Исследование изменения кислотности в закваске спонтанного брожения

Производство продуктов повышенной пищевой ценности, предназначенных для предупреждения различных заболеваний, укрепления защитных функций организма и снижения риска воздействия вредных веществ является одним из основных направлений государственной политики в области здорового питания.

Наиболее естественный и эффективный способ повышения пищевой ценности хлеба – использование резервов зерна. Данному направлению соответствует технология хлеба из целого зерна, о которой свидетельствует большое количество патентоохранных документов [1].

Таким образом, пополнить рацион современного человека натуральными витаминами, минералами и клетчаткой, которая помогает организму выводить вредные и токсичные вещества, а также благотворно воздействует на пищеварительную систему, позволяет пророщенное цельное зерно практически всех злаков [2].

Однако прорастание зерна приводит к увеличению его автолитической активности, при этом возрастает активность амилолитических и протеолитических ферментов, что снижает качество хлеба по физико-химическим показателям. Для его повышения применяют подкислители и закваски, в том числе спонтанного брожения. Использование последних также позволяет экономить дрожжи и чистые культуры молочнокислых бактерий.

Журавлев А.А., Журавлева И.А., 2013

Приготовление закваски спонтанного брожения связанно с рядом сложных физических, биохимических и микробиологических процессов. Скорость и характер их протекания зависит от различных параметров ее приготовления: продолжительности и температуры брожения, кислотности полуфабриката.

Поэтому целью исследований явилось изучение зависимости титруемой кислотности от температуры и продолжительности брожения закваски.

Предварительно зерно пшеницы очищали от сорной и зерновой примеси, промывали и оставляли для набухания на 24 ч в воде температурой 18 – 20 ºС, после чего его подвергали измельчению. Далее из диспергированного зерна и воды готовили закваску спонтанного брожения влажностью 50 %. Брожение закваски осуществляли при 25, 30, 35, 40 и 45 °С до кислотности 8,0 – 10,0 град.

С целью изучения влияния на кислотность закваски (К, град) темп ературы (t, ºС) и продолжительности ее выбраживания (τ бр , ч) был проведен эксперимент. По результатам обработки экспериментальных данных было составлено уравнение регрессии (1), адекватно описывающее зависимость (при доверительной вероятности 95 %) кислотности закваски от выбранных параметров:

К = - 0,81 + 0,17 • т бр + 0,15 • t + 0,002 • т бр • t ; (1)

Данное уравнение справедливо в диапазонах изменения температуры 30 ≤ t ≤ 35 ºС и продолжительности брожения закваски 22 ≤ τ бр ≤ 26 ч.

В инженерных расчетах для прогнозирования значения кислотности закваски при выбранных режимах ее приготовления можно использовать номограммы. Номографический метод не содержит ошибок аналитического описания зависимостей результатов эксперимента от различных параметров и является графическим отображением этих зависимостей.

Уравнение (1) послужило основой для построения номограммы (рисун ок 1), которая имеет важную практическую направленность.

Во-первых, номограмма позволяет прогнозировать значение кислотности закваски при выбранных режимах ее подготовки. Во-вторых, номограмма предоставляет возможность выбора значений продолжительности брожения закваски и ее температуры, обеспечивающих получение закваски с заданной кислотностью.

Продолжительность брожения, ч

– зона заданных значений температуры брожения;

– зона заданных значений продолжительности брожения;

– область допустимых значений температуры;

– зона оптимальных значений температуры и продолжительности брожения

Рисунок 1 - Номограмма кислотонакопл ения закваски (числа на кривых – значения кислотности закваски, град)

Определенную практическую значимость представляет выбор параметров приготовления закваски спонтанного брожения, обеспечивающих получение полуфабриката с заданными значениями кислотности. При этом параметры приготовления закваски – продолжительность и температура брожения должны изменяться в интервалах соответственно 22÷26 ч и 30÷35 ºС, кислотность закваски должна быть в интервале 8,0÷10,0 град. Такие пределы указанных значений были выбраны исходя из органолептических и физико-химических показателей качества закваски.

Спонтанная закваска влажностью 50 %, выброженная при температурах 25, 30, 35, 40 и 45 °С до кислотности меньше 8,0 град, обладала посторонним неприятным запахом, вследствие чего выбрано большее значение ее кислотности в пределах 8,0–10,0 град. Данные значения достигались в спонтанной закваске за 22–26 ч.

В процессе брожения закваски до заданной кислотности при температурах от 25 до 45 °С запах и вкус изменялся от слабого до ярко-выраженного кисломолочного. При повышении температуры выбраживания закваски до 30 35 °С увеличивалось количество дрожжей, что обусловливалось созданием оптимальных условий для их развития [3]. С дальнейшим увеличением температуры закваски увеличивалось количество молочнокислых бактерий. Это было ранее доказано результатами микробиологического анализа по определению содержания дрожжей и молочнокислых бактерий в спонтанной закваске, приготовленной при разных температурах брожения.

По результатам исследования спонтанной закваски установлено, что приготовление ее при заданных значениях продолжительности 22≤τ бр ≤26 ч и темп ературы брожения 30≤t≤35 ºС способствовало получению полуфабриката и изделий хорошего качества.

Значения вышеуказанных параметров (22÷26 ч, 30 35 ºС, 8,0÷10,0 град) достигаются в данной области факторного пространства (рисунок 1). Оптимальной будет являться область при параметрах приготовления закваски – продолжительности и температуры брожения в интервалах 22≤τ бр ≤24,5 ч и 30≤t≤32,7 ºС, значение кислотности при этом достигает 9,0–10,0 град.

Таким образом, нами была изучена зависимость титруемой кислотности от температуры и продолжительности брожения закваски, на основании которой получено уравнение регрессии и построена номограмма, при помощи последней были выбраны оптимальные значения параметров приготовления закваски.