13.2. Amelioratori cu acţiune de restabilire

Amelioratorii cu acţiune de restabilire se utilizează pentru

îmbuntăţirea calităţii produselor de panificaţie din făină de grîu cu

gluten tare şi slab, la prepararea produselor de foietaj, krekerului şi

biscuiţilor glutenoşi. La ei se referă L-cisteina, glutationul – activatori

cunoscuţi ai proteolizei, acţiunea cărora se reduce la restabilirea

grupelor -SH ai proteinazelor făinii şi nemijlocit a legăturilor –S=S- ale

substanţelor proteice (des. 13.1). O cantitate insemnată de glutation se

conţine în extractele şi autolizatele drojdiilor de panifacţie.

Acţiunea de restabilire o posedă şi diferite tipuri de gluten

destructurizat. Utilizarea lor duce la stabilirea glutenului, astfel calitatea

pîinii se îmbunătăţeşte, pîinea îşi măreşte volumul, miezul devine mai

elastic şi porozitatea mai bună, se îmbunătăţeşte aspectul cojii (lipsesc

rupturile şi crăpăturile).

La acest tip de amelioratori se referă şi tiosulfatul de sodiu. Se

foloseşte in cantităţi de 0,001-0,002% din masa făinii ca soluţie apoasă.

În caz că făina cu gluten slab are activitatea de autoliză ridicată,

tiosulfatul de sodiu se foloseşte in combinaţie cu amelioratori cu

actiune acidifiantă, în acest caz restabilizatorii se introduc in

prospatură, acidifiantul – la frămîntarea aluatului.

13.3 Preparate fermentative

Rolul determinant în formarea proprietăţilor aluatului şi calităţii

pîinii, dupa cum se ştie, il au procesele biochimice, printre care

transformările componentelor structurale ale făinii şi altor materii

prime, care pot fi catalizate de fermenţi.

Fermenţii – catalizatori biologici de origine proteică, care posedă

capacitatea de a accelera anumite reacţii chimice şi din acest punct de

vedere se deosebesc printr-o specificare concretă.

Majoritatea fermenţilor constau din proteine pure, însă mulţi

conţin anumite metale (Zinc, Calciu, Fier, ş.a.). Unii fermenţi reprezintă

proteine conjugate, care au in calitate de componenţi substanţe organice

de natură neproteică cu masa moleculară relativ mică, ades legate slab

de partea proteică. Fermenţii lipsiţi de componenta de natură neproteică

(grupa prostetică), devin inactive. Partera prostetică se clasifică ca

coferment, partea proteică – apoferment şi proteina conjugată –

haloferment. Majoritatea cofermenţilor, reprezintă partea reactantă a

fermenţilor, conţin nucleotide, vitaminele PP, B1, B2, B3, B6, B12 şi

altele.

Preparatele fermentative (PF) se obţin, in general, pe calea

sintezei microbiologice la cultivarea diferitor microorganisme –

producătoare: ciupercilor, bacteriilor, drojdiilor, ş.a.

PF produse de industria autohtonă au nomenclatura, ce combină

denumirea prescurtată a fermentului de bază a preparatului,

prescurtarea numelui de clasă a microorganismului–producător. Astfel,

de exemplu, preparatul, în care fermentul de bază este α-amilaza,

obţinută prin cultivarea a Aspergillus oryzae, se numeşte Amilorizina.

Daca producătorul unui astfel de preparat este cultura Bacillis subtilis,

atunci astfel de PF se numeşte Amilosubtilina.

După nomenclaturarea PF microbiene se introduc indecşii П3x,

П10x, П15x, П20x sau Г3x, Г10x, Г15x, Г20x. Literele din aceşti

indecşi caracterizează metodele cultivării microorganismului-

producator: П inseamnă cultivarea pe medii nutritive tari, Г— în medii

nutritive lichide. Convenţionarea 3x, 10x, 15x, 20x reflectă creşterea

gradului de puritate şi concentraţie a PF.

Intreprinderile străine produc preparate fermentative, in care se

pastrează principiul nomenclaturării lor după fermentul de bază a

producătorului (de exemplu, Fungamil-amilaza de origine micotică) sau

după fermentul de bază şi destinaţia (de exemplu, Pentopan-pentizanaza

pentru coacerea painii) sau se foloseşte marca comercială.

Culturile de ciuperci şi bacterii conţin caţiva fermenti: amilolitici,

pectolitici, celulolitici ş.a. Preparatele monofermentative din culturi

microbiene, din cauza dificultăţii tehnologiei obtinerii, se folosesc, in

general, in scopul cercetării, in medicină ş.a. În PF microbiene cu

destinaţie industrială, considerînd specificitatea acţiunii lor, prevalează

activitatea fermentului de bază. În cazul prezenţei in preparat nu numai

a fermentului de bază, dar şi a altor preparate se stabileşte corelaţia lor

cantitativă si activitatea.

Preparatele fermentative se caracterizează prin activitatea

fermentativă care se exprimă in unităţi standarde ale fermentului.

Unitatea standardă a fermentului este acea cantitate a fermentului, care

catalizează transformarea unui micromol a substratului dat intr-o

minută in condiţii date. Activitatea se exprimă in unităţi pe 1g de

preparat sau 1g proteină în preparat.

În documentaţia normativă a preparatelor fermentative activitatea

fermenţilor in preparat prezintă indicatorul de bază a proprietăţilor lor

biochimice. Astfel, preparatul fermentativ autohton Amilorizina П10x

posedă activitatea amilolitică: I grupă – 2500 ± 250 E/g; a II-a grupă –

2000 ± 200 E/g. Dozarea preparatelor fermentative la prelucrarea

produselor monocomponente (de exemplu, crohmalului sub acţiunea

glucoamilazei) se efectuează după unităţile de activitate,

policomponente – în procente la masa produsului în corespundere cu

recomandările tehnologice, care sunt realizate pentru folosirea fiecărui

preparat fermentativ în parte. De exemplu, consumul preparatului de

Amilorizină П10x pentru zaharificarea opărelei reprezintă la activitatea

2000 E/g – 0,007-0.01% PF la masa făinii în opareală (adică 7-10g PF

la 100kg faină).

În documentaţiile normative (de exemplu in preparatul

Amilorizina П10x- activitatea proteolitică), se reglementează de

asemenea indicii microbiologici (cantitatea microflorei bacteriene şi

altele) şi fizico-chimici (marimea, umiditatea, ş.a.).

Preparate fermentative α-amilaze. α-Amilaza este endoamilaza,

care provoacă descompunerea hidrolitică a legăturilor α-1,4 glicozidice

în interiorul substratului puternic polimerizat – amidonului. α-Amilaza

– proteina solubilă în apă, posedă proprietăţile globulinei şi are masa

moleculară 45000-60000.

Toate α-Amilazele aparţin metaloenzimelor. Reducerea calciului

din ele produce inactivarea fermentului, introducerea repetata a

calciului poate parţial să restabilească activarea lui.

Preparatele α-Amilaze sunt rezistente la acţiunea fermenţilor

proteolitici.

Preparatele conţin o cantitate considerabilă de tirozină şi triptofan.

Acidul glutamic şi asparagic reprezintă 25% din masa proteinei.

Prezenţa aminoacizilor în α-Amilază determină capacitatea de

zaharificare a lor. Astfel α-Amilazele diluante nu au grupe

sulfhidrice,iar cele ce zaharizează conţin un rest din cisteină.

Aminoacizii se conţin comparativ puţin sau nu se conţin deloc în α-

Amilazele ce conţin sulf. Unele α-Amilaze de origine fungică au

fragmente glucidice, în componenţa cărora pot intra, manoza, xiloza,

hexozoamina.

Acţionînd asupra granulei integre de amidon α-Amilaza o atacă, îi

afinează suprafaţa, formînd canale, brazde, adică, cum ar despica

granula în parţi (des 13.3). Amidonul gelifivat se hidrolizează cu

ajutorul ei şi formează, ca regulă, dextrine cu un număr redus de

molecule. Procesul hidrolizei amidonului are mai multe etape. În

rezultatul acţiunii α-Amilazei în primele etape ale procesului în

hidrolizat se acumulează dextrine, apar tetra- şi trimaltoze, care foarte

lent se hidrolizează de α-Amilaza pina la di- şi monozaharide.

Toate α-Amilazele manifestă o înrudire nepronunţată în ceea ce

priveşte hidroliza legăturilor terminale ele substratului. Însă unele α-

Amilaze, în deosebi cele de origine fungică, la a 2-a etapă a procesului

hidrolizează substratul mai in profunzime cu formarea dextrinelor şi

unei cantităţi neînsemnate de maltoză şi glucoză după schema

următoare:

Amidon, ( α-Amilaza) Dextrine + Maltoză + Glucoza

glicogen (multe) (multe) (puţină)

În dependenţă de microorganismul-producător, proprietăţile α-

Amilazei pot varia considerabil nu doar după mecanismul acţiunii

asupra substratului şi produsele finale, dar şi prin condiţiile optimale

pentru manifestarea maximală a activităţii.

Producătorii de bază a α-Amilazelor sunt tulpini de bacterii de

origine fungică Aspergillus oryzae şi de origine bacteriană – Bacillus

subtilis. Amilazele de diferită origine se deosebesc prin condiţiile de

activare.

Des.13.3. Mecanismul hidrolizei amidonului de către fermeţii

amilolitici.

Astfel, condiţiile optimale de acţionare a α-Amilazei din

preparatul Amilorizina П10x sunt: temperatura 40-45˚C, pH 4,7-5,5;

Amilosubtilina Γ10x – temperatura 65-70˚C, pH 5,8-6,2.

Producerea industrială a preparatelor fermentative amilolitice a

fost organizată în ţara noastră în anii '50 pe calea cultivării superficiale

a Aspergillus oryzae, bazele ştiintifice ale căreia au fost prelucrate de

prof. R.V. Fenikscovoi (Institutul de biochimie A.N. Bah RAN).

Preparatele fermentative α-Amilazei se utilizează cu urmatoarele

scopuri:

- corectarea proprietăţilor de panificaţie a făinii cu capacitatea de a

forma gaze şi zaharuri redusă şi cu gluten slab;

- intensificarea procesului de fermentatre la prepararea aluatului (cu

introducerea preparatului in prospatură, aluat, maia);

- mărirea proprietăţilor biotehnologice ale drojdiilor cu introducerea

preparatului în făină la etapa activării, sau pentru zaharificarea

opărelei, care se folosesc pentru activarea drojdiilor, la prepararea

drojdiilor lichide, cît şi pîinii din făinăde secară;

- imbunătăţirea calităţii, gustului şi mirosului pîinii preparate prin

metoda intensivă. În acest caz, folosirea fermentului α-Amilazei

joacă rolul primordial în formarea substanţelor aromate în pîine;

- incetinarea procesului de uscare a pîinii în timpul păstrării.

În anii '60 în ţară a fost organizată prepararea preparatului

fermentativ Amilosubtilina Γ10x. α-Amilaza bacteriană este mai

rezistentă la temperaturi înalte şi posedă o proprietate dextrinizantă

ridicată, de aceea preparatul prezintă o activitate dextrinolitică mai

ridicată în prima perioadă a coacerii şi se foloseşte ca un remediu

efectiv pentru încetinirea procesului de uscare a miezului de pîine în

timpul păstrării ei. Însă, supradozarea cu preparat poate duce la

producerea pîinii cu miez lipicios şi şifonabil.

Pentru micşorarea stabilităţii termice a preparatului, în anii '90 au

fost efectuate cercetari (E.I.Vedernicova) şi organizată producerea unei

compoziţii polienzimatice, în componenţa cărora intră amiloze de

origine fungică si bacteriană – Amilorizina П10x şi Amilosubtilina

Γ10x – 100:3.

Peste hotare se produc preparate ale amilazei maltogenige

(Novamil, compania “Novozaims”, Danemarca), obtinute prin

cultivarea tulpinei Bacillus subtilis genetic modificate, care se

caracterizează prin stabilitate termică scăzută în comparaţie cu

amilosubtilina şi capacitatea de a hidroliza amidonul cu formarea

dextrinelor în perioada initială a coacerii, ceea ce micşorează esenţial

viteza retrogradării amidonului şi uscarea miezului pîinii de grîu la

păstrare.

Efectul reducerii procesului de uscare a pîinii la folosirea α-

Amilazei R.C.Hosni şi alţii (1990) îl explică prin formarea in rezultatul

hidrolizei amidonului a dextrinelor cu 3-9 resturi de glucoză, care

influienţează asupra durităţii structurii miezului şi gradul retrogradării

amidonului la păstrarea pîinii. Cercetările comparative au arătat că

utilizarea amilazei fungice reducea uscarea pîinii mai puţin decît a

amilazei bacteriene.

În calitate de sursă a α-Amilazei se foloseşte, de asemenea şi malţ

de secară nefermentat (ΓOCT 29772-92). Schema tehnologică

principală de producere a acestui fel de malţ include urmatoarele etape:

curăţarea grăunţelor, spălarea şi dezinfectarea lor, înmuierea graunţelor

(pînă la umiditatea de 46-50%) timp de 24-36h, încolţirea graunţelor 3-

5 zile în dependenţă de temperatura şi calitatea graunţelor. Uscarea

malţului se efectuiază timp de 24h cu mărirea treptată a temperaturii

pînă la 60-62˚C. Malţul fermentativ-activ măcinat după uscare are o

culoare galbenă-deschisă cu nuanţă surie (de aceea se numeste malt

“alb”).

În grăuntele ce încolţeşte are loc activarea şi formarea fermenţilor

- în cea mai mare masură α-Amilaze. În malţ sunt activi şi fermenţii:

proteolitici, hemicelulaze (β-glucanaza, pentozanaza).

Malţul nefermentativ, ce conţine fermenţi amilolitici, se foloseşte

în panificaţie pentru zaharizarea opărelii la fabricarea anumitor

sortimente de pîine (rijskii, ş.a.), îmbunătăţirea calităţii pîinii de grîu

din făină cu capacitatea de a forma zaharuri şi gaze redusă, pentru

opăreli ce se zaharifică la prepararea drojdiilor lichide, maielelor.

În locul malţului nefermentativ marunţit se utilizează extracte din

mală, care conţin fermenţii zaharului şi dextrine, parţi componente

solubile ale proteinei active a malţului fără invelişuri şi bucăţi mari de

grăunţe.

Utilizarea extractelor din malţ este răspîndită pe larg într-un şir de

ţări (de exemplu, Maltazim in Finlanda).

Preparate fermentative glucoamilaze. Acest ferment este

cunoscut sub diferite denumiri: amiloglucozidaza, maltoza acidă,

tacaamilaza B, exo-1,4-α-glucozidaza. Glucoamilaza catalizează

desprinderea inlanţuită a resturilor terminale ale α-D-glucozei din

capetele nereducătoare ale substratului (des.13.3). Acesta este fermentul

cu mecanism exogen de actionare asupra substratului. Multe

glucoamilaze posedă capacitatea de a hidroliza rapid atît legăturile α-

1,4, cît şi α-1,6 glucizidică. Însă, aceasta are loc numai in cazul, cînd

după legatura α-1,6 urmeaza α-1,4. Particularitatea de bază a

glucoamilazelor este capacitatea de a hidroliza substratul puternic

polimerizat de zeci de ori mai rapid decat oligo- şi dizaharidele.

Aproape toate glucoamilozele sunt glucoproteine care conţin de la

5 pina la 35% glucide, care se conţin din oligo-, di- şi monozaharide.

Componentul glucidic poate fi un fragment integru sau dispersat în

legături individuale, care se unesc cu proteina prin treonină şi serină.

Din preparatele fermentative geucoanilazice în panificaţie se

folosesc în general preparatele, producătorii cărora sunt Aspergillius

awamori şi Aspergillius niger. Condiţiile optimale de activitate a

fermentului acestor preparate sunt: pH=4,2-4,5, temperatura 60-65˚C.

Considerînd, că fermentul glucoamilaza este mai activ la pH

scăzut, pentru acumularea glucozei în făină, el este introdus în

semifabricatele acide – maiele. Însă hidroliza substratului de amidon

gelificat este mai efectivă în condiţiile optimale de acţiune ale

fermentului. Acest lucru a permis elaborarea tehnologiei (R.D.

Polandova, A.S. Demidov, 1989) preparării SFPZ-semifabricatelor

fermentative puternic zaharificate (65-75% glucoză la s.u.) pe calea

hidrolizei glucoarmilazei pîinii prelucrate a doua oară (uscate,

deformate), a făinii de diferite calităţi şi tipuri (de grîu, secară, triticale),

precum şi cu proprietăţi reduse (din grîu incolţit, afectat de ploşniţă,

ş.a.). Căile principale de utilizare a acestor preparate fermentative sunt:

- in calitate de component ce contine zaharuri in reţeta produselor;

- pentru imbunătăţirea proprietăţilor biotehnologice ale drojdiilor –

lichide, uscate, comprimate în timpul activarii lor ;

- pentru imbunătăţirea calităţii, gustului şi mirosului pîinii, mai ales

în tehnologia intensivă de preparare a ei, cît şi din făina cu

capacitatea slabă de a forma zaharuri.

La introducerea preparatelor glucoamilazei în semifabricatele din

făina de secară cu activitate autolitică ridicată se micşorează cantitatea

de dextrine, se îmbunătăţesc proprietăţile miezului pîinii (lipseste

lipirea si şifonarea). Efectul utilizării glucoamilazei se măreşte prin

folosirea ei împreună cu preparatele α-amilazei.

Preparate fermentative hemicelulozice. În ultimii ani pentru

produsele de panificaţie sunt obţinute preparate hemicelulozice de

origine microbiană, care hidrolizează polizaharidele din peretele celular

a materiilor vegetale.

Este cunoscut faptul că descompunerea hemicelulozelor se

efectuiază de catre un complex fermentativ din compuşii căruia se

evidentiaza pentozanaza, care hidrolizează pentozanii.

Pentozanii, după datele unui şir de cercetări au o construcţie

ramificată şi constau dintr-un şir de xiloze si arabinoze cu o cantitate

redusă de resturi de acid glucoronic. Se presupne, că hidroliza

fermentativă a pentozanilor se efectuează cel puţin de către 4 sisteme

enzimatice: arabinozidaza, endoxilanaza, exoxilanaza şi de către

xilobiaza cu formarea arabinozei şi xilozei după un şir de reacţii

înlănţuite intermediare. În acest timp se măreşte cantitatea de pentozani

solubili.

Preparatele fermentative hemicelulozice în Rusia se obţin prin

cultivarea ciupercii Trichothecium roseum. (L.S. Salmanova, 1966-

1974), Aspergillus awamori (L.S. Loseacova, 1980), Chaetomium

cellulyticum (A.P. Seniten şi alţii-după I.M. Graceva 2000) şi altele.

Rh. Tocareova, L.S.Anchina şi alţii, în anii '70-'80 au efectuat cercetări

în vederea utilizării preparatelor hemicelulazice (de asemenea

pentozanazele) pentru îmbunătăţirea calităţii pîinii din făină de grîu şi

secară.

În ultimii ani s-au obţinut preparate şi pentozanaze (xilanaze ),

producătorul căreia este Aspergillus oryzae (de exemplu, pentopan,

Compania “Nevozaims”, Danemarca).

Cercetările au arătat că utilizarea pentozanazei aduce la mărirea

volumului şi îmbunătăţirea structurii miezului pîinii de grîu.

Mecanismul acţiunii de îmbunătăţire se explică (D.C. 1995) prin

mărirea conţinutului de pentozane solubile prin formarea gelurilor şi

prin mărirea interacţiunii arabinoxilanilor cu proteinele glutenului.

S-a stabilit efectul pozitiv (I.V. Matveeva, I.N. Malafeeva, 2001)

al folosirii preparatului fermentativ xilanaza – Pentopanul 500БГ la

prepararea pîinii din amestec de făină de grîu şi secară prin acţiunea lui

asupra pentozanilor solubili în apă şi alcaline, redistribuirea

componentelor la fracţionarea, mărirea cantitaăţii de zaharuri

fermentescibile, duce la îmbunătăţirea calităţilor reologice a aluatului şi

calităţii pîinii. În des. 13.4. este prezentată microstructura miezului

pîinii “darniţcaia” din amestec de făină de secară şi de grîu cu

adăugarea preparatului Pentopan 500БГ (cu dozarea 81 FXU pe kg

făină – unităţi de activitate xilanaze la masa făinii) care demonstrează

cea mai dezvoltată şi uniformă structură a porozităţii miezului.

Se consideră că rezultatul acţiunii pentozanazei este analogic

influienţei substanţelor superficial active în aluat. Utilizarea compuşilor

polienzimatici, care conţin preparatele pentozanaza şi amilaza sau

pentozanaza şi glucoamilaza, duce la mărirea eficacităţii folosirii lor,

desigur în rezultatul sinergismului activităţii în sistemul aluatului.

Preparate fermentative proteolitice. Fermenţii proteolitici se

împart în 2 grupe: peptidaze şi proteinaze.

Drept substrat pentru acţiunea fermenţilor preoteolitici servesc

peptidele şi proteinele. Peptidele au masa moleculară mai mică decît

proteinele şi după compoziţie sunt asemănătoare proteinelor simple. Ele

pot fi fie produse ale hidrolizei necomplete a proteinei, fie cu legături

naturale. La proteine se referă proteinele simple, care constau numai din

aminoacizi, şi proteinele compuse, în componenţa cărora pe lingă

partea proteică a moleculei intră legături de natură neproteică (glucide,

vitamine, lipide, ş.a.)– proteide. Toate aceste legături au masa

moleculară mare şi au o structură complicată.

În grupa fermenţilor proteolitici – proteidazelor – împărţirea pe

clase se efectuiază pe baza mecanismului de hidroliză a legaturilor

peptidice în peptide.

A doua grupă a fermenţilor proteolitici – proteinazele – au patru

subclase în care toţi fermenţii se împart în dependenţă de specificul

mecanismului de cataliză, care se determină după functionalitatea

centrului activ a fermentului, cît şi după acţiunea pH-ului asupra

activităţii lui. Din ele, importanţă o au proteinazele acide, care au pH-ul

optim mai mic de 5. La ele se referă bine cunoscutele proteinazel acide

de origine fungică, la fel şi diferite proteinaze neutre, care conţin ioni ai

metalelor.

În general, fermenţii proteolitici de origine microbiană posedă

capacitatea de a hidroliza legăturile peptidice în proteine de diferită

compoziţie şi origine. Astfel, ele sunt capabile să descompună gelatina,

hemoglobina, albumina, proteine vegetale şi altele. În panificaţia

autohtonă se folosesc preparatele fermentative proteolitice: Protorizina

П10x şi Protosubtilina Г10x şi în ultimii ani preparatele străine de

origine

Verificare

Cu adăugarea preparatului fermentativ Pentopan 500 БГ

Des.13.4. Influenţa preparatului fermentativ xilanaza asupra

microstructurii miezului pîinii din ameste de făină de grîu şi secară.

bacteriană (de exemplu Nitraza, ”Novozaims”, Danemarca). Condiţiile

optimale de activitate a proteinazelor – temperatura 45-55˚C, pH5,5-

7,5. Fermentul insoţitor în preparatele proteolitice este β-glucanaza.

Este obţinută la fel şi compozitia polienzimatică Protozim, care

conţine proteinaza bacteriană şi α-amilaza de origine fungică.

Preparatele fermentative proteolitice influenţează asupra

proprietăţilor aluatului, provocînd slabirea structurii lui, ceea ce este

deosebit de important pentru imbunătăţirea calităţii pîinii din făina de

grîu cu gluten slab.

Preparatele proteolitice se folosesc la fel şi pentru mărirea

proprietăţilor tehnologice ale adaosurilor ce conţin proteine (de

exemplu, hidroliza proteinelor produselor prelucrării soei în

semifabricate special pregătite). La fabricarea produselor cu proprietati

biologice ridicate, pentru îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale

aluatului şi calităţii produselor de foietaj fără drojdii şi produselor de

patiserie (kreketuri,galete, biscuiţi).

Preparatele fermentative, care intensifică procesele de oxidare

la prepararea aluatului. Printre diversele procese, care au loc la

pregătirea aluatului şi care condiţionează calitatea pîinii, un rol

important îi aparţine proceselor de oxidare şi stau la baza unui şir de

măsuri care se folosesc în practica panificaţiei şi care sunt orientate

spre imbunătăţirea calităţii pîinii: păstrarea făinii după măcinare, care

duce la “maturarea ei”, utilizarea amelioratorilor chimici cu acţiune de

oxidare, framîntarea intensivă a aluatului şi altele.

Cu perspectivă sunt metodele îmbunătăţirii calităţii pîinii cu

folosirea fermenţilor glucooxidazei şi lipoxigenazei, care catalizează

reacţiile de oxidare cu formarea diferitor peroxizi, care actionează apoi

asupra componenţilor structurali ai făinii în procesul de pregătire a

aluatului.

Actualmente importanţa acestor fermenţi pentru panificaţie s-a

mărit datorită necesităţii de a schimba amelioratorul cu acţiune oxidantă

– bromatul de caliu, care este exlus din lista adaosurilor alimentare

admisibile.

Preparate fermentative glucooxidazice. Fermentul glucooxidaza

catalizează oxidarea β-D-glucozei datorită oxigenului molecular şi

formează δ-gluconolactona şi peroxidul de hidrogen, apoi δ-

gluconolactona în prezenţa apei se transformă în acidul gluconic

(des.13.5). Peroxidul de hidrogen, este un oxidant, actionează asupra

grupelor –SH ale proteinelor glutenului cu formarea legăturilor -S=S- în

structura glutenului, care intăresc structura glutenului şi îmbunătăţesc

proprietăţile reologice ale aluatului (des. 13.6).

Des.13.5. Schema acţionării fermentului glucooxidaza.

O2

]

glucooxidaza

H2O2

Des.13.6.Mecanismul acţiunii oxidante a glucooxidazei asupra

proteinelor glutenului în aluat.

Acţiunile suplimentare ale peroxidului de hidrogen constau în

modificarea glucidelor neamidonoase de ordinul doi. Comform teoriei

lui L.Ililhorst şi alţii este posibilă formarea legăturilor laterale a

arabinoxilanului cu ajutorul acidului feruvic şi alţi arabinoxilani.

Oxidarea acidului feruvic duce la formarea legăturilor suplimentare

(legăturile suplimentare ale acidului feruvic), contribuie la formare

gelurilor, măreşte hidratarea, în rezultat se măreşte capacitatea de a

absorbi apa a aluatului (des13.7).

Arabinoxilan structura D-xilopiranozică

Des.13.7.Activitatea suplimentară a peroxidului de hidrogen asupra

fracţiei arabonoxilanice a făinii de grîu în aluat.

Pentru producerea preparatului fermentativ glucozooxidaza se

folosesc diferite specii de ciuperci microscopice care fac parte din genul

Penicillum (Penicillum notation, Penicillum vitae şi altele) şi mai rar

din genul Aspergillus (Aspergillus niger ).

Preparatele glucooxidazei conţin fermentul însoţitor catalaza.

Parametrii optimi de acţiune a preparatului fermentativ

glucozooxidaza, obţinut în Institutul de Biochimie AN a Ucrainei la

cultivarea P.Vitale pentru industria alimentară, se află în zona pH-ului

5,6-5,8, la pH 3,8 se menţin 30% din activitatea ei. Optimul

temperaturii active nu mai mult de 50%, la 65˚C fermentul se

inactivează complet.

Glucozooxidaza Penicillium vitae este stabilă in soluţia apoasă la

temperatura de 25 -27 ˚C, la temperatura 35˚C în 5 ore fermentul îşi

consumă 20-25 % din activitate. În soluţii de sare şi zahăr

glucozooxidaza dezactivează (E.I. Vedernicova, 1975).

S-a stabilit, că îmbunătăţirea calităţii pîinii cu glucozooxidază se

obţine la folosirea ei împreună cu acidul ascorbic. A fost înaintată

ipoteza mecanismului acţiunii fermentului în aluat, care constă în faptul

că peroxidul de hidrogen format în urma oxidării glucozei produce

trecerea acidului ascorbic în dehidro-L-acid ascorbic, care acţionează ca

oxidant printr-un şir de reacţii conjugate asupra complexului proteic a

Acid Gluconic H2O2

Glucoza O2

H2O2 gluten -SH

gluten -S=S-2H2O gluten

făinii, ceea ce duce la îmbunătăţirea proprietăţilor aluatului şi calităţii

pîinii. Această sistemă, avîndu-se în vedere rezistenţa ei mare, poate

înlocui astfel de oxidanţi efectivi cum e bromatul de caliu.

Folosirea glucooxidazei împreună cu acidul ascorbic se

recomandă pentru făina cu gluten foarte slab, slab şi de putere medie.

Pentru acţiunea glucozooxidazei este nevoie de prezenţa glucozei în

mediu, de aceea acest fenomen se foloseşte pentru îmbunătăţirea

calităţii franzelelor şi produselor de cozonac. La producerea pîinii (fără

zahăr), folosirea glucozooxidazei cu acidul ascorbic este efectivă la

utilizarea concomitentă a preparatelor glucooxidazice şi

glucoaminazice. În ГосНииП (R.D. Polandova, L.A. Slelenco, G.F.

Dremuceva, 1999) au fost elaborate modalităţile de folosire a

preparatului fermentativ glucozooxidaza împreună cu acidul ascorbic,

care asigură îmbunătăţirea calităţii produselor de panificaţie în

tehnologia intensivă. Eficacitatea folosirii glucozooxidazei se măreşte

la introducerea ei împreună cu acidul ascorbic în suspensia de drojdie

cu o cantitate redusă de zahăr şi după care urmează frămîntarea

aluatului.

S.a stabilit (C. Drost şi alţii, 2003) posibilitatea înlocuirii parţiale

a acidului ascorbic (50-75%) cu preparatul fermentativ glucozooxidaza

în proporţia “cantitatea de acid ascorbic care urmează a fi înlocuită” :

”preparatul fermentativ glocozooxidaza“ –

10:1, ceea ce explică prin efectul sinergetic a utilizării lor în comun.

Fermentul lipoxigenaza. Fermentul lipoxigenaza catalizează

reacţiile de oxidare a formelor cis a acizilor graşi nesaturaţi linolic,

linoleic şi arahidonic. Oxidarea acizilor graşi nesaturaţi sub acţiunea

lipoxigenazei duce printr-un şir de stadii intermediare la formarea

hidroxiacizilor.

Fermentul lipoxigenaza este larg răspindit în substanţe de origine

vegetală – este depistat în tulpinile şi seminţele boboaselor (soe,

mazăre, fasole, mazăre verde), cerealelor (grîu, secară, ovăs, orz), în

culturile oleaginoase (floarea-soarelui, in), în legume şi furajuri, cartofi.

O activitate mai pronunţată a lipoxigenazei se evidenţiază în

seminţele boboaselor (cotilidoane şi blasteme ), din ele în seminţele de

soia; la mazăre ea e mai mică de 3-10 ori, la grîu de 10-20 ori şi mai

mult, decat la seminţele de soe.

Cercetările (R.D. Polandova, L.A. Şlelenco, 2001) asupra

activităţii lipoxigenazei de soie de diferite soiuri şi din diferite regiuni

de cultivare au arătat că activitatea fermentului depinde, în general, de

conţinutul de grăsime atît in limitele unui soi de seminţe cît şi a regiunii

de cultivare. O activitate mai pronunţată s-a evidenţiat în seminţele de

soie ce conţin mai multe grăsimi.

În făina de soie semidegrasată, cu scopul utilizării în panificaţie,

care nu a fost supusă prelucrării termice, activitatea era mai scazută cu

25-30%, decît în făina de soie nedegresată.

În Rusia au fost prelucrate cîteva metode de îmbunătăţire a

calităţii pîinii, bazate pe utilizarea făinii de soie fermentativ – active. La

ele se referă metoda fermentativă de îmbunătăţire a calităţii pîinii (L.E.

Auerman, V.Z. Cretovici, P.D. Polandova, 1964), după care se

prevedea pregătirea unei faze lichide oxidante fermentativ-active, ulei

vegetal şi făină de grîu.

Painea, preparată prin metoda fermentativă, după toţi indicii

calităţii (volum, porozitate, menţinerea formei) era mai bună decît

pîinea obţinută prin metoda tradiţională. Se evidenţiază un miez mai alb

şi mai elastic şi porozitatea bine dezvoltată.

Cercetările asupra surselor alternative ale fermentului

lipoxigenaza au arătat activitatea lui ridicată (de 2-5 ori mai mare, decît

în făina de grîu) în sucul celular al cartofului – resturi din producerea

amidonului de cartof. Au fost prelucrate metode de utilizare a

preparatelor lipoxigenazo-active din sucul celular al cartofului, posibil,

în viitor se va găsi o utilizare pentru îmbunătăţirea calităţii pîinii de

grîu.

Grîul şi făina de grîu deţin o activitate a lipoxigenazei, deşi

comparativ joasă. Activitatea lipoxigenazei făinii de grîu e cu atît mai

ridicată cu cît conţinutul de cenuşă şi proteine e mai ridicat în ea.

Lipoxigenaza ce se conţine în făina de grîu poate să oxideze, cu

participarea oxigenului, acizii graşi nesaturaţi corespunzători.

Pe acest fapt este bazată metoda de îmbunătăţire a calităţii pîinii

cu folosirea FLO în locul făinii de soie în calitate de sursă de

lipoxigenază în făina de grau (M.P. Popov, G.G. Dubţov, 1979).

Pe baza făinii de soie fermentativ-active (lipoxigenazei), sunt

prelucraţi amelioratori complecşi pentru panificaţie, pe larg folosiţi într-

un şir de state ca Anglia, Franţa, Germania, S.U.A., Rusia.

Preparate fermentative lipolitice (lipaza). Mecanismul de

acţionare a fermentului lipaza în formă redusă constă în hidroliza

grăsimilor sau gliceridelor cu alipirea apei şi formarea mono- şi

digileridelor, şi acizilor graşi liberi.

O sursă mai bună de lipaze o prezintă microorganismele –

bacteriile, actinomicetele, ciupercile şi drojdiile. Din acestea, bacteriile

acumulează în general lipaza internă, iar actinomicetele, ciupercile şi

drojdiile – extracelulară.

În dependenţă de pH-ul optim de acţionare a lipazelor, ele se

clasifică în: acide (4-6), neutre (6,5-7,2) şi bazice (7,5-9), optimul de

temperatură se evidenţiază în diapazonul de 30-40˚C.

În ultimii ani au fost obţinute preparate industriale ale lipazei

pentru panificaţie. S-a stabilit (D.C. Si, 1997), că utilizarea preparatelor

lipazei duce la îmbunătăţirea proprietăţilor reologice ale aluatului şi

calităţii pîinii. S-a demonstrat că eficacitatea acţiunii preparatului

fermentativ depinde de proprietăţile de panificaţie ale fănii, prezenţa în

reţetă a grăsimilor (mai cu seamă a uleiurilor), folosirea lipazei

împreună cu lipoxihenaza.

Acţiunea de îmbunătăţire a preparatelor lipazei se explică printr-

un şir de factori, printre care mărirea cantităţii de grăsimi libere in aluat

şi micşorarea cantităţii de lipide legate în făină; formarea la hidroliză a

mono- şi digliceridelor, care reprezintă substanţe superficial active;

formarea peroxizilor şi hidroxiacizilor în rezultatul oxidării sub

acţiunea lipoxigenazei din făina de grîu sau soie a acizilor graşi

nesaturaţi (produsele hidrolizei grăsimilor şi uleiurilor) şi cu o

ulterioară acţiune a lor asupra complexului proteino-proteinazic al

făinii. La folosirea lipazei se măreşte volumul pîinii, se îmbunaătăţesc

proprietîţile şi culoarea miezului.

Cu perspectivă este utilizarea în panificaţie a preparatului

fermentativ fosfolipaza, care catalizează hidroliza fosfolipidelor cu

formarea produselor, care la interacţiunea cu glucidele (mono- şi

trizaharidele) şi proteinele făinii formează complexele lipoproteice, care

îmbunătăţesc proprietăţile reologice ale aluatului şi calitatea pîinii din

făină de grîu.

Preparatele fermentative ß-galactozidaze. Pentru îmbunătăţirea

calităţii produselor de panificaţie ce conţin produse de prelucrare a

laptelui (de exemplu, cu diferite feluri de zer) au fost prelucrate

tehnologii de utilizare a preparatelor fermentative ß-galactozidazele,

care hidrolizează lactoza, componentul glucidic de bază a produselor

lactate, pînă la monozaharide – glucoza şi galactoza. Fermentul ß-

galactozidaza se formează de multe mocroorganisme, iar pentru

producerea industrială sunt recomandate numai cîteva din ele, printre

care drojdiile Saecharomyces fragilis, fungi - Culvularia inaequalis,

Penicillum canescins.

De către I.V. Matveeva (1983) au fost cercetate proprietăţile

tehnologice a preparatelor Lactoinecvalina Γ10x, Lactocansecţina

Γ20x, Lactofragilina Γ10x. Utilizarea acestor preparate duce la

accelerarea proceselor de maturare a aluatului, intensificarea formării

gazelor, mărirea activităţii de fermentare a drojdiilor, îmbunătăţirea

calităţii pîinii (mărirea volumului, compresibilitatea miezului,

porozitatea). Pe baza preparatului fermentativ ß-galactozidaza este

prelucrată metoda fermentativă de îmbunătăţire a calităţii pîinii de grîu

cu zer la prepararea aluatului prin metoda rapidă şi metoda de activare a

drojdiilor de panificaţie.

În afară de preparatele fermentative arătate mai sus, urmează a fi

evidenţiată utilizarea în panificaţie a preparatelor fermentative ß-

fructofuranozidaze, care hidrolizează zaharoza în glucoză şi fructoză.

Utilizarea în ansamblu a preparatelor fermentative. Un efect

tehnologic considerabil asupra proprietăţilor aluatului, mersului

procesului tehnologic şi calităţii pîinii poate fi obţinut prin utilizarea în

ansamblu a preparatelor fermentative cu diferite principii de acţionare.

Astfel, utilizarea concomitentă a preparatelor fermentative xilanaza, α-

amilaza şi lipaza garantează în aluat un efect sinergetic (D. C. Si, 1999;

C. Drost, 2002). Introducerea în aluat a preparatului fermentativ

xilanaza duce la mărirea volumului pîinii datorită proprietăţii ridicate a

aluatului de a mentine gazele. Un efect tehnologic suplimentar se

observă la introducerea concomitentă în aluat a xilanazei şi α-amilazei

fungice, care intensifică procesul de acumulare a maltozei pentru

fermentarea de către drojdii şi în acest fel măreşte proprietatea de a

forma gaze a aluatului şi îmbunătăţeşte calitatea pîinii. Combinarea

xilanazei, α-amilazei şi lipazei asigură aluatului proprietăţi reologice

mai bune, îmbunătăţeste structura porozităţii miezului pîinii (maruntă,

cu pereţi subtiri, repartizată uniform).