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Hefen und Enzyme

       Hefen und Enzyme
  Proteasen werden verwendet, um die Eigenschaften von Gluten zu ändern, und wenn Gluten im Teig für die Plätzchen zu stark ist, werden sie zunehmend als Alternative zu Natriummetabisulfit verwendet.

Die Eigenschaften des Tests können mit Hilfe von Enzymen verändert werden, wodurch die Textur und der Geschmack des Endprodukts verändert werden. Enzyme sind biologische Katalysatoren, die nur auf bestimmte Substrate (Fette, Proteine, Zucker) einwirken. Sie sind temperatur- und pH-empfindlich und zersetzen sich bei einer Temperatur, die viel niedriger ist als die, die beim Backen durch Teig erreicht wird. Enzyme werden im Test von lebenden Organismen gebildet (Hefe und Mikroflora sind immer in Mehl enthalten) oder sie werden in Form von Standardzubereitungen zugesetzt - Enzyme, die aus lebender Materie gewonnen werden.
Bei der Herstellung von Biskuits verwendeten Hefe-Gas zu erzeugen, auf dem Gluten im Teig mechanisch wirkende; Enzympräparate verwendet werden, um die Eigenschaften des Glutens oder geschmack Producing zu verändern, beispielsweise assoziiert mit Milchsäure. Die Verwendung von Enzympräparaten bei der Herstellung von Keksen jetzt zunehmend mit Problemen verbunden mit einem hohen Proteingehalt Dehnbarkeit von Glutenmehl abnimmt. Die Verwendung von Hefe - ein eher traditionellen Prozess, aber die Zugabe von anderen mikrobiellen Mitteln und mehr sorgfältig kontrollierten Bedingungen der Fermentation wird durch die Bedingungen eines langen Prozess der Gärung des Teigs für Cracker, in erster Linie auf der Grundlage der Produktionserfahrung, ausgewählt. 
      Hefe

Hefe - eine mikroskopisch kleine Einzeller Pilze, die so klein sind, dass in einem Gramm enthält etwa 1,510 Zellen. Es gibt viele verschiedene Arten von Hefen, aber normalerweise wird Teig zur Gärung verwendet. Saccharomyces cerevisiaeUnter anaeroben Bedingungen, dh ohne Sauerstoff, können diese Mikroorganismen aus Zucker Kohlendioxid und Alkohol produzieren. Wenn Teig fermentiert wird, ist es diese Fähigkeit, Gas zu produzieren, die am wichtigsten ist.
Hefe kann in frisch gepresster Form mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 70%, in Form von Trockenhefe (Granulat) oder als Instant-Hochleistungshefe (Instant) bezogen werden. Die Masse eines Hefeblocks beträgt in der Regel 1 kg. Sie sollten entweder bei einer Temperatur von ca. 4 ° C (während die Hefe ca. 3 Wochen in gutem Zustand bleibt) oder eingefroren gelagert werden, dann hält ihre Wirkung mindestens drei Monate an. Die Lagerung in einem gewöhnlichen Kühlschrank bei 4 ° C führt zu einer starken Austrocknung des Produkts, wodurch sich Eis in den kälteren Teilen des Kühlschranks ansammelt und die Hefe trocknet. Aktive Trockenhefe hat einen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 8% und ist in einem versiegelten Beutel für ungefähr drei oder mehr Jahre lebensfähig, wobei ungefähr 1% der Aktivität pro Monat verloren gehen. Instant-Aktivhefe enthält ungefähr 5% Feuchtigkeit und wird für eine lange Zeit in einer versiegelten Verpackung aufbewahrt, wobei ihre Aktivität in etwa derjenigen von Trockenhefe entspricht.
Frische Hefe in Form von komprimierten festen Blöcken sein sollte (nicht zerdrückt), einheitlichen cremig-beige, homogen, mit einem frischen Geruch (mit erheblichen Schäden, werden sie dunkel mit scharfer Geruch Flüssigkeit). Wenn die Hefe zerbröckelt und schaut grau und trocken, sind sie abgestanden, das heißt, sie immer noch funktionieren kann, werden aber Teig schlecht fermentiert werden, da ihre Fähigkeit, Gas zu bilden, reduziert werden. Wenn Sie frische Hefe verwenden ist am besten, sie mit Wasser in einem Verhältnis von etwa 1 mit einem Schneebesen zu mischen: 5. etwa 15 min die gefrorene Hefe unter Verwendung von heißem Wasser mit anschließender Hydrierung wiederherzustellen.
Aktive Trockenhefe mit einer gleichen Anzahl von mindestens zwei Mal effizienter als Druck aber bei gleichem Trockengewicht deutlich weniger aktiv. Sie sollten durch Verrühren in Wasser mit einer geringen Menge an Zucker für 10-15 Minuten bei etwa 40 ° C reaktiviert werden Sie rehydrieren nicht getrocknet aktive Hefe kaltem oder heißem Wasser.
Fast (Instant) Trockenhefe ein ordnungsgemäßes Verfahren zu ihrer Herstellung und Beschichtung von einem Emulgator leicht rehydratisiert. Sie können direkt zu dem Teig gegeben werden, aber wie im Fall der Trockenhefe für 5-15 Minuten, bevor sie so aktiv wie frische Hefe werden, haben sie eine bestimmte Verzögerungsphase (langsame Aktivität). Bei gleichem Gewicht der Trockenmasse, haben sie fast die gleiche Fähigkeit Gas als komprimierte Hefe zu lösen.
Presshefe in den ersten 45 Minen sind vernachlässigbar, und zu dieser Zeit sind sie sehr anfällig für die nachteiligen Auswirkungen von externen Bedingungen - Temperatur, verfügbarem Wasser, Salz und Zuckergehalt. Daher sollten Sie nie Hefe in Salzwasser zu züchten. Selbst 2% Salzlösung von Hefezellen konnte eine deutliche Abnahme ihrer Aktivität beschädigen oder bewirken. Die Zuckerkonzentration in der Lösung darf nicht mehr als 5%.
Hefestoffwechsel hängt hauptsächlich von der äußeren Einwirkung von zwei Enzyme - Invertase hydrolisiert Glucose in Fructose und Dextrose und zimaznogo
ein Enzymkomplex, der in Abwesenheit von Sauerstoff niedere Zucker in Ethylalkohol und Kohlendioxid umwandelt.
                     Imaz
С6Н1206 => 2C02 + 2С2Н5OH.
Glucose Kohlendioxid Alkohol 
Wie bei allen anderen Enzymen sind diese Reaktionen stark temperaturabhängig. Der Einfluss von Temperatur und Hefemenge ist in Abb. 2 dargestellt. 15.1.
Bei einer Temperatur von 30 ° C emittiert die Hefe dreimal so schnell Gas wie bei 20 ° C, sie zeigt jedoch maximale Aktivität bei einer Temperatur von 38 ° C (ungefähr Körpertemperatur). Bei 54 ° C stirbt die Hefe sehr schnell ab. Die Fähigkeit, Maltose (Malzzucker) zu fermentieren, manifestiert sich in Hefe, wenn das Enzym Maltase induziert wird, dh Maltose reichert sich als Ergebnis der Hydrolyse von Stärke mit im Getreidemehl vorhandenen amylolytischen Enzymen (α- und β-Amylasen) an. Mit der Anreicherung von Maltose passt sich die Hefe jedoch an die Fermentation von Maltose an [1]. Die Wirkung von Getreide-Amylasen kann bei der Bildung von Zuckern im Test eines langen Fermentationsprozesses bei der Herstellung von Crackern wichtig sein. Mehl und Wasserteig enthalten normalerweise etwa 0,5% Glucose und Fructose. Mit Beginn des Fermentationsprozesses wird die Zymase- und Maltaseaktivität der Hefe aktiviert. Während des Fermentationsprozesses fungieren Mehl-A- und -P-Amylasen als Zucker für die Hefenahrung. Ein langer Fermentationsprozess kann nicht nur für die Hefeaktivität günstig sein, sondern auch für das Wachstum anderer im Mehl vorhandener Mikroorganismen. Gegenwärtig wurde die Technologie eines kontinuierlichen Fermentationsprozesses entwickelt, der es ermöglicht, andere Mikroorganismen während einer längeren Fermentation des Teigs zu unterdrücken (siehe Kap. 21 und 22).
Hefezellen vermehren sich vegetativ durch Knospung. Es wurde gezeigt, dass in den ersten 2-3 Stunden die Anzahl der Zellen langsam wächst, aber am Ende der vierten Stunde die Anzahl der Zellen erhöht sich signifikant (um ca. 26%). Die Hefeakkumulationsrate hängt von der anfänglichen Anzahl von Zellen ab - eine kleine Anzahl von ihnen ergibt ein größeres Wachstum [2], dann fällt die Wachstumsrate wieder ab (vermutlich aufgrund des Mangels an notwendigen Zuckern).
Die optimalen pH-Werte für die Fermentation sind 4-6, aber die Hefe widersteht dem pH-Wert von 3 perfekt
15.1                                                  Abb. 15.1. Einfluss von Hefemenge und Prüftemperatur auf die Gasproduktionsrate
 Stunden bei 30 ° C. Ein niedriger pH-Wert hat einen größeren Einfluss auf die Fermentationsrate von Maltose als auf die Fermentation von Glucose. Während der Fermentation löst sich ein Teil des im Test gebildeten Kohlendioxids in Wasser unter Bildung von Kohlensäure. Da es sich jedoch schwach auflöst, ist es nur unwesentlich an der Senkung des pH-Werts beteiligt. Im Allgemeinen verursachen Milchsäure- und Essigsäurebakterien, die immer im Mehl vorhanden sind, einen Anstieg des Säuregehalts im Fermenterteig. Reduziert besonders deutlich den pH-Wert von hochionisierter Milchsäure. Wenn Hefenahrung in Form von Ammoniumsulfat und Chlorid vorhanden ist (wobei die Hefe mit Stickstoff für das Wachstum versorgt wird), führt dies zu Spuren von Schwefel- und Salzsäure, die den Säuregehalt erhöhen. Typischerweise wird Natriumbicarbonat zugesetzt, um die Wirkungen dieser Säuren während einer längeren Fermentation zu neutralisieren.
Es gibt auch spezielle Hefeextrakte das Produkt Geschmack und Gewinn zu machen (siehe. Foren 16.2.5 und 16.5).

     Enzym

Enzyme sind natürliche Katalysatoren. Der gesamte Stoffwechsel lebender Organismen wird durch Enzyme reguliert, und die Bandbreite der Reaktionen, die während dieses Prozesses auftreten, ist ungewöhnlich groß. Enzymextrakte oder Enzympräparate können verwendet werden, um chemische Reaktionen außerhalb lebender Zellen durchzuführen (aus dem bekannten Prozess der Umwandlung von Zucker in Alkohol zur Herstellung bestimmter Vitamine und spezieller Arzneimittel). Die industrielle Herstellung von Enzympräparaten erfolgt mit modernen biochemischen Methoden, um die Produktion der notwendigen stabilen Enzyme zu kontrollieren. Gegenwärtig wurden mehr als 700-verschiedene Enzyme isoliert, mit denen industrielle Prozesse reguliert werden können. Alle Enzyme sind Proteine ​​und werden daher beim Erhitzen denaturiert (zerstört) und daher inaktiviert.
Es gibt vier Hauptgruppen der Enzyme von Interesse für die Technologie der Lebensmittelproduktion:

  • Amylase auf Stärke handeln;
  • Hemicellulase Pentosane zu verschlechtern;
  • Protease (oder poteinazy), die auf Proteinen;
  • Lipase Zersetzung von festen und flüssigen Fetten.
    Eine gemeinsame Quelle von Amylase für Bäcker - es enzymatisch aktive Malzmehl, aber Pilz-Amylase und Protease sind auch als Standardprodukte zur Verfügung. Industriell Protease wird aus drei Hauptquellen erhalten:
  • von Pflanze (z.B. Papain, Bromelain, Ficin, etc ...), aber im Wesentlichen darauf beschränkt, ihre Produktion tropischen und subtropischen Zonen;
  • von Tieren (z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Pepsin, Renin usw.); Ihre Freisetzung ist mit dem Angebot und der Nachfrage nach Schlachtprodukten verbunden.
  • von Mikroorganismen, insbesondere von Aspergillus oryzaePilz-Ursprung (Form) und Bakterien Bacillus subtilis.
    Die Gewinnung von Enzympräparaten mit Hilfe von Mikroorganismen scheint am besten zu sein, da dies nicht mit klimatischen Einschränkungen und der Lieferung von Arzneimitteln tierischen Ursprungs verbunden ist.
    Der am besten geeignete für den Test (aus verschiedenen technischen Gründen) eine Protease betrachtet, abgeleitet von Bacillus subtilis.Es wird als stabile, pulverförmige Zubereitung mit einer durch Verdünnen von Maltodextrin oder Maisstärke standardisierten Aktivität sowie als Flüssigkeit mit Standardaktivität unter Zusatz von Stabilisatoren und Konservierungsmitteln geliefert. In geschlossenen Behältern unter trockenen und kalten Bedingungen beträgt der Aktivitätsverlust normalerweise weniger als 10% pro Jahr.
    Eine pulverförmige Zubereitung wird am besten in 4-5-Teilen Wasser (nach Gewicht) gemischt, bevor sie zum Teig gegeben wird. Das Enzym ist leicht löslich, aber wenn es mit Maisstärke gemischt wird, löst sich letztere natürlich nicht auf. Die Enzymaktivität hängt von der Temperatur, der Dauer und dem pH-Wert ab, so dass es sehr schwierig ist, die richtige Menge zur Verwendung in bestimmten Reaktionen genau zu bestimmen. Es ist am besten, sich zuerst von den Empfehlungen des Lieferanten leiten zu lassen. Die folgenden Lieferanten und deren Produktnamen können empfohlen werden:

Proteinase18 (Protease) - ABM Chemicals Ltd.[3]

NeutraseTM1.55 (Protease) - Novo Enzyme Products Ltd. [4]

Biobak BPN(Protease) - Quest International BV [5]

Biobak BCC(Gemitsellyulaza) - Quest International BV [5].

          Funktion und Anwendung von Enzympräparaten in der Herstellung von MCI    
    Protease

Proteasen werden verwendet, um die Eigenschaften von Gluten aufgrund ihrer Wirkung auf die inneren Peptidbindungen seiner Proteine ​​zu verändern. Während Reduktionsmittel wie Natriummetabisulfit (siehe Abschnitt 17.4.2) einen Stabilitätsverlust und eine Erhöhung der Dehnung durch Aufbrechen von Disulfidbindungen verursachen, erzielen proteolytische Enzyme auf völlig andere Weise einen ähnlichen Effekt, indem sie Ketten aufbrechen (siehe Abb. 15.2) ) Die Chemie von Proteinen ist ziemlich komplex, daher ist die obige Erklärung natürlich eine signifikante Vereinfachung. Die Textur des mit Protease erhaltenen Produkts ist gewöhnlich ausgeprägter, "offener" und zarter als die mit Protease erhaltene SMS(Natriummetabisulfit cm. 14.4.2 Abschnitt).
Im Gegensatz zu Natriummetabisulfit wirkt die Protease noch einige Zeit und führt letztendlich zu einem sehr bröckeligen und schwer zu verarbeitenden Teig. Es ist notwendig, die Dauer und Temperatur sorgfältig einzuhalten, aber es sollte besonders vorsichtig sein, wenn mit übermäßigem Teig gearbeitet wird (z. B. Bruchstücke einer Schneidemaschine). Protease hat bestimmte Vorteile gegenüber Natriummetabisulfit - es wird durch Wärmebehandlung denaturiert, und da es sich um ein Protein handelt, ist es nicht erforderlich, auf sein Vorhandensein als Zusatz hinzuweisen. Die optimalen Temperaturen für die Einwirkung der Protease sind in der Regel deutlich höher als normale Testtemperaturen und die optimalen
15.2                                                               Fig. 15.2. Wirkung der Proteolyse und Recovery-Testproteine
Apazon pH ist 6,5-8,0, die für alle Teigarten akzeptabel ist. Versuchsweise kann angenommen werden, daß die Geschwindigkeit der Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert, erhöht in 1,5-3 10 mal pro ° C Temperaturanstiegs.
Es ist wichtig, die Temperatur und Dauer des Prozesses genau zu beobachten. Die Testverweilzeit sollte lang genug sein, damit sich die Auswirkung dieses Parameters bei Verwendung einer Teigcharge zu Beginn und am Ende des Prozesses in der Wirkung des Enzyms nicht wesentlich unterscheidet. Für Cracker wird empfohlen, ca. 20 g 18-Proteinase (siehe Tabelle oben) pro 100 kg Mehl zu verwenden. Die Dauer des Prozesses beträgt 3 h bei einer Temperatur von 35 ° C. Bei einer Überdosis des Arzneimittels verliert der Teig seine Struktur und wird sehr bröckelig, wobei er eine plastische Konsistenz annimmt, die nach dem Backen einen sehr schlecht aufgegangenen Keks ergibt.
Die Wirksamkeit der Protease im Test wird signifikant verringert, wenn ein Fettprodukt hinzugefügt wird, das auf mehr als 7-Teilen pro 100-Teilen Mehl basiert; Ähnliche Bedingungen werden bei der Verwendung von Zucker beobachtet. Salz hemmt auch die Wirkung der Protease, aber anscheinend beeinflussen weder die Menge noch die Art der Substanz, die den Anstieg des Tests verursacht, die Wirkung der Proteasen signifikant. Der Grund dafür ist, dass die Pufferfähigkeit von Mehlproteinen nicht die Effekte zulässt, die auftreten würden, wenn sich der pH-Wert geändert hätte. Wenn die Menge an Fett und Zucker zunimmt, nimmt die Wirkung der Hemmung der Aktivität des Enzyms zu. Daher ist die enzymatische Aktivität in einem typischen Mürbteiggebäck sehr begrenzt, aber die Notwendigkeit, das darin enthaltene Gluten zu modifizieren, ist ziemlich gering.
Protease im Teig wird verwendet, um die Viskosität und Elastizität zu verringern, was für die maschinelle Verarbeitung bestimmter Keksteigarten wünschenswert ist, insbesondere wenn Mehl mit sehr starkem Gluten verwendet wird. Es ist notwendig, auf die folgenden zwei Punkte zu achten:

  1. Eine industriell hergestellte Protease enthält normalerweise eine bestimmte Menge Amylase. Daher ist es bei der Wahl der Dosierung eines Proteinase-Präparats wichtig, Malz oder ein Enzympräparat von Amylase zu verwenden. Eine Erhöhung der Menge an einfachen Zuckern und Aminosäuren kann die Oberfläche des gekochten Produkts abdunkeln.
  2. Bei der Arbeit mit Proteinase-Präparaten (insbesondere in Pulverform) ist Vorsicht geboten, da das Einatmen oder Inkontaktbringen der Proteinase mit empfindlicher Haut zu Reizungen oder allergischen Reaktionen führen kann. In der Regel geben Protease-Hersteller Empfehlungen für die Arbeit damit (häufig reicht die Verwendung eines einfachen Staubschutzgeräts aus).
       Gemitsellyulaza

Hemicellulase im Teig verwendet für Cracker, in Fällen, in denen teilweise Zerstörung in den Teig Pentosane Mehl mit aufgeweicht und für seine Herstellung benötigt weniger Wasser. Die Verringerung der Menge an Wasser bedeutet, dass den Teig zum Backen entfernen muss kleiner sein als die Anzahl. Bei Produkten mit niedrigem Fettgehalt oder in der Faser hoch braucht mehr Wasser zu verwenden, für die lindernde Wirkung von Fett zu kompensieren. In diesem Fall wird der Teig steif durch erhöhte Mengen an Gluten. Die Verwendung von Hemicellulasen verringert die erforderliche Wassermenge für den Teig so der Teig wird nicht so steif und damit die Struktur des Produkts verbessert wird.

           Amylase

Amylase wird häufig zur Herstellung von MCI verwendet (nur bei alkoholischer Hefefermentation).

         Lipase

Obwohl die Hersteller MKI Lipase nicht anwenden, sollten sie sich bewusst sein, dass diese Enzyme zu Schäden am Gerät führen kann. Lipasen können in den Produkten der Muttern detektiert werden nicht der Wärmebehandlung in einer nicht-stabilisierten Hafermehl oder Haferflocken und Weizenmehl in denen der Embryo unterzogen wurde oder nicht wärmebehandelt.
die Vorbereitung der Testtechnologie in Bezug auf Bedingungen für die Verwendung von Enzymen wird empfohlen, im Handbuch des Herstellers zu verwenden.
Literatur

  1. Syke, H. G. (1971) «Die Rolle der Hefe in Modem Bäckerei Praxis», Proceedings der britischen Sektion der American Society of Bakery Engineers, .
  2. HOPFMAN, C., SCHWEITZER Т. K. und DALBY G. (1941) Cereal Chem 18, 337
  3. ABM Chemicals Ltd, (Rhone-Poulenc), Woodley, Stockport, Cheshire, SK6 1PQ, England.
  4. Novo Enzyme Products Ltd, 2b Thames Avenue, Windsor, Berks., SL4 1QP, England.
  5. Quest International BV, PO Box 2, 1400 СA Bussum, Niederlande.

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