Дрожжи в хлебопечении: история, виды и применение.

Введение

Дрожжи, используемые в качестве разрыхлителя при выпечке

Пекарские дрожжи – это общее название для штаммов дрожжей, обычно используемых в выпечке хлеба и других хлебобулочных изделий, служащих разрыхлителем, который заставляет хлеб подниматься (увеличиваться в объеме и становиться легче и мягче) путем преобразования ферментируемых сахаров, присутствующих в тесте, в углекислый газ и этанол. Пекарские дрожжи относятся к виду Saccharomyces cerevisiae и являются тем же видом (но другим штаммом), что и дрожжи, обычно используемые в спиртовом брожении, известные как пивные дрожжи или деактивированная форма – пищевые дрожжи. Пекарские дрожжи также являются одноклеточными микроорганизмами, которые встречаются на и вокруг человеческого тела. Использование вареного или отварного картофеля, воды после варки картофеля или сахара в хлебном тесте обеспечивает пищу для роста дрожжей; однако избыток сахара может привести к их обезвоживанию. Рост дрожжей замедляется как солью, так и сахаром, но солью в большей степени, чем сахаром. Некоторые источники утверждают, что жиры, такие как масло и яйца, замедляют рост дрожжей; другие считают, что влияние жира на тесто остается неясным, приводя доказательства того, что небольшое количество жира полезно для объема выпеченного хлеба. Saccharomyces exiguus (также известный как S. minor) – это дикие дрожжи, встречающиеся на растениях, зернах и фруктах, которые иногда используются в выпечке; однако, как правило, они не используются в чистом виде, а получают путем размножения в закваске.

История

Неизвестно, когда дрожжи впервые стали использовать для выпечки хлеба; самые ранние достоверные сведения относятся к Древнему Египту. Исследователи предполагают, что смесь мучной закваски и воды оставляли на теплом солнце дольше обычного, и дрожжи, содержащиеся в естественных примесях муки, вызывали её брожение перед выпечкой. Получившийся хлеб был более легким и вкусным, чем предыдущие твердые лепешки. Обычно считается, что самые ранние формы закваски были очень похожи на современные; способность дрожжей к заквашиванию была обнаружена при их воздействии на тесто для лепешек, и их либо выращивали отдельно, либо передавали из партии в партию, используя ранее замешанное («старое») тесто. Кроме того, развитие хлебопечения на закваске, по-видимому, происходило параллельно с развитием пивоварения, а барда из процесса брожения пива также можно использовать в хлебопечении. Не имея понимания микробиологии, ранние пекари не могли напрямую контролировать культуры дрожжей, но поддерживали местные, перспективные культуры, повторно используя тесто и закваски для подъема последующих партий. Однако появилась возможность выделять и размножать предпочтительные штаммы дрожжей аналогичным образом, как это делали в пивоваренной промышленности, и в конечном итоге стало практичным размножать дрожжи в суспензии, состав которой был схож с пивным суслом, обычно включающим солодовый ячмень и пшеничную муку. Такие культуры (иногда называемые в старинных американских кулинарных книгах «эмптин», от их происхождения как дрожжевой осадок пива или сидра) стали предками современных хлебопекарных дрожжей, поскольку их тщательно поддерживали, чтобы избежать бактериального загрязнения, которое позже было обнаружено, используя консерванты, такие как хмель, а также кипячение питательной среды. В XIX веке пекари получали дрожжи от пивоваров, что привело к появлению сладких сдобных хлебов, таких как имперский рулет «Kaiser Semmel», который обычно не имел кислотности, создаваемой подкислением, характерным для Lactobacillus. Однако пивовары постепенно перешли от верхового брожения к низовому брожению (Saccharomyces pastorianus), что привело к дефициту дрожжей для хлебопечения, поэтому в 1846 году был разработан венский процесс. Хотя это новшество часто ошибочно приписывают использованию пара в духовых печах, что влияет на характеристики корочки, оно примечательно тем, что включает в себя методы тонкого помола зерна (см. венские крупы), постепенного измельчения вместо однократного помола, а также улучшенные процессы выращивания и сбора дрожжей верхового брожения, известных как прессованные дрожжи. Дальнейшие достижения в микробиологии, последовавшие за работами Луи Пастера, привели к более совершенным методам культивирования чистых штаммов. В 1879 году в Великобритании были введены специализированные чаны для выращивания S. cerevisiae, а в Соединенных Штатах около рубежа веков центрифуги стали использоваться для концентрирования дрожжей, что сделало возможным современное промышленное производство дрожжей. Сухие дрожжи, производимые небольшими пекарнями и магазинами, стали кремовыми дрожжами – суспензией живых клеток дрожжей в питательной среде, а затем прессованными дрожжами – свежими брикетами дрожжей, которые стали стандартным разрыхлителем для хлебопеков в большей части западного мира в начале XX века. Во время Второй мировой войны компания Fleischmann's разработала гранулированные активные сухие дрожжи для вооруженных сил США, которые не требовали охлаждения, имели более длительный срок хранения и лучшую термостойкость, чем свежие дрожжи; они до сих пор являются стандартными дрожжами для военных рецептов США. Компания создала дрожжи, которые поднимали тесто в два раза быстрее, сокращая время выпечки. В 1973 году компания Lesaffre создала мгновенные дрожжи (также известные как «быстродействующие» или «быстрорастворимые»), которые получили широкое распространение и долю рынка за счет свежих и активных сухих дрожжей в различных областях применения. Мгновенные дрожжи отличаются от активных сухих дрожжей несколькими характеристиками: мгновенные дрожжи поднимают тесто быстрее, чем активные сухие дрожжи; мгновенные дрожжи можно добавлять непосредственно к сухим ингредиентам, в то время как активные сухие дрожжи следует смешивать с жидкостью (водой, молоком или пивом) и активировать перед замешиванием; мгновенные дрожжи содержат меньше влаги; и мгновенные дрожжи состоят из более мелких гранул. Современные хлебопекарные дрожжи относятся к виду Saccharomyces cerevisiae. Одно из их свойств заключается в том, что они не подавляются пропионатами, которые обычно добавляют в хлебобулочные изделия, чтобы предотвратить развитие плесени и рост бактерий. Напротив, сорбаты подавляют активность брожения дрожжей, поэтому их не добавляют непосредственно в тесто на дрожжах, но их можно распылять на готовую продукцию или включать в упаковочные материалы.

It is not known when yeast was first used to bake bread; the earliest definite records come from Ancient Egypt. Researchers speculate that a mixture of flour meal and water was left longer than usual on a warm day and the yeasts that occur in natural contaminants of the flour caused it to ferment before baking. The resulting bread would have been lighter and tastier than the previous hard flatbreads. It is generally assumed that the earliest forms of leavening were likely very similar to modern sourdough; the leavening action of yeast would have been discovered from its action on flatbread doughs and would have been either cultivated separately or transferred from batch to batch by means of previously mixed ("old") dough. Also, the development of leavened bread seems to have developed in close proximity to the development of beer brewing, and barm from the beer fermentation process can also be used in bread making. Without an understanding of microbiology, early bakers would have had little ability to directly control yeast cultures but still kept locally interesting cultures by reusing doughs and starters to leaven later batches. However, it became possible to isolate and propagate favored yeast strains in the same manner as was done in the beer industry, and it eventually became practical to propagate yeast in a slurry with a composition similar to beer wort, usually including malted barley and wheat flour. Such cultures (sometimes referred to in old American cookery as "emptins", from their origins as the dregs of beer or cider fermentation) became the ancestors of modern baker's yeast, as, in general, they were carefully maintained to avoid what was later discovered to be bacterial contamination, including using preservatives such as hops as well as boiling the growth medium. In the 19th century, bread bakers obtained their yeast from beer brewers, and this led to sweet fermented breads such as the Imperial "Kaiser Semmel" roll, which in general lacked the sourness created by the acidification typical of Lactobacillus. However, beer brewers slowly switched from top fermenting to bottom fermenting yeast (Saccharomyces pastorianus) and this created a shortage of yeast for making bread, so the Vienna Process was developed in 1846. While the innovation is often popularly credited for using steam in baking ovens, leading to a different crust characteristic, it is notable for including procedures for high milling of grains (see Vienna grits), cracking them incrementally instead of mashing them with one pass; as well as better processes for growing and harvesting top fermenting yeasts, known as press yeast. Refinements in microbiology following the work of Louis Pasteur led to more advanced methods of culturing pure strains. In 1879, Great Britain introduced specialized growing vats for the production of S. cerevisiae, and in the United States around the turn of the century centrifuges were used for concentrating the yeast, making modern commercial yeast possible, and turning yeast production into a major industrial endeavor. The slurry yeast made by small bakers and grocery shops became cream yeast, a suspension of live yeast cells in growth medium, and then compressed yeast, the fresh cake yeast that became the standard leaven for bread bakers in much of the Westernized world during the early 20th century. During World War II, Fleischmann's developed a granulated active dry yeast for the United States armed forces, which did not require refrigeration and had a longer shelf life and better temperature tolerance than fresh yeast; it is still the standard yeast for US military recipes. The company created yeast that would rise twice as fast, cutting down on baking time. In 1973, Lesaffre created instant yeast (also called "quick rise" or "fast acting" yeast), which has gained considerable use and market share at the expense of both fresh and active dry yeast in their various applications. Instant yeast differs from active dry yeast in several ways: Instant yeast rises faster than active dry yeast; instant yeast can be directly added to the dry ingredients, whereas active dry yeast should be mixed with liquid (water, milk or beer) and proofed before mixing; instant yeast has a lower moisture content; and instant yeast is formed of smaller granules. Modern baker's yeast is the species Saccharomyces cerevisiae. One of its properties is that it is not inhibited by propionates, which are commonly added to baked goods like bread dough to inhibit mold development and bacterial growth. Conversely, sorbates do inhibit yeast fermentation activity, so are not added directly to yeast leavened doughed but may be sprayed onto finished products or even incorporated into packing materials.

Виды хлебобулочных дрожжей

Пекарские дрожжи выпускаются в различных формах, основное различие между которыми заключается в содержании влаги. Хотя каждая форма имеет свои преимущества, выбор конкретной формы во многом зависит от требований рецепта и опыта пекаря. Сухие формы дрожжей хорошо подходят для длительного хранения, часто сохраняя жизнеспособность более года при комнатной температуре. В целом, с учетом некоторых поправок на содержание жидкости и температуру, различные формы коммерческих дрожжей считаются взаимозаменяемыми. Кремовые дрожжи – это форма, наиболее близкая к дрожжевым закваскам XIX века, по сути представляющая собой суспензию дрожжевых клеток в жидкости, отделенную от питательной среды. Они в основном используются в промышленных пекарнях, оснащенных специальным оборудованием для дозирования и смешивания больших объемов, и не доступны в продаже для небольших пекарен или домашних кулинаров. Прессованные дрожжи – это, по сути, кремовые дрожжи, из которых удалена большая часть жидкости. Они представляют собой мягкое твердое вещество бежевого цвета, наиболее известное потребителям в виде небольших кубиков, обернутых фольгой. Они также доступны в больших блоках для оптового использования. Они быстро портятся; хотя раньше они были широко доступны на потребительском рынке, в некоторых странах они стали менее распространены в супермаркетах из-за плохих сроков хранения и были заменены активными сухими и быстродействующими дрожжами. Они по-прежнему широко используются в коммерческих целях и несколько более устойчивы к низким температурам, чем другие формы коммерческих дрожжей; однако и в этом сегменте быстродействующие дрожжи завоевали значительную долю рынка. Активные сухие дрожжи – это форма дрожжей, наиболее часто доступная непрофессиональным пекарям в Соединенных Штатах. Они состоят из грубых продолговатых гранул, содержащих живые дрожжевые клетки, заключенные в толстую оболочку из сухих, мертвых клеток с остатками питательной среды. В большинстве случаев активные сухие дрожжи необходимо предварительно активировать или регидратировать. Их можно хранить при комнатной температуре в течение года или заморозить на срок более десяти лет, что обеспечивает лучшие условия хранения по сравнению с другими формами, но они обычно считаются более чувствительными к тепловому шоку при использовании в рецептах. Быстродействующие дрожжи внешне похожи на активные сухие дрожжи, но имеют более мелкие гранулы с существенно более высоким содержанием живых клеток в сопоставимых объемах. Дрожжи быстрого подъема – это разновидность сухих дрожжей (обычно быстродействующих), гранулы которых меньше, поэтому они быстрее растворяются в тесте и выделяют больше углекислого газа, обеспечивая более быстрый подъем. Существует много споров о ценности такого продукта; в то время как большинство экспертов-пекарей считают, что он снижает вкусовой потенциал готового продукта, журнал Cook's Illustrated и другие считают, что, по крайней мере, для рецептов прямого действия он не имеет большого значения. Дрожжи быстрого подъема часто продаются специально для использования в хлебопечках. Деактивированные дрожжи – это мертвые дрожжи, не обладающие разрыхляющей способностью и не взаимозаменяемые с другими типами дрожжей. Обычно используются для теста для пиццы и хлеба, их добавляют в количестве 0,1% от веса муки, хотя спецификации производителя могут варьироваться. Это мощный восстановитель, используемый для повышения эластичности теста.

Baker's yeast is available in a number of different forms, the main differences being the moisture contents. Though each version has certain advantages over the others, the choice of which form to use is largely a question of the requirements of the recipe at hand and the training of the cook preparing it. Dry yeast forms are good choices for longer term storage, often lasting more than a year at room temperatures without significant loss of viability. In general, with occasional allowances for liquid content and temperature, the different forms of commercial yeast are considered interchangeable. Cream yeast is the closest form to the yeast slurries of the 19th century, in essence being a suspension of yeast cells in liquid, siphoned off from the growth medium. Its primary use is in industrial bakeries with special high volume dispensing and mixing equipment, and it is not readily available to small bakeries or home cooks. Compressed yeast is, in essence, cream yeast with most of the liquid removed. It is a soft solid, beige in color, and best known in the consumer form as small, foil wrapped cubes of cake yeast. It is also available in a larger block form for bulk usage. It is highly perishable; though formerly widely available for the consumer market, it has become less common in supermarkets in some countries due to its poor keeping properties, having been superseded in some such markets by active dry and instant yeast. It is still widely available for commercial use, and is somewhat more tolerant of low temperatures than other forms of commercial yeast; however, even there, instant yeast has made significant market inroads. Active dry yeast is the form of yeast most commonly available to non commercial bakers in the United States. It consists of coarse oblong granules of yeast, with live yeast cells encapsulated in a thick jacket of dry, dead cells with some growth medium. Under most conditions, active dry yeast must first be proofed or rehydrated. It can be stored at room temperature for a year, or frozen for more than a decade, which means that it has better keeping qualities than other forms, but it is generally considered more sensitive than other forms to thermal shock when actually used in recipes. Instant yeast appears similar to active dry yeast, but has smaller granules with substantially higher percentages of live cells per comparable unit volumes. Rapid rise yeast is a variety of dried yeast (usually a form of instant yeast) that is of a smaller granular size, thus it dissolves faster in dough, and it provides greater carbon dioxide output to allow faster rising. There is considerable debate as to the value of such a product; while most baking experts believe it reduces the flavor potential of the finished product, Cook's Illustrated magazine, among others, feels that, at least for direct rise recipes, it makes little difference. Rapid rise yeast is often marketed specifically for use in bread machines. Deactivated yeast is dead yeast which has no leavening value and is not interchangeable with other yeast types. Typically used for pizza and pan bread doughs, it is used at a rate of 0.1% of the flour weight, though manufacturer specifications may vary. It is a powerful reducing agent used to increase the extensibility of a dough.

Различие между мгновенными и активными сухими дрожжами

Немедленные и активные сухие дрожжи по сути – один и тот же ингредиент, просто в немного разных формах и для разных целей. Потребители должны хранить запечатанные упаковки обоих типов дрожжей при комнатной температуре, а частично использованные упаковки – в герметичном контейнере в холодильнике. Основные различия между ними заключаются в следующем:

Активные дрожжи требуют регидратации. Немедленные дрожжи можно смешивать непосредственно с сухими ингредиентами, тогда как активные сухие дрожжи необходимо сначала растворить и регидрировать в теплой воде. Немедленным дрожжам требуется меньше времени для подъема. Поскольку немедленные дрожжи имеют более мелкую текстуру, чем активные сухие дрожжи, можно пропустить начальный этап подъема и сразу после замеса приступать к формированию хлеба. Хлебу, приготовленному с активными сухими дрожжами, требуется больше времени для подъема, чтобы дрожжи равномерно распределились по тесту.

Коммерческие марки

Для большинства коммерческих целей дрожжи в любой форме упаковываются оптом (в блоки или пакеты для заморозки для свежих дрожжей; в вакуумные брикеты для сухих или быстродействующих); однако дрожжи для домашнего использования часто упаковываются в предварительно отмеренные дозы, либо в небольшие кубики для прессованных дрожжей, либо в герметичные пакетики для сухих или быстродействующих. Для активных сухих и быстродействующих дрожжей, как правило, одна доза (рассчитанная для среднего рецепта хлеба весом от 500 до 1000 г теста) составляет около 2,5 чайных ложек (~12 мл), хотя при использовании дрожжей в предварительной закваске требуется меньшее количество. В целом, дрожжевой вкус в выпеченном хлебе не ощущается, если процент добавленных дрожжей по отношению к массе муки составляет менее 2,5%. Известные коммерческие марки хлебопекарных дрожжей включают Lesaffre SAF red и SAF gold, Fleischmann's и Red Star Yeast.

Модельный организм

Поскольку пекарские дрожжи легко доступны и просты в культивировании, они уже давно используются в химических, биологических и генетических исследованиях в качестве модельного организма. Saccharomyces cerevisiae является факультативным анаэробом и подвергается аэробному брожению в присутствии кислорода и сахаров. В 1996 году, после шести лет работы, S. cerevisiae стал первым эукариотом, геном которого был полностью секвенирован. Его геном содержит более 12 миллионов пар оснований и около 6000 генов. С тех пор он остается на передовых позициях генетических исследований. Например, большая часть наших знаний о цикле клеточного деления была получена в ходе экспериментов с дрожжами.

Органический синтез

В пекарских дрожжах содержатся ферменты, способные восстанавливать карбонильную группу до гидроксильной с довольно высоким выходом, что делает их полезными для биотрансформаций в органическом синтезе. Известно, что они восстанавливают органометаллические карбонильные соединения с очень высокой эффективностью.

Психоактивные наркотики

Пекарские дрожжи также могут использоваться для производства этанола посредством ферментации для применения в химическом синтезе, хотя в некоторых местах для этого требуются разрешения. ГМО-штамм пекарских дрожжей, DLAM33B, был разработан для производства предшественника ЛСД – лизергиновой кислоты.