Совершенствование технологии сдобных изделий из замороженных полуфабрикатов

Встановлено [9, 49, 117, 125, 169], що послаблення структурно- 
механічних властивостей тіста внаслідок заморожування пов'язано з впливом 
низьких температур на білки та крохмаль борошна, активність ферментів та 
стан води у тісті. 

Дослідники виявили, що холодильна обробка в значно більшій мірі впливає на білкову фракцію тіста, ніж на крохмаль, в якому спостерігається незначне збільшення амілозної фракції [77]. Заморожування послаблює зв'язки між білками клейковини та сприяє їх більш інтенсивному розщепленню протеолітичними ферментами, що є основною причиною погіршення пружності та газоутримувальної здатності тіста.

Деструкція білка може бути підсилена внаслідок збільшення мертвих дріжджових клітин у процесі заморожування. Глютатіон, що виділяється з мертвих дріжджових клітин відіграє роль відновника у тісті. Він залишається в основному нерозчинним в рідкій фазі середовища, яке оточує дріжджову клітину. Рівномірне розподілення виділеного відновника в замороженому тісті неможливе, тому він діє на структуру клейковини локально [90].

Низькі температури, як правило, призводять до інгібування ферментів, що зумовлює зменшення їх активності. При цьому також має значення інтервал низьких температур та тривалість їх дії на продукт. В хлібних виробах та тістових заготовках, що заморожуються, велика частина води не вимерзає (35-46%). Тому при їх консервуванні холодом цілком можливе протікання ферментативних реакцій [158].

Досліджено [109], що повільне заморожування тістових напівфабрикатів при температурах близьких до - 12°С приводить до значного послаблення структури тіста. Інтенсифікація процесу заморожування дещо зміцнює структуру дріжджового тіста. Це можна пояснити зниженням активності протеолітичних ферментів за більш низьких температур. За даними досліджень [77], температура заморожування та зберігання -18°С сприяє найкращому збереженню якісних властивостей клейковини тіста.

На активність протеолітичних ферментів заморожених напівфабрикатів протягом зберігання впливає також і їх рецептурний склад. В заморожених виробах із значним вмістом цукру та жиру активність протеаз нижча, ніж в безрецептурних.

Вплив низьких температур на зміну активності амілолітичних ферментів тіста було досліджено О.В.Тешителем [110]. Встановлено, що в замороженому тісті активність амілолізу знижується вже відразу після кріогенної обробки. Ці дані підтверджують думку інших вчених про відсутність практичного значення амілолізу для розкладання крохмалю у замороженому тісті [77, 108]. Однак, виявлено більш високе атакування молекул крохмалю у виробах, що виготовлені із заморожених тістових заготовок, ніж для заморожених готових виробів [144, 145]. Це пояснюється більш глибокими структурними змінами крохмальних молекул в тістових заготовках при послідовній дії низьких та високих температур, що обумовлені високою деполімеризацією амілози. Ці дослідження стосуються в основному хліба і булочних виробів, щодо здобних - то відомості дуже обмежені.

Однією з причин денатурації білків, внаслідок якої змінюються структурно-механічні властивості тіста є виморожування води, що зв'язана із ними. Денатурація супроводжується зниженням гідрофільності білкових молекул. Погіршення консистенції тіста може бути наслідком переходу гідратаційної води білків і крохмалю у вільну. Дослідники [19,110] вважають, збільшення вмісту вільної води основною причиною розрідження тіста.

Погіршення структурно-механічних властивостей тіста при заморожуванні і морозильному зберіганні зумовлює підвищення вимог до якості борошна при виробництві хлібобулочних виробів із застосуванням технології замороження.

Як виявив досвід закордонних спеціалістів, для випікання виробів із заморожених напівфабрикатів хлібопекарські властивості борошна повинні бути кращими, ніж для традиційних способів хлібопечення. Так, за даними [12, 35, 89, 161], для приготування тіста, що підлягає заморожуванню доцільно використовувати борошно з вмістом білка в межах 12-14%. При цьому вміст сирої клейковини середньої за силою повинен бути - не менше 28-30%, інакше газоутримувальна здатність тіста буде недостатня. Борошно

повинно мати дещо знижену активність ферментів - число падіння 300-500с, вміст пошкоджених крохмальних зерен - не більше 6-7%.

Використання сильного борошна незначно збільшує зниження об'єму виробів, а використання слабкого призводить до суттєвого його зниження [107, 117].

На цей час в Україні більша частина борошна має недостатньо високі хлібопекарські властивості. Тим більше недостатньо борошна яке б відповідало вимогам для виробництва хлібобулочних виробів з використанням технології заморожування. Тому є необхідність наукового обгрунтування їх виготовлення в умовах вітчизняної сировинної бази.

1.4. Заходи щодо стабілізації життєдіяльності дріжджів в умовах низькотемпературної обробки

Цитоплазма дріжджової клітини починає замерзати при -10 С, однак клітини звичайно залишаються переохолодженими, а не замерзлими, до температур від -10 до -15°С, навіть якщо в зовнішньому середовищі присутні кристали льоду. Тобто, мембрана клітини слугує ефективною перепоною для проникнення льоду із зовнішнього середовища у внутрішню область переохолодженої клітини. А самі клітини не являються центрами кристалізації переохолодженої води [159]. Разом з цим переохолоджена вода в цитоплазмі створює більш високий тиск водяної пари, ніж оточуючий лід, що викликає вирівнювання тиску за рахунок втрати води клітиною. При цьому зростає концентрація розчинених речовин всередині клітини [158].

Утворення кристалів льоду в цитоплазматичному просторі починається тільки при пониженні температури нижче -15°С і залежить від проникненості клітини та швидкості виділення нею води. Якщо клітини охолоджуються повільно або мають високу проникненість, то їх рівноважний стан буде зберігатися за рахунок обезводнення. Якщо клітини охолоджуються швидко або мають низьку проникненість оболонки, то рівновага буде створена за рахунок утворення внутрішньоклітинних кристалів льоду. Прискорене охолодження системи призводить до утворення невеликих кристалів льоду, розміри яких при підвищенні температури будуть збільшуватись через їх велику вільну поверхневу енергію [90].

Низькі температури уповільнюють життєдіяльність дріжджових клітин. Основною задачею при заморожуванні дріжджових напівфабрикатів є збереження в них необхідної життєдіяльності дріжджів та достатньої газоутримувальної здатності в період холодильного зберігання для скорочення тривалості вистоювання після розморожування [139]. Встановлено, що бродильна активність дріжджів краще зберігається при температурах заморожування -12°С, -18°С и -30°С, ніж при -40°С. Найбільш інтенсивно дріжджі втрачають свою активність протягом першого місяця зберігання тістових напівфабрикатів [77].

На відновлення активності дріжджів після розморожування тістових заготовок впливає штам дріжджів, їх фізіологічний стан перед використанням, свіжість дріжджів, рівень ферментації тіста перед заморожуванням, спосіб заморожування (температура та тривалість оброблення, швидкість повітря в холодильній камері, кінцева температура в центрі тістової заготовки), тривалість, температура та умови заморожування продукції, спосіб розморожування та вистоювання (тривалість, температура та вологість повітря, наявність циркуляції повітря) [148, 149].

Момент внесення дріжджів у тісто також впливає на об'єм готових виробів. Встановлено, що додавання дріжджів у кінці замісу, сприяє отриманню кращого кінцевого результату [12].

Велике значення приділяється температурі тіста після замісу, яка за практичними даними повинна бути в межах 18-20°С. Хоча температура 18°С надто низька для отримання гарно розпушеної структури тіста, при більших температурах відбувається активізація дріжджів вже на стадії замісу. Вироби найкращої якості були отримані при температурі тіста близькій до 20°С [12, 36, 125, 128].

Суперечливою є думка про необхідність бродіння тіста до зброджування. Однак більшість дослідників схиляються до найбільшого сповільнення процесу бродіння, який може несприятливо вплинути на життєдіяльність дріжджів. Ці дані підтверджені результатами інших досліджень якими встановлено, що мембрани клітин, що знаходяться у стані покою більш стійкі до низькотемпературних пошкоджень, ніж мембрани клітин в активному стані [123, 106]. Окрім цього побічні продукти метаболізму, що утворилися під час бродіння тіста (особливо етанол) знижують стійкість дріжджових клітин до холоду. Це проявляється у збільшенні кількості загиблих клітин під час заморожування [149].

Зазвичай, для замороженого тіста використовують пресовані дріжджі. Звичайні пресовані дріжджі (із середньою швидкістю газоутворення), як свідчить досвід спеціалістів, найкраще підходять для замороженого тіста [12, 168]. Пресовані дріжджі з високою швидкістю газоутворення не рекомендують для продуктів тривалого зберігання (більш, ніж 1 місяць). Сухі дріжджі вважають досить чутливими до низьких температур, тому їх не рекомендують для використання при виготовленні заморожених напівфабрикатів. Однак є дані, що на закордонних підприємствах використання сухих дріжджів при виробництві заморожених напівфабрикатів досить поширене. Так, вважається, що сушені дріжджі краще зберігають стабільність заморожених напівфабрикатів після заморожування, ніж пресовані. При цьому якість тіста та показники готових виробів не поступаються таким, що виготовлені на пресованих дріжджах [145]. Існують також напіввисушені швидкозаморожені дріжджі, які спеціально розроблені для даної технології [12].

Дріжджі, що використовуються для виготовлення заморожених напівфабрикатів повинні містити значну кількість сухих речовин (28-32%) та білку (не менше 50%) [22, 125, 148].

Є дані про важливість вмісту дисахариду трегалози, що є внутрішнім джерелом резервного харчування дріжджової клітини, яка відокремлена від поживного середовища під час зберігання замороженого тіста. При цьому резервний вуглевод трегалоза утворює водневі зв'язки з водою та фосфоліпідами мембрани дріжджової клітини та сприяє зниженню активності води і її кристалізації. Тому завдяки трегалозі протоплазма дріжджової клітини, що знаходиться у замороженому тісті, отримує додатковий захист [55, 167]. Так, додавання у тісто для заморожених напівфабрикатів трегалози збільшує кількість активних дріжджових клітин після розморожування тіста [160].

Проте на думку О.А.Усцелемової такі біотехнологічні характеристики дріжджів, як підйомна сила, мальтазна активність, активність бродильного комплексу, вміст трегалози та осмочутливість, не пов'язані з кріорезистентними властивостями дріжджів в тісті. Натомість на їх кріорезистентність впливають такі біотехнологічні властивості як штам, вміст сухих речовин та білка [ 123].

При заморожуванні та зберіганні дріжджів у тісті знижується їх ферментативна активність. Тому дозування пресованих «дріжджів рекомендується збільшувати у порівнянні із традиційним способом виробництва хлібобулочних виробів майже у 2 рази. В залежності від виду продукції дозування пресованих дріжджів може змінюватися у межах 4-10% [20, 113, 139, 161].

Важливо відмітити, що для замороженого тіста використовують спеціальні штами дріжджів (раси дріжджів із генетично закладеними хлібопекарськими властивостями), що суттєво не втрачають свою активність після перебування у несприятливих умовах при заморожуванні та зберіганні, а також при використанні різних хлібопекарських добавок [148]. Це в основному дріжджі з високою осмотолерантністю, що адаптовані до середовища з високою концентрацією. У порівнянні із традиційними дріжджами, осмотолерантні дріжджі краще витримують заморожування, зберігання в холодильнику та розморожування [165].

В технології заморожування доцільно використовувати свіжі дріжджі, як вони мають високу активність ферментів і кращу міцність оболонки, від якої залежить здатність клітини протидіяти дії холоду.

На стабільність якості заморожених тістових напівфабрикатів позитивний вплив справляє додавання цукру та жиру. Адже цукор та жир мають кріозахисні властивості [18, 155].

Додавання цукру в тісто створює поживне середовище для дріжджів та сприяє прискоренню процесу бродіння після розморожування [89, 136]. Цукор зв'язує воду всередині і ззовні дріжджової клітини, чим у значній мірі перешкоджає підвищенню концентрації електролітів та сприяє утворенню дрібних кристалів льоду правильної форми при заморожуванні [20].

Жир захищає дріжджову клітину від пошкоджень кристалами льоду. Жирні кислоти адсорбуються на поверхні дріжджової клітини і утворюють захисний шар на поверхні клітини, а також мають здатність вбудовуватися в ліпідний шар мембрани змінюючи при цьому її осмотичні властивості, температурну чутливість та обмін речовин [20, 36].

Дріжджовий ринок України представлений пресованими та сушеними дріжджами різних виробників. Ці дріжджі мають різні хімічний склад і технологічні властивості. Тому є необхідність з'ясувати, які дріжджі найбільш доцільно використовувати в умовах низькотемпературної обробки.

1.5. Вплив способу приготування тіста і тривалості його бродіння на якість хлібобулочних виробів, виготовлених із заморожених

напівфарикатів

Спосіб приготування тіста суттєво впливає на якість хлібобулочних виробів. Так, при приготуванні хліба за традиційною технологією, опарний спосіб тістоприготування дозволяє отримати хліб з добре розпушеною та еластичною м'якушкою, запашним ароматом та подовжити свіжість готових виробів.   Безопарний   спосіб   тістоприготування   сприяє   прискоренню технологічного процесу, а при використанні добавок хліб не поступається за якістю такому, що виготовлений на традиційних опарах [29, 92].

При виборі способу тістоприготування для хлібубулочних виробів із заморожених напівфабрикатів необхідно враховувати той факт, що після приготування, тісто піддається дії холоду. Зазнають змін як біохімічні, так і колоїдні процеси в тісті.

Якість виробів із заморожених тістових заготовок залежить головним чином від якості борошна і його ферментативного комплексу та від активності дріжджів після розморожування. Фізичні властивості тіста та якість відмитої клейковини залежать від тривалості бродіння тіста перед заморожуванням [107]. І якщо зміни в білково-протеіназному комплексі можна коригувати за допомогою поліпшувачів, то активність дріжджової клітини після розморожування тістових заготовок залежить головним чином від того, у якому стані знаходяться дріжджі до заморожування, їх кріорезистентності та від технологічного процесу [158].

Вплив бродіння тіста на якість готових виробів із заморожених напівфабрикатів було досліджено багатьма вченими. За даними деяких дослідників, з тіста, що пройшло стадію бродіння перед заморожуванням, отримали хліб більш високої якості, ніж з тіста, що бродило менше 20 хвилин [20, 23, 82, 155, 157].

В роботі О.А.Усцелемової встановлено, що найбільш високу якість хліба з заморожених напівфабрикатів було досягнено при використанні безопарного способу тістоприготування без попереднього вистоювання тістових заготовок [125]. В результаті була запропонована уніфікована технологія приготування хлібних виробів із заморожених напівфабрикатів, в якій тривалість бродіння тіста має дорівнювати тривалості його оброблення перед заморожуванням. Такої ж думки дотримується дослідник А.В.Воєнная [20], яка стверджує, що найкращим є безопарний спосіб тістоприготування, при якому тісто бродить перед заморожуванням не більше 35-40 хвилин.