Zakwasy piekarskie to gotowe preparaty, które ułatwiają proces produkcji pieczywa, zawierające dzikie drożdże, bakterie wytwa­rzające kwas mlekowy oraz kwas octowy. Umożliwiają przygotowanie ciasta w łatwy i szybki sposób, które bez użycia zakwasu musia­łoby być poddawane długotrwałej fermentacji.

Dzięki zakwasom piekarskim można wyprodukować ciasto z pominięciem pośrednich faz fermentacji, a pieczywo ma powtarzalną jakość i zachowuje charakterystyczny smak i aromat.

Zakwas piekarski jest mocno zakorzeniony w tradycji pro­dukcji pieczywa, jako że przez długie stulecia był jedynym znanym czynnikiem spulchniającym ciasto chle­bowe. Obserwowany w ciągu ostatnich lat wzrost zainteresowania pieczywem na zakwasie wynika głównie z docenienia przez konsumentów jego szczególnych walorów organoleptycznych, utrzymu­jącej się świeżości przez długi czas, jak również z faktu, że jest to produkt na­turalny. Nie bez znaczenia są wspólne wysiłki naukowców i technologów prak­tyków, zmierzające do podniesienia jako­ści chleba na zakwasie, otrzymywanego według tradycyjnej receptury, polegają­ce na standaryzacji parametrów procesu produkcji.

Od zakwasów piekarskich po startery
W nowoczesnej produkcji chleba, dzięki zastosowaniu najnowszych osiągnięć na­uki i techniki, możliwe jest wykluczenie wszelkich zakłóceń w przebiegu fermen­tacji, co gwarantuje powtarzalną jakość produktu finalnego. Co więcej, zakwasy piekarskie pochodzące z różnych rejo­nów świata mogą służyć jako bogate źró­dło bakterii mlekowych i drożdży, które dzięki umiejętnemu wykorzystaniu mogą w znaczący sposób poszerzyć wachlarz oferowanych produktów piekarskich.
W mikroflorze zakwasów dominują bakterie mlekowe Lactobacillus, żyjące w symbio­zie z dzikimi drożdżami, które mnożą się podczas dojrzewania zakwasu. Obecność tych bakterii decyduje o porowatości i ela­styczności miękiszu chleba. Ponadto powo­dują one fermentację zawartych w mące węglowodanów i powstawanie kwasu mle­kowego, który nadaje specyficzny smak i aromat. Przy udziale drożdży występu­jących w zakwasach w czasie dojrzewa­nia ciasta powstają znaczne ilości ditlenku węgla (CO2) powodującego rozrost ciasta chlebowego.

Pieczywo na zakwasach prowadzonych dłuższy czas rośnie szybciej niż pieczy­wo przygotowane na młodych zakwa­sach, gdyż zawarte w „starszych” zakwa­sach drożdże mają większą aktywność niż drożdże z młodych zakwasów. Ze wzglę­du na zwiększoną kwasowość w pieczy­wie utrudniony jest rozwój niepożądanej mikroflory: pleśni bakterii przetrwalnikują­cych (m.in. Bacillus cereus i Bacillus subti­lis). Objawem rozwijającej się niepożąda­nej mikroflory jest specyficzny zapach oraz lepki i ciągliwy miękisz, tworzący się przy rozrywaniu pieczywa (charakterystyczne nitki). Ponadto toksyny wytwarzane przez pleśnie nie tylko pogarszają jakość pieczy­wa, ale również stanowią zagrożenie dla zdrowia (np. aflatoksyny mają działanie rakotwórcze). Zakwasy piekarskie można zatem uznać za biokonserwanty, którymi można zastąpić wiele środków konserwu­jących chemicznego pochodzenia.

W wielu technologiach do produkcji żyw­ności wykorzystuje się wyselekcjonowane kultury starterowe bakterii mlekowych. Ich stosowanie przyczynia się do zwięk­szenia bezpieczeństwa mikrobiologicznego i podniesienia wartości odżywczych oraz prozdrowotnych. Procesy technologiczne produkcji chleba z udziałem mąki żytniej różnią się znacząco od technologii pro­dukcji pieczywa pszennego. Jest to wynik specyficznych właściwości mąki żytniej, co z kolei wymusza stosowanie odpowied­nich technologii prowadzenia ciasta, któ­rych istotą jest przeprowadzenie fermen­tacji mlekowej.

Jak działa fermentacja mlekowa?
Fermentacja jest procesem znanym od około 6000 lat i jak żaden inny proces ukształto­wała nasze przyzwyczajenia i gusty żywie­niowe. Przeprowadzenie fermentacji w wielu technologiach powoduje wzrost strawności produktu, a nawet pozbawienie substratu toksyczności. Następuje nagromadzenie określonej ilości kwasów, zwłaszcza mleko­wego i octowego, które wpływają na wytwo­rzenie się właściwej struktury ciasta, a także regulują aktywność układu amylazo-skrobio­wego. Ponadto w procesie fermentacji ciasta powstają substancje odpowiedzialne za smak i aromat chleba. Główną rolę w tym procesie odgrywają bakterie fermentacji mlekowej, powodując przede wszystkim gwałtowne ukwaszenie substratu poprzez wytworze­nie kwasów organicznych.

Oprócz kwasu mlekowego, głównego pro­duktu fermentacji, wytwarzane są też inne związki, takie jak: kwas octowy, etanol, bak­teriocyny, egzopolisacharydy, enzymy, octan etylu, diacetyl, związki karbonylowe i aldehy­dy oraz wyższe alkohole. W ten sposób bak­terie przyczyniają się do poprawy tekstury, wzbogacenia profilu sensorycznego, a także przedłużenia trwałości i większej stabilności mikrobiologicznej gotowego produktu.

Pierwotnie w produkcji żywności wykorzysty­wano spontaniczną fermentację, która była wynikiem działalności mikroflory występują­cej w surowcu. Jakość produktu końcowego w dużej mierze zależała od jakości surow­ca oraz występujących w nim mikroorgani­zmów. Kolejnym krokiem w unowocześnia­niu technologii było zaszczepianie substratu przy użyciu niewielkiej ilości produktu go­towego (zaczątku) otrzymanego w wyniku udanej fermentacji, o pożądanych cechach organoleptycznych. Przełomem było jednak zastosowanie do fermentacji wyselekcjono­wanych kultur starterowych, co zaowocowało większą kontrolą nad procesem oraz stan­daryzacją cech produktu gotowego. Położe­nie nacisku na utrzymywanie powtarzalnej, wysokiej jakości produkowanego pieczywa spowodowało opracowanie wielu alternatyw­nych w stosunku do metod tradycyjnych spo­sobów ukwaszania ciasta. Należy tutaj wy­mienić takie metody jak: stosowanie kultur starterowych, suchych kwasów, zakwasów czy koncentratów.

Gotowe środki zakwaszające
Gotowe środki zakwaszające stanowią zwykle:
1.suche zakwasy – tradycyjnie prowadzone kwasy poddane procesowi suszenia;
2.suche kwasy – mieszanki kwasów organicz­nych lub ich soli, będące często bardzo zbliżo­ne pod względem składu do substancji wy­stępujących podczas naturalnej fermentacji;
3.pasty – koncentraty naturalnych produk­tów fermentacji wzbogacone dodatkami kwa­sów spożywczych.

Pieczywo wytworzone przy użyciu goto­wych środków zakwaszających bardzo czę­sto nie znajduje uznania w oczach kon­sumentów, ustępując miejsca w analizie sensorycznej asortymentowi otrzymane­go na drodze naturalnej fermentacji mle­kowej, np. przy użyciu kultur starterowych. Ponadto żywność wytworzona przy uży­ciu bakterii fermentacji mlekowej zawie­ra wiele metabolitów mających charakter naturalnych konserwantów. Do związków tych należą kwasy organiczne (mlekowy, fenylomlekowy, octowy, mrówkowy, kapro­nowy), ditlenek węgla, nadtlenek wodoru, diacetyl, etanol, reuteryna i reuterocyklina. Dzięki nim żywność taka charakteryzuje się dłuższym okresem przydatności do spo­życia oraz bardziej pożądanymi cechami organoleptycznymi. W dużym uproszcze­niu można przyjąć, że kultury starterowe są to zaczątki produkowane poza piekar­nią (w odróżnieniu od metody tradycyjnej) i, podobnie jak ma to miejsce w przypadku drożdży prasowanych, sprowadzane do za­kładu. Startery różnią się od zaczątków tra­dycyjnie wyrabianych między innymi tym, że ich skład jakościowy i ilościowy mikro­flory jest ściśle określony, dzięki czemu stanowią gwarancję wysokiej, powtarzal­nej jakości zakwasu. Stosuje się je w celu uzyskania pożądanych zmian w surowcu, które zwykle sprowadzają się do przyspie­szenia fermentacji oraz pełniejszej kontroli procesu.

Wysuszony chleb stosowany w produkcji zakwasu
Znane są również technologie wykorzystują­ce do produkcji zakwasu oprócz kultur star­terowych jednodniowy, wysuszony chleb. W technologii tej otrzymanie kwasu odby­wa się dwuetapowo. Pierwszym krokiem jest namnożenie kultur starterowych w specjal­nym, termoizolacyjnym pojemniku. W tym celu mieszaninę wody i mąki szczepi się kul­turą starterową; konsystencja tej fazy wynosi 300 (na jedną część mąki przypadają dwie części wody), etap trwa 24 godziny. Krokiem drugim, mającym na celu zwiększenie ilości wyprodukowanego zakwasu, jest zaszcze­pienie mieszaniny mąki i chleba namnożo­nymi kulturami bakterii i dalsze ukwaszanie podłoża – aż do uzyskania planowanej kwa­sowości. Etap ten odbywa się w specjalnym fermentorze ze stali nierdzewnej zaopatrzo­nym w układ tnąco-mieszający oraz dozow­nik. Konsystencja drugiej fazy wynosi 200 (na jedną część mąki i/lub chleba przypada jedna część wody).

Zastąpienie części mąki żytniej jednodnio­wym chlebem wpływa na wzbogacenie pro­dukowanego pieczywa w związki kształtujące jego smak i aromat. Po 42 godzinach proces wytwarzania kwasu kończy się, a wytworzo­ny produkt uzyskuje wysoką trwałość.

W następnym odcinku: Jaką mąkę wybrać do sporządzenia zakwasu? Rodzaje zakwa­sów w zależności od stopnia uwodnienia oraz etapy fermentacji wielofazowej i krótkiej.

mgr inż. Tomasz Borowy, Zespół Szkół Przemysłu Spożywczego w Poznaniu