Ο  μεταβολισμός  είναι το σύνολο των βιοχημικών αντιδράσεων που πραγματοποιούνται στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών και περιλαμβάνει όλες εκείνες τις βιοχημικές διαδικασίες που εμπλέκονται στην παραγωγή και στην απελευθέρωση της ενέργειας. 

Ο μεταβολισμός διακρίνεται σε δύο διεργασίες: τον καταβολισμό και τον αναβολισμό. O καταβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις διάσπασης πολύπλοκων ουσιών σε απλούστερες, με παράλληλη συνήθως απόδοση ενέργειας. Ο αναβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις σύνθεσης πολύπλοκων χημικών ουσιών. Για την πραγματοποίηση των αντιδράσεων σύνθεσης καταναλώνεται συνήθως ενέργεια. Οι καταβολικές αντιδράσεις, δηλαδή, αποδίδουν ενέργεια (εξώθερμες), ενώ οι αναβολικές απορροφούν ενέργεια (ενδόθερμες). Η ενέργεια που παράγεται στα κύτταρα των οργανισμών αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των βιομορίων. Για να σχηματιστούν αυτοί οι δεσμοί απαιτείται ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μπορεί να αποδοθεί στο περιβάλλον. 

Όλες οι μεταβολικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται σε διάφορα χρονικά στάδια, κατά τα οποία δημιουργούνται ή διασπώνται βαθμιαία χημικές ενώσεις. Κάθε στάδιο της «μεταβολικής οδού» καταλύεται κάθε φορά από διαφορετικό ένζυμο, η δομή του οποίου φέρεται να κωδικοποιείται από συγκεκριμένο γονίδιο. Το δε τελικό προϊόν κάθε τέτοιας διαδικασίας ονομάζεται μεταβολίτης. 

Ζύμωση 

Η ζύμωση (fermentation) είναι μια μεταβολική διαδικασία που προκαλεί χημικές αλλαγές σε οργανικές  ουσίες  μέσω της δράσης των μικροοργανισμών και των ενζύμων. Στη βιοχημεία, ορίζεται ως η εξαγωγή ενέργειας από υδατάνθρακες απουσία οξυγόνου. Στην παραγωγή τροφίμων, μπορεί να αναφέρεται ευρύτερα σε οποιαδήποτε διαδικασία κατά την οποία η δραστηριότητα μικροοργανισμών επιφέρει μια επιθυμητή αλλαγή σε ένα τρόφιμο ή ποτό.  

Η ζύμωση είναι μια φυσική διαδικασία που εφαρμόζεται κατά την παραγωγή τροφίμων και του ψωμιού όπου ένας μικροοργανισμός μετατρέπει έναν υδατάνθρακα, όπως το άμυλο σε αλκοόλη ή οξύ. Η μαγιά με τον σακχαρομύκητα Saccharomyces cerevisiae (S. Cerevisiae), εκτελεί ζύμωση για να αποκτήσει ενέργεια, μετατρέποντας τους υδατάνθρακες σε απλά σάκχαρα, αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα.  

Εκτός από τη μαγιά, τα γαλακτικά και οξικά βακτήρια μπορούν να πραγματοποιήσουν ζύμωση, μετατρέποντας τους υδατάνθρακες σε γαλακτικό και οξικό οξύ. Η χημική αντίδραση που συμβαίνει κατά τη μεταβολική δραστηριότητα των ζυμομυκήτων φαίνεται στο παρακάτω Σχήμα 1. 

Ο σακχαρομύκητας είναι υπεύθυνος για τη διόγκωση μέσω της παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα και αιθανόλης. Τα βακτήρια είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των οξέων και των αρωματικών ενώσεων. 

Τα πολύπλοκα όξινα και γλυκά αρώματα ενός προζυμένιου ψωμιού, είναι υποπροϊόντα της ζύμωσης. Ουσιαστικά, τα βακτήρια παράγουν οργανικά οξέα όπως το γαλακτικό οξύ και το οξικό οξύ που προσδίδουν όξινη γεύση στο προζυμένιο ψωμί ενώ οι ζύμες παράγουν κυρίως CO2 και άλλες πτητικές ενώσεις, όπως εστέρες και αλκοόλες. Μεταξύ αυτών των μικροοργανισμών διαδραματίζονται  πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις, οι οποίες συμβάλλουν στη σύνθεση των χαρακτηριστικών αρωματικών ενώσεων του προζυμιού.

Ο χρόνος παίζει πολύ σημαντικό ρόλο, καθώς, είναι απαραίτητος προκειμένου να λάβουν χώρα όλες οι απαραίτητες βιοχημικές διεργασίες που καταλήγουν στα πολύπλοκα αρώματα ενός ψωμιού. Οι ζυμομύκητες κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, συνεχίζουν να θρέφονται από τα διαθέσιμα σάκχαρα. Το διοξείδιο του άνθρακα που παράγουν, παγιδεύεται στο πλέγμα της γλουτένης, φουσκώνοντας τη ζύμη. Όταν το ψωμί ψήνεται, φουσκώνει ακόμη περισσότερο καθώς εξακολουθεί να παράγεται διοξείδιο του άνθρακα, μέχρις ότου οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν.

Γνωρίζοντας τις μεταβολικές διεργασίες των μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή του ψωμιού, είναι δυνατόν να γνωρίζουμε και το επιθυμητό αποτέλεσμα ως προς το αρωματικό προφίλ και τα λειτουργικά του χαρακτηριστικά. Η χρήση των προζυμιών στην αρτοποιία διασφαλίζει τη βελτίωση της υφής της ψίχας των αρτοσκευασμάτων, την αύξηση της διατηρησιμότητας τους και τη δημιουργία ιδιαίτερων  χαρακτηριστικών όσον αφορά τη γεύση και το άρωμα.

Δημήτρης Μποσδίκος – Τεχνολόγος Τροφίμων

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B2%CE%BF%CE%BB%CE%B9%CF%83%CE%BC%CF%8C%CF%82 
2. Marion Bennion (1980). THE SCIENCE OF FOOD -WILEY N. Y 
3. Netsanet Shiferaw Terefe (2016). Food Fermentation, Elsevier Inc.All rights reserved, ανακτήθηκε από https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.03420-X 
4. E.M.T. El – Mansi • C.F.A. Bryce • B. Dahhou S. Sanchez • A.L. Demain • A.R. Allman (2012). Fermentation Microbiology and Biotechnology, Third Edition  
5.  Sergi Maicas (2020). The Role of Yeasts in Fermentation Processes, ανακτήθηκε από https://www.researchgate.net/publication/343299832 The Role of Yeasts in Fermentation Processes 
6. Huaiwen Wang, Pengchao Han, Peipei Zhang, Yankun Li (2024). Influence of yeast concentrations and fermentation durations on the physical properties of white bread, ανακτήθηκε από   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643824003426?via%3Dihub
7. Μποσδίκος, Δ. (2023). Προζύμι και μεταβολικές διαδικασίες. Αρτοποιός, Greek Bakery & Pastry, Βιοτεχνική αρτοποιία και ζαχαροπλαστική, Νοέμβριος Δεκέμβριος, (Τεύχος 133), Freshbakery.gr.

Fresh Bakery Team

ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ:

Οι νηστίσιμες επιλογές από την alfa – ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΚΟΥΚΟΥΤΑΡΗΣ Α.Ε.Β.Ε.

Διαμαντένια πασχαλινά αυγά με σοκολάτες Callebaut από την ΣΤΕΛΙΟΣ ΓΙΑΝΝΙΚΑΣ ΑΕΒΕ

Απολαυστικό ψωμί ντίνκελ από την ΚΟΝΤΑ