1.2
Pekařské droždí
Využívá se zejména pro přípravu těsta z pšeničné mouky. Mouka obsahuje sacharidy, které se během fermentace činností kvasinek přeměňují na etanol a CO2. Pružná frakce těsta, která je tvořena lepkem zadrží vznikající plyn, který kypří těsto. Těsto bobtná, získává elasticitu a zvětšuje svůj objem, v průběhu pečení vzniká pórovitá struktura a etanol se odpaří.
Pekárenské kvasnice jsou téměř výlučně tvořeny kulturními kmeny kvasinek Saccharomyces cerevisiae Hansen rasa drožďárenská, které jsou vyšlechtěné se schopností rychle se rozmnožovat v aerobním prostředí. Dochází tak k tvorbě biomasy na úkor produkce etanolu.
1.2.1
Technologie výroby
Původní surovinou pro výrobu droždí byly především obilné zápary, které se musely upravovat, aby byl škrob převeden na jednoduché cukry. Později bylo obilí nahrazeno melasou, v našich podmínkách řepnou melasou.
1.2.1.1
Melasa
Melasa vzniká jako vedlejší produkt při výrobě cukru, obsahuje ještě poměrně velké množství cukru (až 50 %) a necukerných příměsí, které brání jeho vykrystalizování. Hlavní složkou je sacharóza, z dalších cukrů je důležitý invertní cukr a rafinóza. Necukerných látek obsahuje melasa asi 30 %. Velmi důležitý je obsah dusíkatých a fosforečných látek, jejichž obsah bývá nedostatečný, a proto se musí dodávat ve formě výživy pro kvasinky.
Skladování melasy probíhá v melasnících, odkud se čerpá do nádrží (varných kádí). Zde se melasa při vhodném pH 3 – 4 svařuje s částí živin a vzniká melasová zápara. Dochází také k tzv. čeření melasy. Nežádoucí koloidní látky, které by zhoršovaly růst kvasinek, se vysráží. Ve velkých provozech se melasová zápara zahřívá na 120 – 125 °C a doba zdržení v přítokovém výměníku je kolem 15 – 30 s. Tepelná úprava melasy je velmi důležitá při vysokém mikrobiálním znečištění. Skladování připravené zápary by nemělo být delší jak 4 – 8 hodin, aby nedocházelo k pomnožení sporotvorných mikroorganismů.
1.2.1.2
Mikroorganismy
Pro výrobu pekařského droždí se používají v drožďárnách výhradně kmeny kvasinek odvozených od rodu Saccharomyces cerevisiae Hansen, které byly vyšlechtěny, tak aby v provoze poskytovaly maximální výtěžnost s optimálními vlastnostmi pro pekařské účely. Velmi důležité je udržování produkčních kmenů a jejich propagace. Kmeny kvasinek se běžně uchovávají na šikmých agarach ve zkumavkách pod vrstvou parafinového oleje, v lyofilizovaném stavu, nebo hluboko zmrazené (–70 °C).
1.2.1.3
Výroba
Doba kultivace je při výrobě 10 – 18 hodin v rozmezí pH 4,5 – 5,5. Hodnota pH se během kultivace snižuje a upravuje nejčastěji přídavkem čpavku. Nižší pH se používá, pokud se vyskytne v médiu bakteriální kontaminace. Doporučená teplota pro růst kvasinek je 27 – 35 °C. Obrovský vliv na konečnou koncentraci kvasinek má aerační kapacita bioreaktoru.
V laboratoři probíhá tzv. laboratorní propagace, obvykle v několika stupních. Používá se propagační poměr 1:5, většinou až do objemu 20 litrů. Po nashromáždění dostatečného objemu se kvasinky asepticky převedou do prvního stupně provozní propagace. Původně anaerobní laboratorní propagace postupně přechází až na plně aerobní provozní propagaci. Kvasinky se postupně adaptují na vyšší větrání a nižší obsah živin, což výrazně ovlivňuje trvanlivost výrobku.
Jednotlivé generace se odstřeďují a propírají čistou vodou. Výsledkem je kvasniční mléko o obsahu 16 – 20 % hmotnostních sušiny, které je možné skladovat i několik dní při teplotě 5 °C. Praní kvasinek má význam i pro snížení tmavé barvy kvasinkových buněk. Hodnota pH bývá 4,2 – 5,2. Při vyšší kontaminaci bakteriemi je třeba udržovat nižší pH.
Průběh a délka fermentace se pohybuje od 10 do 18 hodin a závisí na koncentraci melasy a dodávce kyslíku. Výroba je značně náročná na dodávku kyslíku, při exponenciálním růstu je v případě poruchy větrání vyčerpán kyslík z média již během 10 sekund. Pokud je melasové médium dávkováno, když je systém v limitaci kyslíkem, pak nutně dochází ke zvýšené tvorbě etanolu, který se již kvasinkami nevyužije. V posledních 1 – 2 hodinách kultivace expedičního droždí se nepřivádí žádný přítok. V období intenzivního růstu dochází také k silnému vývinu tepla. Chlazení média je jednou z velmi důležitých podmínek úspěchu kultivace. Optimální kultivační teplota je kolem 30 – 34 °C. Pokud probíhá kultivace při nižších teplotách, pod 28 °C, značně se zpomaluje růst kvasinek. Naopak zvýšení teploty, nad 35 °C se projevuje zhoršením trvanlivosti pekařského droždí.
Po skončení kultivace se musí kvasinky rychle oddělit od zápary. Kvasničné mléko se několikrát propere vodou, aby se z produktu vytěsnilo co nejvíce melasové zápary, protože její přítomnost snižuje významně trvanlivost droždí. Kvasničné mléko z I. násadní generace slouží jako zákvas pro II. násadní generaci a podobně i mléko z druhé generace slouží jako zákvas pro expediční fázi.
Kvasničné mléko se často okyseluje kyselinou sírovou na pH 2,5 – 3,0. Tím se zlepší mikrobiologická čistota, protože především kontaminující bakterie jsou k nízkému pH velmi citlivé. Po určité době působení se okyselená suspenze kvasinek znovu odstředí nebo se okyselí na pH 4 – 5. Filtrací (kalolisy nebo vakuovými rotačními filtry) kvasničného mléka z expediční fáze vzniká biomasa o koncentraci sušiny asi 26 – 30 % hm. Při vyšší koncentraci sušiny je droždí drobivé.
Vyrobené lisované droždí má z hlediska analytického i z hlediska jeho použití pro výrobu bílého pečiva nebo chleba splňovat podmínky dané normou, jako je např. sušina min. 25 % hm., popel max. 9 % hm., hrubé bílkoviny v sušině průměrně 36 – 40 % hm., mohutnost kynutí v těstě max. 70 min, trvanlivost při 35 °C nejméně 72 hodin.
Trvanlivost se zjišťuje u lisovaného droždí ve vážence umístěné v termostatu při 35 °C a je určena ztekucením droždí, které je způsobeno lyzí buněk. Při ní lytické enzymy rozloží buněčnou stěnu a částečně i některé vnitrobuněčné komponenty a plasma spolu s intracelulární vodou se uvolní do prostředí. Lisované droždí vykazuje i rozklad bílkovin a sacharidů za současného uvolnění amoniaku, sulfanu a dalších rozkladných produktů. Pro hodnocení kvality pekařského droždí je důležitý i obsah cizích kvasinek. Norma předepisuje max. 15 %.
1.2.2
Druhy droždí
1.2.2.1
Aktivní sušené droždí
Mimo lisované droždí se vyrábí i aktivní sušené droždí, jehož výhodou je vysoká trvanlivost (až 1 rok) s pouze malou ztrátou aktivity. Pro výrobu se používají pozměněné technologie a jiné kmeny kvasinek. Velký vliv na trvanlivost má obsah rezervních sacharidů, hlavně trehalozy a glykogenu. Odfiltrované droždí se granuluje (nudličky, kuličky), suší (např. fluidně) a plní do vzduchotěsných obalů (v atmosféře inertního plynu) anebo je obal vakuován. Před vlastním přidáním do těsta je nezbytné droždí rehydratovat, znovu rozpustit a to buď ve vodě, nebo v mléce.
1.2.2.2
Lahůdkové droždí
Lahůdkové droždí, tebi nebo francouzské droždí je neaktivní droždí, které nemá schopnost přeměňovat přirozené cukry na oxid uhličitý a je nevhodné ke kynutí. Kvasinky Saccharomyces cerevisiae se nechají několik dnů pomnožit, následně se směs suší do podoby jemných vloček, používá se teplota lehce převyšující 40 °C, aby se droždí deaktivovalo.
Tebi obsahuje velmi kvalitní bílkovinu (41 g bílkoviny na 100 g), dále vitamíny skupiny B a celou řadu důležitých stopových prvků. Přitom má nízký obsah tuku a je vhodné i pro bezlepkovou dietu. Má mírně slanou chuť, takže díky němu můžeme snížit obsah přidané soli v pokrmech. Velmi často je součástí lahůdkového droždí i výtažek sladu, který vločkám přidá nasládlou chuť.
+
4. Lahůdkové droždí
Obr. 4. Lahůdkové droždí
+
5. Lahůdkové droždí
Obr. 5. Lahůdkové droždí
1.2.2.3
Mražené droždí
Droždí je možné konzervovat prudkým zmrazením na –15 °C. Při rozmrazování je naopak důležité, aby probíhalo co nejpomaleji, jinak dochází k autolýze. Rozmrazené droždí se musí co nejdříve zpracovat. Doba skladování může být až 6 měsíců.
1.2.2.4
Čerstvé droždí
Je nejznámější úprava droždí. Formuje se do podlouhlých hranolů, které se balí a expedují nebo se prodává ve formě menších, kompaktních kostiček, které se dají lehce rozdrobit. Po rozdrobení se droždí velmi lehce zamísí do těsta. Droždí vyráběné pro tuzemský trh má světle šedou až světle hnědou barvu a drobivou strukturu s lasturovým lomem. Musí být skladováno v ledničce, aby si uchovalo svoje vlastnosti.
+
6. Čerstvé droždí
Obr. 6. Čerstvé droždí
+
7. Čerstvé droždí
Obr. 7. Čerstvé droždí
1.2.2.5
Tekuté droždí
Dříve bylo droždí prodáváno pouze v tekuté formě a od roku 1825 bylo postupně nahrazeno čerstvým lisovaným droždím. Průmyslové pekárny často využívají tuto formu droždí, protože jemná a tekutá konzistence umožňuje velmi snadné zamísení do těsta. Podmínkou je rychlé zpracování.
1.2.2.6
Instantní sušené droždí
Použití je velmi snadné, obdobné jako u čerstvě lisovaného droždí. Je upraveno ve formě malinkých nudliček, které se jednoduše zamíchají do těsta a vyznačují se rychlým a vysokým kynutím. Droždí je určeno k okamžitému použití a nemusí být znovu rehydratováno ve vodě.
Prodává se v sáčcích nebo vzduchotěsných balíčcích s trvanlivostí až 2 roky. Skladuje se v suchém prostředí při pokojové teplotě. Po otevření sáčku se doporučuje skladovat droždí ve vzduchotěsné nádobě a rychle ho spotřebovat, aby se zachovaly jeho vlastnosti a nedošlo ke zvlhnutí.
+
8. Sušené droždí
Obr. 8. Sušené droždí
1.2.3
Mikroflóra droždí
Základem drožďárenství je čistá kultura kvasinek v dobrém fyziologickém stavu, bez kontaminace divokými kvasinkami, bakteriemi a plísněmi. Nebezpečí při výrobě droždí je kontaminace právě divokými kvasinkami a bakteriemi, protože tyto mikroorganismy se rozmnožují rychleji než kvasinky kulturní a navíc některé metabolity divokých kvasinek a bakterií potlačují růst kulturních kvasinek. Zdrojem mikrobiální kontaminace výroby pekařského droždí jsou hlavně suroviny, voda a vzduch.
V melase se vyskytují mléčné bakterie, bakterie rodu Leuconostoc, klostridia a běžné bacily. Tyto mikroorganismy škodí tím, že aglutinují (shlukují) kvasinky do klků, výrazně okyselují prostředí a tím snižují výtěžnost kvasinek, vyvolávají autolýzu droždí a ztrátu trvanlivosti. Bacillus subtilis, Bacillus megatheriumBacillus pumilus jsou schopny vytvářet dusitany, které již v koncentraci 0,02 % usmrcují kvasinky.
S vodou, kterou se zřeďuje melasa, se dostávají do výroby koliformní bakterie, bakterie rodu Pseudomonas, Sarcina, Achromobacter, Serratia. Používaná voda musí být pravidelně kontrolována a má mít stejné parametry jako voda pitná.
Vzduch je nutné upravovat nebo filtrovat. Vyskytují se v něm bakterie octového kvašení, sarciny, bacily a plísně. Rozšířenou infekcí v expedičním droždí je plíseň rodu Geotrichum, druh Geotrichum candidum, která vytváří souvislé bílé povlaky, které způsobují zatuchlý pach a autolýzu.
Vážnou kontaminací v drožďárenském průmyslu jsou divoké kvasinky, které prodlužují dobu kynutí a snižují mikrobiologickou a technologickou jakost. Často se setkáváme s divokými kvasinkami, např. Torulopsis, Pichia, Candida utilis, Candida vini. Tyto kvasinky jsou aerofilní a vytvářejí kožovité povlaky na kapalných živných půdách. Rozmnožují se rychleji než kulturní kvasinky a snižují mohutnost kynutí a kvasivost. Častou kontaminací bývá i Candida tropicalis, Saccharomyces exigus a červená Rhodotorula.
1.2.3.1
Vady droždí
Vady droždí můžou být způsobeny nevhodnou technologií nebo mikrobiální kontaminací, která se významně pomnožila. Nekvalitní droždí má vždy sníženou kypřící schopnost a často se změna kvality projeví změnou barvy, vůně a konzistence droždí. Zdravé kvasinky se uplatňují jako dominantní a potlačují rozvoj bakterií.
Tmavá barva poukazuje na špatný stav kvasinek nebo přítomnost vyššího množství mrtvých kvasinek. Mrtvé buňky mají porušené buněčné blány a přijímají tak tmavé barvivo melasové zápary. Čím více obsahuje droždí nezdravých a mrtvých kvasinek, tím je odstín barvy tmavší.
Změna vůně může být způsobena špatným skladováním nebo při výrobním procesu droždí. Pach po kyselině siřičité vzniká při příliš zasířených záparách. Za pach droždí po sulfanu může nadbytečné okyselení zápar kyselinou sírovou. Je-li droždí cítit po alkoholu, pak fermentace probíhala za nedostatečného přísunu vzduchu (špatné větrání). Pach po tuku můžou způsobit odpěňovače. U špatně propraného droždí se může vyskytnout hořká chuť. Příliš vylisované droždí je suché a špatně se rozptyluje.
Koliformní bakterie
Představují kontaminaci fekálními mikroorganismy. Při vysokých počtech snižují výtěžnost, můžou se vyskytovat mikroorganismy podmíněně patogenní nebo patogenní. Jejich výskyt signalizuje nedodržení hygieny a sanitace. Např. E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter.
Octové bakterie
Jedná se o všudypřítomné, aerobní bakterie rodu Acetobacter, Gluconobacter, které nejčastěji pocházejí ze vzduchu a kontaminují výrobní substrát. Produkují vyšší množství kyseliny octové, snižují výtěžnost a způsobují kyselou chuť výrobku.
Bakterie mléčného kvašení
Jsou nebezpečným kontaminantem melasových zápar i droždí. Rozkladem cukrů produkují kyselinu mléčnou, způsobují kyselou chuť a významně snižují výtěžnost. Nejčastěji se vyskytuje rod Lactobacillus.
Spory bakterií
Nejčastějšími kontaminanty jsou rod ClostridiumBacillus. Zdrojem je nekvalitní melasa. Bakterie způsobují rozklad bílkovin a anaerobní klostridia způsobují máselné kvašení. Objevuje se zápach po kyselině máselné a droždí je nepoužitelné jako kypřidlo.
Hnilobné bakterie
Bakterie se silnou proteolytickou činností, které rozkládají bílkoviny. Dostupným zdrojem bílkovin jsou mrtvé a autolyzované kvasinky. Droždí je mazlavé a nepříjemně hnilobně páchne.
Plísně
Často se může rozšířit na povrchu infekce plísní. Kontaminace může být způsobena nesprávným skladováním nebo špatnou kvalitou výchozí suroviny pro výrobu droždí. Bílý povlak způsobuje rod Geotrichum. Mohou se uplatňovat i další plísně rodu Penicillium, Aspergillus, Oidium, Monilia, Fussarium. Povrch droždí je mazlavý, pach nepříjemný zatuchlý, po plísni a hnilobě.
+
9. Plesnivé vážené droždí
Obr. 9. Plesnivé vážené droždí
+
10. Plesnivé droždí
Obr. 10. Plesnivé droždí
Cizí kvasinky
Kontaminace cizími kvasinkami snižuje výtěžnost droždí i jeho kypřící schopnosti. Množství kontaminujících kvasinek nemá přesáhnout 15 %. Dobré droždí má obsahovat jen 1 – 2 % Candida utilis. Candida mycoderma je méně nebezpečná a může dosáhnout maximálně 15 %.
Autolýza
Jedná se o degradaci kvasinkových buněk proteolytickými enzymy mrtvých kvasinek, které rozkládají buňky. Dochází ke ztekucení droždí, droždí ztrácí pružnost, mění se barva do tmavě hnědé, nepříjemně hnilobně páchne. Droždí je staré a nemá kypřící schopnosti.