Хлебные дрожжи и их свойства
Главное использование пекарских дрожжей связано с хлебопечением. Поэтому при производстве пекарских дрожжей основное значение придают ферментативной характеристике дрожжей в тесте, стабильности в хранении и устойчивости к неблагоприятным факторам, например, к высоким концентрациям сахаров, низким рН и другим возможным ингибиторам. Производство пекарских дрожжей , одно из самых старых производств, в котором применяют глубинную высокоаэрируемую систему и воздушно-приточный метод культивирования.
Выращивают дрожжи преимущественно на мелассных средах. Для получения высоких выходов требуются хорошие ростовые характеристики дрожжей. Для быстрого брожения в тесте дрожжи должны обладать:
– потенциально активной гликолитической системой, обеспечивающей подъемную силу;
– способностью быстро адаптироваться к изменению субстрата ;
– высокой инвертазной активностью для быстрого гидролиза высших глюкофуранов муки;
– высокой скоростью сбраживания мальтозы, которая составляет больше половины сбраживаемых сахаров в муке, обработанной амилазами;
– способностью расти и синтезировать ферменты и коферменты в анаэробных условиях .
Ферменты обеспечивают интенсивное сбраживание сахаров муки и разрыхление теста. Зимазный комплекс ферментов дрожжей вызывает спиртовое брожение сахаров в тесте. Выделяющийся при этом углекислый газ разрыхляет и поднимает тесто, в результате достигается необходимая пористость хлеба. Благодаря подъемному газу внешняя поверхность теста увеличивается в 2 или 3 раза. Дрожжи богаты витаминам, поэтому являются ценным продуктом для витаминизации булочных изделий. В отношении вклада в белковую пищу людей хлеб стоит на втором месте после мяса. Важная роль хлеба в обеспечении жизни людей обуславливает необходимость производства большого количества активных пекарских дрожжей. Изначально для сбраживания нового хлеба люди использовали остатки старого. В результате в различных хозяйствах столетиями происходила селекция дрожжей и сформировались новые физиологические расы, не встречающиеся в природе, многие из которых даже изначально были описаны как отдельные виды. Они являются такими же продуктами человеческой деятельности, как сорта культурных растений.
Химический состав дрожжей
О потребности дрожжей в различных питательных веществах судят по их химическому составу. Химический состав зависит от физиологического состояния клетки-расы и состава питательной среды.
Средний элементарный состав дрожжевых клеток у нас:
– углерода – 47;
– водорода – 6,5;
– кислорода – 31;
– азота – 7,5 до 10;
– фосфора – 1,6 до 3,5;
– кальция – 0,3 до 0,8;
– калия – 1,5 до 2,5;
– магния – 0,1 до 0,4;
– серы – 0,2.
В дрожжах содержатся такие микроэлементы, как железо, медь, цинк, молибден.
Прессованные дрожжи содержат 25 до 28 % сухих веществ и 72 до 75 % воды. Вода с растворенными в ней химическими и органическими веществами проникает в клетки, и все важные жизненные реакции протекают в водном растворе. Свободная вода участвует в процессах обмена веществ, связанная вода удерживается белковыми молекулами при помощи водородных связей и таким образом является частью структуры протоплазмы дрожжевой клетки. Сухие вещества дрожжей представлены следующими компонентами, %:
– белок – 37 до 50;
– общий азот – 6 до 8;
– безазотистые вещества – 35 до 45;
– жир – 1,5 до 2,5;
– зола – 6 до 10.
Соотношение белков и углеводов зависит от расы и направленного его изменения в процессе культивирования.
Витамины. Дрожжевые клетки богаты витаминами, особенно витаминами группы В и эргостерином – провитамином D. Соотношение определенных витаминов в различных дрожжевых грибах неодинаково. Оно колеблется в широких пределах в дрожжевых грибах разного рода и зависит у одних и тех же дрожжей от условий их культивирования. Установлено, что дрожжевые клетки содержат:
– витамин В1 – тиамин, аневрин;
– витамин В2 – рибофлавин;
– витамин В3 – пантотеновая кислота;
– витамин В5 – РР – никотиновая кислота;
– витамин В6 – пиридоксин;
– витамин В8 – инозит;
– витамин Н – биотин;
– парааминобензойную кислоту.
Некоторые дрожжевые грибы розового цвета содержат β-каротин – провитамин А.
Витамины играют большую роль в биохимических процессах, свойственных дрожжевым клеткам.
Жиры. Являются смесью истинных жиров с фосфолипидами . Жир дрожжей состоит, главным образом, из насыщенных кислот жирного ряда: олеиновой, линоленовой, пальмитиновой и стеариновой.тВ состав дрожжей входит неомыляемый жир эргостерин провитамин D.
Углеводы. В дрожжах содержится 35 до 44 % углеводов к массе сухих дрожжей. Они входят в состав протоплазмы и оболочки клеток. В дрожжах содержатся полисахариды: гликоген, маннан и глюкозан. Маннан составляет 30 % от общего числа углеводов, входит в состав клеточной оболочки. Не является запасным энергетическим веществом. Гликоген состоит из остатков глюкозы, соединенных 1,4- и 1,6-α-глюкозидными связями. Гликоген дрожжей состоит из различных фракций, отличающихся растворимостью в щелочах и кислотах: некоторые из них – фракция, растворимая в уксусной кислоте, являются запасными веществами клетки, другие – щелочная фракция и фракция, растворимая в хлорной кислоте, являются структурными элементами клетки.
Зола. Зола дрожжей составляет около 6 до 10 % общей массы сухого вещества дрожжей. Состав золы колеблется в зависимости от условий культивирования.
Зола дрожжей состоит примерно наполовину из фосфора; большая часть фосфорной кислоты связана в дрожжах с органическими соединениями. Общее количество Р2О5 у сахаромицетов колеблется в пределах от 3,2 до 4,4 % по сухим веществам. Фосфор входит в состав молекул нуклеиновых кислот, фосфолипидов и коферментов типа аденозинфосфата и тиамина. В виде различных соединений фосфор принимает важное участие в энергетических процессах клетки.
Сера входит в состав аминокислот и витаминов. В состав ферментов сера входит в виде сульфидных и тиоловых групп. Содержание серы в пекарских дрожжах составляет 0,17 до 0,20 %.
Калия в золе значительно больше, чем натрия, кальция и марганца. Калий необходим дрожжевой клетке не только как питательный элемент, но и как стимулятор ее размножения.
Кальция в пекарских дрожжах 0,01 до 0,15 %.
Железо в дрожжевой клетке входит в состав цитохромов, цитохромоксидазы, перокидазы, каталазы и других ферментов, участвующих в процессе дыхания. В дрожжах 0,01 до 0,036 % железа на сухое вещество.
Магний, содержащийся в дрожжах, активирует действие многих фосфатаз и энолазы. Ионы магния влияют на сохранение активности ферментов при нагревании. Магний и марганец ускоряют потребление дрожжами глюкозы, причем влияние магния тем активнее, чем ниже концентрация глюкозы в среде. Процессы брожения и гликолиза регулируются изменением концентрации ионов магния в результате присоединения его к органическим веществам. Питательные среды должны содержать 0,02…0,05 % магния в виде MgSO4.
Микроэлементы также имеют важное значение для размножения и жизнедеятельности дрожжей. Микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов и других соединений, участвующих в их синтезе. Они влияют на скорость и характер различных биохимических процессов.