Тип і кількість амілази важливі для випічки. Амілаза в тісті забезпечує ферментований цукор для дріжджів і збільшує газоутворення в тісті з дефіцитом цукру. Як злакову, так і грибкову альфа-амілазу можна використовувати для поліпшення ферментації борошна з дефіцитом активності амілази.
Щоб контролювати додавання альфа-амілази в борошно, потрібен метод, який вимірює злакову і грибкову амілазу. Класичний метод визначення числа падіння (FN) (ICC 107/1 (1995), AACC 56-81B (1992) і ISO 3093 (1974) добре підходить для моніторингу злакової альфа-амілази. Через низьку термостабільність грибкову альфа-амілазу неможливо виявити за допомогою класичного методу визначення числа падіння при 100 °C.
Метод визначення грибкового числа падіння був розроблений доктором Вінсентом Де Стефанісом (American Ingredients Company, KS, США) і вперше представлений на 80-му щорічному засіданні Американської асоціації фахівців з хімії злаків (AACC) у 1995 році. З моделлю Falling Number 1500 у Perten Instruments з`явився прилад, який підходить для нового методу.
Злакова та грибкова альфа-амілаза
Злакова альфа-амілаза походить з самого зерна. Активність злакової альфа-амілази можна підвищити, додаючи зерно або борошно з високою активністю амілази, зазвичай солод. Ефект такого додавання такий самий, ніби оригінальне зерно само по собі має більшу альфа-амілазну активність. Це означає, наприклад, що надлишок у дозуванні дасть борошно, яке буде мати таку ж поведінку, як борошно, виготовлене з попередньо пророслого зерна.
Грибкова альфа-амілаза — продукт ферментації грибків, очищений та концентрований. Порівняно зі злаковою альфа-амілазою, грибкова альфа-амілаза більш чутлива до тепла і швидко інактивується при відносно низькій температурі, зазвичай до того, як відбувається клейстеризація крохмалю борошна.
Переваги грибкових ферментів
У порівнянні з солодом грибкові ферменти мають певні переваги. Через термонестабільність ризик передозування грибкових ферментів дуже малий. Крім того, грибкові ферменти більш стандартизовані та бактеріологічно кращі. До того ж вони випускаються в концентрованій формі, тому у виробництві борошняних виробів застосовуються у значно меншій кількості.
Навіщо вимірювати додавання грибкових ферментів?
Незважаючи на те, що ризик передозування більш-менш усувається при застосуванні грибкових ферментів, все ж є кілька важливих причин, чому важливо вимірювати активність альфа-амілази. Навіть, якщо надлишок не впливає на функціональні властивості борошна, витрату ферментів можна контролювати лише за умови додавання необхідної кількості ферментів в залежності від якості борошна. Новий метод дозволяє створювати необхідну консистенцію продукту, а також забезпечити фактичний контроль якості згідно з ISO 9000 та іншими стандартами. Також з його допомогою можна контролювати якість закуплених грибкових ферментів.
Грибкове число падіння — що вимірюється?
Грибкове число падіння вимірює загальну активність злакової та грибкової альфа-амілази. Оскільки метод визначення грибкового числа падіння вимірює як зернову, так і грибкову альфа-амілазу, неможливо визначити, походить альфа-амілаза з самого зерна, від додавання солоду або грибкового ферменту. Це означає, що за допомогою одного аналізу методом грибкового числа падіння неможливо визначити, скільки грибкового ферменту було додано.
Той самий результат грибкового числа падіння не обов’язково означає, що додано однакові порції грибкових ферментів. Результат також залежить від кількості злакової альфа-амілази. Аналіз даного результату грибкового числа падіння не дозволяє визначити походження активності альфа-амілази, але ми можемо визначити загальний рівень активності альфа-амілази. Це означає, що ми можемо класифікувати зразок, як борошно з недостатньою активністю альфа-амілази, борошно з нормальною активністю або борошно з високою активністю, у яке не потрібно додавати грибкові ферменти.
Важливі аспекти методу грибкового числа падіння
Якщо додати рекомендовану кількість грибкових ферментів, яким буде результат визначення грибкового числа падіння? На це питання не можна відповісти. Оскільки метод визначення грибкового числа падіння вимірює як зернову, так і грибкову альфа-амілазу, результат буде залежати як від активності злакової альфа-амілази, так і від доданого ферменту грибкової альфа-амілази. Таким чином, додавання однієї і тієї ж рекомендованої дози грибкового ферменту до борошна з різним класичним числом падіння дасть різні результати грибкового числа падіння. Зразки з однаковим значенням грибкового числа падіння, можливо, не були доповнені такою самою дозою грибкового ферменту.
Якщо зразок проаналізовано методом грибкового числа падіння і результат вказує на певний рівень активності альфа-амілази, ми не можемо сказати, чи ця активність пов’язана з тим, що:
- саме борошно мало цю активність;
- у борошно додано солод;
- у борошно додано грибковий фермент;
- у борошно додано як солод, так і грибковий фермент.
Для того щоб встановити можливе додавання грибкових ферментів, ми також можемо використовувати класичний метод визначення числа падіння. Якщо ми маємо високе значення числа падіння, але низьке грибкове число падіння — це означає, що був доданий грибковий фермент. Якщо два зразки мають однаковий результат визначення грибкового числа падіння, але результати числа падіння відрізняються у цих двох зразків, це означає, що активність альфа-амілази у злакових культурах різна, і потім додавали різну кількість грибкового ферменту для досягнення однакового рівня загальної активності альфа-амілази, що дає однаковий результат визначення грибкового числа падіння.
Рекомендовані результати грибкового числа падіння
У класичному методі визначення числа падіння для звичайного хлібопекарського борошна рекомендований результат від 200 до 300 секунд. Якщо ми використовуємо борошно, до якого додано лише солод, і це борошно доповнено таким чином, що число падіння становить близько 250, ми можемо проаналізувати його за методом грибкового числа падіння. Таким чином можна визначити, що грибкове число падіння, яке відповідає класичному числу падіння 250, становить приблизно 130. З цього аналізу ми виявили, що прийнятний діапазон результатів для грибкового числа падіння становить приблизно від 100 до 175 секунд.
Виявлення додавання грибного ферменту до борошна
Основна мета цього методу — перевірити, чи був доданий грибковий фермент до борошна. Це буде частиною перевірки якості борошна перед відправленням клієнту. Для отримання відповіді порівняємо число падіння та грибкове число падіння.
Візьмемо, наприклад, борошно з числом падіння 500. Якщо грибковий фермент не додається, то результат грибкового числа падіння перевищує 1000 секунд, що вказує на відсутність грибкового ферменту. У цьому випадку не потрібно чекати, поки мішалка впаде, аналіз можна зупинити вручну на блоці управління, коли буде досягнуто досить високе значення (400–500 або вище). Кількість грибкового ферменту (наприклад, 20 SKB/100 кг) не вплине на класичний результат суттєво, але для цієї кількості результат грибкового числа падіння буде приблизно 400. Як видно з цього прикладу, методом грибкового числа падіння легко виявити додавання грибкових ферментів.
При зменшенні класичного числа падіння стає важче контролювати додавання грибкового ферменту. Якщо значення числа падіння вже низьке, то і результат у методі грибкового числа падіння буде нижчим. Наприклад, ми проаналізували 2 комерційні зразки шведського борошна. Встановлено, що ці зразки борошна не містять грибкових ферментів. Зразок 1 мав число падіння 359 і грибкове число падіння 726. Це вказує на відсутність додавання грибкових ферментів. Зразок 2 мав число падіння 305 і грибкове число падіння 224. Результат 305 вказує на певний рівень активності злакової альфа-амілази, і це відображається у значенні грибкового числа падіння 224.
Пояснити це можна тим, що коли ми отримуємо високий результат грибкового числа падіння, ми можемо чітко заявити, що грибкового ферменту у борошно не додавали або додали недостатньо. Чим нижчим є значення грибкового числа падіння, тим більш зростає необхідність порівняти значення з класичним числом падіння, якщо маємо на меті виявити додавання грибкового ферменту.
Якщо значення класичного числа падіння становить близько 300 або нижче, ми, можливо, не зможемо розрізнити злакову та грибкову амілазу. З іншого боку, в обох випадках ми могли б побачити, чи загальна активність альфа-амілази підходить для випікання виробів.
Прилади для визначення грибкового числа падіння
Прилади для визначення грибкового числа падіння — це версія FN 1500 Fungal, FN 1900 або новий FN 1000. Більшість стандартних FN 1500 на ринку можна оновити до версії FN 1500 Fungal, а всі FN 1900 і FN 1000 мають метод визначення грибкового числа падіння. Крім того, метод вимагає каліброваного субстрату з картопляного крохмалю та 30 мл дозатора для буферного розчину. У якості реагентів для буферного розчину використовують крижану оцтову кислоту та моногідрат ацетату кальцію.
Метод визначення грибкового числа падіння
Прилад для визначення грибкового числа падіння має водяну баню, яку можна регулювати до заданої температури. Для методу визначення грибкового числа падіння температура водяної бані встановлюється на 90 °C. Оскільки температура водяної бані регулюється за фіксованою, встановленою температурою, а не за температурою кипіння води, тому у лабораторіях, розташованих на великій висоті над рівнем моря, визначення числа падіння не потребує корекції.
Метод визначення грибкового числа падіння дозволяє борошномелам контролювати додавання грибкових ферментів і перевіряти властивості борошна. Це також дає змогу пекарням контролювати відповідність придбаного борошна заявленим характеристикам.
Переваги використання методу визначення грибкового числа падіння:
- класичний метод визначення числа падіння добре відомий у борошномельній та хлібопекарській промисловості;
- одне й те саме обладнання (версія FN 1500 Fungal, FN 1900 або FN 1000) можна використовувати як для класичного методу визначення числа падіння, так і для методу визначення грибкового числа падіння;
- більшість існуючих пристроїв FN 1500 можна оновити до версії FN 1500 Fungal;
- картопляний крохмаль, який використовується як субстрат, легкий в обробці та легко змішується;
- невелика вартість реагенту на один аналіз.
«Метод модифікованого числа падіння для борошна з додаванням грибкового ферменту» Вінсент А. Де Стефаніс і Бо Олвін, представлений на 80-й щорічній зустрічі Американської асоціації фахівців з хімії злаків 7 листопада 1995 року в Сан-Антоніо, штат Техас, США.
