БИОТЕХНОЛОГИИ В КОНДИТЕРСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Кондитерские изделия представляют собой пищевые продукты с высокой концентрацией СВ. Содержат простые сахара, крахмал, жиры, белки и другие компоненты. В основном кондитерские изделия обладают сладким вкусом, сложным ароматом, красивым внешним видом и высокой энергетической ценностью. В качестве сырья для кондитерских изделий широко применяется продукция, полученная с помощью микробного синтеза. При производстве некоторых видов мучных кондитерских изделий для улучшения хлебопекарных свойств муки применяют ферментные препараты, в качестве источника макронутриентов и биологически активных веществ используют нетрадиционные виды растительного сырья и продукты их переработки.
Широкий ассортимент кондитерских изделий определяет разнообразие сырья, используемого в данной отрасли пищевой промышленности. Для мучных кондитерских изделий это мука, свойства и качество которой определяются видом изготовляемого изделия, дрожжи или разрыхлители. Помимо пшеничной муки в кондитерской промышленности применяют маисовый крахмал, соевую муку, кукурузную муку, мак, кунжут, кориандр, чернушку, плоды и семена многих других сельскохозяйственных растений, а также продукты их переработки. Как мучные, так и сахарные (сахаристые) изделия готовят с применением сахара, сахарной пудры, крахмала и продуктов его переработки (различных паток), меда, сливочного масла и других жиров, молочных и яичных продуктов, фруктового пюре, цукатов, изюма, орехов, мака, какао продуктов, кофе, сыра, соли, алкогольных напитков (спирта, ликера, настоек, коньяка и др. ). Для изготовления некоторых видов плодово ягодных кондитерских изделий (мармелада, желе и др. ) используют различные желирующие вещества: пектин, агароид, желатин и другие. В качестве разрыхлителей теста при изготовлении мучных кондитерских изделий применяют химические вещества (смесь двууглекислого натрия и углекислого аммония), а также белковые пены. В последние годы широкое распространение получили пищевые добавки, многие из которых из них являются продукцией биотехнологического производства.
Использование биотехнологий в кондитерской промышленности В производстве мучных кондитерских изделий применяют комплексные ферментные препараты, содержащие активные протеазы и α амилазу с целью ускорения процесса брожения и корректировки физических свойств клейковины муки, изменения реологических свойств теста, ускорения его созревания. При производстве мучных кондитерских изделий с использованием дрожжей, таких как галеты, крекеры, кексы, целесообразно воздействие комплексных препаратов с преобладанием протеолитического действия, но содержащих в своем составе α амилазу. Совокупное действие ферментов обеспечивает дрожжи сбраживаемыми сахарами и низкомолекулярными азотистыми веществами. Часть неиспользованных при брожении сахаров и азотистых веществ, вступает в реакцию меланоидинообразования, в результате галеты и крекеры приобретают интенсивную окраску и приятный аромат. Для выработки затяжного печенья с использованием химических разрыхлителей на протяжении длительного технологического процесса наряду с механическим воздействием на белки клейковины целесообразно применять протеолитические ферментные препараты. α Амилаза, присутствующая в качестве сопутствующего фермента как в грибных, так и в бактериальных препаратах, не мешает их использованию.
В случае применения протеолитических ферментных препаратов с наличием α амилазы при производстве изделий, подобных крекерам, галетам, печенью, опасности излишней декстринизации не существует, так как α амилаза быстро инактивируется. При производстве бисквитного полуфабриката нужны комплексные ферментные препараты с умеренной активностью протеолитических ферментов и невысокой α амилазной активностью. Такое сочетание обеспечивает умеренное расслабление клейковины, что в свою очередь улучшает подъем теста при выпечке и формирует тонкопористую воздушную структуру готовых изделий. Образование декстринов способствует сохранению их свежести. С другой стороны, усиленное механическое воздействие на кондитерское тесто повышает активность ферментов в отношении полимеров муки (крахмала, белков и др. ), усиливая тем самым конечный эффект гидролиза. Для заварных и сырцовых пряников наряду с потребностью в регулируемом расслаблении теста важным является и сохранение свежести (мягкости) продукта. Поэтому при производстве таких видов изделий целесообразно применять комплексные ферментные препараты с преобладанием протеолитической активности
Комплексные ферментные препараты, содержащие протеазы и α амилазу, используются для ускорения и облегчения обработки теста приготовлении слоеного полуфабриката с целью улучшения его эластичных свойств и предупреждения усадки при выпечке. Кроме того, при производстве вафель такие ферментные препараты позволяют оптимально снизить вязкость вафельного теста, способствуют получению тонких хрустящих вафельных листов. В производстве сахаристых кондитерских изделий широкое применение имеют препараты инвертазы и липазы. Препараты инвертазы получают из дрожжей S. cerevisiae или S. carlsbergensis путем автолиза, они представляют собой суспензию спиртоосажденной инвертазы в 25 % ном, 50 % ном растворе глицерина или 70 % ном растворе сорбита. Оптимум p. H действия препарата составляет 4, 5 5, 5, что приемлемо для его использования в различных технологиях производства сахаристых изделий. Инвертазу применяют в кондитерской промышленности для производства отливных помадных корпусов конфет, круглых помадных корпусов и жидких фруктовых начинок, таких как вишневый ликер. В каждом случае потребность в инвертазе объясняется необходимостью получать полумягкую или жидкую консистенцию при высоких концентрациях сахара (78 %), предотвращающих брожение. Некоторые сорта конфет, например конфеты с вишневым ликером, без инвертазы изготовить невозможно. В случае производства помадной массы из кокосовых орехов применение инвертазы обусловлено еще и повышенной влагоудерживающей способностью фруктозы, образующейся под действием этого фермента.
Ускорение или замедление действия инвертазы достигается путем изменения концентрации вносимого препарата, количества воды и температурного режима. При высокой температуре инвертаза инактивируется, и даже при температуре отливки (65 °С) активность ее снижается на 12 % в течение 30 мин и на 24 % в течение 69 мин. В производстве шоколада, карамели, ириса, сливочного крема применяют липазы. Под действием липаз образуются свободные жирные кислоты, которые усиливают аромат полученных сахаристых изделий. При низких уровнях свободных жирных кислот аромат изделий усиливается, но новые ароматы не образуются; средний уровень свободных жирных кислот придает аромат масла; высокий — аромат сыра. Подобные ароматические вещества могут быть получены путем модификации масел или жиров с применением препаратов липаз различного происхождения (животных, микробных, растительных). Липолитические ферменты продуцируют микромицеты из родов Aspergillus, Mucor, Rhizopus. Высокую липолитическую активность имеет липаза Rhizopus japonicus 1403 (970 ед. /см 3). Максимальная активность большинства липаз лежит в слабокислой или нейтральной зоне, диапазон рациональных температур действия составляет 35 40 °С. Использование липолитических ферментов в пищевой промышленности сдерживается из за отсутствия их промышленного выпуска, и недостатка активных микромицетов, обладающих специфичностью действия.
САХАРОЗА И ЕЕ ЗАМЕНИТЕЛИ Как известно, чрезмерное потребление углеводов отрицательно влияет на здоровье. Существует два пути уменьшения излиш ней калорийности пищи без снижения традиционной потребности человека в сладостях. Первый путь — употребление вместо сахарозы более сладких Сахаров, например фруктозы. Второй путь — использование искусственных подсластителей типа сахарина. Сладкий фруктозный сироп можно изготавливать из сахарозы путем кислотного гидролиза (например, лимонной кислотой) или более эффективным фермен тативным способом — инверсией — с помощью дрожжевой инвертазы. Инверт содержит, как известно, два моносахарида глюкозу и фруктозу. Для более эффективной инверсии сахарозы дрожжевые клетки лучше подвергнуть плазмолизу, а освободившуюся инвертазу адсорбировать на костяном угле. Эту технологию использует фирма Tate and Lyle (Великобритания). В настоящее время фирма усовершенствовала технологию: используется иммобилизованный чистый фермент, инверсия осуществляется при температуре 70 °С и получается 70— 75% ный раствор инверта. Разработан метод инверсии сахарозы при помощи иммобилизованных дрожжей, обладающих инвертазной активностью. В качестве носителя клеток используется термоустойчивый гелеобразный субстрат, сохраняющий твердую консистенцию при температуре 75 °С. Концентрация сахарозы в исходном субстрате 70%, концентрация биокатализатора 100 г/л, температура инверсии 75 °С, ее продолжительность 3 ч. Институтом биохимии и физиологии микроорганизмов РАН предложен метод получения экстрацеллюлярной инвертазы путем частичной дезинтеграции клеток дрожжей во время культивирования.
Подсластители Радикального уменьшения потребления сахарозы в пище можно достичь, если использовать подсластители типа сахарина. Биотехнологи предлагают использовать ряд весьма эффективных продуктов. Так, из цветочного растения Thaumatococcus damelii, произрастающего в Судане, в кишечную палочку Escherichia coli был трансплантирован ген, детерминирующий синтез сверхсладкого белка тауматина. Рекомбинантная бактерия стала продуцентом сладкого белка, который производят на нескольких биотехнологических заводах и применяют в пищевой промышлен ности в качестве искусственного подсластителя. Из южноамериканского растения Stevia rebaudiana в клетку Е. coli трансплантирован ген сладкого белка стевозида. С помощью генной инженерии или путем совмещения микробного синтеза с химиче ской трансформацией микробных метаболитов получен ряд следующих исключительно эффективных подсластителей. Сладость подсластителей по сравнению с сахарозой: Сахарин Глицерин Сорбит Ксилит Маннит 300, 0 100, 0 0, 5 1, 0 0, 7 Цикламат 50, 0 Ацесульфат. К 150, 0 Аспартам 200, 0 Стевозид 150, 0 Тауматин 3 000, 0
Особый интерес представляет сладкий дипептид аспартам, молекулу которого образуют две аминокислоты — фенилаланин и аспарагиновая кислота. Обе аминокислоты можно синтезировать микробиологическим путем, а аспартам из этих мономе ров — с помощью ферментов. Повышение спроса на аспартам стимулирует производство фенил аланина и аспарагиновой кислоты. На основе фруктозы создается новый класс подсластителей — заменителей сахарозы. Установлено, что фруктозилолигосахариды, состоящие из 2 до 5 фруктозилостатков, связаны по 1 му и 2 му атомам углерода. Эти фруктозилолигосахариды не разрушаются в организме человека, имеют сладкий вкус и безвредны. Заменители сахарозы (сахара)
Конец Плетнева Надежда 11 А
Скачать презентацию БИОТЕХНОЛОГИИ В КОНДИТЕРСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Кондитерские изделия представляют
Биотехнологии в кондитерской промышленности.pptx