Ферментні препарати відрізняються рядом переваг, порівняно з іншими харчовими добавками. Головні з них – природне походження та висока специфічність дії, що дозволяють забезпечувати абсолютну екологічність готових продуктів. Крім того, у практичній діяльності ферменти дозволяють пекарям розширити асортимент свого підприємства та заощадити як сировину, так і енергоносії.
Сучасна тенденція заміни хімічних добавок у борошні аналогами з природних джерел визначена переважно необхідністю збагачення харчових продуктів компонентами, що сприятливо впливають на здоров’я людини. Численні дослідження наголошують на необхідності використання ферментів для отримання збагаченого клітковиною хліба, розробки безглютенових продуктів, а також продуктів з підвищеним вмістом арабіноксиланів, що мають високий пребіотичний потенціал.
Сьогодні стрімкий розвиток біотехнологій у галузі ензимології зробили ферментні препарати незамінним учасником багатьох харчових технологій. Використання ферментів дозволяє підвищувати швидкість технологічних процесів, відчутно збільшувати вихід готової продукції, покращувати її якість, економити цінну сировину та знижувати кількість відходів.
Для промислового одержання ферментних препаратів харчового призначення використовуються джерела тваринного, рослинного та мікробіологічного походження. Різний генезис ферментів визначає умови їх застосування.
Сучасний ринок ферментів значною мірою представлений ферментами бактеріального генезу, оскільки швидкість та обсяги їхнього виробництва значно вищі в порівнянні з ферментами грибкового генезу. Тим не менш, ферменти бактеріального генезу більш вузькоспеціалізовані по відношенню до субстрату. Це певною мірою є позитивною властивістю для використання в борошномельній промисловості, оскільки дозволяє робити виробничий процес більш прогнозованим. Крім того, у ряді випадків бактеріальні ферменти дозволяють суттєво змістити оптимум своєї дії, наближаючи його до фізико-хімічних умов при замісі тесту.
Окремо слід розглянути питання щодо використання у виробництві ферментних препаратів генно-модифікованих продуцентів. Незважаючи на різні погляди щодо правомірності використання таких організмів у питанні харчової безпеки людства, на сьогоднішній день високі ступені очищення препаратів при виробництві практично виключають знаходження у їх складі залишків мікроорганізмів з модифікованим геномом, тому використання таких препаратів є безпечним та доцільним.
Крім ферментних препаратів мікробіологічного походження в хлібопеченні використовують ферментно-активні рослинні матеріали – наприклад, солод, солодове борошно або препарати на їх основі, соєве борошно з активною ліпоксигеназою. Поверхнево-активні речовини (емульгатори) використовуються в хлібопеченні як добавки для підвищення якості харчових продуктів. Емульгатори в тісті використовуються для якісного замісу жирів, формування каркасу клейковини, підвищення водопоглинальної здатності борошна.
На силу пшеничного борошна впливає також наявність у зерні жирів та ліпаз. Ферментні системи, спрямовані на взаємодію з ліпідами зерна, також відіграють істотну роль у коригуванні властивостей борошна – внаслідок додаткового впливу ліпази відбувається ущільнення третинної та четвертинної структури білка. Такі перетворення знижують його ферментативну вразливість, підвищують силу борошна та зміцнюють клейковину.
Інгібітори та активатори дії ферментів у зерні за своєю природою дуже різноманітні. Дія інгібітора дуже часто є комплексною, суттєво ускладнює контроль поведінки ферментних систем при тістоведенні.
Однак, питання зменшення впливу природних інгібіторів є вкрай актуальним для борошна, яке у своєму складі містить оболонки зерна і вважається кориснішим за біле борошно. Незважаючи на кількісні показники, форми знаходження вітамінів та мікроелементів у таких оболонках часто є важкодоступними для засвоєння людиною. Одними із прикладів є важкозасвоювані фосфор, кальцій, магній і цинк у зерні пшениці, які міцно зв’язані у структурі молекулами солей міо-інозитгексафосфорної кислоти, що виступає своєрідним «депо» поживних речовин у зерні і майже не перетравлюється людиною. З метою переведення корисних компонентів до легкозасвоюваних форм доцільною є розробка ферментних комплексів, які сприяють цьому процесу.
Іншою проблемою у використанні складних ферментних комплексів під час виробництва борошна є складність оцінки власних ферментних систем зерна. Використання борошна різного цільового призначення потребує запровадження кількості ферментів, що залежать від автолітичної активності ендогенних ферментів зерна.
Зараз така оцінка вимагає або спеціалізованої лабораторії та відповідної методики аналізу, або проводиться за непрямими показниками (наприклад, число падіння, ІДК тощо), що характеризує білково-протеазний, вуглеводно-амілазний та ліпазний комплекси зерна. Розробка недорогих методів експрес-оцінки власних ферментних систем зерна буде вкрай актуальною, особливо у випадках його ураження клопом-черепашкою.
Наразі більшість ферментних препаратів для хліба вводяться на етапі замішування тіста. Це до певної міри обумовлено легкістю їх введення саме на цьому етапі. Незважаючи на очевидні переваги такого підходу, введення ферментів на етапі виробництва борошна є доцільним, оскільки хлібопекарські підприємства зазвичай не мають повного масиву даних щодо якості сировини для борошна, і спираються лише на реологічні показники. Для виробників борошна введення ферментних систем на етапі виробництва потребує розробки та обґрунтування структури та режимів технологічного процесу дозування/змішування борошна.
Висновки та напрямки подальших досліджень:
1. Моніторингові дослідження зерна пшениці показують наявність стійкої тенденції до зниження її якості, і як наслідок – отримання борошна із незадовільними хлібопекарськими властивостями.
2. Хлібопекарські властивості борошна головним чином залежать від білково-протеазного та вуглеводно-амілазного комплексів. Проте, запровадження ферментних систем інших класів може значно поліпшити показники поживності готового продукту.
3. Ферментативну активність борошна на підприємствах поки що прямими методами оцінювати недоцільно, оскільки на даний момент відсутні дешеві експресні методи прямої оцінки. Непрямо амілолітичну активність борошна можна оцінити за показником числа падіння (ЧП), протеолітичну – показником індексу деформації клейковини (ІДК), які для хлібопекарського борошна мають оптимальні значення 270-330 с та 60-80 од., відповідно.
4. Ферментативну активність борошна можна і необхідно коригувати за рахунок внесення ферментних препаратів. Поліпшувачі на основі ферментних препаратів для борошна широко застосовуються в західних країнах; в Україні цей перспективний напрямок досі не набув істотного поширення.
5. Для покращення хлібопекарських властивостей борошна доцільно використовувати ферментні препарати комплексної дії, однак ані їхня рецептура, ані норми введення для борошна різного цільового призначення, виробленого з українського зерна, науково не обґрунтовані.
6. Введення комплексних технологічних добавок на основі ферментних препаратів доцільно здійснювати безпосередньо на борошномельних заводах, що вимагає розробки та обґрунтування структури та режимів технологічного процесу дозування/змішування борошна.
