Приготовление сусла. Состав питательных солей

Большая часть имеющихся в продаже ингредиентов, используемых в качестве питательных веществ для дрожжей, фактически представляет собой смеси из трех отдельных частей (компонентов). Лишь один из этих компонентов действительно является «питанием для дрожжей», обычно это соли аммония, хотя фосфаты также поддерживают питание дрожжей и иногда используются для этой цели.

Следующий компонент часто обозначается, как «выравниватель» воды, поскольку он включает такие соли, как сернокислый и углекислый кальций, присутствующие в значительных количествах в жесткой воде. Этот компонент оказывает значительное влияние на консистенцию теста. Наконец, третья составная часть указанных питательных смесей - это окислители, как, например, бромат и йодат калия. Эти вещества обладают свойством уменьшать липкость теста и в особенности полезны в тех случаях, когда мука подверглась лишь незначительной обработке для ускорения созревания в процессе размола и не имела сколько-нибудь существенной отлежки до момента ее использования.

Наиболее широко используемые питательные смеси для дрожжей составлены так, что перечисленные выше компоненты достаточно сбалансированы, если смесь применяется в дозировке от 0,4 до 0,5%с мукой средней силы и при условии, что используемая для замеса вода обладает умеренной жесткостью, благодаря чему в тесто вносится дополнительно некоторое количество минеральных веществ. Если для приготовления теста используется мука, не подвергавшаяся нормальной обработке для ускорения созревания в процессе размола или без достаточной отлежки после помола, как установлено на практике, в этих случаях требуется добавление большего количества окисляющих веществ, чем обычно содержится в питательной среде для дрожжей.

Если используется вода бедная по содержанию минеральных веществ, то необходимо последние вносить дополнительно, хотя это также будет зависеть от типа применяемой муки. Для получения оптимальных результатов со слабой мукой потребуется более значительная добавка минеральных веществ, чем в случае, если используемая мука имеет более высокое содержание клейковины и поэтому менее нуждается в «поддержке» при размягчении теста, происходящем в процессе замешивания и брожения.

Имеющиеся в продаже смеси питательных веществ для дрожжей могут быть разного состава, но вместе с тем любые из них обязательно содержат одну из трех указанных составных частей. Некоторое существенное различие имеется между смесями, содержащими соли кальция и фосфаты, и смесями, в которые эти вещества не входят. В смесях, содержащих соли кальция и фосфаты, последние обычно составляют почти 50% всей смеси и замещают соответствующую часть муки, используемой в других смесях в качестве наполнителя. Такие смеси фосфатного типа обычно более эффективны, когда для приготовления теста приходится пользоваться сравнительно слабой мукой.

Здесь следует упомянуть о специальных смесях, предложенных вместо питательной среды для дрожжей при приготовлении теста с применением жидких полуфабрикатов. В таких случаях эти смеси добавляются в двух стадиях. В целях усиления процесса брожения к полуфабрикатам наряду с некоторыми хлоридами и сульфитами добавляют соли аммония. Добавление броматов и йодатов в этой стадии не дает никакого эффекта, поскольку они теряют свое окисляющее действие до того, как на этих полуфабрикатах замешивается тесто. Поэтому они включаются в такую смесь, которая может также содержать фосфаты и сульфаты кальция, и добавляются в той стадии, когда тесто замешивается.

Существует большое количество различных препаратов питательных веществ для дрожжей, содержащих молочнокислые бактерии, культуры молочнокислых и маслянокислых бактерий, обезвоженные ферменты и другие специальные ингредиенты, которые вводятся главным образом для получения определенных вкусовых и ароматических качеств теста, хотя эти вещества в то же время влияют также и на продолжительность процесса брожения и на улучшение теста вообще. Мы ограничиваемся лишь упоминанием этих ингредиентов, так как их действие, по-видимому, совершенно не связано с типом используемой муки.

Вновь следует упомянуть о наличии в питательных смесях для дрожжей броматов и йодатов, в связи с тем, что они часто добавляются в качестве отдельных ингредиентов, в особенности при непрерывном способе замеса. По-видимому, специальное укрепляющее действие этих окислителей особенно необходимо, когда тесто подвергается интенсивной механической обработке при непрерывном замесе. Исследования Демпстера, Глинки и Винклера показали, что броматы способствуют образованию поперечных связей между отдельными белковыми молекулами сетки теста. Некоторые преимущества добавки в муку броматов совсем недавно были отмечены в работе Салливэн.

Соль - один из ингредиентов, входящих в состав практически всех выпекаемых продуктов. В течение многих лет применяемая дозировка соли в тесте для хлеба остается неизменной в пределах 2% веса муки. Такое количество соли требуется для придания хорошего вкуса тесту, а также для соответствующего воздействия на его физические свойства. При небольших изменениях в типах используемой муки указанная дозировка остается неизменной. Однако количество соли целесообразно несколько увеличить, если для приготовления теста используется слабая мука или мука с низкой устойчивостью в связи с плохим качеством клейковины или с высоким содержанием ферментов. Влияние соли как ингибитора протеолитической активности было исследовано Миллером и Джонсоном. Как установили Мичем и Вейнштейн, соль играет определенную роль в связывании липидов теста, причем степень соответствующего воздействия различна для разных типов муки.

В ограниченном количестве выпекается хлеб с низким содержанием натрия для больных со строгой солевой диетой. Чтобы вполне соответствовать предъявляемым к такой диете требованиям, соль не только полностью исключается из рецептуры такого диетического хлеба, но и из состава питательных смесей для дрожжей. Для выпечки такого хлеба чаще всего используются сравнительно сильные типы муки, но это настолько мало распространенный вид хлеба, а его потребители так немногочисленны, что вопрос об объеме или об однородности структуры такого хлеба не является существенным.

Для нормального развития дрожжей на какой-либо питательной среде необходимо, чтобы эта среда содержала источники всех элементов, которые входят в состав дрожжевой клетки. Чтобы выход дрожжей был максимальным, элементы в среде должны находиться в той же пропорции, что и в дрожжевой клетке. Согласно закону Либиха (закону минимума) выход дрожжей определяется тем компонентом питательной среды, который находится в недостатке. В гидролизном сырье элементы, необходимые для дрожжей, находятся в совершенно другой пропорции, чем в самих дрожжах. Таких элементов, как азот и фосфор, в древесине содержится незначительное количество. Поэтому их и некоторые Другие элементы питания обязательно следует добавлять в гидролизные среды. Добавка осуществляется в виде раствора минеральных солей. Величина добавки той или иной соли рассчитывается в зависимости от состава дрожжевой массы, состава используемой древесины (или другого растительного материала) и выхода дрожжей от исходного сырья. Следует также предусмотреть некоторый избыток в расходе питательных солей, так как небольшие количества их должны обязательно оставаться в бражке (культуральной среде) после выращивания дрожжей.

Элементарный состав дрожжей и некоторых видов сырья Средние цифры по элементарному составу дрожжей, содержащих 55% белка, могут быть приняты следующими (в % от сухого вещества): углерода (С) 46 фосфора (в пересчете на Р 2 О) 4% кислорода (О) 30 кальция (в пересчете на К 2 О) 2,5--2,9 водорода (Н) 6,9 магния (в пересчете на МgО) .0,35--0,40 азота (N) 8--9 кальция (в пересчете на СаО) 0,1 серы (S) 0,2--1,4

В количестве меньшем, чем 0,1%, находятся в дрожжах такие элементы, как медь, железо, натрий, кремний, кобальт. Это так называемые микроэлементы. Общее содержание золы в сухих дрожжах--6--10%. Содержание зольных элементов в древесине некоторых пород приведено в таблице № 2

Таблица №2 »Содержание зольных элементов»

рН выращивания дрожжей

Следует различать рН среды, поступающей в инокулятор для выращивания дрожжей (сусла), и рН бражки в инокуляторе, т. е. рН, при котором растут дрожжи. Оба параметра нерасчетные, они подбираются опытным путем. рН сусла выбирается на основании условий, обеспечивающих наибольшую его доброкачественность и наименьшую агрессивность, а также из условий растворимости отдельных компонентов. Для сусла, получаемого путем гидролиза растительных материалов, принят рН в пределах 3,8--4,2. рН выращивания или рН бражки в инокуляторе обусловливается совершенно иными факторами, он должен: гарантировать оптимальные условия развития дрожжей; не являться оптимальным для биологических примесей, например таких, как бактерии; быть оптимальным для поддержания в растворенном состоянии всех компонентов сусла. рН, при котором дрожжи могут существовать в развиваться, колеблется в очень широких пределах: от 2,5 до 8,0. Эти пределы сильно зависят от других условий выращивания, таких, как температура, доброкачественность среды, возраст дрожжей, аэрация. Оптимальный рН, т. е. тот, при котором дрожжи, быстро развиваясь, дают высокий выход биомассы, лежит в гораздо более узких пределах. При слишком низких и слишком высоких значениях рН выход дрожжей уменьшается. Графически зависимость выхода дрожжей от рН можно представить кривой с максимумом, как это изображено на рис. 4.

Для непрерывного выращивания на гидролизных средах оптимум рН находится между 3,8 в 5,4. Однако при рН больше 4,6 сильно снижается растворимость фосфорнокальциевых солей, а также коллоиднорастворенных гуминовых кислот и лигнина; они начинают выпадать в осадок. Среды темнеют, товарные дрожжи-тоже. При высоком рН (5,0--5,4) хорошо развиваются бактерии и поэтому увеличивается возможность заражения ими инокулятора. Поэтому рН при выращивании дрожжей на гидролизных средах принимают равным 3,8--4,6, однако при производственной необходимости допускается выращивание в при рН 3,5--3,6, а также при рН 4,8--5,4.

Температура выращивания

Температура выращивания -- нерасчетный параметр, принимаемый в зависимости от выбранной для производства культуры дрожжей. Так же, как и рН, температура влияет на выход дрожжей от РВ и на скорость их роста. Зависимость выхода от температуры аналогична зависимости его от рН: тоже имеет максимум. При низкой температуре выход уменьшается из-за того, что увеличивается расход сахара на энергетические процессы в клетке. При температуре выше оптимальной выход быстро снижается, так как выходят из строя катализаторы биохимических реакций -- ферменты. Как и другие белковые вещества при высокой температуре они сначала теряют активность, а потом свертываются и перестают действовать. Биохимические реакции так же, как и химические, ускоряются с повышением температуры (при увеличении температуры на 10° С скорость реакции возрастает вдвое). Поэтому выгоднее вести процесс при более высокой температуре: производительность аппаратуры будет больше. Кроме того, для производства большое значение имеет возможность работать при высоких температурах, так как можно тратить меньше воды для охлаждения сред. Однако повышать температуру выращивания можно лишь на 2--3°С по сравнению с оптимальной для данной расы дрожжей и после длительной адаптации. Оптимумы температуры (в °С) для принятых в промышленности культур лежат в следующих пределах. Саndidа sсоttii -- 37--38°; Саndidа tropicalis- 34-36°; Саndidа guilliermondii -34-36°; Саndida utilis -30--32°. Чрезмерное увеличение температуры приводит к снижению содержания белка в дрожжах. Выращивание при 40--42° С способствует вытеснению урожайных дрожжей примесями, вследствие чего падает выход товарной продукции.,

2.4.2 Состав питательных солей

Для нормального развития дрожжей на какой-либо питательной среде необходимо, чтобы эта среда содержала источники всех элементов, которые входят в состав дрожжевой клетки. Чтобы выход дрожжей был максимальным, элементы в среде должны находиться в той же пропорции, что и в дрожжевой клетке. Согласно закону Либиха (закону минимума) выход дрожжей определяется тем компонентом питательной среды, который находится в недостатке. В гидролизном сырье элементы, необходимые для дрожжей, находятся в совершенно другой пропорции, чем в самих дрожжах. Таких элементов, как азот и фосфор, в древесине содержится незначительное количество. Поэтому их и некоторые Другие элементы питания обязательно следует добавлять в гидролизные среды. Добавка осуществляется в виде раствора минеральных солей. Величина добавки той или иной соли рассчитывается в зависимости от состава дрожжевой массы, состава используемой древесины (или другого растительного материала) и выхода дрожжей от исходного сырья. Следует также предусмотреть некоторый избыток в расходе питательных солей, так как небольшие количества их должны обязательно оставаться в бражке (культуральной среде) после выращивания дрожжей.

Элементарный состав дрожжей и некоторых видов сырья Средние цифры по элементарному составу дрожжей, содержащих 55% белка, могут быть приняты следующими (в % от сухого вещества): углерода (С) 46 фосфора (в пересчете на Р 2 О) 4% кислорода (О) 30 кальция (в пересчете на К 2 О) 2,5-2,9 водорода (Н) 6,9 магния (в пересчете на МgО) .0,35-0,40 азота (N) 8-9 кальция (в пересчете на СаО) 0,1 серы (S) 0,2-1,4

В количестве меньшем, чем 0,1%, находятся в дрожжах такие элементы, как медь, железо, натрий, кремний, кобальт. Это так называемые микроэлементы. Общее содержание золы в сухих дрожжах-6-10%. Содержание зольных элементов в древесине некоторых пород приведено в таблице № 2

Таблица №2 »Содержание зольных элементов»