мультиэнзимная композиция для приготовления крекеров, галет и печенья

Формула изобретения

1. Мультиэнзимная композиция для приготовления крекеров, галет и печенья, содержащая бактериальную протеазу из Bacillus Subtilis, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит грибную протеазу в виде комплексного грибного препарата из Aspergillusoryzae при соотношении единиц активности бактериальной и грибной протеазы 1 (0,119 0,140).

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пшеничную муку в качестве наполнителя.

3. Композиция по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве стабилизатора хлористый кальций в количестве 0,1% от общей массы композиции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прикладной энзимологии и микробиологии и может быть использовано в кондитерской промышленности для приготовления крекеров, галет и печенья.

Согласно действующей технологии, одним из важных критериев качества теста для крекеров, галет и печенья являются его определенные реологические свойства: вязкость, упругость, пластичность. Только в этом случае возможно получение готовой продукции высокого качества [1]

Существуют определенные нормативы показателей реологии теста, соответствие которым обеспечивает не только хорошее качество получаемых изделий, но и оптимальный режим работы автоматизированных линий для их приготовления

консистенция примерно 400-420 фаринографических единиц;

разжижение примерно 100-110 фаринографических единиц;

упругость 34-40 мм;

растяжимость 130-155 мм;

деформация клейковины 90-110 единиц ИДК (измерение деформации клейковины) [2]

Проблему приготовления теста для названных мучных кондитерских изделий, обладающего необходимыми реологическими свойствами, решают путем введения в его состав различных добавок. Хорошие результаты в этом аспекте получены при использовании добавок, содержащих один или несколько ферментов из класса гидролаз, которые расщепляют основные компоненты муки белки и крахмал.

Например, рекомендованы добавки к основной рецептуре теста для мучных кондитерских изделий, включающие микробные протеазы [3] Известна также ферментная композиция для приготовления крекеров и галет, содержащая бактериальную протеазу и амилазу [4]

Перечисленные аналоги позволяют в большей или меньшей степени улучшить реологические свойства теста, а следовательно, облегчить его обработку и повысить качество изделий.

Наиболее близким аналогом предлагаемым мультиэнзимной композиции (МЭК) является препарат "Верон СР" (производства ф. "Рем", Германия), используемый в приготовлении теста для крекеров, галет и кексов [2] Препарат содержит протеолитические и амилолитические ферменты бактериального происхождения и нейтральный наполнитель. Активность бактериальной протеазы в препарате 110 ед/г [5] амилазы 1100 ед/г [6]

Введение данного препарата в рецептуру теста для крекеров, галет и печенья дает возможность получать готовую продукцию хорошего качества, однако, как и при использовании вышеупомянутых аналогов, реологические показатели не всегда стабильны и отклоняются от нормативных значений, что не позволяет обеспечить оптимальные рабочие режимы оборудования. Кроме того, "Верон СР" частично утрачивает ферментативную активность при длительном хранении (примерно на 10% в течение года).

Цель изобретения создание высокоэффективной и стабильной мультиэнзимной композиции для приготовления теста для крекеров, галет, печенья с такими реологическими свойствами, которые наряду с высоким качеством готовой продукции гарантируют оптимальный режим работы оборудования в результате соответствия реологических свойств нормативным показателям.

Задача решается тем, что мультиэнзимная композиция, содержащая бактериальную протеазу из Вас. subtilis и нейтральный наполнитель, с целью улучшения реологических свойств теста и качества готовых изделий дополнительно содержит грибную протеазу в виде комплексного грибного препарата из Asp. oryzae при соотношении единиц активности бактериальной протеазы и активности грибной протеазы 1,00:(0,119-0,140).

Для стабилизации ферментативной активности и продления срока действия МЭК может быть введен хлористый кальций.

Грибной комплексный препарат получают в результате твердофазного культивирования грибного продуцента Asp. oryzae с последующей экстракцией фермента из поверхностной культуры гриба на диффузионных установках, выделения его из диффузионной вытяжки и высушивания полученного препарата.

Этот препарат содержит грибную протеазу, пептидазу и амилазу, его стандартизуют по активности грибной амилазы и протеазы [7]

Экспериментально установлено, что в образцах препарата соотношение активности грибной протеазы, пептидазы и амилазы сохраняется на одном и том же уровне. Например, при активности протеазы в препаратах 25-45 ед/г, активность пептидазы находится в пределах 2,0-5,0 ед/г и амилазы 2000-2500 ед/г соответственно [5, 6, 8]

В изобретении найдено оптимальное сочетание активности бактериальной протеазы и активности грибной протеазы из комплексного грибного препарата, а также стабилизаторы ферментативной активности хлористого кальция.

Сочетание в одном препарате изобретения свойств бактериальной и грибной протеаз весьма эффективно. Именно оно во многом определяет повышение степени гидролиза белковых компонентов муки. Известно, что действие грибной протеазы в большей степени направлено на разpушение "внешних" пептидных связей, тогда как бактериальные ферменты гидролизуют главным образом связи внутри полипептидной цепи [1, 9] Подобранное сочетание ферментов грибной и бактериальной протеазы обуславливает энергетический эффект их действия при гидролизе белковых компонентов муки.

Кроме того, наличие в составе композиции пептидазы обеспечивает дальнейшую атакуемость полипептидов с образованием пептидов и аминокислот. Вводимая в композицию в составе грибного препарата грибная амилаза полноценно заменяет бактериальную амилазу ближайшего аналога.

В качестве бактериальной составляющей протеазы активности МЭК используют отечественные препараты из Вас. subtilis [10] Препараты, используемые для изготовления МЭК, производит, в частности, Вышневолоцкий завод ферментных препаратов.

В патентной и научно-технической литературе описаны композиции для приготовления дрожжевого теста, включающие протеазу и амилазу из Asp. oryzae [11, 12] Эти композиции грибных ферментов применяются в основном для интенсификации процессов тестоведения за счет гидролиза компонентов муки до простых сахаров и аминокислот, служащих источниками питания дрожжей. При этом ускоряется процесс брожения теста, увеличивается содержание ароматических веществ, меланоидонов и т.д. Улучшение процесса пластификации (достижение определенных реологических свойств) теста под действием только грибной протеазы не происходит, поскольку этот фермент в силу своей специфичности не оказывает эндо-действия на белковые компоненты муки.

Процесс приготовления предлагаемой композиции складывается из следующих этапов:

определение в используемых препаратах ферментативной активности с использованием методов, принятых в микробиологической промышленности (активность протеазы по методу, в основу которого положена способность фермента гидролизовать субстрат белковой природы казеинат натрия до аминокислот, количественно определенных спектрофотометрически с помощью фенольного реактива [5] пептидазная активность по количеству аминного азота, образующегося в результате гидролиза казеина ферментов [8] амилолитическая по способности фермента гидролизовать субстрат-крахмал до декстринов различного молекулярного веса, количество которых измеряют с помощью йодометрии [6]

расчет массы каждого из компонентов для получения желаемого количества МЭК производят по формуле

M_к= M_мэк где М_к масса компонентов, г;

М_мэк заданная масса МЭК, г;

А_мэк активность фермента в составе МЭК, ед/г;

А_преп активность фермента в составе исходного препарата, ед/г;

приготовление навесок и равномерное перемешивание их на установке сухого смешения.

Получаемая смесь представляет собой порошок светло-бежевого или светло-серого цвета. Ее вносят в тесто после растворения в водопроводной воде при температуре 25-30^оС. Предложенная композиция проявляет каталитическую активность в диапазоне рН от 6,0 до 8,5 и интервале температур от 30 до 50^оС.

Экспериментально установлено, что для получения теста с заданными свойствами достаточно введения на 1 кг муки от 110^-2 до 510^-2 единиц бактериальной протеазы и (1,5-5,0)10^-3 грибной протеазы. Дозировка МЭК зависит от рецептуры изделий и технологии их получения.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими конкретными примерами.

П р и м е р 1. Приготовление образцов МЭК.

Приготовленно пять образцов МЭК массой по 50 г каждый. В образцах 1, 2 и 3 соотношение величин активности бактериальной и грибной протеаз соответствует заявляемому, в образцах 4 и 5 отличается от него.

Для оценки воздействия стабилизатора на реологические свойства теста три образца (1, 3 и 4) приготовлены с использованием хлористого кальция, образцы 2 и 5 не содержат его.

Например, в образце МЭК 1 при величине активности бактериальной протеазы 115 ед/г активность грибной протеазы составляет 15 ед/г. Для приготовления этого образца использовали бактериальный препарат из Bac. subtilis с величиной протеолитической активности 325 ед/г и грибной препарат из Аsp. oryzae c активностью протеазы 25 ед/г, пептидазной активности 2,5 ед/г и амилолитической активностью 2000 ед/г. Соотношение величин активностей протеаз 1: 0,130. Количество компонентов определено по соответствующей формуле

протосубтилина 50 17,7 (г)

амилоризина 50 30,0 (г)

Масса стабилизатора (CaCl₂, обезвоженный, ч.д.а. или х.ч. по ТУ 6-09-4711-81) 0,05 г; масса наполнителя (мука пшеничная) 50,0 (17,7 + 0,05 + 30) 2,25 (г).

Для приготовления образца МЭК 2 использовали те же препараты. что и в варианте 1, но по уровню ферментативных активностей образцы различаются между собой. В образце 2 активность бактериальной протеазы 60 ед/г, грибной 7,2 ед/г; соотношение активностей составляло 1:0,119.

Масса протосубтилина составляла 9,3 г50 амилоризина 14,4г50 масса наполнителя 26,3 г.

Для приготовления образца МЭК 3 с содержанием бактериальной протеазы 100 ед/г и грибной протеазы 14 ед/г использовали другие образцы протеазы: протосубтилин с активностью 400 ед/г и амилоризин с активностью протеазы 45 ед/г, пептидазы 4,3 ед/г, амилазы 2500 ед/г. При этом соотношение активности протеаз составляло 1:0,140.

Далее, аналогичным образом приготовлены образцы МЭК 4 и 5, в которых соотношения активностей бактериальной и грибной протеаз отличались от заявляемого.

Сухие навески тщательно перемешивали на установке сухого смешения (типа "Эрвека") в течение 45 мин.

Характеристика состава образцов МЭК представлена в табл. 1.

П р и м е р 2. Выбор стабилизатора.

Образцы МЭК готовили в соответствии с примером 1 (вариант 1) за исключением того, что в качестве стабилизирующего агента вводили не только СаCl₂, но и другие соли и использовали различные их концентрации.

Стабилизирующий эффект определяли по соотношению конечной и начальной активности, выраженному в

Результаты оценки стабилизирующего действия испытанных соединений представлены в табл. 2.

Анализ полученных данных позволяет заключить, что при хранении МЭК в течение 12 мес в отсутствии стабилизатора (контрольный образец и препарат "Верон СР") ферментативная активность снизилась примерно на 10,0% Некоторые из использованных в эксперименте соединений оказали стабилизирующее действие на активность препарата; наилучший результат получен при использовании хлористого кальция в дозировке 0,1% к массе МЭК.

П р и м е р 3. Воздействие МЭК на реологические показатели теста для крекеров и качество готовой продукции.

Тесто готовили по принятой в кондитерской промышленности технологии с использованием либо предлагаемой композиции, либо препарата "Верон СР". Испытанные композиции вносили в рецептуру теста в количестве, обеспечивающем на 1 кг муки по рецептуре 1,110^-2 единиц бактериальной и 1,510^-3 единиц грибной протеазы.

В полученных образцах теста определяли консистенцию и разжижение (с помощью фаринографа), растяжимость и упругость (с использованием альвеографа) и деформацию (на приборе для измерения деформации).

Далее из теста готовили полуфабрикат и выпекали изделия на промышленной печи, входящей в поточно-механизированную линию "Ромиш" (Германия).

Результаты оценки действия образцов МЭК с различным соотношением активности ферментов представлены в табл. 3.

Hа основании анализа полученных данных могут быть сделаны следующие выводы.

Контрольный образец теста (без введения ферментов).

Реологические свойства не отвечают требованиям нормативов, качество выпечки плохое.

Образец теста с препаратом "Верон СР".

Наличие в композиции бактериальной протеазы и амилазы обеспечивает улучшение качества продукции, однако показатели реологических свойств отклоняются от нормативных значений.

Образцы теста с вариантами МЭК 1, 2 и 3 (предлагаемая композиция).

Введение в рецептуру предложенной МЭК, сочетающей бактериальную протеазу и грибную протеазу в соотношении единиц активности 1:(0,119-0,140), а также содержащей пептидазу и амилазу, придает тесту оптимальные реологические свойства, полностью "вписывающиеся" в нормативные показатели.

Качество готовых изделий отличное.

Образец теста с МЭК 4 (соотношение активности бактериальной протеазы больше заявленного).

Наблюдается ухудшение (по сравнению с образцами 1-3) реологии теста, в частности, по показателям консистенции, разжижения, упругости и растяжимости. Несколько снижается и качество готовых изделий.

Образец теста с образцом МЭК 5 (отношение активности бактериальной протеазы к активности грибной протеазы меньше заявленного).

Консистенция теста и его упругость значительно выше нормы. Качество продукции хорошее, однако оно уступает качеству изделий полученных с использованием предложенной МЭК.

Наличие или отсутствие стабилизатора в составе МЭК не оказывает воздействия на реологические свойства теста в качестве изделий.

Таким образом, предложенная композиция для приготовления крекеров, галет и печенья обеспечивает оптимальные реологические свойства теста и отличное качество конечного продукта. При этом она может храниться длительное время без потери ферментативной активности.