Основные стадии технологического процесса производства хлеба следующие: подготовка сырья, замес теста, брожение, разделка и расстойка теста, выпечка готовых изделий.
В производстве мучных кондитерских изделий используется только пшеничная мука. Хлеб вырабатывают из пшеничной муки, из ржаной, а также из их смеси. Технологии приготовления теста из муки ржаной и пшеничной различны, поскольку в этих процессах участвуют различные микроорганизмы.
Приготовление опары. Для приготовления пшеничного теста применяют два способа – опарный и безопарный. Целью приготовления опары является получение наибольшего количества дрожжей с наивысшей активностью. Это достигается тогда, когда начинает падать скорость образования газов С02, т.е. когда дрожжи привыкают к мучной среде и переключаются с дыхания на брожение, в процессе последнего объем опары увеличивается. В первые 1-1,5 ч брожения дрожжевые клетки не размножаются, а происходит увеличение их размеров. Они приспосабливаются к новым условиям среды, т.е. переживают период задержки роста. Затем процесс брожения активизируется и дрожжи начинают энергично почковаться, т. е. происходит их быстрый рост; он продолжается до 4,5-5 ч и характеризуется наибольшей скоростью газообразования. Если в это время замесить тесто на готовой опаре, продолжительность его брожения будет минимальной, так как все бродильные ферменты дрожжей приобретут высокую активность за время брожения опары.
Замес и брожение теста. На выброженной опаре замешивают тесто. Оно бродит 1-1,5 ч при температуре 30-31 °С. В бродящих полуфабрикатах происходит спиртовое и молочнокислое брожение, обусловливающее их разрыхление и созревание, изменение состава белков и крахмала.
В тесте микроорганизмы снова приспосабливаются к новому составу среды, это приводит к задержке роста клеток, затем они начинают быстро размножаться, т.е. переходят в фазу быстрого роста. Из всех микроорганизмов муки молочнокислые бактерии наиболее приспособлены к развитию в тесте. Размножаясь, они образуют молочную кислоту, которая отрицательно действует на другие микроорганизмы, и, таким образом, создаются условия для развития преимущественно молочнокислых бактерий. Сначала погибают микроорганизмы, живущие в щелочной среде, например гнилостные бактерии, затем микроорганизмы, развивающиеся в нейтральной среде, – бактерии кишечной группы. При дальнейшем возрастании кислотности погибают уже кислотолюбивые бактерии – уксуснокислые, маслянокислые и др. В муке имеются микроорганизмы, которые могут развиваться и при высокой кислотности среды, но для них необходим кислород, т. е. доступ воздуха. Исключение составляют дрожжи вида Saccharomycescerevisiae (Сахаромицес церевизия), которые могут жить и в кислородной, и в бескислородной среде, а так как тесто – среда бескислородная, то в нем размножаются только эти дрожжи. Следовательно, в сбраживании пшеничного теста участвуют дрожжи Saccharomyces cerevisiae и молочнокислые бактерии.
Микробиологические процессы в тесте. В тесте наблюдается симбиоз дрожжей и молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии сбраживают сахара с образованием молочной кислоты, которая, подкисляя среду, создает благоприятные условия для развития дрожжей. Дрожжи в процессе жизнедеятельности обогащают среду азотистыми веществами и витаминами, необходимыми бактериями. Молочная кислота подавляет жизнедеятельность других микроорганизмов (гнилостных, бактерий кишечной группы, уксуснокислых, маслянокислых и др.), продукты жизнедеятельности которых токсичны для дрожжей.
В спиртовом брожении теста из пшеничной и ржаной муки участвуют дрожжи, относящиеся к сахаромицетам (Saccharomyces cerevisiae и S. minor). Спиртовое брожение в тесте протекает в анаэробных условиях или при ограниченном доступе кислорода воздуха. В присутствии кислорода дрожжи получают энергию в результате процессов дыхания, т.е. ведут себя, как аэробы. Оптимальная температура развития хлебопекарных дрожжей около 30 °С. Отрицательное, влияние на жизнедеятельность дрожжей оказывает избыточное добавление сахара и соли.
Молочнокислые бактерии сбраживают молочный сахар – лактозу – с образованием молочной кислоты и ряда побочных продуктов. По характеру вызываемого брожения молочнокислые бактерии разделяют на гомоферментативные и гетероферментативные. К гомоферментативным относятся мезофильные молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum (Лактобациллус плантарум) и термофильная палочка Дельбрюка (L. delbrueckie), образующие при брожении только молочную кислоту. К гетероферментативным относятся Lactobacillus brevis (Лактобациллус бревис) и Lactobacillus fermentum (Лактобациллус ферментум), образующие наряду с молочной уксусную кислоту, спирт, диоксид углерода, водород и другие продукты. Молочная кислота определяет кислотность теста и этим способствует развитию дрожжей, задерживая размножение вредных в данном процессе бактерий и является характеристикой полноты процесса, так как по конечной кислотности теста судят о его готовности. Молочная, уксусная, муравьиная кислоты и другие вещества, образующиеся в результате молочнокислого брожения, улучшают вкус и аромат хлеба.
Молочнокислые бактерии нуждаются в углеводах, аминокислотах, витаминах и других факторах роста. Они активны в слабокислых средах, устойчивы к наличию спирта. На развитие молочнокислых бактерий не благоприятно влияет высокая концентрация сахара, соли, накопление молочной и уксусной кислот.
Основными микроорганизмами, синтезирующими молочную кислоту в тесте, являются мезофильные бактерии, имеющие температурный оптимум развития около 35 °С. Термофильные молочнокислые бактерии типа бактерий Дельбрюка имеют температурный оптимум 48-54 °С. С увеличением температуры опары или теста нарастание в них кислотности ускоряется.
Присутствие диких дрожжей и микроскопических грибов в тесте нежелательно, поскольку дикие дрожжи ухудшают подъемную силу прессованных дрожжей, а микроскопические грибы вызывают значительные биохимические изменения. Однако они аэробы и развиваются только при доступе воздуха, поэтому основным препятствием развитию диких дрожжей и микроскопических грибов является недостаток воздуха в тесте.
