H µαγιά αρτοποιίας, που χρησιµοποιείται στις ζύµες, ανήκει στο είδος Saccharomyces cerevisiae,  έναν µύκητα που προκαλεί ζύµωση στα σάκχαρα των δηµητριακών. Το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται κατά τη ζύµωση (δηλαδή όσο ο µύκητας τρώει τα σάκχαρα και πολλαπλασιάζεται), σχηµατίζει φυσαλίδες µέσα στη ζύµη και προκαλεί το φούσκωµά της.

Για να δραστηριοποιηθεί ο µύκητας, χρειάζεται ενέργεια, δηλαδή φαγητό. Αν οι συνθήκες είναι αναερόβιες, ο µύκητας προκαλεί αλκοολική ζύµωση µε κύρια προϊόντα την αλκοόλη και το διοξείδιο του άνθρακα, µε αυτό τον τρόπο παράγεται π.χ. η µπύρα. Αν οι συνθήκες είναι αερόβιες, ο µύκητας παράγει κυρίως διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Όταν ζυµώνουµε, αυτή είναι κυρίως η επιθυµητή διαδικασία.

Ενίοτε, ενδιαφερόµαστε και για τα αρώµατα που παράγονται κατά την αλκοολική ζύµωση και γι’ αυτό σε µερικά ψωµιά χρησιµοποιείται  και µικρή ποσότητα προζυµιού. Υπάρχουν διάφορα στελέχη µαγιάς που καλλιεργούνται και κάποια από αυτά εξειδικεύονται για χρήση στις ζύµες ανάλογα µε το πώς µεταβολίζουν τα σάκχαρα, πόσα σάκχαρα ανέχονται και πόσο γρήγορα πολλαπλασιάζονται. Είναι επιθυµητό να γίνεται χρήση της µαγιάς σε  µικρή ποσότητα για να µην έχει η ζύµη έντονη γεύση αυτής και καλύπτει τις υπόλοιπες. Για να φουσκώσει η ζύµη µε µικρή ποσότητα µαγιάς, θα πρέπει οι µύκητες να πολλαπλασιάζεται γρήγορα, δηλαδή να δίνουν πολλές γενιές νέων κυττάρων σε µικρό χρονικό διάστηµα.

Κατά τη διάρκεια µιας συνηθισµένης αρτοποιητικής ζύµωσης ενός ζυµαριού που αποτελείται από νερό, αλεύρι, αλάτι και µαγιά, διακρίνουµε δύο φάσεις: Στην πρώτη φάση, η µαγιά προκαλεί ζύµωση στα σάκχαρα που αφοµοιώνονται απευθείας από την ίδια και που βρίσκονται φυσικά µέσα στο αλεύρι. Τα σάκχαρα αυτά αντιπροσωπεύουν περίπου το 1,5% του βάρους του αλεύρου.  Στη δεύτερη φάση, πραγµατοποιείται η ζύµωση ενός σακχάρου του αλεύρου που ονοµάζεται µαλτόζη. Η µαλτόζη προέρχεται από τη δράση ορισµένων ενζύµων, τις αµυλάσες, επί του αµύλου του αλεύρου. Οι αµυλάσες (ένζυµα), είναι συστατικά του αλεύρου και σπάνε το άµυλο σε µικρότερα µέρη, παράγοντας έτσι ένα πολύ απλούστερο σάκχαρο, τη µαλτόζη.

Η συµπεριφορά του ζυµαριού µε χρήση µαγιάς αρτοποιίας

Όταν γίνεται χρήση µιας µαγιάς αρτοποιίας κατά τη διάρκεια της ζύµωσης, η σακχαρόζη ή κοινή ζάχαρη (αποτελείται από δυο σάκχαρα και ανήκει στους δισακχαρίτες) εισερχόµενη στο κύτταρο της µαγιάς µετατρέπεται από ένα ένζυµο, που ονοµάζεται ιµβερτάση, σε φρουκτόζη και γλυκόζη τα οποία είναι απλά σάκχαρα και είναι εκείνοι οι δύο βασικοί κρίκοι που συνθέτουν τη σακχαρόζη.

Η γλυκόζη και η φρουκτόζη καταναλώνονται από τη µαγιά και έτσι δηµιουργείται η ζύµωση. Όταν το ποσοστό των προστιθέµενων σακχάρων είναι χαµηλό, ο µύκητας της µαγιάς αρτοποιίας συµπεριφέρεται φυσιολογικά, αφού βρίσκει τα κατάλληλα σε ποσότητα συστατικά προκειµένου να πραγµατοποιήσει τη ζύµωση και εποµένως να δηµιουργήσει έκλυση διοξειδίου του άνθρακα και τη διόγκωση των ζυµαριών.

Τι συµβαίνει, όµως, όταν σε ένα ζυµάρι, εκτός από τα σάκχαρα που προϋπάρχουν στο αλεύρι, προστεθούν και άλλα; Εδώ πρέπει να αναφέρουµε ότι. Σχετικά µικρά ποσοστά ζάχαρης µπορούν να λειτουργήσουν σαν επιταχυντές µιας αρτοποίησης. Δηλαδή προσθήκη ζάχαρης γύρω στο 2 µε 3 % θα τροφοδοτήσει τη µαγιά µε τροφή και θα έχουµε µια πιο γρήγορη ωρίµανση της ζύµης.

Σε µεγαλύτερα ποσοστά, αυξάνεται κατά πρώτον το ποσοστό της ζάχαρης (σακχαρόζης δισακχαρίτης), και κατ’ επέκταση, της γλυκόζης και της φρουκτόζης (µονοσακχαρίτες από την διάσπαση της σακχαρόζης) µέσα στο κύτταρο της µαγιάς, µε αποτέλεσµα να δηµιουργείται υψηλή ωσµωτική πίεση. Οι συνταγές για “γλυκές” ζύµες απαιτούν πολύ µεγαλύτερη αναλογία ζάχαρης από µια βασική συνταγή ψωµιού και συνήθως περιέχουν βούτυρο, αυγά, γάλα ή/και λάδι. Το αποτέλεσµα είναι πιο µαλακές και πλούσιες συνταγές. Με τόση πολλή ζάχαρη χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος για να φουσκώσει ή να διπλασιαστεί ο όγκος της ζύµης. Για να αντισταθµιστεί αυτό το πρόβληµα, οι περισσότερες συνταγές για γλυκές ζύµες προσδιορίζουν τη διπλάσια ποσότητα µαγιάς από τη συνηθισµένη.

Πάγια τακτική λοιπόν στην παραγωγή τέτοιων ζυµαριών είναι η αύξηση της ποσότητας της µαγιάς ώστε να µπορέσει να ανταποκριθεί σε αυτό το διαφορετικό περιβάλλον, που έχουν δηµιουργήσει τα επιπλέον σάκχαρα. Ορισµένες δε συνταγές προτείνουν την παραγωγή ενός είδος προζυµιού µε νωπή µαγιά σε αλεύρι και νερό (λίγων ωρών) ώστε να αναζωογονηθεί και να είναι ¨έτοιµη¨ αντιµετωπίσει τα σάκχαρα που υπάρχουν στο δύσκολο αυτό περιβάλλον.

Χρησιµοποιώντας µαγιά αρτοποιίας σε ένα τέτοιο ζυµάρι, ο µύκητας δεν είναι σε θέση να αφοµοιώσει όλη την ποσότητα της γλυκόζης και η ταχύτητα µε την οποία θα αφοµοιώσει τη γλυκόζη είναι µικρότερη από την ταχύτητα δηµιουργίας της. Έτσι, η γλυκόζη συσσωρεύεται µέσα στο κύτταρο της µαγιάς και «πνίγει» τη µαγιά, µε αποτέλεσµα η τελευταία να µην µπορεί να έχει την απαιτούµενη απόδοση.

Εποµένως, η µαγιά αρτοποιίας µέσα σε ένα γλυκό ζυµάρι (όπου το ποσοστό ζάχαρης ξεπερνά το 10% επί του αλεύρου και µπορεί να φτάσει σε επίπεδα του 40%) νιώθει «εγκλωβισµένη». Η δράση της γίνεται όλο και πιο αργή όσο τα ποσοστά της ζάχαρης αυξάνουν και η έκλυση αερίων είναι µικρότερη. Έτσι, οι απαιτούµενοι  χρόνοι ωρίµανσης είναι µεγαλύτεροι και η διόγκωση των προϊόντων µικρότερη.

Τι είναι όµωςη ώσµωση και ωσµωτική πίεση;

Ώσµωση ονοµάζεται το φαινόµενο της διέλευσης µορίων διαλύτη, µέσω ηµιπερατής µεµβράνης, από τον διαλύτη στο διάλυµα ή από το διάλυµα µικρότερης συγκέντρωσης (αραιότερο) προς το διάλυµα µεγαλύτερης συγκέντρωσης σε διαλυµένη ουσία (πυκνότερο). Ηµιπερατή είναι η µεµβράνη που επιτρέπει να περνούν µέσα από τους πόρους της τα µόρια του διαλύτη, αλλά δεν επιτρέπει να περνούν τα µόρια της διαλυµένης ουσίας. Ηµιπερατές µεµβράνες υπάρχουν και φυσικές (π.χ. η κυτταρική µεµβράνη) και συνθετικές (π.χ. το σελοφάν).

Η ωσµωτική πίεση είναι η δύναµη που ασκεί το νερό στην ηµιπερατή µεµβράνη (πλασµατική µεµβράνη) που περιβάλλει το κύτταρο. Το νερό κινείται κατά µήκος της πλασµατικής µεµβράνης ως απόκριση σε µια άνιση κατανοµή των διαλυµένων ουσιών στο περιβάλλον.Η ώσµωση πραγµατοποιείται µε σκοπό να εξισωθούν οι συγκεντρώσεις των διαλυµάτων από τις δύο πλευρές της ηµιπερατής µεµβράνης. Το φαινόµενο της ώσµωσης είναι πολύ σηµαντικό στα διάφορα βιολογικά συστήµατα, καθώς πολλές βιολογικές µεµβράνες είναι ηµιπερατές.

Η ώσµωση στα φυτικά κύτταρα

Όταν οι µικροοργανισµοί τοποθετούνται σε ένα υπερτονικό περιβάλλον όπου η συγκέντρωση της διαλυµένης ουσίας είναι υψηλότερη έξω από το κύτταρο, χάνεται νερό από το κύτταρο µε αποτέλεσµα την αφυδάτωση, τη συρρίκνωση της πλασµατικής µεµβράνης και τον τελικό θάνατο. Αυτή είναι µια διαδικασία γνωστή ως πλασµόλυση. Αυτό συµβαίνει όταν έρθει σε άµεση επαφή η µαγιά µε την ζάχαρη ή το αλάτι.

Οι ωσµωτικές ιδιότητες ενός κυττάρου ζυµοµύκητα οφείλονται στην εκλεκτική διαπερατότητα του κυτταρικού τοιχώµατος σε σχέση µε τα διαλύµατα. Αυτή η επιλεκτικότητα παίζει σηµαντικό ρόλο στον έλεγχο της κίνησης των θρεπτικών ουσιών σε ένα κύτταρο. Τα θρεπτικά συστατικά υπάρχουν σε ένα µέσο µε τη µορφή ιόντων, σακχάρων και αµινοξέων. Η διαπερατότητα του κυτταρικού τοιχώµατος επιτρέπει επίσης την απελευθέρωση αλκοόλης και διοξειδίου του άνθρακα από το κύτταρο κατά τη διάρκεια της ζύµωσης.

Υψηλές συγκεντρώσεις σακχάρων, ανόργανων αλάτων και άλλων διαλυτών αναστέλλουν τη ζύµωση της ζύµης ως αποτέλεσµα των επιδράσεων που προκαλούνται από υψηλές ωσµωτικές πιέσεις. Βασικά, όλα τα ζυµώσιµα σάκχαρα αρχίζουν να ασκούν ανασταλτική δράση στη µαγιά όταν η συγκέντρωσή τους ξεπερνά το 5% περίπου στη ζύµη, µε τον βαθµό αναστολής να γίνεται προοδευτικά µεγαλύτερος όσο αυξάνεται η συγκέντρωση της ζάχαρης. Αυτή η ανασταλτική δράση είναι πιο έντονη µε σάκχαρα όπως η σακχαρόζη, η γλυκόζη και η φρουκτόζη παρά µε τη µαλτόζη. 

Το αλάτι ασκεί παρόµοια ωσµωτική δράση, και η αναστολή της ζύµωσης φαίνεται να δηµιουργείται σε συγκεντρώσεις πάνω από το κανονικό επίπεδο 2,0%. Το αλάτι σε συγκεντρώσεις γύρω στο 1,5% ασκεί µειωµένη ανασταλτική δράση στη δραστηριότητα της ζύµης, είτε από την οσµωτική πίεση είτε από µια συγκεκριµένη χηµική δράση. Γενικά το αλάτι δηµιουργεί δυσµενές περιβάλλον στην ανάπτυξη άλλων µικροοργανισµών εκτός από αυτόν της µαγιάς και έτσι αποφεύγεται η εκτροπή της ζύµωσης.

Οι σύγχρονες τάσεις στην αγορά του αρτοποιείου, δείχνουν παραγωγές προϊόντων µε µεγαλύτερη ποικιλία και εµπορική αξία. Εκτός από το Ελληνικό παραδοσιακό τσουρέκι που παράγεται σχεδόν όλο το χρόνο, τα τελευταία χρόνια βλέπουµε πολλά “διεθνή” προϊόντα όπως πανεττόνε και µπριόζ. Σε αυτή τη γκάµα των προϊόντων µε γλυκεία ζύµη µπορούµε να προσθέσουµε τους διάφορους τύπους ντόνατς, ορισµένα είδη κέικ ( coffeecakes), τα soft burger ή hamburger buns ή σάντουιτς  rolls , τα κρουασάν και οι δανέζικες ζύµες (Danish pastry).

Σε αυτές τις περιπτώσεις αρτοποίησης, µπορεί να χρησιµοποιηθεί η ωσµώφιλη µαγιά όπου αυτή χαρακτηρίζεται από: –περιορίζει και ρυθµίζει την είσοδο των απλών σακχάρων στο κύτταρο. Η οσµωτική πίεση είναι λιγότερο έντονη και η ζυµωτική δραστηριότητα επηρεάζεται λιγότερο. –συνθέτει διάφορα σάκχαρα (αποθεµατικά σάκχαρα). Η παραγωγή αυτών των σακχάρων έρχεται να εξισορροπήσει την απώλεια του ενδοκυτταρικού νερού. 

Αυτή η διαφοροποίηση του µεταβολισµού της έχει ως αποτέλεσµα να είναι ανθεκτική σε αυτό το “δύσκολο“  περιβάλλον (παρουσία σηµαντικής δόσης ζάχαρης). Ειδικότερα σε εφαρµογή της ωσµώφιλης µαγιάς σε τσουρέκια, όπου  το ποσοστό της ζάχαρης είναι πλούσιο (>10% επί του αλεύρου), το πλεονέκτηµα αυτό µεταφράζεται σε µία καλύτερη διατήρηση του τελικού προϊόντος σε βάθος χρόνου (όγκος, ζύµωση, υγρασία) διατηρώντας µάλιστα τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της υφής και της γεύσης του γλυκού.

Πλεονεκτήµατα και οφέλη µε την χρήση της ωσµωανθεκτικής  µαγιάς. •Αναδεικνύει ποιοτικά όλα τα γλυκά ζυµάρια σε γεύση, εµφάνιση και όγκο, χωρίς να δίνει την γεύση της υπερβολικής µαγιάς.

• Η ωσµώφιλη µαγιά δεν απαιτεί νέα τεχνογνωσία παρά µόνο µερικές δοκιµές ώστε να προσαρµοστεί η συνταγή και ο τρόπος παραγωγής.
• Μικρότερη δοσολογία µαγιάς σε σχέση µε την µαγιά αρτοποιίας
• Κατάλληλη και για προϊόντα που δεν περιέχουν γλουτένη.
• Οµοιοµορφία στη ποιότητα των τσου ρεκιών, σφολιατοειδών /κρουασάν, ντάνις, ντόνατς. µπριός, µε καλύτερο κράτηµα στο ψήσιµο.
• Το χρώµα της κόρας είναι ευχάριστο για τον καταναλωτή από την ισορροπία των σακχάρων στη ζύµη.
• Η ωσµώφιλη µαγιά έχει µελετηθεί για να εξασφαλίζει ταχεία έναρξη ζύµωσης σε ζυµάρια που περιέχουν περισσότερο από 8% ζάχαρη.
• Ιδανική για ζυµάρια µε ζάχαρη που µπαίνουν κατάψυξη (π.χ κρουασάν).
• Βοηθάει στην σωστή ανάπτυξη των γεύσεων και της µυρωδιάς του τελικού προϊόντος.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
https://www.yeast.gr/magia/many_lives.html
https://www.theartisan.net/The_Artisan_Yeast_Treatise_Section_One.htm#Osmotic%20Pressure
-yeast: World’s Finest Chef. By Fabio Faria- Oliveira, Sonia Puga and Celia Ferreira. Submitted: june 6th 2012 Reviewed: Septeber 7th 2012 Published : January 16th 2013 DOI: 10.5772/53156
-Improvement of stress tolerance and leavening ability under multiple baking-associated stress conditions by overexpression of the SNR84 gene in baker’s yeast Xue Lin 1, Cui-Ying Zhang 2, Xiao-Wen Bai 1, Bing Feng 1, Dong-Guang Xiao 3 Affiliations expand PMID: 25555226
EFFECT OF GLUCOSE ON THE ACTIVITY AND THE KINETICS OF THE MALTOSE-UPTAKE SYSTEM AND OF a-GLUCOSIDASE IN SACCHAROMYCES CEREVISIAE C. P. M. GORTS Botanical Laboratory, State University, Utrecht (The Netherlands) (Received December 24th, 1968) (Revised manuscript received March 3ist, 1969)
-Bread Dough and Baker’s Yeast: An Uplifting Synergy Nore Struyf,Eva Van der  Maelen,Sami Hemdane,Joran Verspreet,Kevin J. Verstrepen,Christophe M. Courtin First published: 28 July 2017 https://doi.org/10.1111/1541-4337.12282
-Saccharomyces cerevisiae and its industrial applications Maria Parapouli,1,# Anastasios Vasileiadis,1,# Amalia-Sofia Afendra,2 and Efstathios Hatziloukas1,* Author information Article notes Copyright and License information Disclaimer https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7099199/
LEVURE ET PANIFICATION FOULD – SPRINGER / TECHNO –NATHAN Nouvelle Librairie SA 1988
ΧΡΗΣΕΙΣ ΜΑΓΙΑΣ – ΕΙΔΗ- ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ – LA CROIX
WHAT IS FERMENTATION It’s essential to bread quality – Don Dubois – AKERS DIGEST January 1984