Биологические науки/6.Микробиология

Е.С.Рушай, Н.Н.Грегирчак

Национальный университет пищевых технологий, г.Киев, Украина

Использование хлебопекарными дрожжами сахарозаменителей как источника углерода

Мировое потребление сахара неуклонно растет на протяжении последних нескольких десятилетий, особенно в промышленно развитых странах. Вследствие этого возрастает количество больных ожирением и сахарным диабетом. Сокращение потребления сахара в нашем рационе является необходимым подходом к решению этой серьезной угрозы для здоровья человека.

Хлебобулочные и кондитерские изделия попадают в группу, для которых поиск сахарозаменителей является первоочередным заданием, ведь сахар является их основным компонентом: хлеб, батоны, торты и пирожные, печенье, сухие завтраки являются продуктами, которые мы употребляем ежедневно, и которые содержат большое количество сахара. Производители понимают, что потребители все чаще ищут продукты со сниженным количеством сахара, дабы уберечь себя от риска возникновения различных заболеваний [1].

Ученые постоянно работают над открытием новых сахарозаменителей, которые по вкусу не отличались бы от обычного сахара. Сейчас в хлебопекарной промышленности широко используют фруктозу, лактулозу, сорбит, эритрит, маннит, мальтитол, лактитол и другие вещества [2]. Главной проблемой при использовании данных сахарозаменителей при выпечке хлеба и булочных изделий является плохой подъем теста.

Роль разрыхлителей теста выполняют дрожжи сахаромицеты. Они оказывают существенное влияние на объем готового хлеба и пористость мякиша. В зависимости от рецептуры, количество сахаромицетов в тесте колеблется от 0,5% до 6%. Сбраживая мальтозу и сахар, дрожжи выделяют главные продукты брожения - спирт и диоксид углерода, и побочные - уксусный альдегид, спирты, органические кислоты [3,4]. Таким образом, внесение сахарозаменителей может существенно повлиять на качество готового изделия.

Поэтому целью данной работы было определение способности дрожжей утилизировать различные сахарозаменители в аэробных и анаэробных условиях.

Для исследования использовали дрожжи ТМ «Львівські дріжджі», которые являются одними из самых востребованных на рынке Украины. Дрожжи характеризуются подъёмной силой не более 40 мин, влажностью – не более 70% [5], зимазной и мальтазной активностями – 33±5 и 43±2 мин [6].

Для изучения роста дрожжей на различных источниках углерода использовали сусловый агар с добавлением последующих сахаров: сахар, фруктоза, сорбит, лактулоза – 6%, сорбит и фруктоза, лактулоза и фруктоза – 3%. В качестве контроля использовали сусло-агар без добавления сахаров. Для оценки активности роста микроорганизмов в течении 3 дней измеряли диаметр колоний дрожжей при их росте на указанных выше средах.

Как показано в таблице, на первые сутки после посева на средах с добавлением фруктозы 6%, сорбита 6%, фруктозы 3% и сорбита 3%, фруктозы 3% и лактулозы 3% появились первые точечные колонии дрожжей. Это свидетельствует о том, что эти сахара быстрее употребляются и усваиваются клетками дрожжей.

На вторые сутки наибольший диаметр был отмечен у дрожжей, выращенных на сусло-агаре с сорбитом 6%, фруктозой 6% и сахарозой 6%. Наименьший диаметр колоний дрожжей наблюдался на средах с лактулозой, лактулозой и фруктозой, а также в контрольном образце (без сахаров). Та же тенденция сохранилась и на третьи сутки.

Анализ результатов указывает на то, что дрожжи для своего роста в аэробных условиях могут эффективно усваивать сорбит и фруктозу, а также их смесь. Лактулоза не только плохо усваивается клетками дрожжей, но и согласно полученным результатам, замедляет потребление фруктозы.

Таблица

Изменение диаметра колонии дрожжей в зависимости от вида внесенных сахаров

Образец	Диаметр колонии, мм
	1 сутки	2 сутки	3 сутки
Контроль	-	2,16	3
Сахароза 6%	-	2,67	4,06
Фруктоза 6%	+	2,75	4
Лактулоза 6%	-	2,33	3,45
Сорбит 6%	+	3,08	4,31
Фруктоза 3% + сорбит 3%	+	2,62	4,1
Фруктоза 3% + лактулоза 3%	+	2,25	3,35

Примечание: «+» - появление роста, «-» - отсутствие роста

Полученных данных недостаточно для того, чтобы теоретически определить качество теста. Поэтому для определения бродильной способности дрожжей на разных углеводных субстратах использовали синтетическую среду Ридер. Для этого отдельно готовили и стерилизовали среду, а стерильный раствор сахаров вносили непосредственно перед засевом дрожжей в приведенной выше концентрации.

Измерение биомассы проводили после 30 мин, 1,5 ч, 3 ч от начала брожения, то есть в начале, в средине и в конце. Как видно с рисунка, наиболее активно накопление биомассы происходило через 1,5 ч брожения в образцах с добавлением сахарозы, фруктозы, фруктозы и сорбита. При этом количество биомассы возросло в 1,5-1,9 раза. Это объясняется тем, что сахароза и фруктоза – легко усваиваемые субстраты и именно они сбраживаются с помощью зимазного ферментативного комплекса дрожжей. При этом сахароза, разлагаясь до глюкозы и фруктозы, усваивается эффективнее на протяжении 3 часов брожения. В образцах с внесением лактулозы отмечено незначительное увеличение биомассы на протяжении брожения, так как данный сахар не сбраживается дрожжами. Прирост биомассы объясняется потреблением сорбита дрожжами при незначительной аэрации (при отборе проб образцы сначала перемешивались).

Рис. Изменение биомассы дрожжей при брожении

При органолептической оценке брожения установлено, что наиболее активно процесс брожения (образование пузырьков газа) происходит в образцах с внесением фруктозы, сахарозы, фруктозы и лактулозы, фруктозы и сорбита. В питательной среде с лактулозой и сорбитом признаки брожения отсутствували.

Таким образом, данное исследование показывает, что в хлебопечении для изготовления продуктов диабетического и функционального назначения с сохранением соответствующего качества продукции лучше всего использовать смесь сбраживаемых и не сбраживаемых сахаров, таких как фруктоза, сорбит и лактулоза.

Литература:

1. Haji F. Erythritol – a healthy choice for bakery products // Wellness Foods Europe. —2009. — № 1. — p.2-6

2. Дорохович А.Н. Сахарозаменители нового поколения низкой калорийности и гликемичности // Продукты & ингредиенты. – 2011. – №6(8). – С. 46-48.

3. Афанасьева О.В. Микробиология хлебопекарного производства.― СПб.: Береста, 2003.―220с.

4. Akbar Ali, Aamir Shehzad, Moazzam Rafiq Khan, Muhammad Asim Shabbir, Muhammad Rizwan Amjid. Yeast, its types and role in fermentation during bread making process-A Review // Pakistan Journal of Food Sciences. —2012. — Vol.22. — №3. — p.170-178

5. http://www.enzym.lviv.ua/page.php?name=yeast4

6. Дробот В.І., Тесля О.Д. Якість вітчизняних хлібопекарських дріжджів // Хранение и переработка зерна. — 2009. — № 11. — С. 56-57