MARCELA SLUKOVÁ, JOSEF PŘÍHODA, FRANTIŠEK SMRŽ:
S
LEDOVÁNÍ VLIVU PŘÍDAVKŮ SUCHÝCH KVASŮ NA VLASTNOSTI MOUK
Tradiční využívání kvasu a kvásku ke kypření těsta bylo v historii mnohem starší než využívání čisté kultury kvasinek etanolového kvašení Saccharomyces cerevisiae. I ty byly však využívány již velmi dávno, když byly získávány po spontánním kvašení vína a piva. V spontánně rozkvašených kvasech z mouky a vody je kromě zmíněných kvasinek přítomna další mikroflóra, bakterie mléčného kvašení rodu Lactobacillus. V oblasti střední Evropy bývala tradičně používána k přípravě kvasu především žitná mouka, v některých zemích v menší míře i mouka pšeničná. důkladně sledována technologie vyvádění spontánních kvasů i těst pro určité konečné vlastnosti výrobků a systém byl důkladně propracován. Použití kvasových koncentrátů je podstatně jednodušší, pracovníci nemusí být specialisty na vyvádění vitálních kvasů a je možno těsta připravovat na záraz.
V minulosti byly publikovány desítky a možná stovky prací, které se zabývaly vlastnostmi pekařských výrobků kypřených kvasem. Ty byly především orientovány na sledování senzorických vlastností výrobků, v moderní době pak také na analytické stanovení chemických složek ovlivňujících senzorické vlastnosti chleba. Další rozsáhlé studie se věnovaly klasifikaci druhů laktobacilů ze spontánně získaných kvasů a jejich izolaci za účelem přípravy směsí laktobacilů cíleně dodávaných do komerčních směsí pro pekaře k přípravě kvasu do těsta. Takto připravený kvas má pak význam pro tvorbu senzoricky významných látek zejména organických kyselin, které mají vliv na zlepšení funkčních vlastností bílkovin a u chlebů se žitnou moukou na inhibiční účinek enzymů a s tím souvisejících podmínek pro získání požadovaného objemu chleba a struktury střídy. Kypřicí účinek laktobacilů je zanedbatelný. Těsto je kypřeno činností kvasinek. V závislosti na způsobu vedení kvasu se směsí izolovaných laktobacilů a způsobu vedení těsta může být výrobek chuťově obdobný jako výrobek kypřený spontánním kvasem. V odborné výchově pracovníků pro pekařskou výrobu i specializovaných studentů byla také v minulosti 60
Společným jmenovatelem všech těchto odborných studií a prací bylo především sledování vlivu kvasu na senzorické vlastnosti výrobků. Velmi sporadicky byl sledován vliv na vlastnosti těst. Z hlediska praktického uplatnění musel být samozřejmě dávno na empirickém základě vysledován vliv na zpracovatelnost těst. Obecný popis vlivu na reologické vlastnosti se téměř nevyskytuje. Úpravy mouk a jejich standardizace je široce uplatňována ve světě i u nás. Jde o běžné používání bělících prostředků (USA, Kanada a další), askorbové kyseliny a enzymů v Evropě a podobně. Zákazníci stále více žádají produkty vyráběné bez přídavků (bez přídatných látek), které jsou „zatíženy“ označením „E“ (tzv. „éčka“). Pomiňme otázku, zda je to v souladu se zdravým rozumem nebo ne. Alergeny a „éčka“ jsou novodobým strašákem spotřebitele a výrobce a prodávající to musí respektovat. Náš výzkum a závěry jsou cíleny na možné alternativy zlepšení funkčních vlastností mouky (těsta) takovými produkty, které byly získány využitím přírodních procesů, mezi které fermentace bezesporu patří. Cílem předkládané práce bylo posouzení vlivu různých přídavků suchých obilných kvasů do mouk za účelem zlepšení jejich vlastností. Práce je součástí aktivity „Analýza a uplatnění fermentovaných produktů pro pekárenskou výrobu“ řešenou v rámci výzkumného projektu VAK, MZe, NAZV, projekt č. QI111B053 „Nové postupy pro využití zemědělských surovin a produkci
Tab. 1: Základní vlastnosti zkoušených mouk Vzorek
Mouka obilovina
ŽA ŽB
žito
ŽC P JA JB
pšenice ječmen
typ
Popel (% v sušině)
ČP (s)
Zeleny test (ml)
β-glukany (%)
T 930
0,89
231
14
1,1
T 930
1,10
268
29
2,2
T 1700
1,60
234
49
3,3
T 530
0,53
374
35
0,4
hladká
1,40
243
10
5,1
celozrnná
1,56
-
12
4,3
hlavních druhů potravin zvyšující jejich kvalitu, bezpečnost, konkurenceschopnost a výživový benefit spotřebiteli“. V rámci společného výzkumu VŠCHT Praha a Zeelandia, s.r.o. Malšice byly vyvinuty sušené kvasy (fermenty) se specifickým požadavkem na zvýšení podílu vlákniny a zejména rozpustné složky vlákniny β-glukanů. Tato část výzkumu s ječnou moukou a ječnými kvasy je cíleně řešena také v programu Renesance ječmene v českém pekařském průmyslu (Česká technologická platforma pro potraviny PK ČR). Použité kvasy a jejich charakteristika V naší práci jsme sledovali vliv kvasů z různých mouk na pekařské vlastnosti mouk. Použili jsme pět druhů kvasů připravených z žitné, pšeničné a ječné mouky. Protože uvedené kvasy (kromě ječného kvasu I a II) byly připraveny pro německé zákazníky, ponechali jsme v této práci komerční německé názvy kvasů. Pro jednotlivé země jsou používány různé jazykové mutace a analogy názvů kvasů. Princip funkcí těchto kvasů však zůstává zachován, jak je v uvedené práci popsáno. Přesné složení kombinací mikroorganismů je samozřejmě výrobní know-how a je závislé na použitých surovinách a fyzikálních parametrech fermentace. Uvádíme tedy jen použité jednotlivé druhy mikroorganismů bez přesné specifikace. ROGGENSAUERTEIG - žitná mouka T 930 smíchána s vodou, přidány čisté kultury laktobacilů (použité mikroorganismy Lb. sanfranciscensis, plantarum, pontis, helveticus). Fermentace probíhala ve fermentačních tancích, po fermentaci následovalo sušení směsi na poloprovozní válcové sušárně. Vlastnosti kvasu ROGGENSAUERTEIG: vlhkost 6,7 %, obsah beta-glukanů 2,2 %, TTA 43,75°, pH 3,40. VOLKORNSAUERTEIG - celozrnná žitná mouka T 1700 smíchána s vodou, přidány čisté kultury laktobacilů (použité mikroorganismy Lb. sanfranciscensis, plantarum, pontis, helveticus). Fermentace a sušení probíhalo obdobných způsobem jako u kvasu ROGGENSAUERTEIG. Vlastnosti kvasu VOLKORNSAUERTEIG: TTA 68°, pH 3,41. WEIZENSAUERTEIG - pšeničná mouka T 530 smíchána s vodou, přidány čisté kultury laktobacilů (použité mikroorganismy Lb. sanfranciscensis, plantarum, pontis, helveticus). Fermentace a sušení probíhalo obdobných
způsobem jako u kvasu ROGGENSAUERTEIG. Vlastnosti kvasu WEIZENSAUERTEIG: TTA 40,5°, pH 3,87. JEČNÝ KVAS I - ječná hladká mouka smíchána s vodou, přidány čisté kultury laktobacilů (použité mikroorganismy Lb. sanfranciscensis, plantarum, pontis, helveticus). Fermentace a sušení probíhalo obdobných způsobem jako u kvasu ROGGENSAUERTEIG. Vlastnosti kvasu JEČNÝ KVAS I: TTA 68,5°, pH 3,31. JEČNÝ KVAS II - ječná celozrnná mouka smíchána s vodou, přidány čisté kultury laktobacilů (použité mikroorganismy Lb. sanfranciscensis, plantarum, pontis, helveticus). Fermentace a sušení probíhalo obdobných způsobem jako u kvasu ROGGENSAUERTEIG. Vlastnosti kvasu JEČNÝ KVAS II: TTA 49,25°, pH 3,54. Použité mouky Základní charakteristiky mouk jsou uvedeny v tabulce 1. Pro testování byly použity 3 žitné mouky (od různých výrobců-dodavatelů, které jsme označili písmeny A, B, C), 2 ječné mouky a 1 pšeničná mouka. Vyrobené suché kvasy byly dávkovány do různých mouk vždy do mouky ze stejné obiloviny. Dávky kvasů do jednotlivých sledovaných vzorků mouk jsou uvedeny v následujícím rozpisu (tabulka 2). Výsledky U každého vzorku mouky a mouky s přídavkem kvasu byly stanoveny: - číslo poklesu (ČP), - amylografické maximum, teplota maxima viskozity na amylografu, - Zelenyho sedimentační test - obsah β-glukanů - retenční kapacita rozpouštědla (SRC - Solvent Retention Capacity) s vodou a roztoky sacharózy, uhličitanu sodného a kyseliny mléčné. Stanovení byla prováděna dle platných norem a postupů. Amylografické rozbory byly provedeny v laboratoři zkoušení jakosti obilovin na Katedře kvality zemědělských produktů, Fakulty agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, České zemědělské univerzity v Praze pod vedením Ing. Oldřicha Faměry, CSc. a Ing. Ilony Hálové. 61
Tab. 2: Rozpis dávkování kvasů do mouk Vzorek číslo
Typ mouky a přídavku kvasu
1
ŽA
2
ŽA + 3 % ROGGENSAUERTEIG
3
ŽA + 6 % ROGGENSAUERTEIG
4
ŽA + 9 % ROGGENSAUERTEIG
5
ŽB
6
ŽB + 3 % ROGGENSAUERTEIG
7
ŽB + 6 % ROGGENSAUERTEIG
8
ŽB + 9 % ROGGENSAUERTEIG
9
ŽC
10
ŽC + 3 % VOLKORNSAUERTEIG
11
ŽC + 6 % VOLKORNSAUERTEIG
12
ŽC + 9 % VOLKORNSAUERTEIG
13
P
14
P + 3 % WEIZENSAUERTEIG
15
P + 6 % WEIZENSAUERTEIG
16
JA
17
JA + 5 % JEČNÝ KVAS I
18
JA + 10 % JEČNÝ KVAS I
19
JB
20
JB + 5 % JEČNÝ KVAS II
21
JB + 10 % JEČNÝ KVAS II
Pro každý vzorek byly stanoveny všechny uvedené charakteristiky, z nichž jen některé vykázaly změny s různým přídavkem kvasů. Kromě toho byly vypočítány korelační koeficienty navzájem mezi jednotlivými ukazateli vlastností mouk. Významné korelace se projevily u následujících dále uvedených vztahů. Dvojice ukazatelů vlastností byly vyhodnocovány jednak souhrnně pro všechny vzorky všech mouk, jednak zvlášť pro žitné mouky. U ostatních mouk byly počty měření pro takový výpočet příliš malé.
Pro jednotlivé mouky:
s ČP pro vz. 1–4: -0,820 s ČP pro vz. 5–8: 0,817 s ČP pro vz. 9–12: -0,019.
Z dalších ukazatelů pro žitné mouky významně korelovaly dvojice: Pro vzorky 58 SRC v roztoku kyseliny mléčné s amylografickou teplotou mazovatění v maximu (0,936). Pro vzorky 9–12 SRC v roztoku sacharózy s amylografickým maximem (-0,964) a SRC v roztoku kyseliny mléčné s amylografickou teplotou mazovatění (-0,949). Vzhledem k tomu, že vzorky 9–12 byly s celozrnnou žitnou moukou, je zřejmé, že se chovaly odlišně od mouky hladké. Ukazatel SRC v roztoku sacharózy reaguje na pentózany v mouce, jichž má žitná celozrnná mouka nejvíce. Je pravděpodobné, že vyšší obsah těchto neškrobových sacharidů negativně ovlivnil amylografické maximum (vysoce významná záporná korelace) a negativně ovlivnil korelaci SRC v roztoku kyseliny mléčné (bobtnání bílkoviny) s teplotou mazovatění. Kritické hodnoty pro pšeničné mouky (n=3): 0,950 (5% hl. významnosti), 0,990 (1% hl. významnosti). Pro pšeničné mouky (vzorky 13–15) korelovaly: amylografické maximum s ČP: 0,956 amylografická teplota v maximu s ČP: -0,970. Vyhodnocení vlivu přídavku sušených kvasů na vlastnosti mouk Pro výzkum vlivu sušených kvasů jsme zvolili poměrně extrémní hodnoty dávkování. Na základě uvedeného výzkumu můžeme usuzovat, že můžeme pracovat s nižšími hodnotami dávkování. Z některých výsledků je patrné, že k efektivní úpravě mouk bude možné jít pod spodní hranici dávkování, tj. pod 3 %, což má samozřejmě vliv na praktickou aplikaci tedy snížení nákladů.
Kritické hodnoty pro souhrn všech vzorků (n=21): 0,423 (5% hl. významnosti) a 0,537 (1% hl. významnosti). Pro jednotlivé žitné mouky (n =4) byly kritické hodnoty 0,878 (5% hl. významnosti), 0,959 (1% hl. významnosti). Ukazatel amylografické maximum koreloval s následujícím: Pro souhrn všech vzorků byl korelační koeficient s číslem poklesu 0,719. Pro jednotlivé mouky: s ČP pro vz. 1–4: 0,921 s ČP pro vz. 5–8: 0,946 s ČP pro vz. 9–12: 0,896 se Zelenyho číslem: pro vzorky 5–8: 0,975 se Zelenyho číslem: pro vzorky 9–12: 0,888. Ukazatel amylografická teplota v maximu koreloval: Pro souhrn všech vzorků s ČP 0,303. 62
Výrazný vliv se projevil u žitného kvasu na žitné mouky ve sledovaném rozmezí přídavků do 9 % do mouky. Amylografické maximum se v celém rozmezí dávek značně snižovalo (obr. 1). Do dávky 3 % se neprojevil významný rozdíl mezi moukami. Při vyšších dávkách se rozdíly zvýrazňovaly, přičemž se neprojevil výrazný vliv rozdíl mezi celozrnnou moukou a moukami T 930.
Mouky T 930 byly ovšem dosti rozdílné a mouka ŽB, která byla nejvíce ovlivněna a jejíž amylografické maximum se snižovalo nejvíce, byla podle analytických ukazatelů výše vymletá a měla vyšší obsah popela. Na rozdíl od maxima se neprojevil výrazný vliv na změnu teploty amylografického maxima.
dávkách 3–5 % kvasu ve stanoveních obsahu vyskytlo minimum, při vyšších dávkách pak docházelo ke zpětnému zvyšování hodnot.
Mírně byly ovlivněny hodnoty Zelenyho sedimentačního testu (obr. 2). Vzhledem k rozdílným moukám s rozdílným vymletím byly i samotné hodnoty čistých mouk výrazně odlišné. Pořadí mouk od nejvyšších hodnot by mohlo odpovídat jejich stupni vymletí a s vyšším vymletím i většímu poškození škrobových zrn, což by výsledek bobtnání při testu mohlo ovlivnit. Poškození škrobu ale nebylo stanoveno. Největší vliv na snižování Zelenyho čísla se projevil u výše vymleté hladké mouky, menší u méně vymleté hladké a nejmenší u celozrnné.
Vlivem přídavku kvasu docházelo u všech mouk ke snižování čísla poklesu (obr. 3). Největší snížení o cca 40–50 s nastalo při nižších přídavcích do 3 %. Dále snižování téměř neprobíhalo (poslední nízká hodnota u celozrnné mouky se zdá být spíš výjimkou). Větší vliv na snižování se opět projevil u hladké mouky s vyšším vymletím (ŽB).
Při stanovení SRC s roztokem sacharózy se také vyskytly anomálie, i když podstatně méně zřetelné. U hladké mouky méně vymleté a celozrnné se kolem 5–6 % přídavku vyskytlo nepříliš výrazné, ale jednoznačné maximum. U výše vymleté mouky se podstatné rozdíly nevyskytly, jen velmi nevýrazný náznak zvýšení nebo maxima se projevil až při vyšších dávkách kvasu kolem 10 %. Přídavky kvasu pravděpodobně ovlivňuji koloidní vlastnosti β-glukanů, které souvisí s metodami stanovení jejich obsahu a se stanovením SRC s roztokem sacharózy.
Vliv pšeničného kvasu na pšeničnou mouku se projevil významným snižováním amylografického maxima, tzn., že byla zvýšena amylolytická aktivita a intenzita hydrolýzy škrobu (obr. 5).
Poměrně složitě se projevoval vliv přídavku kvasů na stanovení β-glukanů (obr. 4). Tomu odpovídají i vlivy, které se ukazují ve výsledcích stanovení SRC s roztokem sacharózy. Tyto výsledky rovněž charakterizují obsah a příp. i vlastnosti β-glukanů. U mouky s nižším vymletím se stanovený obsah β-glukanů mírně zvyšoval, což by bylo možno očekávat s přídavkem kvasu, který vnáší do směsi další β-glukany. U výše vymleté hladké a celozrnné mouky se při 63
Výsledky stanovení obsahu β-glukanů u pšeničné mouky s pšeničným kvasem ukázaly zvyšování obsahu s přídavky kvasu (obr. 6). Nárůst byl lineární, takže by mohlo jít o aditivní hodnoty obsahu v mouce s kvasem.
Dochází zde k mírnému snižování čísla poklesu jen u ječné celozrnné mouky, u světlé hladké téměř ke změnám nedošlo (obr. 9). Rozdílný je u ječných mouk také vliv kvasu na stanovení β-glukanů (obr. 10). Zatímco u celozrnné ječné mouky se stanovený obsah β-glukanů zvyšuje a mohlo by se předpokládat, že získáváme aditivní hodnotu z obsahu v mouce a v kvasu, u světlé hladké ječné mouky se obsah β-glukanů snižoval. Patrně jde opět o ovlivnění průběhu stanovení a vliv kvasu na koloidní vlastností β-glukanů. Navíc je potřeba vzít na vědomí, patrný vliv granulace ječné mouky na průběh stanovení obsahu β-glukanů zejména na jejich extrakci do roztoku.
Zatímco u žitné mouky a žitného kvasu docházelo k výraznému snižování amylografického maxima, po přídavku ječného kvasu je efekt zcela opačný. Dochází ke zvýšení amylografického maxima a průběh je rozdílný pro ječnou mouku světlou hladkou a celozrnnou (obr. 7). U celozrnné mouky se maximum i při malých dávkách prudce zvyšuje, od 5% zvýšení je viskozita nad hranicí měřitelnosti přístroje.
Také vliv na teplotu v maximu je u ječných mouk odlišný než u žitných mouk. Teplota se plynule a rychle zvyšuje již při 5% přídavku po 8 –10 °C (obr. 8). Také v případě čísla poklesu je vliv ječných kvasů na ječnou mouku mírně rozdílný než u žitné mouky.
Závěr Užití sušených kvasů je efektivní způsob zlepšování kvalitativních vlastností mouk. Výzkum potvrzuje, že praktické uplatnění u mlynářů nebo pekařů je velmi flexibilní a přispívá ke standardizaci výroby pekařských výrobků. Nezanedbatelné jsou vedlejší účinky sušených kvasů, jako jsou chuťové vlastnosti nebo eliminace lidského faktoru ve výrobě. Uplatnění sušených kvasů má přidanou hodnotu ve zvýšení vaznosti vody, což může souviset s prodloužením trvanlivosti pekařského výrobku apod. Procesy tepelného zpracování kvasu jsou spojeny s tvorbou zabarvení kvasu, které je spotřebitelem, pokud zabarvení vzniklo přírodním procesem, požadováno. Každý produkt má své technologické a užitné limity. Sušené kvasy nejsou samospasitelné. Je to jen prvek, nástroj vedoucí ke zlepšení nebo zdokonalení výrobků na pekařském trhu. Oceňujeme, že podpora výzkumných prací na VŠCHT Praha z národních i evropských zdrojů přispívá ke zvyšování kvality českých potravinářských výrobků a posiluje jejich konkurenceschopnost v Evropě.
Práce byla finančně podpořena projektem MZe, č. QI111B053 New Food.
64
