Entsyymit pakasteleivonnassa

Pakasteleivonta on taloudellisesti potentiaalinen leipomoteollisuuden haara, jonka suurimpana ongelmana on tuotteiden heikompi laatu tuoreleivontaan nähden. Tämän työn tavoitteena oli selvittää entsyymien käytön mahdollisuuksia parantaa esinostatukseen perustuvassa pakasteleivontaprosessissa valmistettavien vehnäleipätuotteiden laatua ja alustavasti analysoida entsyymien aiheuttamien muutoksien vaikutusmekanismeja. Tutkimustyössä käytettiin 7:ää erilaista kaupallista entsyymiseosta, joiden pääaktiivisuudet olivat vaihtelevasti alpha-amylaaseja, ksylanaaseja, beta-glukanaaseja, glukoosi-oksidaaseja tai niiden yhdistelmiä. Entsyymien ja pakastamisen vaikutuksia tutkittiin sekä nostatetuissa että nostamattomissa vehnätaikinoissa. Nostatetuista hiivataikinoista tehtiin 1) koeleivontoja (sämpylöitä) ja 2) reologisia mittauksia (farino- ja maturografia). Hiivattomista vehnätaikinoista määritettiin 1) ultrasentrifuugilla neste- ja geelifaasien määrä, 2) differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä (DSC) jäätyvän veden määrä ja 3) gravimetrisesti vesiliukoisten komponenttien määrä. alpha-amylaasit, ksylanaasit ja beta-glukanaasit lisäsivät pakastamisen aiheuttamaa taikinan pehmenemistä 2-10 % (farinografi) ja laajenemiskyvyn heikkenemistä 4-33 % (maturografi), mutta kasvattivat vastaavien sämpylöiden tilavuuksia 18-26 % 0-näytteisiin eli pakastetaikinoista ilman entsyymilisäystä paistettuihin sämpylöihin verrattuna. Glukoosi-oksidaasi (GLOX) aiheutti pakastetaikinoiden rakenteen romahtamisen (farinografimittauksissa taikinat pehmenivät 40-42 % 0-näytettä enemmän), mutta lisäsi pakastetaikinoiden laajenemiskykyä 29-48 %. DSC- ja ultrasentrifuugimittausten perusteella jaettiin taikinan sisältämä vesi "sidotun" veden lisäksi kahteen taikinan vesipitoisuudesta riippuvaiseen "vapaan" veden muotoon, joista toinen on taikinan rakenteisiin löyhästi sidottu. Tämän työn perusteella alpha-amylaasien, ksylanaasien ja beta-glukanaasien todettiin lisäävän ja GLOX:in vähentävän "täysin vapaan" veden määrää taikinassa, mutta ne eivät vaikuttaneet "vapaan" veden kokonaismäärään. Entsyymien todettiin vaikuttavan pakastetaikinoista paistettujen sämpylöiden tilavuuteen ja ryhdikkyyteen "vapaan" veden sidonta-asteen säätelyllä. Veden vapaamman liikkumisen mukana lämmönsiirto paranee, jolloin sulatuksen jälkeinen lämpötilaero taikina-aihion eri osien välillä tasoittuu. Tällöin kypsyminen tapahtuu tasaisemmin, jonka seurauksena sämpylöiden koko kasvaa. Osa alpha-amylaaseista vähentäessään "vapaan" veden sidonta-astetta lisäsi myös tärkkelyksen liisteröitymistä, jolloin sämpylät jäivät pieniksi ja mataliksi. Entsyymeistä parhaimmin sämpylöiden laatuun koetulosten pohjalta vaikuttivat soluseinähydrolaasit eli ksylanaasit ja beta-glukanaasit, jotka edistivät veden liikkuvuutta taikina-aihiossa nostaen esinostatetuista pakastetaikinoista leivottujen sämpylöiden tilavuuksia ilman ryhdikkyyden laskemista tai keskimääräisen huokoskoon hajonnan huomattavaa kasvamista