Основними напрямами розвитку борошномельної галузі є створення й впровадження технологій переробки зерна з подальшим одержанням, крім борошна, нової продукції, у тому числі композитних сумішей. Щоб задовольнити попит хлібопекарських та інших підприємств борошном високої й стабільної якості, під час перероблення зерна необхідно корегувати властивості майбутнього продукту. За кордоном до пшеничного борошна додають хлібопекарські поліпшувачі, зокрема ферментні препарати.

Хімічний склад борошна визначає його харчову цінність і хлібопекарські властивості. Залежить він від складу зерна та сорту борошна. Вищі сорти борошна одержують із центральних шарів ендосперму, тому в них більше крохмалю, менше білків, цукру, жиру, мінеральних речовин, вітамінів, які містяться в периферійних частинах.

Відповідно до досліджень вітчизняних і закордонних науковців, хлібопекарські властивості борошна залежать від стану білково-протеїнового та вуглеводно-амілазного комплексів борошна.

Зараз складно отримати борошно потрібної якості, завдяки якому можна було б хоч трішки поліпшити борошно з гіршими хлібопекарськими властивостями. Одним зі способів регулювання властивостей борошна є застосування хлібопекарських поліпшувачів, які впливають на білково-протеїновий і вуглеводно-амілазний комплекси борошна залежно від його вихідної якості.

Харчові добавки-поліпшувачі можна поділити на: поліпшувачі окисної дії; поверхнево-активні речовини (ПАР); ферментні препарати; мінеральні компоненти. Якщо в хлібопекарському виробництві використовують поліпшувачі в сухому й рідкому вигляді, то до борошна можна додавати лише сухі. Поліпшувачі повинні бути тонкодисперсні, добре сипкими для точного дозування і рівномірного змішування з борошном. Їх вологість і гігроскопічність мають бути низькими, колір – світлим, що не змінює колір борошна, термін зберігання – не меншим, ніж пшеничного борошна. При виборі важливо максимально враховувати властивості й особливості поліпшувача для конкретної якості борошна. Щорічне дослідження врожаю свідчить, що найпоширеніша причина погіршення товарної якості зерна пшениці – низький вміст клейковини.

Найперспективнішим напрямом є використання ферментних препаратів – біологічних каталізаторів.

Ферменти – речовини білкової природи, здатні каталізувати (прискорювати) різні реакції. Вироблені живими клітинами в незначних кількостях, внаслідок високої активності вони спричинюють зміни у величезній масі речовини. Дія ферментів специфічна: кожен каталізує тільки певну реакцію для однієї речовини, а найчастіше – для групи речовин подібної будови.

Зерно містить різноманітні ферменти, зосереджені, переважно, у зародку і периферійних (крайніх) частинах зерна. Тому борошно нижчих сортів містить більше ферментів, ніж вищих. Ферментна активність різних партій однакового сорту борошна різна і залежить від умов вирощування, зберігання, сушіння й кондиціювання зерна. Активність ферментів пророслого зерна вища. Прогрівання зерна під час висушування або кондиціювання знижує ферментну активність. У процесі зберігання зерна й борошна вона також трішки зменшується.

На українському ринку в широкому асортименті представлені ферментні препарати нового покоління фірми «Новозаймс», яка випускає близько 50% обсягу цього виду продукції на світовому ринку. Це ферменти різної активності: амілолітичні, цитолітичні, протеолітичні, ліполітичні, глюкозооксидазні.

Якщо не дотримані умови зберігання та переробки зерна, активність ферментів знижується, клейковина стає короткорваною. Тому для нормалізації хлібопекарських властивостей доцільно до борошна вносити амілолітичні ферменти, щоб підвищити автолітичну активність, та протеолітичні ферменти для послаблення клейковини.

Амілолітичні ферменти (α- і β-амілаза) діють на крохмаль. β-амілаза перетворює крохмаль головним чином у декстрини, утворюючи невелику кількість мальтози. Під дією обох амілаз крохмаль майже повністю гідролізується, оскільки декстрини оцукрює доволі легко. Особливо легко оцукрюються клейстеризований крохмаль, тому що пухкі набряклі крохмальні зерна швидко піддаються дії ферментів.

Амілолітичні ферментні препарати фірми «Новозаймс» представлені «Фунгамілом», «Фунгамілом Супер АХ».

«Фунгаміл» – це препарат β-амілази грибного походження, що продукується штамом Aspergillus oryzae. «Фунгаміл» гідролізує 1,4-α-глюкозидні зв’язки амілази й амілопектину крохмалю з утворенням мальтози та декстринів. Це сприяє підвищенню газоутворювальної здатності борошна, інтенсифікації процесу бродіння тіста у виробництві хліба.

«Фунгаміл Супер АХ» – ферментний препарат α-амілази й ксиланази, гідролізує α-1,4-глюкозидні зв’язки в амілазі й амілопектині, одночасно модифікує некрохмальні полісахариди борошна, утворюючи мальтозу, декстрини та поліпшуючи еластичність клейковини.

Внаслідок збільшення вмісту цукру під дією амілолітичних ферментів підвищується цукрово- і газоутворювальна здатність борошна, об’єм хліба збільшується, поліпшується структура пористості (рис. 1).

Протеолітичні ферменти представлені ферментним препаратом «Нейтрала». Вона впливає на білковий комплекс борошна, сприяє відновленню дисульфідних зв’язків у сульфгідрильні, що послаблює клейковину, підвищує її розтяжність, поліпшує еластичність. «Нейтралу» ефективно використовувати разом з «Фунгамілом» або «Фунгамілом Супер» при переробленні борошна з короткорваною клейковиною для хлібобулочних виробів, а також у виробництві борошняних кондитерських виробів.

Дуже часто борошномельні підприємства мають проблеми із зерном, ураженим клопом-черепашкою або пророслим зерном. Науковці Національного університету харчових технологій разом з ТОВ «Новоконтакт» апробували ферментні препарати окисної дії. Це «Глюзим» – глюкозооксидаза з побічною активністю каталази. Глюкозооксидаза каталізує окислення глюкози киснем з утворенням глюконолактону, що спонтанно перетворюється на глюконову кислоту та пероксид водню, котрі і є поліпшувачем окисної дії. Якщо в борошно додати ще аскорбінову кислоту, то глюкозооксидаза каталізує її окислення в дегідро-L-аскорбінову кислоту, що є окислювачем і поліпшує структурно-механічні властивості тіста, якість хліба. Тому «Глюзим» ліпше використовувати разом із аскорбіновою кислотою.

Для поліпшення якості житнього борошна, а відтак хліба, пропонуємо використовувати ферментний препарат геміцелюлози «Пентопан». Він модифікує некрохмальні полісахариди борошна, поліпшуючи еластичність глютенової сітки.

При переробленні борошна з підвищеною активністю тирозинази доцільно використовувати ферментний препарат «Ліпопан», що є ліпазою. Він відбілює м’якушку хліба та зміцнює клейковину.

Для приготування хлібобулочних виробів з тривалим терміном зберігання рекомендуємо використовувати ферментний препарат мальтогенної α-амілази «Новаміл». Він гідролізує пшеничний крохмаль із утворенням мальтози та декстринів, сповільнює процес ретроградації крохмалю і зумовлює тривалішу свіжість м’якушки хліба.

Для запобігання картопляній хворобі хліба ефективний ацетат кальцію, який, щоправда, трохи погіршує якість хліба. Використання ацетату кальцію з ферментними препаратами «Фунгаміл Супер» і «Глюзим» дає змогу поліпшити фізико-хімічні показники хліба і запобігти картопляній хворобі.

Оскільки носієм ферменту є борошно, тому їх легко змішувати у закритих конвективних або барабанних змішувачів без розмелювального ефекту. Як свідчать дослідження, оптимальний час змішування – 10 хв.

Під час змішування борошна з ферментами необхідно уникати високої температури й вологості, оскільки ці фактори сприяють інактивації ферментного препарату. Через незначне дозування ферменти ліпше вносити в три стадії:

- приготування препремікса у співвідношенні поліпшувач/борошно – 1:20;

- приготування премікса у співвідношенні препремікс/борошно – 1:20;

- приготування борошна з поліпшувачем у співвідношенні премікс/борошно – 1:10.

Переваги ферментних препаратів «Новозаймс» над іншими поліпшувачами в тому, що ферменти напилюють на борошно, відтак їх легко змішувати, вони високоефективні у невеликих дозуваннях внаслідок високої активності.

Усі ферменти чутливі до температури та середовища. Для кожного з них має значення температури і кислотність середовища, при яких він найактивніший (оптимальні умови). При певних значеннях температури й кислотності фермент руйнується (інактивується). Нагрівання до 70–80° С руйнує майже всі ферменти, вони згортаються і втрачають каталітичні властивості.

Застосування ферментних препаратів під час переробки некондиційного зерна призведе до подорожчання борошна на 1%, однак, при цьому дає змогу заощаджувати до 20% вартості 1 тонни борошна.