Технология приготовления хлеба

 

Устройство и принцип действия линии.

Муку доставляют на хлебозавод в автомуковозах 1, принимающих до 7...8 т муки. Автомуковоз взвешивают на автомобильных весах и подают под разгрузку. Для пневматической разгрузки муки автомуковоз оборудован воздушным компрессором и гибким шлангом для присоединения к приемному щитку. Муку из емкости автомуковоза под давлением по трубам 3 загружают в силосы 4 на хранение. Параллельно доставляют дополнительное сырье на автомобилях для бестарной перевозки 2.

В специальных устройствах готовят растворы соли и сахара, дрожжевую разводку и расплав жира (маргарина). Эти полуфабрикаты хранят в расходных емкостях 17-20, из которых через дозирующие устройства 21-24 они поступают на замес.

При работе линии муку из силосов 4 выгружают в бункер 7. Расход муки из каждого силоса регулируют при помощи роторных питателей 6 и переключателей.

 

Программу расхода муки из силосов 4 задает производственная лаборатория хлебозавода на основе опытных выпечек хлеба из смеси муки различных партий. Такое смешивание партий муки позволяет выравнивать хлебопекарные качества рецептурной смеси муки, поступающей на производство. Далее рецептурную смесь муки очищают от посторонних примесей на просеивателе 8, снабженном магнитным уловителем, и загружают через промежуточный бункер 11 и автоматические весы 12 в производственные силосы 15.

В данной линии для получения хорошего качества хлеба используют двухфазный способ приготовления теста. Первая фаза -- приготовление закваски, которую замешивают в тестомесильной машине 27. В нее дозируют муку из производственного силоса 15, а также оттемперированную воду и дрожжевую разводку через дозировочную станцию 28. Для замеса опары используют от 40 до 70 % муки. Из машины 27 опару загружают в шестисекционный тестоприготовительный агрегат 29.

После брожения в течение 3,0...4,5 ч закваски из агрегата 29 дозируют во вторую тестомесильную машину с одновременной подачей оставшейся части муки, воды, растворов соли и сахара, расплава жира. Вторую фазу приготовления теста завершают его брожением в течение 1...2 ч.

Готовое тесто стекает в приемную воронку тестоделительной машины 30, предназначенной для получения порций теста одинаковой массы. После обработки порций теста в округлительной машине 32 образуются тестовые заготовки шарообразной формы, которые с помощью маятникового укладчика 35 раскладывают в ячейки люлек расстойного шкафа 36.

Расстойка тестовых заготовок проводится в течение 35...50 мин. При относительной влажности воздуха 80...85 % и температуре 35...40 °С в результате брожения структура тестовых заготовок становится пористой, объем их увеличивается в 1,4... 1,5 раза, а плотность снижается на 30...40 %. Заготовки приобретают ровную гладкую эластичную поверхность. Для предохранения тестовых заготовок от возникновения при выпечке трещин-разрывов верхней корки в момент перекладки заготовок под печи 38 их подвергают надрезке или наколке.

На входном участке пекарной камеры заготовки в течение 2...3 мин подвергаются гигротермической обработке увлажнительным устройством при температуре 100...160 °С и относительной влажности воздуха 70...85 %. Выпечка производится при переменном температурном режиме печи 150...250 °С в течение 10...60 мин, в зависимости от рецептуры и массы порции выпекаемого хлеба.

Выпеченные изделия с помощью укладчика 40 загружают в контейнеры 41 и направляют через остывочное отделение в экспедицию.

Общая продолжительность приготовления хлеба от подачи муки до получения готовой продукции обычно составляет 9...10 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Производственный контроль.

 

Табл. 18. Производственный контроль.

№, п/п	Наименование аппарата	Регулируемый процесс
		Т, ˚С	Влажность, %	рН	Концентрация С, %
1	емкость для хранения муки
2	роторный питатель
3	фильтр
4	емкость перед просеивателем
5	просеиватель
6	шнековый питатель
7	бункер (промежуточная емкость)
8	весы автоматические порционные
9	бункер под весами
10	производственный бункер для муки
11	водомерный бочок
12	сборник для раствора соли	30-35			26
13	сборник для дрожжевого молока	30-35
14	сборник для раствора сахара	30-32
15	сборник для жира	17-38
16	бочок постоянного уровня для раствора соли	30-35
17	бочок постоянного уровня для жидких дрожжей	30-35
18	бочок постоянного уровня для раствора сахара	30-32
19	бочок постоянного уровня для жира	17-38
20	фильтр-разгрузитель
21	тестомесительная машина непрерывного действия	32-34	48-50	11-16
22	бункерный тестоприготовительный агрегат непрерывного действия	28-30
23	тестоделительная машина
24	округлитель
25	закаточная машина
26	расстойный шкаф вертикального типа	35-40	75-80
27	печь с тоннельной пекарной камерой	200-250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Биохимическая схема утилизации субстрата или синтеза продукта.

 

Спиртовое брожение.

Сырье, которое применяют в хлебопечении можно разделить на основное и вспомогательное. Основным сырьем можно назвать муку, соль и дрожжи. Благодаря хлебопекарным дрожжам, в тесте происходит спиртовое брожение сахаров теста, после чего происходит образование спирта и углекислого газа. Во время процесса брожения, углекислый газ разрыхляет тесто, в результате чего у хлеба образуется пористая структура.

Применяемые в хлебопечении дрожжи могут сбраживать все основные сахара теста - глюкозу, фруктозу, сахарозу и мальтозу. Глюкоза и фруктоза сбраживаются непосредственно. Сахароза предварительно превращается в глюкозу и фруктозу. В тесте с дрожжами скорость этого превращения сахарозы очень велика: уже через несколько минут после замеса теста вся сахароза, содержащаяся в нем (даже при добавлении ее в тесто в количестве 7,5% от массы муки) превращается в глюкозу и фруктозу. Молекула мальтозы также может разлагаться в тесте мальтазой дрожжей на две молекулы глюкозы. В тесте дрожжами могут сбраживаться: собственные сахара муки, мальтоза, образующаяся в тесте из крахмала в результате воздействия на него амилолитических ферментов, и сахар, внесенный в тесто (обычно сахароза).

Собственные сахара муки могут играть существенную роль только на первых стадиях брожения теста. При наличии в тесте глюкозы, фруктозы и мальтозы скорость и последовательность сбраживания этих сахаров разные. Сначала сбраживаются глюкоза и фруктоза. При одновременном присутствии этих сахаров скорость сбраживания глюкозы чуть больше фруктозы. Мальтоза начинает сбраживаться хлебопекарными дрожжами только после того, как все имеющееся количество глюкозы и фруктозы практически сброжено. Переход дрожжей со сбраживания глюкозы и фруктозы на сбраживание мальтозы требует перестройки ферментного аппарата дрожжевой клетки, поэтому в этот период скорость газообразования временно снижается. После приспособления дрожжей к сбраживанию мальтозы скорость газообразования в тесте снова растет, пока не начнет сказываться недостаточность мальтозы в бродильном среде. При добавлении в тесто сахарозы, которая превращается в нем в глюкозу и фруктозу, начало сбраживания мальтозы по времени отодвигается.

Этапы  брожения.

Последовательность  и взаимосвязь отдельных реакций, протекающих на промежуточных этапах брожения, схематически представлена ниже.

1. Образуются фосфорные эфиры сахаров. Под действием фермента гексокиназы и адениловых кислот, являющихся донорами и акцепторами фосфорной кислоты, глюкоза превращается в глюкопиранозо-6-фосфот. Адениловые кислоты в дрожжах содержатся в виде аденозинмонофосфата (АМФ), аденозиндифосфата (АДФ) и аденозинтрифосфата (АТФ). Гексокиназа катализирует перенос одной фосфорной группы с АТФ на глюкозу. При этом АТФ превращается в АДФ, а остаток фосфорной кислоты присоединяется по месту шестого углеродного атома. Действие фермента активируется ионами магния. Подобным образом происходит превращение D-фруктозы и D-маннозы. Глюкокиназная реакция определяет скорость процесса брожения.
2. Глюкозо-6-фосфат под действием фермента глюкозофосфатизомеразы подвергается изомеризации – превращению в фруктозо-6-фосфат. Реакция обратима и сдвинута в сторону фруктозо-6-фосфата.
3. Фруктозо-6-фосфат под действием фермента фосфофруктокиназы присоединяет по месту первого углеродного атома второй остаток фосфорной кислоты за счет АТФ и превращает в фруктозо-1,6-дифосфат. Эта реакция практически необратима. Молекула сахара переходит в оксоформу и становится лабильной, способной к дальнейшему превращению, так как ослабляется связь между третьим и четвертым углеродными атомами.
4. Под действием фермента альдолазы (активируемой ионами Zn2+,Co2+ и Ca2+) фруктозо-1,6-дифосфат распадается на две фосфотриозы – 3-фосфоглицериноый альдегид и фосфодиоксиацетон. Эта реакция обратима.
5. Между фосфотриозами происходит реакция изомеризации, катализируемая ферментом триозофосфатизомеразой. Равновесие устанавливается при 95 % 3-фосфоглицеринового альдегида и 5 % фосфодиоксиацетона.
6. В индукционный период, пока в качестве промежуточного продукта не образовался уксусный альдегид, между двумя молекулами 3-фосфоглицеринового альдегида под действием фермента альдегидмутазы при участии молекулы воды происходит реакция дисмутации. При этом одна молекула фосфоглицеринового альдегида восстанавливается, образуя фосфоглицерин, другая окисляется в 3-фосфоглицериновую кислоту. Фосфоглицерин в дальнейших реакциях не участвует и после отщепления фосфорной кислоты является побочным продуктом спиртового брожения. При установившемся процессе окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 3-фосфоглицериновую кислоту происходит сложным путем. Вначале он превращается в 1,3-дифосфоглицериновый альдегид, присоединяя остаток неорганической фосфорной кислоты, затем под действием фермента триозофосфатдегидрогеназы в присутствии НАД (никатинамидадениндинуклеотида) окисляется в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту. НАД, вступая в соединение со специфическим белком, образует анаэробную дегидрогеназу, обладающую способностью отнимать водород непосредственно от фосфоглицеринового альдегида и других органических соединений.
7. При участии фермента фосфотрансферазы остаток фосфорной кислоты, содержащий макроэргическую связь, передается с 1,3-дифосфоглицериновой кислоты на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфоглицериновой кислоты. Энергия, освобождающаяся при окислении фосфоглицеринового альдегида, резервируется в АТФ.
8. Под действием фермента фосфоглицеромутазы 3-фосфоглицериновая кислота изомеризуется в 2-фосфоглицериновую кислоту.
9. В результате отдачи воды, вызываемой перераспределением внутримолекулярной энергии, 2-фосфоглицериновая кислота превращается в фосфоенолпировиноградную кислоту, содержащую макроэргическую связь. Реакцию катализирует енолаза, активируемая ионами Mg2+,Mn2+ и Zn2+. Максимальное действие енолазы проявляется в интервале рН 5,2 – 5,5. При рН 4,2 молекулы энолазы агрегируются, при рН 3 – 4 необратимо денатурируются.
10. Под действием фермента фосфотрансферазы в присутствии ионов К+ остаток фосфорной кислоты передается от фосфоенолпировиноградной кислоты на АДФ, резервируя энергию в АТФ.
11. Образовавшаяся енолпировиноградная кислота превращается в более стабильную кетоформу.
12. Под действием фермента карбоксилазы от пировиноградной кислоты отщепляется диоксид углерода и образуется уксусный альдегид.
13. Фермент алкогольдегидрогеназа переносит водород с восстановленного НАД-Н2 на уксусный альдегид, в результате чего образуется этиловый спирт и регенерируется НАД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема спиртового брожения глюкозы.

 

 

Молочнокислое брожение.

Важнейшими показателями хлебобулочных изделий является их кислотность, которая создается в результате жизнедеятельности молочно кислых бактерий. Им принадлежит ведущая роль в брожении ржаных полуфабрикатов.

Во-первых, молочная кислота существенно влияет на физические свойства ржаного теста. Известно, что ржаная мука в отличие от пшеничной не имеет клейковины, создающей упругий и эластичный каркас теста. Кислотность способствует набуханию и пептизации белков ржаной муки, за счет чего увеличивается вязкость теста и возрастает его газоудерживающая способность. Кроме того, ржаная мука содержит активный фермент амилазу, которая приводит к накоплению в тесте декстринов. Последние делают мякиш ржаного хлеба липким и заминающимся. Подавить активность амилазы можно путем повышения кислотности закваски.

Во-вторых, гетероферментативные молочнокислые бактерии участвуют в разрыхлении теста в результате образования углекислого газа. Указанная особенность молочнокислых бактерий была использована при попытке разработать способ получения ржаного, хлеба на густых заквасках без применения дрожжей, на одних культурах газообразующих молочнокислых бактерий. Для подавления развития дрожжей густые закваски вели при температуре 35°С. В промышленности данный способ не нашел применения.

В-третьих, молочнокислые бактерии оказывают большое влияние на вкус и аромат ржаного хлеба. Принято считать, что вкус и аромат хлеба во многом определяются соотношением молочной и летучих кислот. Это соотношение называется коэффициентом брожения.

Молочная кислота придает ржаному хлебу приятный кисловатый вкус, а летучие кислоты - специфический аромат. Кроме летучих кислот определенное влияние на аромат хлеба оказывают органические ди- и трикарбоновые кислоты. По данным М. И. Княгиничева и П. М. Плотникова, в ржаном хлебе из обойной муки содержится около 60% молочной кислоты, 32% летучих кислот и 8% органических кислот (янтарной, яблочной, винной и лимонной). Из общей суммы летучих кислот в ржаном хлебе на долю уксусной приходится 38-65%, на долю пропионовой.28-52% и муравьиной 1,16-10,7%. По существующим представлениям, большую роль в образовании ароматического комплекса хлеба играют карбонильные соединения. К ним относятся альдегиды (ацетальдегид, бензальдегид, изовалериановый, коричный, сиреневый), ванилин, оксиметил-фурфурол, ацетоин, диацетил, диоксиацетон, фурфурол.

Этапы брожения.

Последовательность  и взаимосвязь отдельных реакций, протекающих на промежуточных этапах брожения, схематически представлена ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Схема молчнокислого брожения глюкозы.

 

 

5. Выбор метода культивирования.

 

Периодическое культивирование дрожжей.

Сущность способа периодического культивирования дрожжей состоит в том, что все операции – подготовка, ввод посевных дрожжей и их выращивание, вывод дрожжей, промывка стенок и их стерилизация, охлаждение и повторение наполнения – осуществляют последовательно в одном дрожжевом аппарате (дрожжанке). Это герметически закрытый цилиндрический аппарат, снабженный двумя рядами змеевиков (для пара и воды) с мешалкой. Вместимость дрожжевого аппарата обычно около 8 % вместимости бродильного аппарата, а количество равно числу этих аппаратов (при подкислении дрожжевого сусла серной кислотой). В случае приготовления молочно кислых дрожжей число дрожжевых аппаратов примерно в 1,5раза больше.

В дрожжевом отделении устанавливают также один или два сборника для кратковременного хранения зрелых маточных дрожжей, отбираемых из дрожжевого аппарата, содержимое которого спускают в очередной бродильный аппарат. Объем каждого сборника около 10 % от вместимости дрожжевого аппарата. По мере необходимости маточные дрожжи обрабатывают раствором серной кислоты до рН=2,5 – 3,0 и выдерживают 40 … 60 мин для очистки от посторонней микрофлоры. Перед началом процесса культивирования дрожжевой аппарат моют горячей водой, стерилизуют паром, охлаждают, набирают сусло температурой 55 … 58˚С, добавляют в качестве азотистого питания солодовое молоко и выдерживают от 1 до 2 ч для осахаривания крахмала солода. После чего температуру повышают до 75˚С, пастеризуют сусло в течение 30 минут и охлаждают до 30˚С. Затем в охлажденное сусло добавляют раствор серной кислоты до кислотности 0,7 … 0,9 гр. (для зернового) и 0,9 … 1,2 гр. (для картофельного) и рН 3,8 … 4,0. Большая титруемая кислотность сусла из картофеля объясняется повышенной буферностью. Приготовленное сернокислое сусло охлаждают до 30˚С и вносят засевные дрожжи до 8 % объема дрожжевого аппарата, содержимое перемешивают и охлаждают до 22 … 23 гр. Размножение дрожжей длится 18 … 20 часов при 27 … 30˚С первоначального снижения температуры (складки) до 22 … 23 гр. – угнетение посторонней микрофлоры, пока концентрация дрожжей в сусле невелика. С точки зрения инфицирования сусла это самый опасный период, когда численность дрожжевых клеток сильно возрастает, вероятность инфицирования снижается, так как в межвидовой борьбе побеждает численно превосходящая микрофлора. Концентрация сусла при культивировании снижается от 17 – 18 % до 5 – 6 %, а концентрация спирта возрастает до 4,5 – 5 %. Кислотность зрелых дрожжей не должна превышать начальную, определяемую при складке. При малейшем повышении кислотности дрожжи бракуют. Клетки готовой культуры дрожжей должны содержать гликоген, до 5 % почкующихся, не более 1 % мертвых при полном отсутствии живых посторонних микроорганизмов. На поверхности содержимого в дрожжевом аппарате должно просматриваться перемещение и его некоторое движение. При обнаружении 1 … 2 палочек посторонней микрофлоры ее обрабатывают в сборнике раствором серной кислоты при указанной кислотности (рН 2,5 – 3,0), убивают до 50 % клеток дрожжей и соответственно увеличивают объем засевных дрожжей, повышают начальную температуру брожения на 3 – 4 %. Если при сернокислотной обработке дрожжей не обеспечивается чистота брожения, то производственные дрожжи заменяют и выводят чистую культуру начиная от пробирки. При нормальной работе завода чистую культуру дрожжей выводят примерно один раз в год обычно с пуском завода иногда реже. Чистую культуру дрожжей из пробирки переводят в колбу с дробно пастеризованным солодовым суслом объемом 200 мл, из в бутыль с 2 л пастеризованного производственного сусла, а затем в бутыль с 10 – 15 л такого же сусла, в сборник с 500 л сусла и, наконец, в дрожжевой аппарат. Для выведения чистых дрожжей необходим высокий уровень культуры производства и квалификации инженерно-технического персонала. Весьма существенно отметить следующий недостаток. В периодическом культивировании в каждом дрожжевом аппарате накопление клеток идет от 10 … 12 при засеве         сусла до 100 … 120 млн./мл при их готовности. И это циклически повторяется через каждые 18 …