Тип и количество амилазы важны для выпечки. Амилаза в тесте обеспечивает ферментированный сахар для дрожжей и увеличивает газообразование в тесте с дефицитом сахара. Как злаковую, так и грибковую альфа-амилазу можно использовать для улучшения ферментации муки с дефицитом активности амилазы.
Чтобы контролировать добавление альфа-амилазы в муку, нужен метод, измеряющий злаковую и грибковую амилазу. Классический метод определения числа падения (FN) в соответствии с требованиями ICC 107/1 (1995), AACC 56-81B (1992) и ISO 3093 (1974) хорошо подходит для мониторинга злаковой альфа-амилазы. Из-за низкой термостабильности грибковую альфа-амилазу невозможно обнаружить с помощью классического метода определения числа падения при 100 °C.
Метод определения грибкового числа падения был разработан доктором Винсентом Де Стефанисом (American Ingredients Company, KS, США) и впервые представлен на 80-м ежегодном заседании Американской ассоциации специалистов по химии злаков (AACC) в 1995 году. С моделью Falling Number 1500 у Perten Instruments появился прибор, подходящий для нового метода.
Злаковая и грибковая альфа-амилаза
Злаковая альфа-амилаза происходит из самого зерна. Активность злаковой альфа-амилазы можно повысить, добавляя зерно или муку с высокой активностью амилазы, обычно солод. Эффект такого добавления такой же, как будто оригинальное зерно само по себе имеет большую альфа-амилазную активность. Это означает, например, что избыток в дозировке даст муку, которая будет вести себя так же, как мука, изготовленная из предварительно проросшего зерна.
Грибковая альфа-амилаза — продукт ферментации грибков, очищенный и концентрированный. По сравнению со злаковой альфа-амилазой грибковая альфа-амилаза более чувствительна к теплу и быстро инактивируется при относительно низкой температуре, обычно до того, как происходит клейстеризация крахмала муки.
Преимущества грибковых ферментов
По сравнению с солодом грибковые ферменты обладают определенными преимуществами. Из-за термонестабильности риск передозировки грибковых ферментов очень мал. Кроме того, грибковые ферменты более стандартизированы и бактериологически предпочтительны. К тому же, они выпускаются в концентрированной форме, поэтому в производстве мучных изделий применяются в значительно меньшем количестве.
Зачем измерять добавление грибковых ферментов?
Несмотря на то, что риск передозировки более или менее устраняется при применении грибковых ферментов, все же есть несколько важных причин, почему важно измерять активность альфа-амилазы. Даже если избыток не влияет на функциональные свойства муки, расход ферментов можно контролировать только при добавлении необходимого количества ферментов в зависимости от качества муки. Новый метод позволяет создавать необходимую консистенцию продукта, а также обеспечить фактический контроль качества согласно ISO 9000 и другим стандартам. Также с его помощью можно контролировать качество закупаемых грибковых ферментов.
Грибковое число падения — что измеряется?
Грибковое число падения измеряет общую активность злаковой и грибковой альфа-амилазы. Поскольку метод определения грибкового числа падения измеряет как зерновую, так и грибковую альфа-амилазу, невозможно определить, происходит ли альфа-амилаза из самого зерна, от добавления солода или грибкового фермента. Это означает, что с помощью одного анализа методом грибкового числа падения невозможно определить, сколько грибкового фермента было добавлено.
Один и тот же показатель грибкового числа падения не обязательно означает, что добавлены одинаковые порции грибковых ферментов. Результат также зависит от количества злаковой альфа-амилазы. Анализ конкретного результата грибкового числа падения не позволяет определить происхождение активности альфа-амилазы, но мы можем определить общий уровень активности альфа-амилазы. Это означает, что можно классифицировать образец как муку с недостаточной активностью альфа-амилазы, муку с нормальной активностью или муку с высокой активностью, в которую не нужно добавлять грибковые ферменты.
Важные аспекты метода грибкового числа падения
Если добавить рекомендованное количество грибковых ферментов, каким будет результат определения грибкового числа падения? На этот вопрос нельзя ответить. Поскольку метод определения грибкового числа падения измеряет как зерновую, так и грибковую альфа-амилазу, результат будет зависеть как от активности злаковой альфа-амилазы, так и от добавленного фермента грибковой альфа-амилазы. Таким образом, добавление одной и той же рекомендуемой дозы грибкового фермента к муке с разным классическим числом падения даст разные результаты грибкового числа падения. Образцы с одинаковым значением грибкового числа падения, возможно, не были дополнены равной дозой грибкового фермента!
Если образец проанализирован методом грибкового числа падения и результат указывает на определенный уровень активности альфа-амилазы, мы не можем сказать, связана ли эта активность с тем, что:
- именно мука обладала этой активностью;
- в муку добавлен солод;
- в муку добавлен грибковый фермент;
- в муку добавлены как солод, так и грибковый фермент.
Чтобы установить возможное добавление грибковых ферментов, мы также можем использовать классический метод определения числа падения. Если мы имеем высокое значение числа падения, но низкое грибковое число падения — значит, был добавлен грибковый фермент. Если два образца имеют одинаковый результат определения грибкового числа падения, но результаты числа падения отличаются у этих двух образцов, это означает, что активность альфа-амилазы в злаковых культурах разная, и затем добавляли разное количество грибкового фермента для достижения одинакового уровня общей активности альфа-амилазы, что дает одинаковый результат определения грибкового числа падения.
Рекомендуемые результаты грибкового числа падения
В классическом методе определения числа падения для обычной хлебопекарной муки рекомендован результат от 200 до 300 секунд. Если мы используем муку, в которую добавлен только солод, и эта мука дополнена таким образом, что число падения составляет около 250, мы можем проанализировать его по методу грибкового числа падения. Таким образом, можно определить, что грибковое число падения, которое соответствует классическому числу падения 250, составляет примерно 130. Из этого анализа мы обнаружили, что приемлемый диапазон результатов для грибкового числа падения составляет примерно от 100 до 175 секунд.
Обнаружение добавления грибкового фермента к муке
Основная цель этого метода — проверить, был ли добавлен грибковый фермент в муку. Это будет частью проверки качества муки перед отправкой клиенту. Для получения ответа сравним число падения и грибковое число падения.
Возьмем, например, муку с числом падения 500. Если грибковый фермент не прибавляется, то результат грибкового числа падения превышает 1000 секунд, что указывает на отсутствие грибкового фермента. В этом случае не нужно ждать, пока мешалка упадет, анализ можно остановить вручную на блоке управления, когда будет достигнуто достаточно высокое значение (400–500 или выше). Количество грибкового фермента (например, 20 SKB/100 кг) не повлияет на классический результат существенно, но для этого количества результат грибкового числа падения будет примерно 400. Как видно из этого примера, методом грибкового числа падения легко обнаружить добавление грибковых ферментов.
При уменьшении классического числа падения становится труднее контролировать добавление грибкового фермента. Если значение числа падения уже низкое, то и результат в методе грибкового числа падения будет ниже. Например, мы проанализировали 2 коммерческих образца шведской муки. Установлено, что эти образцы муки не содержат грибковых ферментов. Образец 1 имел число падения 359 и грибковое число падения 726. Это указывает на отсутствие добавления грибковых ферментов. Образец 2 имел число падения 305 и грибковое число падения 224. Результат 305 указывает на определенный уровень активности злаковой альфа-амилазы, и это отражается в значении грибкового числа падения 224.
Объяснить это можно тем, что когда мы получаем высокий результат грибкового числа падения, мы можем четко заявить, что грибкового фермента в муку не добавляли или добавили недостаточно. Чем ниже значение грибкового числа падения, тем более возрастает необходимость сравнить значение с классическим числом падения, если мы имеем целью выявить добавление грибкового фермента.
Если значение классического числа падения составляет около 300 или ниже, мы, возможно, не сможем различить злаковую и грибковую амилазу. С другой стороны, в обоих случаях мы могли бы увидеть, подходит ли общая активность альфа-амилазы для выпечки изделий.
Приборы для определения грибкового числа падения
Приборы для определения грибкового числа падения — это версия FN 1500 Fungal, FN 1900 или новый FN 1000. Большинство стандартных FN 1500 на рынке можно обновить до версии FN 1500 Fungal, а все FN 1900 и FN 1000 имеют метод определения грибкового числа. Кроме того, для проведения исследования требуется калиброванный субстрат из картофельного крахмала и 30 мл дозатор для буферного раствора. В качестве реагентов для буферного раствора используют ледяную уксусную кислоту и моногидрат ацетата кальция.
Метод определения грибкового числа падения
Прибор для определения грибкового числа падения имеет водяную баню, которую можно регулировать до заданной температуры. Для определения грибкового числа падения температура водяной бани устанавливается на 90 °C. Поскольку температура водяной бани регулируется по фиксированной, установленной температуре, а не по температуре кипения воды, поэтому в лабораториях, расположенных на большой высоте над уровнем моря, определение числа падения не требует коррекции.
Метод определения грибкового числа падения позволяет мукомолам контролировать добавление грибковых ферментов и проверять свойства муки. Это также позволяет пекарням контролировать соответствие приобретенной муки заявленным характеристикам.
Преимущества использования метода определения грибкового числа падения:
- классический метод определения числа падения хорошо известен в мукомольной и хлебопекарной промышленности;
- одно и то же оборудование (версия FN 1500 Fungal, FN 1900 или FN 1000) можно использовать как для классического метода определения числа падения, так и для метода определения грибкового числа падения;
- большинство существующих устройств FN 1500 можно обновить до версии FN 1500 Fungal;
- картофельный крахмал, используемый в качестве субстрата, легкий в обработке и легко смешивается;
- небольшая стоимость реагента на один анализ.
