Τα προζύμια και μαγιές είναι δυο βασικές πρώτες ύλες του ψωμιού και έχουν ένα κοινό σημείο: είναι και οι δύο ζυμωτικοί παράγοντες που προορίζονται για τη διόγκωση του ζυμαριού, παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα. Και οι δύο συμβάλλουν επίσης στην ανάπτυξη των αρωμάτων του ψωμιού. Το προζύμι συνδέεται με προϊόντα μακράς ζύμωσης με έντονα αρωματικά χαρακτηριστικά που προέρχονται από την υψηλή συγκέντρωση σε οργανικά οξέα και ειδικότερα οξικά και γαλακτικά.
Η εμφάνισή τους επίσης είναι ιδιαίτερη με πιο χαμηλό όγκο και σε χοντρότερη κόρα. Το χαμηλότερο pH ευνοεί τη διατήρηση των ψωμιών μέσω αντιμυκητιακής δράσης και μειώνει την ταχύτητα υποβάθμισης του αμύλου, καθυστερώντας έτσι το μπαγιάτεμα των ψωμιών.
Ο Saccharomyces Cerevisiae παράγει CO2 το οποίο βοηθά στην αύξηση του όγκου της ζύμης ενώ η αλκοόλη εξατμίζεται κατά το ψήσιμο. Οπωσδήποτε όμως σχηματίζονται και μικρές ποσότητες γαλακτικού οξέως που συμμετέχουν στο άρωμα και τη γεύση του ψωμιού. Χωρίς αμφιβολία, κατά τη ζύμωση σχηματίζονται εστέρες, κετόνες και διάφορες άλλες ουσίες με καρβοξυλικές ομάδες που συνεισφέρουν στο άρωμα στο ψωμί. Παρόλο που τη μεγαλύτερη συμμετοχή στη γεύση και το άρωμα του ψωμιού έχουν τα συστατικά που χρησιμοποιούνται στην προετοιμασία της ζύμης, εντούτοις αρωματικές ουσίες σχηματίζονται και κατά τη ζύμωση.
Σε όσο πιο αργό ρυθμό γίνεται η ζύμωση, τόσο μεγαλύτερη είναι η συμμετοχή των μικροοργανισμών στο άρωμα του ψωμιού. Η αλκοόλη το CO2, και τα οξέα που σχηματίζονται από τα διάφορα είδη μικροοργανισμών πέρα από την ευνοϊκή επίδραση που έχουν στην υφή και το άρωμα του ψωμιού παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρησή του, γιατί εμποδίζουν την ανάπτυξη ανεπιθύμητων μικροοργανισμών κατά τη διάρκεια της ζύμωσης στη ζύμη ή και μετά το ψήσιμο στην περίπτωση της ξινής αρτομάζας.
Η διόγκωση του ζυμαριού οφείλεται στο CO2, τον αέρα, την αμμωνία, την αλκοόλη που είναι τα κύρια προϊόντα ζυμώσεως των σακχάρων από τις ζύμες του ψωμιού. Πάντως όπως και άλλοι μικροοργανισμοί που παράγουν αέρια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διόγκωση του ζυμαριού. Αυτό επιτυγχάνεται με τη λεγόμενη αυτόματη ζύμωση αφού αυτοί οι μικροοργανισμοί αποτελούν τη φυσική μικροχλωρίδα του ζυμαριού. Η αυτόματη ζύμωση μπορεί να διακοπεί απότομα με κίνδυνο επιμολύνσεων και αλλοίωση του ζυμαριού. Σ΄ αυτή την περίπτωση μειώνεται ο αριθμός άλλων μικροοργανισμών και αυξάνει ο αριθμός των ζυμών.
Η διαδοχή αυτή οφείλεται στην παραγωγή οξέων, ιδίως γαλακτικού, που εμποδίζει την ανάπτυξη άλλων βακτηριδίων, ενώ ευκολύνεται η ανάπτυξη των ζυμών.
Το γαλακτικό και οξικό οξύ σχηματίζονται σε υψηλές συγκεντρώσεις κατά τη ζύμωση και δίνουν το χαρακτηριστικό άρωμα στο ψωμί. Άλλες ουσίες που συμβάλλουν στο άρωμα κατά τη ζύμωση είναι η αιθυλική αλκοόλη που είναι η κυριότερη από τις αλκοόλες που σχηματίζονται, διάφοροι εστέρες καθώς και αλδεΰδες και κετόνες.
Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης λαμβάνουν χώρα μεταβολές στις πρωτεΐνες του αλεύρου (γλουτένη), λόγω της δράσης των πρωτεολυτικών ενζύμων. Και του χαμηλού pH.
Οι πρωτεΐνες γίνονται ελαστικές, ωριμάζουν, το ζυμάρι ανοίγει -διογκώνεται- και επομένως μπορεί να συγκρατήσει το μέγιστο του CO2 που παράγεται από τους μικροοργανισμούς ζυμώσεως και συντελεί στη διόγκωση κατά τη ζύμωση. Εδώ περιλαμβάνεται και η μίξη του αλεύρου με λιπαρές ύλες όπως ελαιόλαδο και άλλες ουσίες .
Με την ολοκλήρωση της βιολογικής ζύμωσης ενός ζυμαριού, αυτό είναι ώριμο για να τοποθετηθεί στο φούρνο για ψήσιμο. Ακόμη και στα πρώτα λεπτά του ψησίματος οι μικροοργανισμοί της ζύμωσης συνεχίζουν να παράγουν τα προϊόντα τους. Με την άνοδο της θερμοκρασίας αυτοί αδρανοποιούνται.
Ο Louis Pasteur ήταν εκείνος που ανέδειξε το ρόλο της μαγιάς (Saccharomyces cerevisiae) σε ότι μέχρι το 1857 θεωρούνταν το «μυστήριο» της ζύμωσης. Από αυτή τη χρονολογία, οι μαγιές όπως και τα βακτήρια του προζυμιού απομονώθηκαν και πολλαπλασιάστηκαν. Οι αρτοποιοί έχουν στη διάθεσή τους σήμερα επιλεγμένους, σταθεροποιημένους και συγκεντρωμένους ζυμωτικούς παράγοντες. Οι μικροοργανισμοί που περιέχουν εξασφαλίζουν ζυμωτική δραστηριότητα και αρωματικά προφίλ ελεγχόμενα και όχι τυχαία. Η δραστηριότητά τους είναι διαρκής και έτσι η χρήση τους και η ποσότητά τους καθίστανται σταθερές για όλες τις εποχές του χρόνου με οποιεσδήποτε συνθήκες. Συνεπώς, οι μαγιές και προζύμια αλληλοσυμπληρώνονται για καλύτερη ρύθμιση της διαδικασίας της ζυμωτικής δραστηριότητας και πιο έντονη αρωματική ταυτότητα στα αρτοσκευάσματα.
Ο έλεγχος του συνόλου αυτών των μικροοργανισμών (μαγιά και βακτήρια) είναι ουσιαστικός για αυτούς που επιθυμούν να παράγουν προϊόντα με μοναδικές και ξεχωριστές γεύσεις και αρώματα.
Σε ένα υγιές φυσικό προζύμι, οι σακχαρομύκητες και οι γαλακτοβακίλλοι ευδοκιμούν σε μια αρμονική συμβιωτική σχέση. Αυτό σημαίνει ότι δεν ανταγωνίζονται για το ίδιο φαγητό και ότι οι σακχαρομύκητες μπορούν να συμβάλλουν στη διατροφή των γαλακτοβακίλλων. Με τη σειρά τους, οι γαλακτοβάκιλλοι παράγουν ένα όξινο περιβάλλον που μπορούν να επιβιώσουν μεν οι σακχαρομύκητες αλλά είναι αφιλόξενο σε άλλους οργανισμούς. Έτσι, τα οξέα στην καλλιέργεια δρουν ως ένα είδος «αντιβιοτικού» παράγοντα, παρέχοντας ένα προστατευτικό περιβάλλον για τη ζύμη.
O σακχαρομύκητας της μαγιάς είναι κυρίως υπεύθυνος για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO2) του αερίου που διογκώνει το ψωμί, αιθανόλης (αλκοόλ) και τα βακτήρια είναι υπεύθυνα για την παραγωγή των αντίστοιχων οξέων, που δίνουν τη χαρακτηριστική όξινη γεύση. Κατά τη ζύμωση δηλαδή, οι μικροοργανισμοί – το προζύμι – «τρώνε» τα συστατικά του αλευριού και παράγουν σαν βασικά προϊόντα της ζύμωσης CO2 και διάφορα οξέα. Υπάρχουν και άλλοι μικροοργανισμοί σε μικρότερους πληθυσμούς στο προζύμι, αλλά οι κυρίαρχοι και αυτοί που μας ενδιαφέρουν λόγω προϊόντων και υποπροϊόντων της ζύμωσης τους, είναι οι παραπάνω.
pH προζυμιού
Το pH ξεκινά από 5,0 έως 5,5 και καταλήγει σε 4,0 – 4,5, με υψηλότερα ποσοστά αλεύρου να δίνουν γενικά υψηλότερες τιμές. Το pH είναι σημαντικό διότι επηρεάζει πολλές από τις βιολογικές και χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στη ζύμη. Χαμηλότερα επίπεδα pH προκαλούν μείωση της διαλυτότητας του διοξειδίου του άνθρακα και αύξηση της αποτελεσματικότητας των συντηρητικών, όπως το προπιονικό ασβέστιο. Το βέλτιστο pH είναι 4,2 για τη γλουτένη και μεταξύ 4 και 6 για τη δραστηριότητα της μαγιάς.
Ο έλεγχος των στελεχών, ένα στοιχείο κλειδί στη διαδικασία της ζύμωσης
Ο προσδιορισμός της αλληλουχίας του γονιδιώματος του Saccharomyces ceravisiae είναι μια σχετικά πρόσφατη προσέγγιση (1994-1997) η οποία επέτρεψε την καλύτερη κατανόηση, διαφοροποίηση και κατηγοριοποίηση των διαθέσιμων στελεχών σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους. Μια παγκόσμια κάλυψη και ο έλεγχος της απομόνωσης επιτρέπουν έτσι την επιλογή των πλέον υποσχόμενων ζυμών και βακτηρίων για μεμονωμένη ή συνδυαζόμενη χρήση.
Τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξη των τεχνικών διαλογής επέτρεψε την ταξινόμηση και την επιλογή των καλύτερων στελεχών των μικροοργανισμών, με τις καλύτερες και ποιο κατάλληλες ιδιότητες, όπως μεταξύ αυτών η ταχύτητα ζύμωσης (που ονομάζεται και κινητική), αρωματικές ιδιότητες, αντίσταση στην οσμωτική πίεση, στα άλατα και στα οξέα.
Αυτοί οι «υποψήφιοι» μικροοργανισμοί θα υποστούν πολλαπλασιασμό σε πιλοτικό στάδιο προκειμένου να κατανοηθούν οι ικανότητές τους προς αναπαραγωγή για μελλοντική βιομηχανοποίηση και να επιβεβαιωθούν σε πραγματικό μέγεθος οι αναμενόμενες επιδόσεις σε εφαρμογή αρτοποίησης. Τέλος, η επιλογή του συνδυασμού αυτών των διαφορετικών μικροοργανισμών επιτρέπει την προσφορά έτοιμων προς χρήση λύσεων και «προσωποποιημένων» δηλαδή με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους.
Ενσωματώνοντας τεχνολογίες με τοπικές ιδιαιτερότητες
Το να κατανοεί κανείς τους μικροοργανισμούς, τόσο τις μαγιές όσο και τα βακτήρια, το να γνωρίζει να τους πολλαπλασιάζει σε συνθήκες ασφάλειας και σεβόμενος το περιβάλλον, είναι απαραίτητο αλλά όχι αρκετό. Σήμερα, είναι επίσης σημαντικό να ξέρει και να αφομοιώνει τις τοπικές ιδιαιτερότητες.
Η φύση των υποστρωμάτων των αλεύρου (σιτάρι, σίκαλη, φαγόπυρος κλπ.) και τα συστατικά που χρησιμοποιούνται (ζάχαρη, αναγωγικοί παράγοντες ανάπτυξης κλπ.) παίζουν ουσιαστικό ρόλο κατά τη διάρκεια της ζύμωσης και έχουν οδηγήσει τους παραγωγούς μαγιάς να αναπτύξουν προσαρμοσμένα στελέχη: μαγιά για όξινα ζυμάρια με αλεύρι σίκαλης, οσμώφιλη μαγιά για ζυμάρια με υψηλή περιεκτικότητα ζάχαρης.
Η φύση των διαδικασιών αρτοποίησης και οι τύποι των ζυμώσεων (γρήγορη, αργή, μπλοκαρισμένη, κατεψυγμένη, με προζύμι κλπ) ανάγκασαν τις σχετικές βιομηχανίες να προτείνουν προχωρημένες ζυμωτικές λύσεις όλο και πιο προσωποποιημένες. Μεταξύ των πρόσφατων αναπτύξεων, βρίσκονται οι μαγιές ταχείας κινητικής (γρήγορα διαγράμματα αρτοποίησης, αγγλο – σαξονικά προφίλ, που ονομάζονται επίσης μαγιές «υψηλής δράσης») και οι ευαίσθητες, στο κρύο, μαγιές. Αυτές οι τελευταίες επιτρέπουν ένα χρονικό μπλοκάρισμα εξασφαλίζοντας έτσι ευελιξία στην οργάνωση της εργασίας ή στη διακίνηση ημιέτοιμων προϊόντων προς τα τελικά σημεία ψησίματος. Μαγιές που αρχικά χρησιμοποιούνταν σε άλλους τύπους ζύμωσης όπως αυτές που είναι αρνητικές στη μαλτόζη, χρησιμοποιούνται σήμερα στην αρτοποίηση. Αυτός ο τύπος μαγιάς, μη μπορώντας να αφομοιώσει τη μαλτόζη του αμύλου του αλεύρου, έχει περιορισμένη διάρκεια δράσης: μια ιδανική λύση για το «μπλοκάρισμα» ζυμαριών σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Οι εφαρμογές (ψωμιά με κόρα, γλυκά ψωμιά, προϊόντα βιενουαζερί, πίτσες, ψωμάκια ψημένα στον ατμό, αραβικά ψωμιά, κλπ.) είναι επίσης καθοριστικές στην επιλογή των παραγόντων ζύμωσης.
Το αυτό ισχύει και για τα ζητούμενα αποτελέσματα (ήπιο ή έντονο προσωποποιημένο αρωματικό προφίλ, διατηρησιμότητα κλπ) που οδηγούν την έρευνα όσον αφορά τα προζύμια, μόνα τους ή αν συνδυαστούν με μαγιές: αναζήτηση συμβιωτικών στελεχών με βακτήρια προζυμιού για ζυμωτικούς παράγοντες «διπλής δράσης».
Σύγχρονες μελέτες δείχνουν την έκταση των πλεονεκτημάτων του συνδυασμού μαγιάς και προζυμιού δια μέσου των αλληλεπιδράσεων και των συμπληρωματικοτήτων τους σε τομείς τόσο διαφορετικούς όσο ο οργανοληπτικός (αρωματική υπογραφή των αρτοσκευασμάτων, κλπ), νομοθετικός (καθαρή ετικέτα), διατροφή και υγεία. Σε αυτό τον τομέα, η πρόοδος είναι πραγματικά αξιοσημείωτη. Υπογραμμίζουμε ιδιαίτερα: την επίδραση των παραγόντων ζύμωσης στα προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση χρησιμοποιώντας προζύμι για τον έλεγχο του κορεσμού (χαμηλοί γλυκαιμικοί δείκτες, επίδραση του pH στην ευπεπτότητα των τροφίμων) .
Βιβλιογραφία
1.EBBUTT LI (May 1961). «The relationship between activity and cell-wall permeability in dried baker’s yeast». J. Gen. Microbiol. 25(1): 87–95. doi:10.1099/00221287-25-1-87. PMID 13725540.
2. Reinhart, Peter (2001). The bread baker’s apprentice: mastering the art of extraordinary bread. Berkeley, Calif: Ten Speed Press. p. 61. ISBN 978-1-58008-268-6.
3.»The History of Bread Yeast». BBC. Retrieved December 24, 2006.
4 «San Francisco Baking Institute Newsletter» 2003. Archived from the original (PDF) on 2015-09-24. Retrieved 2015-01-12.
5. Cauvain, Stanley P. (2003). Bread making: improving quality. Boca Raton: CRC Press. p. 475. ISBN 978-1-85573-553-8.
6. Don Dubois -WHAT IS FERMENTATION It’s essential to bread quality – – BAKERS DIGEST January 1984
7. Marion Bennion -.THE SCIENCE OF FOOD – WILEY N. Y 1980
