дрожжи нового штамма Y 3194 (далее опытный образец), применяемые в настоящее время в пивоварении.
Меледина Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2018. Т. 48. № 4 С. 59–65
Таблица 2 – Нормативная рецептура
Table 2 – Standard formula
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 3 – Reo-enzyme parameters of the dough
|
Количество СО , см3 |
80
|
2 |
60
40
20
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Продолжительность брожения, мин Контроль Опыт
|
|||||||||||||||||||||
Figure 1 – The release of carbon dioxide during the fermentation
кислотности (выше на 8 %). Показатели используемых дрожжей соответствуют нормативной документации.
Пшеничный хлеб изготавливали опарным, безопарным, ускоренным способами, а также с помощью концентрированной молочной закваски (далее КМКЗ) [14, 16, 19]. Рецептура представлена в
таблице 2.
Замес теста производили в тестомесильной машине марки URAN-20. Брожение теста вне зависимости от способа приготовления осуществлялось при t = 35 °C. Окончание брожения определяли по органолептическим показателям и накоплению титруемой кислотности. Выброженное тесто делили на куски, формовали, расстойка производилась в расстойном шкафу SVEBA DAHLEN AB DCJ – 1 при температуре 35 °C и влажности 80 %. Выпекали в ротационной хлебопекарной печи марки SVEBA DAHLEN
с режимом пароувлажнения при температуре 210 °C в течение 18 минут [8, 20]. КМКЗ выводили по схеме [6, 9], используя термостаты электрические суховоздушные марки ТС-1/80 СПУ.
Одним из показателей, характеризующих качество готового изделия, является интенсивность газообразования и газоудержания в процессе брожения теста [11]. Реоферментометрические показатели теста представлены в таблице 3.
Исходя из данных таблицы, делаем вывод о том, что брожение у контрольного образца происходит интенсивнее, но коэффициент газоудержания отличается незначительно.
График выделения диоксида углерода во время брожения представлен на рисунке 1 и является подтверждением данных таблицы 3.
Хлеб анализировали по физико-химическим показателям, результаты представлены в таблице 4.
Данные таблицы 4 показали, что опытный образец дрожжей не оказал существенного влияния
Таблица 4 – Физико-химические показатели качества готовых изделий
Table 4 – Physico-chemical indicators of the quality of finished products
|
Наименование показателя |
Значение показателей качества |
|||||||
|
Опарный |
Безопарный |
Ускоренный |
Ускоренный на КМКЗ |
|||||
|
Контроль |
Опыт |
Контроль |
Опыт |
Контроль |
Опыт |
Контроль |
Опыт |
|
|
Кислотность, град. |
1,6 |
1,6 |
1,4 |
1,6 |
1,4 |
1,6 |
2,0 |
2,4 |
|
Влажность, % |
40,0 |
40,0 |
40,5 |
40,5 |
40,0 |
41,0 |
40,5 |
41,0 |
|
Пористость, % |
82,0 |
– |
80,0 |
80,0 |
78,0 |
77,0 |
76,0 |
76,0 |
|
Удельный объем, см3/г |
3,10 |
1,72 |
3,07 |
2,91 |
2,75 |
2,69 |
3,03 |
2,91 |
|
Формоустойчивость (H:D) |
0,53 |
0,31 |
0,42 |
0,50 |
0,53 |
0,48 |
0,53 |
0,44 |
Meledina T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2018, vol. 48, no. 4, pp. 59–65
Цвет мякиша
Цвет корки
Аромат 6
4
2
0
Вкус
Поверхность корки
Цвет мякиша
Цвет корки
Аромат
6
4
2
0
Вкус
Поверхность корки
Пористость
Контроль Опыт
Рисунок 2 – Органолептическая оценка качества хлеба, приготовленного опарным способом
Figure 2 – Organoleptic quality assessment
of the bread prepared by the sponge dough method
Пористость
Контроль Опыт
Рисунок 5 – Органолептическая оценка качества хлеба, приготовленного ускоренным способом на КМКЗ
Figure 5 – Organoleptic quality assessment of bread prepared by the concentrated milk ferment method
Цвет мякиша
Цвет корки
Аромат 5
4
3
2
1
0
Пористость
Вкус
Поверхность корки
3,0
|
Упругая деформация сжатия мякиша, мм |
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
24 48 72 96
Продолжительность хранения, ч
Контроль Опыт
Бк Бо Ук Уо
Рисунок 3 – Органолептическая оценка качества хлеба, приготовленного безопарным способом
Figure 3 – Organoleptic quality assessment of the bread prepared by the straight dough method
Рисунок 6 – Изменение упругой деформации сжатия мякиша в процессе хранения хлеба
Figure 6 – Changes in the elastic deformation of the crumb compression during storage
Цвет мякиша
Цвет корки
Аромат
5
4
3
2
1
0
Пористость
Вкус
Поверхность корки
на влажность, кислотность и пористость готовых изделий, но и не ухудшил эти показатели. Опытный образец дрожжей наравне с контрольным позволяет получать готовые изделия хорошего качества.
На рисунках 2, 3, 4, 5 представлены органолепти- ческие показатели качества готовых изделий.
При оценке показателей качества готовых изделий было получено, что опарный способ приготовления теста с опытными дрожжами нецелесообразен, изделия не соответствуют требованиям органолептических показателей: изделия неправильной формы, имеют очень темную корку и заминающийся мякиш. Дегустационная оценка показала [12], что хлеба, приготовленные на опытных образцах дрожжей безопарным,
Контроль Опыт
Рисунок 4 – Органолептическая оценка качества хлеба, приготовленного ускоренным способом
Figure 4 – Organoleptic quality assessment of the bread prepared by the quick dough method
ускоренным и ускоренным на КМКЗ способами, превосходят по органолептическим показателям контрольные образцы: более выраженный аромат хлеба, цвет мякиша светлее, окраска корки интенсивнее. Особенно это отмечается у безопарного способа приготовления теста.
Меледина Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2018. Т. 48. № 4 С. 59–65
Изучили влияние нового штамма дрожжей на сохранение свежести хлеба при безопарном и ускоренном способах тестоведения. Изучение структурно-механических характеристик мякиша хлеба осуществляли с помощью структурометра СТ-2 после выпечки через 24, 48, 72, 96 часов. График зависимости упругой деформации сжатия мякиша от продолжительности хранения представлен на рисунке 6.
Упругая деформация сжатия на последний день выше у опытных образцов у безопарного на 23 %, у ускоренного на 60 %, чем у контроля. Это свидетельствует о том, что хлеб, приготовленный с использованием дрожжей нового штамма, дольше сохраняет свежесть. На 4 день у контрольных образцов появились признаки плесневения, а у опытных образцов не появились.
Выводы
В качестве способа тестоведения рекомендован безопарный способ тестоведения.
Сравнив полученные данные физико-химических показателей опытных образцов с требованиями ГОСТ 27842-88 «Хлеб из пшеничной муки. Технические условия (с Изменениями N1,2)»,
установлено, что результаты исследований физико- химических показателей хлеба с новым штаммом дрожжей при безопаном и ускоренном способах тестоведения не превышают допустимых значений: влажность мякиша не более 44 %; кислотность мякиша не более 3 %; пористость мякиша не менее 72 %.
Полученные образцы хлеба (с новым штаммом дрожжей) обладают характерной развитой структурой, светлым мякишем, ярко выраженным вкусом и ароматом.
Исследования показали, что новый штамм дрожжей Y 3194 можно применять в хлебопечении. Изучены хлебопекарные свойства опытного образца дрожжей, подобрана дозировка данных дрожжей, при которой готовые изделия имеют хорошие физико-химические и органолептические показатели.
Внедрение нового штамма дрожжей, используемого в пивоваренной промышленности, является нововведением в данной отрасли.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
1. Davydenko S.G. and Meledina T.V. Vliyanie shtamma drozhzhey Y-3194 na polnotu vkusa i sladostʹ piva [The effect of yeast strain Y-3194 on the palate fullness and sweetness of beer]. RealBrew, 2014, no. 1, pp. 18–20. (In Russ.).
2. Soboleva E.V., Sergacheva E.S., and Ternovskoy G.V. Use of a probiotic yeast strain in technology of bread from wheat flour. International Academy of Refrigeration, 2016, vol. 61, no. 4, pp. 11–15. DOI: https://doi.org/10.21047/1606-4313-2016-15-4- 11-15.
3. Davydenko S.G., Afonin D.V., Batashov B.E., et al. A new yeast strain for brewery: Properties and advantages. Russian Journal of Genetics, 2010, vol. 46, no. 11, pp. 1473–1484. (In Russ.).
4. Afonin D.V., Batashov B.Eh., Bogdanova E.V., Davydenko S.G., and Dedegkaev A.T. Shtamm drozhzhey Saccharomyces cerevisiae dlya primeneniya v pivovarennoy promyshlennosti [Yeast strain Saccharomyces cerevisiae in brewing industry]. Patent FR, no. 2340666, 2008.
5. «Metodika opredeleniya reofermentometricheskikh kharakteristik testa na pribore RHEO – 3» – ukazaniya k ispolʹzovaniyu pribora; «Metodika opredeleniya deformatsionnykh kharakteristik myakisha na pribore ST-2» – ukazaniya k ispolʹzovaniyu pribora [“Methods for determining the re-enzyme characteristics of dough with the help of RHEO – 3 equipment” - Manual; “Method for determining the deformation characteristics of the crumb with the help of ST-2 equipment” – Manual].
6. Shlelenko L.A., Tyurina O.E., and Nevskaya E.V. Features of technologies development of specialized bakery products.Bread products, 2014, no. 8, pp. 50–52. (In Russ.).
7. Erkinbaeva R., Kozyukina O., Goryunova N., and Movsarova Z. Vliyanie povysheniya biotekhnologicheskikh svoystv khlebopekarnykh pressovannykh drozhzhey na kachestvo khlebobulochnykh izdeliy [The effect of improving the biotechnological properties of pressed bakery yeast on the quality of bakery products]. Bread products, 2009, no. 9, pp. 52–53. (In Russ.).
8. Anikeeva N.V. Nauchnoe obosnovanie i razrabotka tekhnologiy khlebobulochnykh izdeliy funktsionalʹnogo znacheniya [Scientific substantiation and development of functional bakery products]. Bulletin of Altai State Agricultural University, 2012, vol. 87, no. 1, pp. 77–81. (In Russ.).
9. Lebedenko T.E., Kaminskiy A.Ya., Shchelakova G.P., and Sokolova N.Yu. Sovremennye podkhody k vyboru sposoba prigotovleniya pshenichnogo testa [Modern approaches to the choice of the wheat dough preparation method]. Food Science and Technology, 2010, no. 1, pp. 46–52. (In Russ.).
10. Levashov R.R. and Mingaleeva Z.Sh. Issledovanie vliyaniya dobavki rastitelʹnogo proiskhozhdeniya na biotekhnologicheskie svoystva drozhzhey Saccharomyces cerevisiae [The effect of herbal supplements on the biotechnological properties of Saccharomyces cerevisiae yeast]. Herald of Kazan Technological University, 2015, vol. 18, no. 18, pp. 268–269. (In Russ.).
11. Pashchenko L.P., Kolomnikova Ya.P., Pashchenko V.L., and Nikitin I.A. Development of rye white bread technology of a functional purpose for catering establishments. Bread products, 2012, no. 12, pp. 59–61. (In Russ.).
12. TR TS 021/2011. Tekhnicheskiy reglament Tamozhennogo soyuza “O bezopasnosti pishchevoy produktsii” [RP of the Customs Union 021/2011. Technical regulations of the Customs Union “On food safety”], 2011.
13. Aslankoohi E., Herrera-Malaver B., Rezaei M.N., et al. Non-Conventional Yeast Strains Increase the Aroma Complexity of Bread. PLoS ONE, 2016, vol. 11, no. 10. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0165126.
14. Struyf N., Van der Maelen E., Hemdane S., et al. Bread Dough and Baker’s Yeast: An Uplifting Synergy. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2017, vol. 16, no. 5, pp. 850–867. DOI: https://doi.org/10.1111/1541- 4337.12282.
15. Dangi A.K., Dubey K.K., and Shukla P. Indian Strategies to Improve Saccharomyces cerevisiae: Technological Advancements and Evolutionary Engineering. Indian Journal of Microbiology, 2017, vol. 57, no. 4, pp. 378–386. DOI: https://doi. org/10.1007/s12088-017-0679-8.
16. Tanaka F., Ando A., Nakamura T., Takagi H., and Shima J. Functional genomic analysis of commercial baker’s yeast during initial stages of model dough-fermentation. Food Microbiology, 2006, vol. 23, no. 8, pp. 717–728. DOI: https://doi. org/10.1016/j.fm.2006.02.003
17. Heitmann M., Zannini E., and Arendt E.K. Impact of Saccharomyces cerevisiae metabolites produced during fermentation on bread quality parameters: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2018, vol. 58, no. 7, pp. 1152–1164. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2016.1244153.
18. Salari R. and Salari R. Investigation of the Best Saccharomyces cerevisiae Growth Condition. Electronic Physician, 2017, vol. 9, no. 1, pp. 3592–3597. DOI: https://doi.org/10.19082/3592.
19. Saranraj P., Sivasakthivelan P., and Suganthi K. Baker’s Yeast: Historical Development, Genetic Characteristics, Biochemistry, Fermentation and Downstream Processing. Journal of Academia and Industrial Research, 2017, vol. 6, pp. 111–119.
20. Takagi H. and Shima J. Stress Tolerance of Baker’s Yeast During Bread-Making Processes. In: Takagi H. and Kitagaki H. (eds) Stress Biology of Yeasts and Fungi. Tokyo: Springer Publ., 2015, pp. 23–42. DOI: https://doi.org/10.1007/978-4-431-55248-2_2.
