Влияние модифицированного крахмала марки «B» на каталитическую активность ферментного препарата Амилоризин ПIОХ

В отечественной и зарубежной хлебопекарной промышленности для улучшения качества хлеба в настоящее время широко применяются ферментные препараты [1–10]. Использование в хлебопекарном производстве амилолитических ферментных препаратов, например,

амилоризина ПIОх, продуцируемого плесневым грибом Asp.oryzae позволяет значительно интенсифицировать процесс гидролиза углеводов муки, ускоряя тем самым спиртовое и молочнокислое брожение в тесте, повышая содержание кислот, альдегидов и кетонов, необходимых для формирования вкуса и аромата готового хлеба.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Кроме того, применение амилоризина ПIОх способствует более длительному сохранению свежести хлеба, на 6–7 часов замедляя его черствение в процессе хранения [9, 11]. Наибольший эффект от применения препарата наблюдается при переработке муки с пониженными хлебопекарными свойствами с низкой сахаробразующей способностью, с упругой недостаточно эластичной или коротко рвущейся клейковиной, а также для муки среднего качества [7, 9, 12].

В качестве улучшителей при производстве хлебобулочных изделий в настоящее время, так же используют различные виды модифицированных крахмалов. Для повышения качества теста и увеличения пористости хлеба в России и за рубежом предлагается использовать в основном набухающие крахмалы, обладающие способностью сильно набухать в холодной воде с образованием коллоидных дисперсий [13–15]. Для укрепления структурно-механических свойств клейковины и теста, особенно из муки с пониженными свойствами в отечественной хлебопекарной промышленности исследователи предлагают использовать диальдегидный крахмал, относящийся к окисленным крахмалам, содержащим альдегидные группы у второго и третьего углеродных атомов глюкозных остатков молекул полисахаридов [16–19].

В последнее время именно окисленные крахмалы, полученные путем окисления их различными реагентами – гипохлоридами, перманганатами, броматами и др., являются перспективными улучшителями при производстве хлеба и находят широкое применение уже не только в хлебопечении, но во многих отраслях пищевой промышленности [13, 18, 19].

Внесение окисленных крахмалов изменяет свойства клейковинных белков в тесте, улучшает реологические свойства теста, интенсифицирует окислительно-восстановительные процессы и процессы газообразования в бродящем тесте, что позволяет сократить продолжительность брожения опары и теста [20–28].

С другой стороны, добавление крахмала и продуктов его гидролиза (глюкозы, мальтозы, декстрин) при тепловой обработке α–амилаз способствует заметному увеличению их активности [29–34], по-видимому присоединение полисахаридов к ферментам может оказывать стабилизирующее влияние термостабильность амилолитических ферментов.

Цель работы – изучение влияния модифицированного крахмала марки «В» совместно с дрожжами на изменение активности ферментного препарата, а также возможности его использования в качестве стабилизатора при термоактивации ферментного препарата амилоризин П10Х широко применяемого в хлебопечении.

post@vestnik-vsuet.ru Материалы и методы

Промышленный ферментный препарат амилоризин П10Х, модифицированный крахмал марки «В» (ГОСТ Р 54647–2011).

В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы исследования. Амилолитическую (АС, ФА) определяли колориметрическим методом (ГОСТ 20284–74). Конвективный прогрев водных растворов ферментного препарата осуществляли в ультратермостате при определенных температурах (40–50 ℃) и длительности воздействия 20 минут, водные растворы фермента готовили на дистиллированной воде [35]. Структурные изменения мякиша готовых изделий (общая деформация Нобщ, мм, упругая деформация Нупр, мм, пластичная деформация Нпл, мм) определяли на приборе Структурометр СТ-2. Пористость хлеба по ГОСТ 5669–96. Выпечку хлебобулочных изделий проводили в лабораторных условиях по рецептуре батона «Подмосковный» в соответствии с ГОСТом 21844–88.

Результаты и обсуждение

С целью выбора оптимальной концентрации к водному раствору амилоризина ПIОх добавляли различные количества модифицированного крахмала (МДК) марки «В», определяли активность и сравнивали её с контролем. В качестве контроля использовали ферментный препарат без добавки модифицированного крахмала, активность которого была принята за 100%. Данные эксперимента представлены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние различных концентраций МДК марки «В» на изменение ферментативной активности ферментного препарата амилоризина ПIОх

Table 1. The effect of different concentrations of MDK brand "B" on the change in the enzymatic activity of the enzyme preparation amilorizine РIОх

Содержание крахмала (г крахмала)/(г фермента) Starch content (g starch)/(g enzyme)	Ферментативная активность ед./г Enzymatic activity units/g	ФА, % FA, %
1,6	2128	106
4,0	2169	108
8,0	2309	115
16,0	2209	110
32,0	1968	98
Контроль | Control	2008	100

Из данных представленных в таблицы 1 видно, что добавление МДК марки «В» в количестве 8 г/г фермента приводит к увеличению активности на 10–15%.

Исследование процесса тепловой активации ферментного препарата амилоризин ПIОх в присутствии модифицированного крахмала марки «В» в количестве 8 г/г фермента показали (таблица 2), что в результате термообработки ферментного препарата при температуре 40 ℃ в течение 20 мин активность увеличивается на 25–30%.

Куликова Н.Е. и др. Вестник ВГУИТ, 2022, Т. 84, №. 3, С. 89-95

Таблица 2.

Влияние тепловой обработки в присутствии

МДК марки «В» на изменение активности амилоризина П10Х

Table 2.

The effect of heat treatment in the presence of

MDK brand "B" on the change in the activity of amilorizine Р10Х

Условия прогрева Warm-up conditions		ФА, ед./г FA, units / g	ФА, % FA, %
Температура, ℃ Теmреrаturе, ℃	Время, мин Time, min
40	10	2309,2	115
	20	2570,2	128
	30	2469,8	123
50	10	2228,9	111
	20	2469,8	123
	30	2409,6	120
Контроль | Control	–	2008,0	100

Тепловая обработка при 50 ℃ в течение 20 мин приводит к увеличению активности лишь на 15%.

Таким образом экспериментально установлено, что активность ферментного препарата амилоризина П10Х, широко применяемого в хлебопекарном производстве, может быть

Для исследования влияния активированного ферментного препарата амилоризина ПIОх на качество хлеба из пшеничной муки 1 сорта тесто готовили опарным способом.

Ферментный препарат без термоактивации вносили в опару виде водного раствора в количестве 4,5 ед. АС/100 г. муки. В опытных вариантах перед внесением в опару препарат прогревали в течение 20 мин при температуре 40оС совместно с модифицированным крахмалом марки «В» (концентрация 8 (г крахмала) / (г фермента)). Дозировку фермента сокращали на 20 и на 30%. Контролем служил образец хлеба без добавления ферментного препарата и МДК. Результаты пробных лабораторных выпечек представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Влияние термоактивации ферментного препарата амилоризина ПIОх в присутствии МДК марки «В» на качество хлеба из пшеничной муки 1 сорта

Table 3.

The effect of thermal activation of the enzyme preparation amilorizine РIОх in the presence of MDK brand "B" on the quality of bread from wheat flour grade 1

Вариант выпечки Baking option	Условия термоактивации ферментного препарата Conditions of thermal activation of the enzyme preparation	Показатели качества хлеба Bread quality indicators
		Объём, см3 Volume, з сm3	Удельный объём см3/100г Specific volume сm3/100g	Удельный объём, % к контролю Specific volume, % to control	Пористость, % Porosity, %	Физико-механические свойства мякиша, ед. Прибора Physical and mechanical properties of the crumb, unit of the device
						∆Н общ	∆Н пл	∆Н упр
Контроль Control I	–	1500	286	100	71,32	60	35	24
№ 2. с МДК with MDK		1500	286	100	71,50	61	34	27
№ 3. 4,5 ед. AC/100 г. муки (контроль) flour (control II)		1625	310	109	73,61	71	41	30
№ 4, 3,5 ед. AC/ 100 г. муки flour	+МДК40 ℃ 20 мин +MDK40 ℃ 20 min	2130	406	142	81,05	99	61	38
№ 5, 3,1* ед. AC/ 100 г. муки flour	+МДК + дрожжи 40 ℃ 20 мин +MDK + yeast40 ℃ 20 min	1675	316	110	76,29	89	53	25
№ 6, 3,1* ед. AC/ 100 г. муки flour	+МДК + дрожжи**40 ℃ 20 мин +MDK + yeast40 ℃ 20 min	1625	310	108	74,55	76	49	27

*Количество единиц активности дано в расчёте на не активированный ферментный препарат; **Количество дрожжей сокращено на 20%;

*The number of activity units is given based on an inactive enzyme preparation; **The amount of yeast has been reduced by 20%

Как видно из приведенных данных (таблица 3), внесение предварительно прогретого препарата амилоризина ПIОх в количестве 3,5 ед. AC/100 г. муки заметно улучшает качество хлеба, по сравнению с контролем. Удельный объем повышается на 42% общая деформация сжатия мякиша хлеба ∆Н общ . увеличивается на 68%, упругая деформация сжатия мякиша ∆Н упр . – на 58% по сравнению с контролем.

На основании полученных данных можно сделать вывод о возможности сокращения дозировки ферментного препарата ещё на 10%. При этом интересным представляется вариант активации амилоризина П10Х в присутствии модифицированного крахмала марки «В» и дрожжей. Данные исследований представлены в таблице 3.

Экспериментально полученные данные (таблица 3) показали возможность сокращения количества дрожжей на 20% при одновременном

Таким образом, проведение тепловой активации ферментного препарата амилоризина ПIОх в присутствии модифицированного крахмала марки «В», позволяют существенно сократить дозировку ферментного препарата (образцы № 4–6) и дрожжей, и получить при этом хлеб более высокого качества, чем без сокращения количества фермента и дрожжей (образец № 3).

Так же представляло интерес изучить влияние данных оптимальных условий приготовления на сохранение свежести хлеба после выпечки, в готовых изделиях в процессе хранения. С этой целью определяли изменения структуры мякиша – его физико-механические свойства [36–38]. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Изменение физико-химических свойств мякиша хлеба в процессе хранения

Установлено, что опытные образцы хлеба с сокращением дозировок ферментного препарата на 30% и дрожжей на 20% сохраняли свежесть более длительное время по сравнению с контрольными образцами.

Заключение

Проведенные исследования показали эффективность предварительной термоактивации амилоризина П10х при температуре 40 ℃

в течении 20 минут в присутствии модифицированного крахмала (8г/г), совместно с дрожжами, и подтвердили предположение о взаимности сокращения дозировок фермента (на 30%) и дрожжей (на 20%) с одновременным улучшением некоторых физико-механических характеристик полученного продукта (объем хлеба увеличился на 8–10%, ∆Нобщ. – на 28%, ∆Нупр – на 12% по сравнению с контролем) и более длительным сохранением его свежести.

Table 4.

Changes in the physico-chemical properties of bread crumb during storage

Вариант выпечки Baking option	Условия термоактивации ферментного препарата Conditions of thermal activation of the enzyme preparation	Деформация мякиша, ед. прибора Deformation of the crumb, unit of the device	Продолжительность хранения, час Storage duration, hour
			4	24	48	72
Контроль Control	-	∆Н общ ∆Н пл ∆Н упл	60 35 24	49 32 15	31 16 15	21 14 7
		∆Н общ	71	59	32	25
4,5 ед. АС/100 г. муки | flour	-	∆Н пл	41	43	16	16
		∆Н упл	30	16	16	9
3,1* ед. АС/100г муки| flour	+ МДК+ дрожжи **40 ℃, 20 мин +MDK + yeast**40 ℃ 20 min	∆Н общ ∆Н пл ∆Н упл	76 49 27	66 50 16	34 18 16	29 17 12

*Количество единиц активности дано в расчёте на не активированный ферментный препарат; **Количество дрожжей сокращено на 20%;

*The number of activity units is given based on an inactive enzyme preparation; **The amount of yeast has been reduced by 20%