Способы разрыхления теста. После замеса теста происходит его созревание, когда тесто приобретает оптимальные физические свойства, наиболее благоприятные для брожения или отлежки, разделки, расстойки и выпечки. Однако получение из тестовых заготовок мучных изделий, хорошо разрыхленных, с развитой тонкостенной пористостью возможно только при использовании соответствующего способа разрыхления теста: биологического, химического или механического.
Биологический способ разрыхления. Наиболее распространенный способ разрыхления пшеничного теста для получения мучных изделий – биологический – путем спиртового брожения, вызываемого дрожжами. Брожение теста происходит в два этапа: от замеса до разделки (формирование и созревание теста, накопление в нем вкусовых и ароматических веществ, оптимальное изменение физических свойств) и от начала разделки до выпечки (углекислый газ, образующийся на этом этапе, разрыхляет при выпечке тестовые заготовки).
Спиртовое брожение вызывается комплексом ферментов дрожжей (альдолаза, изомераза, фосфорилаза, дегидрогеназы), температурный оптимум которых составляет 28…30 ºС. В тесте или опаре сбраживаются собственные сахара муки, а также мальтоза, образующаяся из крахмала в результате действия амилолитических ферментов, и, наконец, сахароза, вносимая в тесто. При этом моносахара (глюкоза и фруктоза) сбраживаются непосредственно, а дисахариды (сахароза и мальтоза) – после расщепления ферментами, соответственно сахаразой и мальтазой, содержащимися в дрожжах, до моносахаров.
Собственные сахара муки, количество которых в муке высшего и первого сортов не превышает 1,7…1,8 % к массе муки, могут играть существенную роль только на начальном этапе брожения теста, и даже сахароза, внесенная по рецептуре, уже через несколько минут после замеса разлагается на простые сахара. В дальнейшем спиртовое брожение в тесте зависит от сахарообразующей способности муки, т. е. содержания амилолитических ферментов (β-амилазы и α-амилазы) и от размеров, характера и состояния частичек муки и крахмальных зерен в этих частичках. В нормальном зерне пшеницы (непроросшем) α-амилаза практически отсутствует, но содержится достаточно активная β-амилаза. При этом необходимую для спиртового брожения мальтозу образует именно β-амилаза, которую и называют сахарогенной. При гидролизе крахмала ос-амилазой в основном образуются низкомолекулярные декстрины и лишь незначительное количество мальтозы, но одновременно в продуктах амилолиза были обнаружены небольшие количества глюкозы и других низкомолекулярных сахаридов – амилотриоз, амилотетраоз, амилопентаоз. Сахарообразующая способность муки зависит в значительной степени и от атакуемости крахмала – она тем выше, чем тоньше помол муки.
Превращение сахара в этиловый спирт и углекислый газ может быть выражено упрощенной формулой: СбН12О6 = 2С2Н5ОН + 2С02. Однако скорость и очередность сбраживания Сахаров различны. Сначала сбраживаются глюкоза и фруктоза, а скорость сбраживания глюкозы несколько больше, чем фруктозы. При добавлении к тесту сахарозы (безопарный способ) содержащаяся в дрожжевой клетке сахараза расщепляет ее на α-глюкозу и α-фруктозу, поэтому начало сбраживания мальтозы по времени отодвигается. На этом этапе брожения скорость газообразования в тесте несколько снижается. При опарном способе приготовления теста мальтаза дрожжей приспосабливается к сбраживанию мальтозы (образуется две молекулы α-глюкозы) и добавление сахарозы в тесто процесс газообразования не замедляет.
На скорость спиртового брожения оказывают влияние следующие факторы: температура теста, которая может быть в пределах 25…35 °С, однако оптимальной для размножения дрожжей является температура -25 °С, а для брожения – 35 °С; концентрация водородных ионов, или рН среды (оптимальной считается реакция среды при рН от 4 до 6); присутствие в тесте таких витаминов, как тиамин, биотин, пантотеновая кислота; наличие минеральных соединений, необходимых для жизнедеятельности дрожжей (форсирование брожения иногда достигается введением так называемого «дрожжевого питания» – это смесь фосфорнокислых солей кальция, сернокислого аммония, сернокислого кальция, хлористого аммония и фосфата аммония); количество азотсодержащих соединений, усвояемых дрожжами, одним из источников которых служит аминный азот, накапливающийся в тесте при протеолизе.
Спиртовое брожение в пшеничном тесте является преобладающим, но одновременно с ним протекает и молочнокислое брожение (молочнокислые бактерии попадают с мукой, дрожжами, из воздуха). В выброженном тесте присутствуют молочная, уксусная, винная, лимонная, янтарная, яблочная, муравьиная и другие органические кислоты, но примерно на две трети увеличение кислотности обусловлено накоплением в тесте молочной кислоты.
Гомоферментативные (истинные) молочнокислые бактерии образуют только молочную кислоту: СбН12Об = 2СН3СНОНСООН, а гетероферментативные (неистинные) бактерии, которые играют основную роль в пшеничном тесте, образуют не только молочную, но и другие кислоты, а также углекислый газ.
Изменение кислотности теста влияет на его коллоидные свойства, в частности гидрофильные свойства муки усиливаются, ускоряются процессы набухания и пептизации белков, изменяется активность ферментов. Так, β-амилаза достаточно стойка к повышению кислотности среды, а действие α-амилазы постепенно замедляется, но рост дрожжевых клеток стимулируется. Накапливающиеся в определенном количественном соотношении органические кислоты, этиловый спирт, а также продукты их взаимодействия между собой и другими составными веществами теста определяют в дальнейшем вкус и аромат готовых мучных изделий.