Мука для выпечки с низким содержанием пшеницы и способ изготовления хлебобулочных изделий с низким содержанием пшеницы

Изобретение касается смеси муки для выпечки с низким содержанием пшеницы, содержащей по массе муки 1-50% пшеничной муки, а остальное один или несколько видов непшеничной муки и дополнительно трансглютаминазу в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг муки, а также способа изготовления хлебобулочных изделий путем приготовления теста из смеси муки с низким содержанием пшеничной муки. Приготовление теста осуществляют в присутствии трансглютаминазы, используемой в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг смеси муки. Изобретение позволяет существенно улучшить хлебопекарные характеристики теста при его машинном приготовлении, в частности уменьшить его липкость. Улучшается качество выпекаемых изделий, увеличивается их объем. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 табл.

Изобретение касается области изготовления хлебобулочных изделий, в частности муки для выпечки с низким содержанием пшеницы, а также способа изготовления хлебобулочных изделий с низким содержанием пшеницы.

При изготовлении хлеба с низким содержанием пшеницы возникают проблемы, связанные с качеством выпечки при машинном производстве теста. В то время как в пшеничном тесте протеин образует клеточную сетчатую структуру из клейковины, связывающую всю массу теста тонкой протеиновой пленкой, в тесте с малым содержанием пшеницы такая структура не формируется. Поэтому такое бедное пшеницей тесто менее эластично, чем пшеничное тесто. В особенности ржаное тесто и тесто из специальной муки является липким и пластичным, оно сохраняют начальную форму. Причиной этому является то, что при изготовлении теста из ржи или специальной муки не образуется клейковины, т.к. набухающий пентозан препятствует образованию нитей клейковины. Пентозан обволакивает в тесте гидратизированные протеиновые частицы ржаной муки, образуя толстую слизь. Кроме того, отличие параметров такого теста от характеристик пшеничного теста объясняется высоким содержанием растворимых веществ. В настоящее время нет определенных сведений о характере образования теста из смешанных сортов ржаной муки. Однако для свойств теста и выпечки из смешанных сортов муки определяющим является доля ржаной муки в общей смеси. Так, на практике тесто скисает уже при 20% содержания ржаной муки. И характеристики теста из смешанной хлебопекарной муки очень близки характеристикам теста из чистой ржаной муки. Оно такое же липкое, как и ржаное тесто, имеет больший, чем у пшеничного теста, выход готовой продукции. Из этого следует заключение, что из-за высокого процентного содержания пентозана в смешанном ржаном тесте также не образуется полноценной протеиновой пленки. Из-за отсутствия такой протеиновой пленки в чисто ржаном и смешанном ржаном хлебе не достигается необходимая стабилизация брожения, что приводит к образованию плоской выпечки и недостаточному объему готового хлеба.

Специальная мука относится к сорту муки, из которой, как правило, не может делаться тесто для выпечки хлеба. Такая мука, производимая из различных видов зерна, например мука из бобовых или других видов зерна, содержит протеин, не способный образовывать сплошную структуру, т.к. большинство протеинов в такой муке является растворимым. Поэтому при выпекании ржаного хлеба приходится сталкиваться с определенными проблемами.

Для улучшения характеристик ржаного теста и теста из специальной муки применяется порошкообразный амилазовый и пентозановый препарат (VERON® НЕ) фирмы Рем ГмбХ, DE. Этот продукт может применяться для ржаной муки с высоким содержанием амила. Однако использование такого ферментного препарата вызывает размягчение теста и формирование явно плоского хлеба. При выпекании смешанного ржаного хлеба применяется также гексозная и глюкозная оксидаза (см. публикацию Poulsen, C.H.; Borch Soe: Strong Effect of Hexose Oxidase on the Stickiness of Mixed Rye/Wheat Sour Dough, Хельсинки, 08-10.12.1999 Congress: 2nd European Symposium on Enzymes in Grain Processing). Благодаря этим ферментам достигается уменьшение липкости теста. Однако до сих пор нет описания влияния этих ферментов на форму хлеба и стабилизацию брожения. Кроме того, оксидаза реагирует в муке с углеводами, а не с протеинами. Поэтому все попытки повысить на основе современного уровня техники качество теста из бедной пшеницей муки до сих пор нельзя считать успешными.

Таким образом в основу предлагаемого изобретения положена задача предоставить средства и метод повышения технологических свойств теста с малым содержанием пшеницы в хлебопекарном производстве. В частности, данное изобретение позволяет увеличить эластичность теста и улучшить его характеристики по содержанию газообразных веществ. Далее, согласно существу изобретения предлагаемые средства и методы позволяют существенно улучшить хлебопекарные характеристики теста при его машинном приготовлении, в частности уменьшить его липкость. Улучшается качество выпекаемых изделий, увеличивается их объем. В получаемых хлебопекарных изделиях отсутствуют нехарактерные для них запахи и токсичные вещества. Кроме того, средства и методы согласно изобретению не должны вызывать сомнений в отношении токсичной безопасности и применимости в пищевой промышленности.

Неожиданно было обнаружено, что добавление трансглютаминазы в тесто с небольшим содержанием пшеницы существенно улучшает его хлебопекарные свойства. Липкость теста уменьшается настолько, что позволяет производить его машинным образом. Благодаря улучшению способности теста к заключению газообразных веществ достигается заметное увеличение объема хлеба. Кроме того, повышается время стабилизации брожения, которое может увеличиться до 20%. Несмотря на это, получающиеся хлебобулочные изделия имеют очень хорошую форму. Поэтому работа в пекарнях может быть организована более гибким образом.

Таким образом, объектом изобретения является мука для выпечки с низким содержанием пшеницы, содержащей по массе муки 1-50% пшеничной муки, а в остаток один или несколько видов непшеничной муки, и дополнительно с добавкой трансглютаминазы в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг муки.

Предлагаемая мука может представлять собой часть готовой смеси для выпечки.

Кроме того, изобретение касается способа изготовления хлебобулочных изделий с низким содержанием пшеницы путем приготовления теста с использованием муки, которая содержит 1-50% пшеничной муки, а остаток один несколько видов непшеничной муки и последующей выпечки полученного теста, который заключается в том, что изготовление теста осуществляют в присутствии трансглютаминазы, используемой в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг муки.

Вышеописанное влияние трансглютаминазы нельзя было ожидать, т.к. до сих пор она применяется только в тесте с процентным содержанием пшеничной муки, большим 50% (см. европейскую заявку на патент №0492406). Воздействие трансглютаминазы основывается на образовании новых связей между аминокислотами глютамина и лизином протеина муки. Вследствие высокого содержания пентазана, в виде слизи обволакивающего частицы протеина ржаной муки, или растворимого протеина в специальной муке оказались неожиданными и неочевидными вышеописанные эффекты трансглютаминазы в тестах с малым содержанием пшеницы.

Тесто, получаемое с использованием предлагаемой муки, имеет предпочтительное содержание пшеницы 5-50%, в частности 10-50%, и наиболее предпочтительно 30-50%, причем процентные данные рассчитываются по массе, за 100% которой берется общее количество муки в тесте. Могут применяться любые сорта пшеничной муки, например спельта, твердая пшеница и другие сорта. В качестве непшеничной муки может использоваться мука различных злаков, имеющая слабые хлебопекарные свойства или не имеющая таковых вообще. Например, может использоваться овсяная, ячменная, кукурузная, гречневая, просяная, ржаная, амарантная, мука квиноя или незерновая мука, такая как мука из картофеля, сои или бобовых. Такие виды муки могут применяться по отдельности или в сочетании. Наиболее предпочтительной непшеничной мукой является ржаная мука. Возможной смесью непшеничной муки может быть, например, комбинация из ячменной, овсяной и ржаной муки, либо из овсяной и гречневой, ржаной и картофельной муки. Содержание непшеничной муки по весу составляет 50-99%, предпочтительно 50-95%, в частности 50-90% и наиболее предпочтительное содержание 50-70% по отношению к 100% общей массы всей муки. Кроме того, тесто для приготовления печных изделий может иметь обычные добавки и пряности, подвергаться дальнейшей обычно используемой обработке для изготовления соответствующих хлебобулочных изделий, которые, в свою очередь, могут заполняться определенными сладостями и другими продуктами.

Дозировка трансглютаминазы определяется в каждом конкретном случае по свойствам муки. Предпочтительными являются дозировки ферментов в пределах 10-2000 единиц (далее TGU), особенно между 30-300 TGU на 100 кг муки в зависимости от компонентов технологии изготовления теста.

Так, например, при 50% ржаной муки дозировка должна быть в пределах 70-100 TGU на 100 кг муки, при 60% - 90-150 TGU на 100 кг, при 70% - 120-200 TGU, и при содержании 80% - 200-300 TGU на 100 кг муки. Для специальной муки диапазон дозировки лежит между 100 и 5000 TGU на 100 кг муки, при этом предпочтительно, чтобы это значение лежало в пределах 300-600 TGU в зависимости от применяемого вида муки. Точная величина дозировки определяется на основании используемой муки или мучной смеси специалистом в процессе выполнения пробной выпечки.

Трансглютаминаза может добавляться в тесто отдельно или совместно с другими добавками на одной из стадий обработки, начиная от помола муки и заканчивая приготовлением теста. Добавка трансглютаминаза может производиться и в закваску. Не рекомендуется закладывать этот препарат при внесении добавок для выпечки. Кроме того, трансглютаминаза может смешиваться со вспомогательными средствами для выпечки соответствующих видов теста. Наконец, тесто может содержать и другие ферментные добавки, такие как амилаза, ксиланаза, пентозан, гемицеллюлаза, целлюлаза, эндоглюканаза, пероксидаза. Под "вспомогательными средствами для выпечки" понимаются обычные добавки, такие как разбухшая мука, соль, сахар, дрожжи, сухая закваска, свежая закваска, эмульгаторы, органические кислоты (молочная и уксусная кислота, лимонная, винная кислоты), витамин С и т.д., а также их смеси.

Используемая согласно изобретению трансглютаминаза производится предпочтительным образом с использованием микроорганических культур, например плесневых грибков или бактерий. Фермент также может иметь растительное или животное происхождение. Может также использоваться рекомбинантная трансглютаминаза.

Смешанное ржаное тесто производится как прямым, так и двухступенчатым методом. В прямом методе производятся добавки органических кислот, таких как молочная, уксусная или лимонная кислоты, и/или добавляется сухая закваска. При двухступенчатом методе в качестве первичного теста используется свежая закваска. Тесто может также содержать дрожжи. Наряду с прямым и двухступенчатым методами используется и комбинированный метод приготовления теста.

Результаты пробных выпечек показывают, что трансглютаминаза не оказывает никакого влияния на чисто ржаное тесто (см. таблицу 1 в сравнительном примере). Ни в тесте, ни в готовом хлебе не наблюдалось никаких изменений. При процентном содержании ржаной муки 70% отмечались явные улучшения характеристик теста и готовой выпечки, при этом степень размола используемой ржаной муки не играет никакой роли (таблицы 2 и 3). Уже при дозировке фермента 200 TGU на 100 кг муки достигается заметное увеличение объема, равное 6%.

Пробные выпечки с различным процентным содержанием ржаной муки показывают, что при добавлении трансглютаминазы объем хлеба явным образом увеличивается во всех пробах (таблица 4). Прибавка в объеме достигает 7%. Форма хлеба и стабилизация теста улучшаются даже при содержании ржаной муки 80%. Трансглютаминаза способствует значительному уменьшению липкости теста. Наилучшие показатели были достигнуты при содержании ржаной муки от 60 до 70%.

Далее проводились эксперименты с обоими методами приготовления теста (таблицы 5 и 6). В обоих случаях было зафиксировано заметное влияние трансглютаминазы на свойства теста и выпекаемых изделий.

В таблице 7 представлены результаты пробных выпечек для определения влияния трансглютаминазы на стабилизацию сбраживания. Эти результаты показывают, что благодаря добавлению трансглютаминазы удается продлить время сбраживания на 20%. В то время как без трансглютаминазы хлеб получается плоским и признается непригодным, хлеб с трансглютаминазой имеет соответствующую нормам форму и большой объем.

В таблицах 8-10 приводятся данные по использованию комбинации трансглютаминазы с некоторыми другими типичными хлебными ферментами. Преимуществом использования трансглютаминазы в комбинации с другими ферментами является то, что наряду с увеличением объема и улучшением формы хлеба, повышением времени стабилизации и брожения и улучшением стабильности теста увеличивается ноздреватость мякоти хлеба.

Проводились эксперименты с указанными выше специальными сортами муки (см. таблицы 11 и 12). Результаты сходны с результатами выпечки из смешанной ржаной муки. Здесь также достигается хорошая внешняя форма и большой объем хлеба. Также отмечено улучшение свойств теста, обработка которого улучшается из-за увеличения его влажности и большей растяжимости.

Активность трансглютаминазы может определяться колориметрическим гидроксаматным тестом с гидроксил-амином в качестве субстрата. При этом в качестве дозировки в 1 TGU/г определяется количество фермента, при котором в стандартных условиях (37°С и рН 6,0 с HCI-трис-буфером 0,2) за 1 минуту выделяется 1 мкмоль1 гидроксиаминовой кислоты.

В качестве единицы активности целлюлазы (CU) определена активность фермента, в котором вязкость стандартного СМС-раствора в заданном диапазоне измерений и при установленных условиях реакции (30°С, рН 4,5, t=11 мин, объемный поток раствора) уменьшается на 1· -1=45,11·10-6 .

1· -1 является разностью обратного значения вязкости стандартного СМС-раствора после воздействия фермента и обратного значения вязкости первоначального СМС-раствора

Единица концентрации активности: CU мг-1 .

Фрагменты ксилана, выделяемые в процессе его расщепления, определяются фотометрическим способом при 412 nm с п-гидразином гидроксибензойной кислоты (РАНВАН). 1 единица ксиланазы соответствует количеству фермента, выделяющего в реакции 1 мкмоль ксилозы при расщеплении ксилана за одну минуту при 30°С и стандартных прочих условиях.

Далее суть изобретения более подробно поясняется на основании нижеследующих примеров.

Объем хлеба или выпечки замеряется обычным образом по степени вытеснения семян рапса и указывается в мл. Применяются обычные критерии оценки качества теста. Стабильность теста выражается при помощи следующих критериев: сухое, слишком крепкое, крепкое, крепковатое, минимально крепкое, нормальное, минимально мягкое, мягковатое, слишком мягкое, текучее, сырое. Липкость теста оценивается в следующих категориях: очень липкое, липкое, слегка липкое, минимально липкое.

В качестве оценочных критериев формы хлеба использовались следующие свойства: плоский, немного плоский, минимально плоский, нормальный, минимально круглый, немного круглый, круглый.

Весь хлеб с содержанием ржи изготовлен как свободно посаженный в печь хлеб. Все эксперименты проводились при следующих условиях:

выдержка теста: 20 мин;

закладка теста: 850 г;

окончание брожения: 35 мин;

время замеса: 5 мин медленного замеса, 1 мин быстрого;

условия в помещении при брожении: 32°С, 85% влажности воздуха;

температура печи: 260°С с последующим понижением.

В таблицах к примерам используются следующие условные сокращения:

TG - трансглютаминаза

TGU - единица трансглютаминазы

Сравнительный пример

Влияние трансглютаминазы на тесто из чистой ржаной муки.

В данном эксперименте выпекался хлеб из теста, произведенного по следующему рецепту:

Ржаной хлеб:

Результаты представлены в таблице 1. Указанные дозировки фермента приходятся на 100 кг муки; в качестве средства закваски теста применялись органические кислоты. Объем хлеба в процентах соотносится с объемом хлеба (мл) в пробной выпечке без трансглютаминазы.

Представленные результаты показывают, что на тесто из чистой ржаной муки трансглютаминаза не оказывает никакого влияния.

Пример 1

Сравнение влияния трансглютаминазы на тесто из смешанной ржаной муки различного размола.

В данном эксперименте выпекался хлеб из теста, произведенного по следующему рецепту:

Смешанный ржаной хлеб 70:30

Выпекался смешанный ржаной хлеб из 70% ржаной муки и 30% пшеничной. Дозировки ферментов соотносятся со 100 кг муки. Закваска производилась посредством органических кислот. Объем хлеба в процентах соотносится с объемом хлеба (мл) при выпечке без трансглютаминазы. Результаты представлены в таблицах 2 и 3.

Представленные результаты показывают, что степень размола применяемой ржаной муки имеет второстепенное значение

Пример 2

Влияние трансглютаминазы на тесто с различным процентным содержанием ржаной муки.

Выпекался хлеб из теста с различным содержанием ржаной муки (типа 1150). Применялась дозировка 300 TGU на 100 кг муки.

Результаты пробных выпечек представлены в таблице 4. Указанные соотношения муки соответствуют соотношениям ржаной и пшеничной муки.

Представленные результаты показывают, что форма хлеба и стабилизация теста улучшаются даже при содержании ржаной муки 80%.

Пример 3, 4

Влияние трансглютаминазы на тесто со смешанной ржаной мукой, изготовленное прямым и двухступенчатым методом.

Выпекался хлеб из теста, приготовленного по следующим рецептам:

смешанный ржаной хлеб 70:30, двухступенчатое приготовление теста,

Закваска:

температура теста 32°С;

время созревания: 18 часов при комнатной температуре.

Результаты пробных выпечек представлены в таблицах 5 и 6.

Представленные результаты показывают, что как при непосредственном, так и при двухступенчатом методе свойства теста и выпекаемых изделий улучшаются.

Пример 5

Влияние трансглютаминазы на стабилизацию брожения.

Производилась пробная выпечка для теста, приготовленного по рецепту примера 3 и с временем брожения 35 мин (время брожения увеличено на 10%) или соответственно 45 мин (увеличение времени брожения на 20%). Результаты приведены в таблице 7.

Из полученных результатов вытекает, что применение трансглютаминазы позволяет увеличить время брожения на 20%. Без трансглютаминазы хлеб получается плоским и негодным для употребления, в то время как добавка трансглютаминазы позволяет достичь необходимой формы хлеба.

Пример 6

Влияние трансглютаминазы, применяемой в комбинации с другими ферментами для выпекания.

Проводились пробные выпечки с применением трансглютаминазы в комбинации с грибковой ксиланазой (Р-ксиланазой) или соотв. бактериальной ксиланазой (В-ксиланазой). Указанные дозировки фермента соответствуют 100 кг муки. Экспериментальные выпечки проводились с 70% ржаной муки типа 997 (как в примере 1). Закваска производилась при помощи органических кислот. Для сравнения выполнялись также эксперименты с применением чистых грибковой и бактериальной ксиланазы. Результаты представлены в таблицах 8 и 9.

Эти результаты показывают, что применение трансглютаминазы ведет к получению отличных свойств теста и к улучшенной форме хлеба по сравнению с чистой ксиланазой.

Подобный эксперимент был повторен, но уже с добавлением грибковой целлюлазы и Trichoderma ssp. Дозировки фермента соответствуют 100 кг муки. Результаты представлены в таблице 10.

Добавление трансглютаминазы ведет к получению отличных свойств теста и к улучшенной форме хлеба по сравнению с чистой грибковой целлюлазой.

Пример 7

Пробные выпечки со специальной мукой при добавлении трансглютаминазы.

Производились пробные выпечки со специальной мукой. Применялась смесь из 50% и 60% кукурузной муки, а также 50/60% овсяной муки с пшеничной мукой. Дозировка трансглютаминазы соответствует 100 кг муки. Результаты представлены в таблицах 11 и 12.

Из этих данных видно, что добавление трансглютаминазы существенно улучшает свойства теста, форму хлеба.

Пример 8

Проводилась выпечка хлеба из трех различных сортов муки. Использовалась рецептура ржаной закваски, описанной в примере 4. Использовалось 40% пшеничной муки, 40% ржаной и 20% овсяной, по отношению к общему весу смешанной муки. Дозировка трансглютаминазы соответствует 100 кг муки.

Использовалась следующая рецептура:

Вся ржаная мука была предварительно заквашена. Были получены следующие результаты:

Далее выпекался хлеб из четырех различных видов муки. Использовалось до 50% пшеничной муки, до 30% овсяной муки, до 10% кукурузной муки и до 10% картофельной муки, соотнесенные с общим количеством муки. Дозировка TG соответствует 100 кг муки. Применялась рецептура закваски, описываемая в примере 3.

Использовалась следующая рецептура теста:

Получены следующие результаты:

Из представленных результатов следует, что и для смесей, состоящих более чем из двух мучных компонентов, добавка трансглютамазы ведет к явному улучшению свойств теста и выпекаемых изделий. При этом особенно заметно уменьшение липкости теста и повышение его вязкости. Отмечается также увеличение объема теста, явно большего, чем без применения трансглютаминазы. Благодаря улучшению свойств теста и формы хлеба, а также увеличению объема хлеба может выпекаться хлеб из специальных видов муки, который может быть предложен для реализации в торговой сети.

Формула изобретения

1. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы, содержащая по массе муки 1-50% пшеничной муки, а остаток один или несколько видов непшеничной муки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит трансглютаминазу в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг смеси муки.

2. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы по п.1, отличающаяся тем, что массовое процентное содержание пшеничной муки в ней составляет 10-50% в расчете на массу муки.

3. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит трансглютаминазу в количестве от 10 до 5000 единиц на 100 кг смеси муки.

4. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы по п.3, отличающаяся тем, что она содержит трансглютаминазу в количестве от 100 до 2000 единиц на 100 кг смеси муки.

5. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы по пп.1, 2 или 4, отличающаяся тем, что непшеничная мука выбрана из группы, включающей ржаную муку, овсяную муку, ячменную муку, кукурузную муку, гречневую муку, амарантную муку, картофельную муку, просяную муку, муку квиноя и муку бобовых.

6. Смесь муки для выпечки с низким содержанием пшеницы по п.5, отличающаяся тем, что в качестве непшеничной муки содержит ржаную муку.

7. Способ изготовления хлебобулочных изделий путем приготовления теста с использованием смеси муки для выпечки, которая содержит 1-50% пшеничной муки, а остаток один или несколько видов непшеничной муки, и последующей выпечки полученного теста, отличающийся тем, что изготовление теста осуществляют в присутствии траснглютаминазы, используемой в количестве от 5 до 5000 единиц на 100 кг смеси муки.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что используют смесь муки, которая содержит пшеничную муку в количестве 10-50% в расчете на массу муки.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что используют трансглютаминазу в количестве от 10 до 5000 единиц на 100 кг смеси муки.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют трансглютаминазу в количестве от 100 до 2000 единиц на 100 кг смеси муки.

11. Способ по пп.7, 8 или 10, отличающийся тем, что в качестве непшеничной муки используют ржаную муку, овсяную муку, ячменную муку, кукурузную муку, гречневую муку, просяную муку, амарантную муку, картофельную муку, муку квиноя и муку бобовых.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве непшеничной муки используют ржаную муку.

13. Способ по пп.7, 8, 10 или 12, отличающийся тем, что изготовление теста осуществляют в присутствии по меньшей мере одного дополнительного фермента, выбранного из группы, включающей амилазу, ксиланазу, пентозаназу, гемицеллюлазу, целлюлазу, эндоглюканазу, -клюланазу, фосфолипазу, лизофосфолипазу, фитазу, фосфотазу, липазу, липоксигеназу, оксидазу и пероксидазу.

14. Способ по пп.7, 8, 10 или 12, отличающийся тем, что приготовление теста осуществляют в присутствии вспомогательного средства для выпечки, причем в качестве вспомогательного средства для выпечки используют органическую кислоту, сухую закваску, свежую закваску и/или смесь указанных средств и дрожжей.