Влияние органических кислот облепихового сока на автолитическую активность ржаной муки

В настоящее время хлеб и хлебобулочные изделия занимают исключительное место в рационе здорового человека. Большую группу в ассортименте хлеба занимают изделия с использованием ржаной муки, которая с точки зрения пищевой ценности по сравнению с пшеничной мукой характеризуется повышенным содержанием незаменимых аминокислот, витаминов группы B, минеральных элементов и пищевых волокон [1–3].

В литературе приводятся сведения, что ржаная мука по сравнению с пшеничной мукой содержит в 2–5 раз больше собственных сахаров. Особенностью углеводов ржаной муки является то, что она содержит 2,8 % водорастворимых коллоидных полифруктозидов, что в два с лишним раза больше, чем в пшеничной муке. Подобное соотношение сохраняется и в отношении водорастворимых пентозанов (слизей) [4]. Водорастворимые коллоиды, обладая высокой гидрофильностью, участвуют в формировании структурно-механических свойств ржаного теста [5].

Поэтому хлебопекарные свойства ржаной муки определяются в первую очередь состоянием ее углеродно-амилазного комплекса. Известно, что крахмал ржи начинает клейстеризо-ваться при температуре 52–55 °С, что значительно ниже, чем для крахмала пшеничной муки, которая составляет 60–67 °С. Основным показателем, характеризующим хлебопекарные свойства ржаной муки, является автолитическая активность - способность образовывать водорастворимые вещества под действием собственных ферментов. Ржаная мука по своим хлебопекарным свойствам существенно уступает характеристикам пшеничной муки вследствие большого различия их углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплекса. Атакуемость крахмала ржаной муки амилолитическими ферментами выше, чем пшеничной [6].

Амилазы гидролизуют крахмал в процессе брожения теста, вследствие чего тестовая заготовка может оказаться неспособной связать влагу в тесте. Наличие части свободной влаги, не связанной крахмалом, будет делать мякиш хлеба влажным на ощупь. Наличие большого количества α-амилаз приводит к накоплению значительного количества декстринов, неблагоприятно воздействующих на органолептические свойства готового хлеба, поскольку по сравнению с крахмалом декстрины плохо набухают в воде [7].

Таким образом, изучение способов корректировки хлебопекарных свойств ржаной муки является актуальным в области научных исследований с целью улучшения реологических свойств полуфабрикатов и качества готовых изделий.

Цель данной работы - определение влияния органических кислот облепихового сока на амилазный комплекс ржаной муки.

Материалы и методы исследований

Объектами исследования выступали ржаная обдирная мука (ГОСТ 7045-17) и облепиховый сок. Облепиховый сок - витаминосодержащее и масличное сырье, имеющее промышленное значение. В настоящее время в облепиховом соке установлено наличие 10 витаминов, из которых 6 водорастворимых и 4 жирорастворимых, каротиноиды, в небольших количествах никотиновая и фолиевая кислоты, токоферолы, филлохиноны.

Одним из важнейших показателей, определяющих качество плодов, является маслич-ность, которая колеблется от 1,89 до 13,70 % для свежих плодов. Минеральный состав характеризуется 15 микроэлементами, среди которых железо, магний, алюминий, цинк, кобальт, марганец, медь и другие, а также соли натрия, калия и кальция.

Известно, что масло облепихи обладает менее агрессивным кислотным воздействием на белок по сравнению с лимонным соком и уксусом столовым. В сочетании с вязкой и обволакивающей структурой, наличием жирных кислот высокое содержание органических кислот (1,04...4,46 %) и сахаров (1,00...3,26 %), состав которых неоднороден, определяет использование облепихового сока в качестве ценного пищевого сырья.

Из вышеизложенного следует, что в настоящий момент сравнительно хорошо известен химический состав облепихового сока, который является ценным масличным и витаминным сырьем, имеющим промышленное значение [8].

Кислотность определяли по ГОСТ 5670-96 «Хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности». Определение активности амилолитических ферментов проводили по ГОСТ 20264.4-89 и ГОСТ Р 54330-2011.

Результаты исследования и их обсуждение

Сложность регулирования качества ржаной муки связана с недостаточным объемом исследований по изучению механизмов формирования и созданию новых способов улучшения хлебопекарных свойств ржаной муки [9]. Для того чтобы регулировать автолитические процессы в производстве хлеба, необходимо знать свойства ферментов муки, действующих на белки, крахмал и другие ее компоненты [9–11].

В ржаной муке нормального качества всегда содержится α-амилаза, что значительно влияет на ее хлебопекарные свойства. β-амилаза способствует накоплению сахаров, необходимых для спиртового брожения в тесте, и расщепляет крахмал до декстринов, образуя значительное количество мальтозы [12].

Наличие же α-амилазы, особенно при недостаточной кислотности ржаного теста, приводит к накоплению значительного количества декстринов, придающих хлебному мякишу липкость. Повышенная активность α-амилазы в ржаной муке обычно является основной причиной дефектности ржаного хлеба, влияя на реологические свойства мякиша. Тесто из такой муки в процессе брожения быстро и сильно разжижается. Хлеб имеет интенсивно окрашенную корку и липкий, легко заминающийся мякиш. Структура готового ржаного изделия, особенно подового, характеризуется расплывчатой формой. Поэтому очень важно знать автолитическую активность муки, которая показывает активность амилаз [13–15].

Известно, что при производстве хлеба из ржаной муки применяют различные способы регулирования кислотности, например закваски и подкислители, которые являются средством регулирования кислотности теста [9, 16, 17].

Ценность облепихи определяется прежде всего высокими пищевыми и лечебными свойствами плодов [18]. В облепиховом соке содержатся различные биологически активные вещества: каротиноиды, токоферолы, фосфолипиды, бетаин, серотонин, белковые вещества, сахара, жирные масла, макро- и микроэлементы. Отличительной особенностью облепихового сока является наличие значительного количества органических кислот, таких как яблочная, фитиновая, хинная, лимонная, галактуроновая, винная [19–20].

В эксперименте было исследовано влияние облепихового сока на кислотонакопление в ржаной муке. Исследуемыми образцами являлись ржаная мука с введением 10, 20, 30 % облепихового сока.

Динамика кислотообразования представлена на рисунке 1.

Продолжительность брожения, ч

Рисунок 1 – Влияние расхода облепихового сока на кислотонакопление в ржаном полуфабрикате

Следуя полученным результатам, можно сделать вывод, что чем продолжительнее время выдержки образцов, тем выше их кислотность. При введении 20 % облепихового сока наблюдалось увеличение значения кислотности в ржаном полуфабрикате более чем на 50 % по сравнению с контролем.

Установлено, что оптимальный расход облепихового сока для обработки ржаной муки составил 20 %, тогда как при увеличении до 30 % наблюдалось не только ингибирующее влияние на активность дрожжей Saccharomyces Cerevisiae, но и изменение органолептических свойств ржаной муки, а именно появление выраженного запаха облепихи, кислого привкуса и оранжевого оттенка готовой продукции.

Экспериментально было изучено изменение активности амилолитических ферментов при введении облепихового сока (рис. 2, 3). Анализ данных, представленных на рисунке 2, показал, что ление было

Количество облепихового сока при добавлении в ржаную муку, %

Рисунок 2 – Суммарная активность амилаз в ржаной муке при добавлении облепихового сока

-

Суммарная активность амилаз в ржаной муке показала, что при добавлении облепихового сока в количестве 10 %, наблюдалось снижение активности α- и β-амилаз по сравнению с контрольным образцом, однако при увеличении количества сока до 20 и 30 % отмечалось повышение суммарной амилазы в среднем на 56 %. Исходя из этого, можно отметить, что применение облепихового сока как инактиватора амилолитических свойств ржаной муки действи-

Количество облепихового сока при добавлении в ржаную муку, %

Рисунок 3 – Активность α-амилазы

Начальная активность α-амилазы образцов теста с облепиховым соком была равна 55 у.е. Подавляющее действие облепихового сока при увеличении его дозировки подтверждается достижением конечной активности α-амилазы 21 у.е., что на 27 у.е. меньше, чем для контрольного варианта.

В результате проведенных исследований были получены данные о влиянии облепихового сока на амилазный комплекс ржаной муки. Установлено, что при введении облепихового сока в ржаной муке значительно снижалась активность амилолитических ферментов. При добавлении 30 % облепихового сока кислотность превышала допустимые значения 5 град., согласно ГОСТ 7045-90, что могло отрицательно сказаться на органолептических показателях теста. В эксперименте было установлено, что активность α-амилазы ржаной муки при внесении облепихового сока 20 % снижалась в 2 раза, что было наиболее оптимальным.

Обобщенные результаты использования в контакте облепихового сока с ржаной мукой свидетельствовали о значительном улучшении качественных параметров ржаной муки и готовых изделий.

Заключение

На основании проведенных исследований обосновано совместное использование ржаной обдирной муки и облепихового сока при обработке ржаной муки, которые способствуют повышению качества и пищевой ценности готовой продукции.

При введении 20 % облепихового сока наблюдалось увеличение значения кислотности в ржаном полуфабрикате более, чем на 50 % по сравнению с контролем. Установлено, что оптимальный расход облепихового сока для обработки ржаной муки составил 20 %, тогда как при увеличении до 30 % наблюдалось не только ингибирующее влияние на активность дрожжей Saccharomyces Cerevisiae , но и изменение органолептических свойств ржаной муки, а именно появление выраженного запаха облепихи, кислого привкуса и оранжевого оттенка готовой продукции.

Повышенная кислотность дает возможность инактивации действия α-амилазы, снижая не только атакуемость крахмала ржаной муки амилолитическими ферментами, но и процесс гидролизации крахмала, что благоприятно влияет на реологические свойства теста и качество готового изделия.