Gist en zuurdesem

Gist en zuurdesem

Gist is een micro-organisme dat gecultiveerd wordt in gistfabrieken. Zijn wetenschappelijke naam is Saccharomyces cerevisiae. Hierin ziet men het Latijnse woordje "saccharo" wat zoet of suiker betekent en het woordje "myces" wat schimmel betekent. Bakkersgist is een eencellige schimmel die zich door knopvorming voortplant. Deze knop begint zich aan de celwand te vormen en gaat zich uiteindelijk van de moedercel afsplitsen om zo zelf een volwaardige gistcel te worden.

Gist komt meestal voor als geperste gist. Dit bevat zo ongeveer 75 % water, waarvan ongeveer zich 1/5 tussen de gistcellen bevindt en niet in de gistcel. Afhankelijk van het vochtgehalte en de cel grootte, bevat 1 gram gist 8 à 13 miljard gistcellen. In deze toestand beschikt de gistcel over geen voedingsstoffen en moet hij in leven blijven door de reserves aan te spreken die hij in de cel opgeslagen heeft. Hierdoor gaat de cel langzaam maar zeker verzwakken en we noemen dit proces autolyse. De snelheid waarmede dit proces verloopt is vooral afhankelijk van de protease activiteit van de cel. Proteases zijn enzymen die eiwitten splitsen. De protease activiteit is ook afhankelijk van de temperatuur: hoe hoger deze is, hoe sneller dit proces zal verlopen. Daarom moet gist in de ijskast bewaard worden. Gist kan op twee manieren "leven": met of zonder zuurstof. Als er zuurstof en voedingsstoffen aanwezig zijn dan gaat de gist zich vermenigvuldigen door knopvorming. De gistfabriek maakt van dit mechanisme gebruik om gist te produceren. Als hij geen zuurstof ter beschikking heeft - en dit is het geval bij de broodbereiding omdat het deeg geen zuurstof meer bevat enkele minuten na het kneden - dan schakelt de gist over op een anaërobe levenswijze: hij vergist de aanwezige suikers in het deeg en zet deze om tot CO2 en alcohol. Er zijn veel variëteiten gist die allemaal tot het geslacht Saccharomyces behoren. Die hebben niet allemaal hetzelfde vermogen om suikers te vergisten. Sommige soorten vergisten alleen maar een soort suiker, andere twee soorten suiker. In het geval van brood hebben we een gist nodig die én glucose én fructose kan omzetten in CO2 en alcohol.

Algemene beschrijving van de gisten

Gisten zijn - net zoals de schimmels - geen precies gedefinieerde taxonomische groep. Zij behoren tot dezelfde taxonomische eenheden als de schimmels. Gisten worden gedefinieerd als ééncellige fungi, in tegenstelling tot de schimmels, die meercellig zijn. Echter, vele soorten die men algemeen als gisten beschouwt, kunnen onder bepaalde omstandigheden in min of meerdere mate een mycelium vormen. Anderzijds lijken sommige schimmels in hun conidiënstadium op knopvormende gisten. Het geslacht Geotrichum bijvoorbeeld wordt daarom soms ook onder de gisten geplaatst.

Gisten worden in de natuur aangetroffen in habitats waar fermenteerbare, suikerrijke vloeistoffen aanwezig zijn, bijvoorbeeld in de nectar van bloemen, op fruit en bladeren. De gisten kunnen bederf van levensmiddelen veroorzaken, bijvoorbeeld vruchtensappen, siropen, honing, vlees, wijn, bier, yoghurt... Zij worden ook aangewend bij de bereiding van bepaalde levensmiddelen zoals brood, bier, wijn, azijn, kaas, bepaalde oosterse producten, en voor de productie van enzymen. Hoewel er pathogene gistsoorten bestaan (b.v. Candida albicans), worden deze niet typisch aangetroffen in levensmiddelen.

Morfologische karakteristieken

Gistcellen zijn meestal ovoïd (eivormig), maar kunnen ook rond, citroenvormig, peervormig, cilindrisch of driehoekig zijn, en een mycelium vormen. De gisten verschillen onderling in afmetingen, maar zijn doorgaans groter dan de bacteriën: 1-5 µ diameter en 5-30 µ lengte. Gisten bezitten geen flagellen. Microscopisch kan men waarnemen: celwand, cytoplasma, vacuolen, vetglobulen, en granulen bestaande uit polyfosfaat, albuminen, of zetmeel.

Reproductie

Aseksuele reproductie geschiedt bij de meeste gisten door knopvorming, waarbij een deel van het cytoplasma plaatselijk gaat uitpuilen. Deze uitstulping groeit verder aan en snoert zich uiteindelijk af van de moedercel. Knopvorming kan polair zijn of multilateraal. Wanneer de knoppen aan elkaar blijven hangen kan een pseudo-mycelium gevormd worden. Splitsing (sissipariteit), waarbij de moedercel in twee gelijke dochtercellen wordt gedeeld door een nieuwe celwand, komt slechts in enkele soorten voor (b.v. Schizosaccharomyces). Wanneer na splitsing de dochtercellen aan elkaar blijven hangen, spreekt men van een echt mycelium.

Seksuele reproductie is een eigenschap van de zogenaamde echte gisten, die grotendeels behoren bij de ascomyceten. De gistcel fungeert als ascuszak waarin ascosporen worden gevormd. Het aantal ascosporen per cel, en de vorm van de ascosporen zijn karakteristiek voor de soort en wordt gebruikt bij determinatie. De levenscyclus van gisten kan onderling verschillen. Saccharomyces cerevisiae bijvoorbeeld, bestaat het grootste deel van zijn cyclus als diploïde vegetatieve cellen. In deze cellen kan onder ongunstige condities de vorming van ascosporen geïnduceerd worden door meiose, wat aanleiding geeft tot vier haploïde ascosporen (twee van ieder geslacht of "mating type"). Ascosporen van verschillende mating type conjugeren doorgaans onmiddellijk en vormen zo de diploïde zygote, die verder groeit door knopvorming als vegetatieve cel. In Zygosaccharomyces zijn de vegetatieve cellen haploïd en conjugeren tot een zygote. Deze ondergaat een meiotische deling waarbij vier haploïde ascosporen worden gevormd, die uitgroeien tot vegetatieve cellen.

De asporogene gisten of valse gisten vormen per definitie geen seksuele sporen en behoren tot de fungi imperfecti (deuteromyceten). Zij reproduceren uitsluitend via knopvorming, behalve sommige vertegenwoordigers uit deze groep die ook een mycelium kunnen vormen. Een aantal gisten die vroeger bij de deuteromyceten werden ondergebracht, zijn later ook geklasseerd onder een andere naam bij de ascomyceten of basidiomyceten omdat hun teleomorf stadium was ontdekt. Net als bij de schimmels kan dit leiden tot enige naamsverwarring, omdat de oude benaming en classificatie vaak behouden blijft.

Fysiologische karakteristieken

De meeste gisten groeien goed in een vloeibare bodem of in een voedingsbodem die zeer rijk is aan water. Hoewel gisten over het algemeen meer opneembaar vocht vereisen dan schimmels, zijn er ook gisten die bekwaam zijn te groeien in grote concentraties van opgeloste stoffen zoals suiker of zout. Waar de minimale aw waarde voor de groei van "normale" gisten zich situeert tussen 0,88 en 0,94 (bijvoorbeeld 0,94 voor brouwersgist, 0,905 voor bakkersgist), zullen osmofiele gisten groeien bij een aw van 0,62 (b.v. Zygosaccharomyces rouxii) tot 0,65. Dergelijke waarden worden aangetroffen in bijvoorbeeld siropen, confituren, honing. Sommige osmofiele gisten zullen niet meer groeien bij aw waarden boven ongeveer 0,78. Uiteraard zullen zowel aw optimum als het aw gebied waarin groei kan optreden, afhankelijk zijn van andere factoren zoals nutritieve eigenschappen van het substraat, pH, temperatuur, zuurstof, inhibitorische bestanddelen.

De temperatuursvereisten voor de groei van gisten zijn dezelfde als die van de schimmels, met als "normale waarden een optimum bij 25 - 30°C en een maximum bij 35 - 47°C. Sommige soorten groeien echter nog bij 0°C en minder. Candida curiosa bijvoorbeeld groeit bij 0 - 15°C, maar niet meer bij 25°C. De groei van de meeste gisten wordt begunstigd door een zuur milieu (pH 4 – 4,5), de groei in een alkalisch milieu is zwak. Uitschieters zijn Zygosaccharomyces bailii die groeit tot pH 1,8 en sommige Schizosaccharomyces soorten die goed groeien bij pH > 7. De gisten ontwikkelen zich best onder aërobe voorwaarden. De oxidatieve gisten zijn strikt aëroob en worden ook filmgisten genoemd vanwege hun groei in de aërobe zone van een vloeibaar medium. Sommige gisten zijn facultatief anaëroob, zij schakelen over op een fermentatief metabolisme in afwezigheid van zuurstof. Hierbij kunnen CO2 (koolzuurgas) en ethanol (alcohol) gevormd worden, wat van belang is in resp. het rijzen van brood en de productie van bier en wijn. Door fermentatie kunnen gisten in een afgesloten verpakking een grote CO2 druk opbouwen, waardoor soms zelfs blikken kunnen gaan lekken of exploderen. Suikers zijn voor de gisten de beste energiebron, hoewel ook organische zuren en alcohol gebruikt kunnen worden, vooral door de oxidatieve gisten. De stikstofbestanddelen die gisten vereisen voor hun groei zijn zeer uiteenlopend, gaande van NO3-, NO2-, NH4+, ureum, tot aminozuren. Sommige gisten vereisen bepaalde vitaminen, vooral van de B-groep, doch deze vereisten kunnen samenhangen met de toegediende N-bron.

Commerciële gist

De eerste gist fabriek van Fould-Springer werd geopend in 1872 in Frankrijk. Commercieel is gist beschikbaar in een aantal verschillende fysische vormen :

• blokken gist
• vloeibare gist
• buidel gist
• actieve droge gist
• instant droge gist
• gedesactiveerde gist

Blokken gist is de meest voorkomende vorm waarin gist verkocht wordt. Dit heeft een aantal praktische en economische oorzaken. Gist wordt in compakte blokken verkocht zodanig dat het contact tussen de gist en de lucht minimaal is. De kleur en het al dan niet brokkelig zijn verschilt van producent tot producent maar meestal heeft de gist een pastel beige kleur en als hij vers is kleeft hij nog een beetje. Hij wordt meestal verpakt in papier dat aan de binnenkant een laagje was heeft ofwel in cellofaan. Door de gist op die manier te verpakken gaat men het uitdrogen tegen. Tot in 1825 werd gist altijd in vloeibare vorm verkocht. Een Duits bedrijf - Tebbenhof - bracht toen voor de eerste maal blokken of gecompresseerde gist op de markt. Recent is vloeibare gist terug in opmars. Hij wordt dan in roestvrij stalen containers van 1000 l verkocht of voor de grote industriële bakkerijen in tankwagens aangeleverd. Deze laatste hebben meer en meer neiging om gist in vloeibare vorm aan te kopen zodanig dat het productie proces beter en gemakkelijker geautomatiseerd kan worden. Vloeibare gist laat zich nu gemakkelijk verpompen en automatisch doseren.

Buidel gist wordt meestal in zakken van 25 kg verkocht. De gist is dan niet gecompresseerd. Hij zit meestal in dubbelwandige papieren zakken die binnenin met polyethyleen bekleed zijn. Eens de zak open heeft deze gist wel de neiging op te warmen en geopende zakken moeten altijd goed in de koelkast bewaard worden. Vele industriële bakkers kopen buidel gist om die dan zelf in een waterige suspensie te brengen om op die manier hun productie proces te automatiseren. Actieve droge gist is, zoals de naam het zelf zegt, gedroogde gist. Hij wordt verpakt in blikken dozen of in aluminium zakjes die gevacumeerd worden. Op die manier is de gist ook beschikbaar voor huishoudelijk gebruik in zakjes van 5 of 10 gram. Actieve droge gist kan bij kamertemperatuur bewaard worden. Dit product is uitermate geschikt voor gebruik in een tropisch of sub-tropisch klimaat. Hij moet wel gerehydrateerd worden in lauw water voor gebruik.

Instant droge gist dankt zijn naam aan het feit dat hij niet gerehydrateerd moet worden voor gebruik maar dat hij rechtstreeks zoals hij uit het zakje komt gebruikt kan worden. Meestal wordt hij verpakt onder vacuum of onder beschermende atmosfeer indien hij rechtstreeks aan de consument in de supermarkt verkocht wordt. Hij kan uiteraard ook bij kamertemperatuur bewaard worden. Gedesactiveerde gist: door een specifieke behandeling wordt er voor gezorgd dat deze gist geen suikers meer kan vergisten. Door deze behandeling maakt men de celwanden doorlaatbaar zodanig dat, in contact met water, de celinhoud vrijkomt. In die celinhoud zit onder andere glutathion en deze stof heeft een reducerend effect op de gluten van het deeg. Dit laat zich op twee manieren voelen: De verwerkbaarheid van stijve degen verbetert omdat de gluten gaan relaxeren dank zij het glutathion. Het zelfde fenomeen stelt men vast bij degen die tijdens de kuiprijs matureren en daardoor ook vaster worden
De glutenvorming tijdens het kneden wordt versneld en kneedtijden moeten 10 à 15 % ingekort worden. De oorzaak hiervan ligt aan het feit dat het deeg minder geoxideerd wordt tijdens het kneden.

Zuurdesem

Hoe is het mogelijk dat uit relatief smaakloze grondstoffen (bloem, water en gist) een zo fantastisch smakend product als brood kan ontstaan ? Uit onderzoeken blijkt dat van alle geuren en smaken, de geur en de smaak van vers brood door circa 70 % van alle ondervraagden op de eerste plaats gezet wordt.

 Wat ruikt en smaakt lekker?
Duitse wetenschappers hebben onderzocht wat mensen het liefste ruiken. En wat blijkt? Gooi alle dure geurtjes en aftershaves maar weg. Het lekkerste is namelijk de geur van vers gebakken brood. Hierbij een overzicht: nieuwe auto (7%), zonnebrandolie (12%), bankbiljetten (14%), de grond na regen (33%), partner bij vrijen (34%), sneeuwlucht (42%), parfum (45%), zeelucht (50%), verse koffie (51%), pas gemaaid gras (60%) en vers brood (71%).

Definities

Laat ons beginnen met een paar definities te geven want er is heel wat spraakverwarring als men over zuurdesem, zuurdeeg, zetsel enz. spreekt. Men gaat ook vrij nonchalant om met de verschillende definities die men meestal door elkaar gebruikt wat bijdraagt tot de verwarring die op dit gebied bestaat.
Desem (zuurdesem, zuurdeeg, natuurdesem) wordt gemaakt van bloem en water en het mengsel laat men spontaan fermenteren gedurende een bepaalde tijd bij een bepaalde temperatuur. Aangezien de bloem van nature uit melkzuurbacteriën bevat, zullen deze zich in het zuurdeeg ontwikkelen en het mengsel verzuren. Soms gaat de bakker hier ook melkzuurbacteriën aan toevoegen. In het Frans praat men over levain, in het Engels over sourdough en in het Italiaans over madre. De Duitsers praten over een Sauerteig.
Zetsel wordt gemaakt van bloem, water en bakkersgist en het mengsel laat men zoals desem fermenteren gedurende een bepaalde tijd bij een bepaalde temperatuur. In het Frans wordt een zetsel "poolish" genoemd en in het Engels praat men over een "sponge". In het Italiaans heeft men het over biga en in het Duits praat men over een "Hefestück".
De term "voordeeg" is een verzamelnaam waarbij men over alle types zuurdesem of zetsels praat. Een "voordeeg" is letterlijk een deeg die men maakt "voor het deeg" met de bedoeling deze op een bepaalde manier te laten rijpen. Het lijkt me hoe dan ook aangewezen om een overzicht te maken van alle termen die in verband staan met zuurdesem.
Gist behoort tot de familie van de planten. Gist komt voor op planten, in de lucht, in de grond, in en op mens en dier. Gist metaboliseert enkelvoudige suikers en produceert daarbij alcohol en CO2. Dit proces noemt men "vergisten" of "fermentatie". Verschillende soorten (stammen) gist worden ingezet bij verschillende soorten producties bijvoorbeeld in de bakkerij en in de bouwerij.
Bakkersgist. In 1860 ontdekte Louis Pasteur waarom brood rijst en wat de rol van de gist is in dit rijsproces. Hij ontdekte dat een bepaalde stam gist – Saccharomyces cerevisiae – hier uitermate geschikt voor was en dat men deze stam gemakkelijk op industriële wijze kon kweken.
Natuurlijke of wilde gisten. Gisten die op natuurlijke wijze voorkomen op planten (graan, fruit, groenten enz). Zij behoren meestal tot de familie Saccharomyces exigus waartoe ook de variëteiten Candida krusei en Candida milleri behoren.
Melkzuurbacteriën (mzb). Verzamelnaam voor een ganse reeks grampositieve bacteriën (o.a. Enterococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus) waarvan het metabolisme voornamelijk of uitsluitend melkzuur produceert. Zij worden veel gebruikt in de voedingsindustrie onder andere voor de bereiding van zuurkool, bier, wijn, kaas, zuurdesem en yoghurt.
Anstellgut (Duits). Een stuk oud deeg dat men overhoudt van vorige producties en dat op regelmatige tijdstippen ververst wordt door extra water en bloem toe te voegen.
Barm (Engels). Natuurdesem gemaakt van volkoren meel of graankorrels die beginnen te vergisten, dankzij de aanwezigheid van melkzuurbacteriën en wild gisten die van nature aanwezig zijn in het graan.
Biga (Italiaans). Desem gemaakt op basis van commerciële gist: water, bloem en een heel kleine hoeveelheid commerciële gist worden gekneed. De consistentie is dezelfde als een gewoon deeg. Het geheel laat men 24 uur of meer vergisten en wordt dan toegevoegd aan een vers deeg. Meestal gaat men dan ook nog commerciële gist toevoegen aan het einddeeg.
Chef (Frans). Natuurdesem waarvan men iedere dag een stukje overhoudt om verder op te bouwen: hij wordt gebruikt voor het aanmaken van levain. Een chef is meestal minder vast dan de levain.
Levain (Frans). Wordt gemaakt van een chef waaraan men nog bloem en water toevoegt om een gelijkaardige consistentie te krijgen als een normaal deeg. Meestal wordt deze ook bij lagere temperaturen bewaard wat de vorming van melkzuur in de hand werkt ten nadele van azijnzuur.
Desem (Nederlands). Natuurdesem gemaakt van volkoren meel. Traditioneel wordt hij koel bewaard (16 – 18°C) en helemaal bedekt met bloem zodanig dat enkel de van nature aanwezige gisten en melkzuurbacteriën zich ontwikkelen.
Amish (Amerikaans). Natuurdesem of desem op basis van commerciële gist waarbij het water vervangen wordt door melk en waaraan een kleine hoeveelheid suiker wordt toegevoegd.
Anfrischsauer (Duits). Duitse uitdrukking om de eerste stap aan te duiden in proces dat gevolgd wordt om zuurdeeg te maken. Bestaat uit "Anstellgut", water en bloem.
Grundsauer (Duits). Duitse term waarmee men de tweede fase aanduidt van de bereiding van een zuurdesem.
Vollsauer (Duits). Duitse term waarmee men de derde fase aanduidt van de bereiding van een zuurdesem.
Madre (Spaans) . Natuurdesem gemaakt op basis van tarwebloem die men spontaan laat vergisten.
Poolish (Frans). Is een mengsel van water, bloem en commerciële gist. Meestal wordt er vrij veel water gebruikt zodanig dat het mengsel eerder de consistentie heeft van een beslag dan van een deeg.
Pre-ferment (Engels). Is hetzelfde als een poolish hoewel er ook pre-ferments gemaakt worden door gebruik te maken van spontane verzuring door melkzuurbacteriën (bij de productie van crackers bijvoorbeeld).
Sauerteig sourdough. Desem bekomen door de spontane vergisting onder de invloed van natuurlijke gisten en melkzuurbacteriën. Na volledige rijping wordt een stuk hiervan overgehouden en wordt dan het "Anstellgut".
Starter. Kan twee betekenissen hebben: Reincultuur van melkzuurbacteriën die in de handel vrij beschikbaar is of een stuk deeg dat men overhoudt van vorige producties dat men op regelmatige tijdstippen ververst door er opnieuw water en bloem aan toe te voegen.
Sponge (Engels). Is een mengsel van water, bloem en commerciële gist. De consistentie ligt vrij dicht bij de consistentie van een normaal deeg, maar is meestal toch iets minder vast.

Melkzuurbacteriën

Zoals hierboven al aangegeven is de term melkzuurbacteriën (mzb) een verzamelnaam en er bestaan ontelbare species en subspecies. Soms worden ze ook wel lactobacillen genoemd. Het woord Lactobacillus betekent letterlijk “melkstaafje” (lactis = melk, bacillus = staafje). Het zijn niet-sporulerende grampositieve staafjes. De bacteriën hebben complexe nutritionele vereisten voor aminozuren, peptiden, nucleïnezuurderivaten, vitamines, zouten, vetzuren en vergistbare suikers. Deze vereisten zijn meestal specie specifiek. De groeitemperatuur ligt tussen 2°C en 53°C, de optima meestal tussen 30°C en 40°C. Lactobacilli zijn micro-aerofiel tot anaëroob, de meest zijn echter wel aerotolerant. Ze zijn zuurresistent, de optimum pH ligt meestal tussen 5,5 en 6,2. Groei bij een pH van 5,0 is normaal. In neutrale of licht alkalische milieus wordt de groei onderdrukt. Zij behouden hun activiteit tot een pH 3,5.

De twee verschillende groepen van melkzuurbacteriën zullen elk een bijdrage leveren tot de smaak van het brood. Belangrijk om op te merken is dat melkzuurbacteriën niet noodzakelijk een zure smaak geven aan brood. De smaak is afhankelijk van de dominante groep melkzuurbacteriën in het gistingsproces. Het kiemgetal voor melkzuurbacteriën in een volledig afgewerkte zuurdesem bedraagt gemiddeld 2.108 tot 6.109 cellen per gram. Melkzuurbacteriën zijn een groep bacteriën die voornamelijk melkzuur produceren uit carbohydraten. Ze zijn: Gram positief d.w.z. worden blauw of violet bij de Gram kleuring omdat de celwand bestaat uit een lipide. niet sporulerend, immobiel m.a.w. ze bewegen niet, leven anaeroob tot micro-areofiel en zijn afhankelijk van hun fermentatief metabolisme om te overleven.

Dit betekent dat ze om te overleven complexe substraten nodig hebben die naast carbohydraten ook aminozuren, vitaminen en nucleotiden bevatten. Nucleotiden zijn nodig voor de energie overdracht binnen te cel te sturen (ATP enz.). Ze verdragen lage pH-waarden, zelfs lager dan pH 3. Melkzuurbacteriën zijn absoluut noodzakelijk voor de productie van gefermenteerde voedingsproducten die hun karakteristieke smaak, structuur enz. verkrijgen dankzij de activiteit van de melkzuurbacteriën aanwezig in het voedingsproduct. Melkzuurbacteriën worden gebruikt tijdens de productie van yoghurt, kaas, zuurkool, kefir en natuurlijk zuurdesem brood.

De voornaamste geslachten melkzuurbacteriën zijn:

• Lactobacillus, is een geslacht van staafvormige bacteriën. Ze komen voor in allerlei producten van plantaardige oorsprong maar ook in het maagdarmkanaal en de mond. Lactobacillen zijn van belang bij de bereiding van yoghurt, zuurkook, kwark, bier, wijn en uiteraard zuurdesembrood. In yoghurt komen er ongeveer 10 miljoen van deze bacteriën voor per gram.
• Streptococcus is een geslacht van bolvormige bacteriën en de naam betekent "bollen die in strengen voorkomen". Ook streptococcen komen voor in allerlei producten en zijn onder andere van belang bij de productie van worsten.
• Lactococcus of "bolvormige melkbacterie" is een geslacht van mzb dat voornamelijk een rol speelt bij de bereiding van karnemelk en kaas.
• Pediococcus is een vrij onbekend geslacht dat bij de bereiding van salami en aanverwante producten betrokken is.
• Bifidobacterium, die recentelijk op heel wat belangstelling kan rekenen, is een geslacht dat voorkomt in het maagdarmkanaal. Het zijn vertakte staafvormige bacteriën die tegenwoordig in allerlei gezondheidszuivel (Yakult, Actimel) worden gebruikt .
• Leuconostoc is een melkzuurbacterie die gebruikt wordt in zuurdesems maar ook om het produceren van zuurkool.
• Enterococcus komen meestal voor als een paar ofwel in een korte keten van bolvormige cellen en 2 soorten ervan komen veelvuldig voor in de darmen van mensen.
• Weissella

Lactobacillus

Morfologisch gezien een soort met grote verschillen. Sommige LAB zijn dunne lange staafjes, soms gebogen, terwijl andere kort en stomp zijn zodat ze soms verward worden met Leuconostoc soorten die echt rond zijn van vorm. De lengte van de cellen varieert ook in functie van de samenstelling van het medium, de ouderdom van de cultuur en de aanwezigheid van zuurstof. Sommige zoals L. fermentum en L. brevis, doen zich voor zowel als korte als lange staafjes. Lactobacillus kolonies zijn normaal redelijk klein (2 – 5 mm), glad, wit of transparant. L. confusa (behoort tot de familie Weissella) vormt zelfs een slijmlaagje op de kolonie.

Deze familie wordt onderverdeeld in 3 soorten:

• obligaat homofermentatieve melkzuurbacteriën
produceren uitsluitend melkzuur uit maltose of glucose in anaërobe omstandigheden. Aangezien homofermentatieve melkzuurbacteriën geen CO2 produceren moet er bij deze recepten ook gist toegevoegd worden om het brood te doen rijzen. De meest voorkomende homofermentatieve melkzuurbacteriën zijn: L. plantarum, L. helveticus, L. farciminis, L. alimentarius en L. acidophilus. L. plantarum is homofermentatief maar niet obligaat fermentatief m.a.w. hij zal in principe melkzuur produceren uit maltose of glucose maar als die twee suikers afwezig zijn kan hij andere suikers metaboliseren en dus ook nog andere aromastoffen produceren.

• facultatief heterofermentatieve melkzuurbacteriën 
produceren naast melkzuur ook ethanol en CO2 uit allerlei hexosen (pentose-fosfaat cyclus). In aanwezigheid van bepaalde stoffen (o.a. fructose, zuurstof, citraten) zal er echter niet alleen ethanol gevormd worden maar ook azijnzuur. Aangezien fructose steeds aanwezig is in deeg (enzymatische activiteit door de enzymen aanwezig in de bloem die sucrose gaan omzetten naar glucose en fructose) en aangezien fructose niet door de melkzuurbacteriën wordt geassimileerd, wordt er steeds een hoeveelheid azijnzuur gevormd. De voornaamste heterofermentatieve melkzuurbacteriën zijn L. plantarum, L. casei en L. buchneri. Vooral L. plantarum en L. casei belangrijk voor een goede aroma opbouw.
obligaat heterofermentatieve melkzuurbacteriën: de belangrijkste stammen, voor wat betreft de productie van zuurdesem, van deze soort zijn: L. sanfrancisciensis, L. brevis (waarvan de ondersoort L. brevis lidneri aanvankelijk als een aparte soort beschouwd werd, maar men is tot de bevinding gekomen dat deze soort dezelfde is als L. sanfrancisciensis), L. fermentum, L. fructivorans, L. viridenscens, L. reuteri, L. oris, L. panis en L. pontis.

• Obligaat homofermentatief
Obligaat homofermentatieve melkzuurbacteriën produceren uitsluitend melkzuur: voor 2 mol melkzuur fermenteren ze ongeveer 1 mol aan suiker. Niet tegenstaande dat ze obligaat homofermentatief zijn, produceren ze toch, zij het weinig, een beetje azijnzuur en CO2. Zij kunnen overleven tot ongeveer 45°C .

In deze groep vindt men twee grote onderverdelingen. Een eerste groep is L. delbrückii, waarvan de meest bekende L. delbrückii delbrückii, L. delbrückii lactis en L. delbrückii bulgaricus zijn. Zij produceren d-melkzuur, groeien niet bij een temperatuur lager dan 15°C en metaboliseren verschillende suikers. L. delbrückii lactis kan een grote variëteit aan suiker vergisten bijvoorbeeld maltose, iets wat L. delbrückii bulgaricus niet kan omzetten in melkzuur. L. delbrückii lactis overleeft tot temperaturen van 52°C. De tweede groep wordt vertegenwoordigd door L. acidophilus en is redelijk heterogeen. Zij kunnen zowel D-melkzuur als L-melkzuur produceren, metaboliseren maltose, groeit niet beneden de 15°C en kan in een beperkte mate zetmeel omzetten. L. helveticus behoort ook tot deze groep en groeit vooral goed in melk of wei, maar het wordt ook gevonden in zuurdesems. Ook andere obligaat homofermentative micro-organismen worden terugvonden in zuurdesem. Dit is onder andere het geval met L farciminis en L. amylovorus. De eerste groeit ook op temperaturen beneden de 15°C en produceert vooral l-melkzuur maar ook in kleine hoeveelheden d-melkzuur. Het kan ook arginine (een a-aminozuur) hydroliseren. Het metaboliseert maltose en kan groeien in oplossingen die tot 10 % zout bevatten. De L. amylovorus groeit niet bij 15°C, produceert zowel l- als d-melkzuur en kan, in beperkte mate, ook zetmeel afbreken.

Facultatief homofermentatief

Metaboliseren zoals de obligaat homofermentatieve melkzuurbacteriën melkzuur uit hexosen, maar kunnen daarnaast in bepaalde omstandigheden ook een hoeveelheid azijnzuur, mierenzuur en ethanol produceren. Hun optimum temperatuur ligt tussen de 30 en 37°C. Ze vormen een heel heterogene groep en de voornaamste vertegenwoordigers die in de bereiding van zuurdesem voorkomen zijn L. alimentarus, L. casei (met een aantal ondersoorten zoals L. casei casei, L. casei rhamnosus, L. casei tolerans), L. curvatus, L. plantarum, L. pentosus en L. sakei,

L. alimentarus groeit bij 15°C maar niet bij 45°C, verdraagt tot 10 % NaCl, produceert vooral l-melkzuur en weinig d-melkzuur maar ook acetoïne uit glucose. Acetoïne is een metaboliet die door veel micro-organismen uitgescheiden wordt en wordt gebruikt om micro-organismen in verschillende onderklassen te catalogiseren. Het kan arginine niet metaboliseren.
L. casei bestaat uit vier ondersoorten die allemaal bij 15°C kunnen gekweekt worden maar niet bij 45°C, behalve L. casei rhamnosus. L. casei tolerans overleeft zelf voor een 40-tal seconden bij 75°C, maar het metaboliseert weinig verscheidende suikers. L. casei tolerans metaboliseert geen maltose bijvoorbeeld.
De naam van L. curvatus is afgeleid van de specifieke vorm die de cel heeft. Zoals de vorige groeit het bij 15°C maar niet bij 45°C. Maar sommige stammen vermenigvuldigen zich bij 2 - 4°C. Produceert zowel l- als d-melkzuur.
L. plantarum is de meeste bekende en komt in zowat alle zuurdesems voor. Groeit bij 15°C maar niet bij 45°C en is niet in staat arginine te metaboliseren. Enkele stammen kunnen nitraat in zuurdesem afbreken. Het is in staat zowat alle carbohydraten te fermenteren behalve rhamnose. Dit is een suiker die in de natuur enkel als l-rhamnose voorkomt, terwijl de meeste suikers als een d-isomeer voorkomen. L-plantarum produceert zowel l-melkzuur als d-melkzuur.

Obligaat heterofermentatief

Ze vergisten hexosen tot melkzuur, CO2, azijnzuur en/of ethanol. Voor iedere mol suiker die omgezet wordt produceren ze 1 mol melkzuur, 1 mol CO2 en 1 mol azijnzuur. Ze zetten ook pentosen om tot melkzuur en azijnzuur. Alle melkzuurbacteriën die tot deze groep behoren produceren zowel l- als d-melkzuur behalve L. fructosus die uitsluitend d-melkzuur produceert en L. divergens die uitsluitend l-melkzuur produceert. L. bifermentans heeft een bijzondere eigenschap namelijk dat hij uit glucose melkzuur produceert maar dat melkzuur wordt daarna, afhankelijk van de pH, vrij snel omgezet in azijnzuur, CO2 en H2.

De belangrijkste stammen, voor wat betreft de productie van zuurdesem, van deze soort zijn: L. sanfrancisciensis, L. brevis (waarvan de ondersoort L. brevis lidneri aanvankelijk als een aparte soort beschouwd werd, maar men is tot de bevinding gekomen dat deze soort dezelfde is als L. sanfrancisciensis), L. fermentum, L. fructivorans, L. viridenscens, L. reuteri, L. oris, L. panis en L. pontis.

L. sanfrancisciensis kan zowel glucose als maltose als energiebron gebruiken, en produceert grote hoeveelheden melkzuur, zoveel dat zelfs de pH kan dalen tot 3,8. Ze groeien bij 15°C maar niet bij 45°C en hydroliseren arginine niet.
L. brevis groeit bij 15°C maar niet bij 45°C en kan arginine omzetten waarbij ammoniak gevormd wordt.
L. fermentum is een van de weinige melkzuurbacteriën die niet groeit bij 15°C, maar doet het des te beter bij 45°C. Het zet arginine om.
L. fructivorans is een acidofiel micro-organisme. Dat betekent dat het niet groeit bij een pH hoger dan pH 6. Zijn optimum pH ligt tussen de 5,0 en 5,5. Hij kan alleen fructose, glucose en ribose omzetten. Het kan arginine metaboliseren.

Lactococcus

Lactococcus-soorten groeien het best bij 30°C, groeien ook bij 10°C, zij het langzaam, maar niet bij 45°C. Groeien niet goed als er zout aanwezig is in het medium en al helemaal niet indien het zoutgehalte hoger ligt dan 6,5 %. Hun metabolisme is obligaat homofermentatief waarbij voornamelijk l-melkzuur geproduceerd wordt. Er zijn weinig ondersoorten en de voornaamste zijn Lc. lactis lactis, Lc lactis cremoris die kunnen groeien op een substraat dat 2 % zout bevat. Lc. diacetylactis zet citroenzuur om tot aceton. Gezien vanuit het standpunt van de bakkerij, is deze soort weinig interessant.

Leuconostoc

Leuconostoc stammen zijn heterofermentatief en ze produceren CO2. Groeien het best tussen 20°C en 30°C. Ze zijn minder acidofiel dan lactobacillus stammen en verkiezen een licht zure tot een eerder een neutrale omgeving met uitzondering van Leuconostoc oenos welke aangepast is aan de lagere pH die men vindt in de productie van wijn. Ze verkiezen anaerobe omstandigheden maar zijn aerotolerant. Een aantal vertegenwoordigers van deze soort zijn interessant voor de productie van zuurdesem: Leuconostoc mesentorides mesentorides, Leuconostoc mesentorides dextranicum en Leuconostoc citreum.

Leuconostoc mesentorides mesentorides vergist l-arabinose, fructose, saccharose, maltose (niet alle stammen) en trealose. Interessant is dat zij tussen 20 en 25°C saccharose omzetten tot een laagje dextranen dat hen beschermt tegen de warmte. Ze produceren geen pigmenten.
Leuconostoc mesentorides dextranicum heeft min of meer dezelfde eigenschappen als de voorgaande soort, maar het spectrum van carbohydraten dat ze kunnen vergisten is smaller. Ze groeien tot 37°C.
Leuconostoc citreum vergist fructose, maltose, mannose, saccharose en trealose. Ze produceren een geel pigment.

Metabolisme van melkzuurbacteriën

Lactobacilli hebben een fermentatief metabolisme. Minstens de helft van het eindproduct is melkzuur dat niet verder gemetaboliseerd wordt. Als heterofermentatieve stofwisselingsproducten worden naast melkzuur ook azijnzuur, ethanol, koolstofdioxide, mierenzuur en wijnsteenzuur gevormd. Melkzuurbacteriën hebben ook mineralen en sporenelementen nodig voor hun ontwikkeling. De meest noodzakelijke zijn K+, Na+, Ca2+, Mn2+, fosfaat en sulfaat. Dit verklaart de intensieve bacteriële groei in media met een hoog asgehalte. Naast de nuttige melkzuurbacteriën kunnen ook ongewenste micro-organismen tot ontwikkeling komen. Deze hebben een nadelige invloed op de gisting van de zuurdesem. Door de vorming van hun stofwisselingsproducten veroorzaken ze een slechte smaak of minder goede baktechnische eigenschappen. Zo kan de vorming van propionzuur en boterzuur nadelig zijn voor de melkzuurvorming. Een teveel aan citraat, pyruvaat en oxaalacetaat kan gepaard gaan met bederf.

De schadelijke organismen zijn zowel staafjes als coccen die in de bloem kunnen voorkomen. De meest voorkomende zijn:

• Enterobacter cloacae die een bittere smaak geeft
• Sarcina lutea veroorzaakt zwakke kruimelasticiteit en onregelmatige poriën
• Streptococcus pyogenes veroorzaakt onregelmatige poriën en vlakt de smaak af.
• Micrococcus pyogenes geeft veel te zure degen

Zuurdesem

Brood maken met zuurdeeg is niets voor goedbedoelende amateurs. Het is een proces dat moeilijk in de hand te houden is en dat veel vakmanschap en discipline vereist om steeds hetzelfde product te kunnen maken. Het gebruik ervan heeft echter een paar zeer grote voordelen: het brood heeft een meer karakteristiek en voller aroma, zal een malse veerkrachtige kruim hebben en het zal langer houdbaar (mals) en krokant blijven, met andere woorden het verouderingsproces verloopt trager.

Het heeft ook een paar nadelen : de al genoemde complexiteit van het proces en de korst wordt eerder roodachtig bruin van kleur en minder goudgeel.

Microbiologische samenstelling van zuurdesems

Zuurdesems zijn grondig bestudeerd geweest vanuit een microbiologisch standpunt. Lactobacillus acidophillus: Men onderscheidt in de flora van zuurdesem vier verschillende soorten: Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus en Lactobacillus. In de talrijke studies over de microflora in zuurdesem zijn veel verschillende stammen van melkzuurbacteriën geïsoleerd en beschreven. De dominerende melkzuurbacteriën in een zuurdesem behoren tot het genus Lactobacillus (vooral L. brevis, L. casei, L. delbruckii, L. fermentum, L. plantarum, L. sanfranciscensis). Andere geïsoleerde species zijn: Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus, Leuconostoc mesenteroides en Streptococcus sp. Deze laatste worden na een aantal opfrissingen uitgedreven via natuurlijke selectie. In het zure milieu hebben de lactobacilli door hun hogere zuurtolerantie een selectief voordeel tegenover de andere melkzuurbacteriën. Het valt op hoe zuurdesems toch geografisch gebonden zijn. Zo heeft men bijvoorbeeld nog nooit de typisch Franse gisten in een Italiaanse zuurdesem aangetroffen en vindt men eigenaardig genoeg de Saccharomyces exigus, die zo typisch is voor zuurdesem uit San Francisco terug in Italiaanse zuurdesems.
 

In de voorgaande tabel is er ook sprake van Finse zuurdegen. Inderdaad, ook in de Scandinavische landen wordt er heel veel zuurdesem gebruikt. Ook al omdat er in die landen veel roggebrood geproduceerd wordt. In Zweden en in Finland heeft men ook de gewoonte eerst de bloem met het water te verwarmen tot ongeveer 80°C. In Duitsland komt het ook wel voor en men spreekt van "Aromastück" of "Kochstück". Men doet dit omwille van de volgende overwegingen :

• Door het koken gaat men de natuurlijke flora, aanwezig in de bloem, afdoden, zodanig dat men kan inocculeren met een gekende stam mzb.
• Door het verwarmen gaat men ook het zetmeel in de bloem verstijfselen, zodanig dat die gemakkelijker kan gemetaboliseerd worden door de mzb.

Karakteriseren van zuurdesem

Om een zuurdesem te karakteriseren gaat men meestal volgende parameters meten: de pH, titreerbare zuren (ml NaOH), verhouding melkzuur – azijnzuur (enzymatisch met Boehringer Mannheim kits) en aantal mzb/gr.

In bepaalde gevallen gaat men ook een gaschromatogram maken van de vluchtige componenten. De titreerbare zuren worden met de volgende gestandaardiseerde methode bepaald. Men neemt een hoeveelheid zuurdesem die overeenkomt met 5 g bloem. Men gaat dus 7,5 g zuurdesem nemen als hij gemaakt is op basis van 10 kg bloem + 5 kg water en 10 g als hij gemaakt is van 10 kg bloem + 10 kg water. Het monster wordt homogeen vermengd met 100 ml gedistilleerd water en 5 ml aceton. Daarna wordt de oplossing getitreerd met NaOH 0,1 N tot een pH van 8,5. De hoeveelheid ml NaOH 0,1 N wordt gerapporteerd.

Effect van organische zuren op de rheologische eigenschappen van het deeg

Als gevolg van de productie van organische zuren tijdens de verzuring van een desem gaat de pH dalen. Deze daling heeft een grote invloed op de gluten, het zetmeel en andere elementen die verantwoordelijk zijn voor de structuur van het deeg. Het voornaamste effect dat deze organische zuren hebben op de eiwitten is de grotere oplosbaarheid en wateropname (zwellen) van de gluten. Hierdoor bekomt men een minder stevige deeg die minder stabiel is en een kortere kneedtijd heeft. Gedeeltelijke hydrolyse van de zetmeel korrels gaat ook de wateropname bevorderen.

Een tweede effect dat gepaard gaat met de daling van de pH is dat de activiteit van de enzymen die zich in het deeg bevinden beïnvloed wordt. De enzymen kunnen van nature aanwezig zijn in het deeg of kunnen toegevoegd zijn via de zogenaamde “verbeteraars”). Proteasen in de bloem hebben een optimum pH beneden pH 7. In vergelijking met deeg die niet aangezuurd is met zuurdeeg, vindt verhoogde proteolyse plaats rond pH 4. Het is uiteraard ook mogelijk dat de verhoogde proteolytische activiteit een gevolg is van langere rijstijden. Dit alles heeft een grote invloed op de rheologie van het deeg: de zuurdesem zal minder elastisch en vaster zijn en als gevolg daarvan zal het deeg dezelfde weg opgaan. Dit kan zowel positieve als negatieve gevolgen hebben voor het brood. De invloed op het volume en het verouderingsproces hangt af van het “zuur profiel” (m.a.w. welke zuren zijn aanwezig en in welke verhouding zijn ze aanwezig) en van de kwaliteit van het glutennetwerk.

Fysicochemische veranderingen in het glutennetwerk als gevolg van het gebruik van zuurdesem, leiden tot een groter volume omwille van minder vaste, meer rekbare degen. Het is bewezen dat deeg gemaakt met zuurdesem, een meer amorfe structuur heeft met dikkere en sterkere eiwit strengen. De aanwezigheid van deze sterkere strengen is de verklaring waarom men een groter volume krijgt bij het gebruik van zuurdesem. En het leidt geen twijfel dat er een correlatie bestaat tussen een groter volume en een malsere kruim en een trager verloop van het verouderingsproces.

Maar als de zuurtegraad van de zuurdesem te hoog wordt, dan gaat het brood verkleinen, minder volume hebben. Dit wordt toegeschreven aan de hydrolisatie van de gliadinen en de gluteninen. Dit fenomeen kan duidelijk waargenomen worden als men het deeg chemisch gaat aanzuren door gebruik te maken van chemische organische zuren. Vooral de hoog moleculaire gluteninen worden volledig afgebroken waardoor de gluten heel zacht (mals) worden. Een zwak glutennetwerk gaat het uitzetten van het deeg wel bevorderen maar leidt ook tot een kleiner gasweerhoudend vermogen. Het hoeft dus weinig betoog om te stellen dat de zuurtegraad zowel van de zuurdesem als van het deeg nauwlettend moet opgevolgd worden om volume verlies te vermijden.

De lagere pH heeft niet alleen een invloed op de proteasen maar ook op de amylasen. Een zure omgeving gaat de amylases gedeeltelijk deactiveren. Dit is een belangrijk aspect van de productie van rogge brood omdat te veel a-amylase activiteit leidt tot een plakkerige kruim, open celstructuur van de kruim en een verlies van volume. In tarwe is a-amylase praktisch afwezig terwijl ß-amylase overvloedig aanwezig is. Maar ß-amylase heeft weinig impact op de zetmeel korrels en wordt gedeactiveerd vooraleer het zetmeel gelatiniseerd wordt door het bakken.

Aroma van brood

Brood bevat een 300-tal vluchtige verbindingen. De meeste daarvan zijn onbekend en slechts een gering aantal zijn spelen een belangrijke rol in het smaakprofiel van brood. Het geroosterde aroma in de korst wordt voornamelijk veroorzaakt door 2-acetylpyrroline. Daarnaast heeft men 13 vluchtige componenten kunnen identificeren die in grote mate het aroma van de kruim beïnvloeden. Deze componenten worden in de kruim gevormd door: vetzuur oxidatie (nonenal en decadienal), afbraak van dextrinen onder invloed van de temperatuur (4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon), thermische afbraak van aminozuren (methylbutanal, methional, acetylpyrroline) en metabolische afbraak door micro-organismen van aminozuren (methylbutanol, phenylethanol).

Hieruit blijkt duidelijk dat de aminozuren, aanwezig in de bloem, een belangrijke invloed hebben op het aroma van het brood. In het algemeen kan men stellen dat tijdens een fermentatie met mzb de hoeveelheid vrije aminozuren in de zuurdesem gaat stijgen, terwijl bij een vergisting met gist, ze gaan dalen. De reden hiervoor moet gezocht worden bij de proteolytische activiteit van de enzymen. En – zoals voldoende bekend – iedere enzymatische activiteit is sterk afhankelijk van het substraat en van de temperatuur. Tot op de dag van vandaag is het echter nog altijd niet duidelijk of de proteolyse (afbraak van eiwitten in aminozuren) moet toegeschreven worden aan: de proteolytische activiteit van de mzb en de enzymen aanwezig in de bloem

De bakker kan een te hoge proteolytische activiteit in het deeg missen als kiespijn aangezien deze de theologische eigenschappen van het deeg grondig gaat beïnvloeden. Natuurlijk gaan ook de organische zuren die gevormd wordt tijdens het rijsproces, de smaak van het brood bepalen. De organische zuren die aanwezig zijn in het deeg zijn stofwisselingsproducten van de melkzuurbacteriën. In hoofdzaak worden melkzuur en azijnzuur geproduceerd. Andere organische zuren die geproduceerd worden zijn: propionzuur, boterzuur, isoboterzuur en valeriaanzuur. Deze zuren zijn verantwoordelijk voor de zuurheid en de pH maar bepalen in hoofdzaak de smaak van het afgewerkt product. Melkzuur en azijnzuur hebben een grote invloed op het aroma en de smaak van het eindproduct. Bovendien verhinderen zij het ontstaan van microbiële contaminatie en de enzymatische afbraak van de aanwezige suikers.

Melkzuur heeft een verzurende functie en zorgt voor een milde zuur smaak. Het zorgt bovendien voor een stabiel deeg door de peptidatie van de wateroplosbare eiwitten. Azijnzuur heeft een organoleptische functie en zorgt voor een verandering de smaakbeleving. Een te hoog gehalte azijnzuur is nefast voor de zuurdesem. Het geeft een onaangename smaak en een te scherpe geur aan het brood. De productie van organische zuren is mogelijk tot een pH 4 ongeveer. Bij een lagere pH worden de bacteriën geremd door hun stofwisselingsproducten.

Het verloop van de verzuring in het deeg kan weergegeven worden in een verzuringcurve. Deze curve vertoont een gelijkaardig verloop als de groeicurve van de micro-organismen. De snelle aangroei van de micro-organismen in de exponentiële fase zorgt voor een grote toename van de verzuring. Wanneer een desem rijp is zal de zuurtegraad nauwelijks nog wijzigen. Controle van de zuurtegraad is dus een goede richtparameter om de rijpheid van de desem na te gaan.

Er zijn verschillende maten in gebruik om de hoeveelheid zuur in de zuurdesem aan te duiden. De meest gebruikte zijn de totale titreerbare zuren (ttz) en de pH-waarde. De ttz worden bepaald via titratie met NaOH (zie methode hierboven).

In 1959 definieerde Rohrlich het fermentatiequotiënt. Dit is de verhouding melkzuur (molmassa = 90) op azijnzuur (molmassa = 60). Deze verhouding heeft gevolgen voor de smaak en voor de karakteristieken van het deeg. Een laag FQ wijst op een evenwicht tussen het gehalte melkzuur en azijnzuur. Een hoog FQ betekent dat er hoofdzakelijk melkzuur gevormd werd. Het FQ is afhankelijk van de soort bacteriën die aanwezig zijn (homofermentatie en/of heterofermentatief) maar ook van de procesparameters zoals temperatuur, type bloem, aeratie. De relatieve verhouding van melkzuur op azijnzuur bedraagt in een standaard zuurdesem ongeveer 4,0 tot 5,5 (Stear, Handbook of breadmaking technology, Elsevier, p. 843). In een goed zetsel is de verhouding melkzuur - azijnzuur ongeveer 80 à 85 % melkzuur en 15 à 20 % azijnzuur. De hoeveelheid zuur gaat de hydrolyse van het zetmeel beïnvloeden. Melkzuur bevordert de cohesie in het deeg en geeft lekker aromatisch brood. Azijnzuur echter heeft een eerder negatieve invloed als de concentratie te hoog wordt (scherpe niet lekkere smaak en de giststerfte wordt versneld). Anderzijds is azijnzuur vluchtiger dan melkzuur en gaat het ook vlugger waargenomen worden.

Ten slotte nog een bijkomende overweging namelijk azijnzuur is ook een antimicrobiële stof die de ontwikkeling van B. mesentericus (leng) gaat tegengaan. Vanuit dit oogpunt is het zelf wenselijk dat er een hoeveelheid azijnzuur gevormd wordt.

Productie van zuurdesem

Door de automatisatie van de productielijnen werd er steeds meer en meer bakkersgist gebruikt. Het aanmaken van een natuurlijke zuurdesem vereiste vakmanschap. Industriële gist was een veel gemakkelijkere manier om het proces onder controle te houden. Tegelijkertijd ging echter een aantal voordelen van het gebruik van zuurdesem verloren.

Het gebruik van zuurdesem komt in het zuiden van Europa (Italië, Griekenland, Turkije) vrij veel voor. De reden hiervoor is niet ver te zoeken. De tarwe waarover men in deze landen beschikte had geen goede bakaard. Door gebruik te maken van zuurdesem en lang rijsproces, kon men toch nog een kwalitatief hoogstaand product verkrijgen. Dit is trouwens de reden waarom men in deze landen platte broden (ciabatta, pinakoti, pide enz.) vindt. De bakaard van de tarwe was van dien aard dat men slechts met moeite een volumineus brood kon maken. Hetzelfde geldt uiteraard voor producten gemaakt van degen met veel vet en suiker zoals croissants, panetone enz.

Ook in Duitsland is het gebruik van zuurdesem wijd verspreid. De reden hiervoor is echter een andere dan in het zuiden van Europa. In Duitsland wordt veel roggebrood gebakken. Rogge bevat echter weinig of geen gluten en men kan dus van rogge geen brood bakken zoals men dat van tarwe kan. Om van roggemeel een samenhangend geheel te maken heeft men een lage pH nodig. Deze wordt bereikt door gebruik te maken van zuurdesem.

Er bestaan trouwens een aantal vrij bekende zuurdesems o.a. San Francisco zuurdesem, Hurghada zuurdesem en Giza zuurdesem.

Hoe dan ook er bestaat geen "unieke" methode om zuurdesem te maken. Er volgen een paar voorbeelden van hoe men het meestal doet in Duitsland, Frankrijk of Italië. Het is echter zo dat iedere bakker wel zijn eigen methode heeft en die ook meestal angstvallig geheim houdt.

De meeste niet ingewijden hebben ook problemen met de zogenaamde "starter" of "Anstellgut" zoals het in het Duits genoemd wordt. Daar is hoegenaamd geen hocus-pocus mee gemoeid en iedereen kan een starter maken door bijvoorbeeld twee delen bloem met één deel water te vermengen. Het mengsel wordt bedekt met een doek en bewaard op een warme plaats. 's Anderendaags gooit men 3/4 van met mengsel weg maar het overblijvende vierde voegt men toe aan een vers mengsel bestaande uit twee delen bloem en één deel water. Deze bewerking herhaalt men gedurende 3 tot 5 dagen en dan heeft men zijn eigen starter gemaakt.

In dit geval heeft men onder andere gebruikt gemaakt van de wild gisten die in de keuken rondzweven en de microbiële flora van de bloem. Het probleem hierbij is dat men niet altijd zeker is of de gisten die men op die manier gecapteerd heeft al dan niet in staat zullen zijn het brood te doen rijzen. Vandaar dat het gemakkelijker is zelf een paar grammen bakkersgist of mzb toe te voegen aan de starter.

Duitse methode

De Duitsers praten over TA. Dit staat voor "Teigausbeute" en een TA = 150 betekent dat men 100 delen bloem gebruikt heeft en 50 delen water.

Roggebrood kan als volgt gemaakt worden :

1ste fase : bereiden van de "Grundsauer"

1,000 kg Anstellgut + 16,000 kg roggemeel + 8,000 kg water = 25,000 kg Grundsauer
TA = 150
temperatuur : 22 – 26°C
rusttijd : 15 – 24 uur

2de fase : bereiden van de "Vollsauer"

24,000 kg Grundsauer + 24,000 kg roggemeel + 24,000 kg water = 72,000 kg Vollsauer
TA = 180
temperatuur : 28 – 32°C
rusttijd : 2,5 – 3,5 uur
opmerking : er werd dus 1 kg van de Grundsauer weggezet die 's anderendaags dient om het gehele proces te herbeginnen.

3de fase : bereiding van het deeg

72,000 kg Vollsauer + 60,000 kg roggemeel + 33,000 kg water + 1,8 kg zout + 1,5 kg gist = 168,300 kg deeg
TA = 165
temperatuur : 27°C

Op deze traditionele werkwijze zijn een aantal varianten ontwikkeld o.a. de "Berliner Kurzsauer" en "Detmolder Einstufenführung".

Berliner Kurzsauer

1ste fase : bereiding van de Kurzsauer

8,000 kg Anstellgut + 40,000 kg roggemeel + 36,000 kg water = 84,000 kg Kurzsauer
TA = 190
temperatuur : 36°C
rusttijd : 3 uur

2de fase : bereiding van het deeg

76,000 kg Kurzsauer + 60,000 kg roggemeel + 24,000 kg water + 1,800 kg zout + 1,800 kg gist = 163,600 kg deeg
TA = 160°C
temperatuur = 27°C
opmerking : men heeft terug 8,000 kg van de Kurzsauer opzij gezet die dan 's anderendaags het Anstellgut wordt voor een nieuwe Kurzsauer.

Detmolder Einstufenführung

1ste fase : bereiding van de Detmolder Sauerteig

5,600 kg Anstellgut + 28,000 kg roggemeel + 22,400 kg water = 56,000 kg Sauerteig
TA = 180
temperatuur = 23°C
rusttijd : 15 à 20 uur

2de fase : bereiding van het deeg

50,400 kg Sauerteig + 42,000 kg roggemeel + 30,000 tarwebloem + 42,600 kg water + 1,800 kg zout + 1,800 kg gist = 168,600 kg deeg
TA = 165
temperatuur : 28°C

Franse methode

De Fransen houden altijd een stuk oud deeg over van de vorige dag. Daar wordt dan water en bloem aan toegevoegd. Een Franse levain bevat altijd een hoeveelheid gist.

1ste fase

0,750 kg oud deeg + 3,000 kg tarwebloem + 1,500 kg water = 5,250 kg levain
temperatuur : 25°C
rusttijd : 5 à 6 uur

2de fase : bereiding van het deeg voor "pain tradition"

20,000 kg tarwebloem + 1,500 kg roggebloem + 13,250 kg water + 5,250 kg levain + 0,450 kg zout + 0,100 kg gist = 40,550 kg deeg
temperatuur : 25°C
kuiprijs : 30'
stukrijs : 20'
narijs : 2,5 à 3 uur
opmerking : van dit deeg gaat men 0,750 kg overhouden om 's anderendaags opnieuw levain te maken.
Italiaanse methode

Italiaanse methode
In het Italiaans spreekt men over "lievito naturale" of "lievito di pasta acida" die gemaakt wordt vertrekkende van een "madre".

Deze wordt meestal gemaakt van het water waarin men zemelen heeft laten weken. Men gaat 125 g zemelen vermengen met anderhalve liter water van 38°C en men gaat de zemelen ongeveer 30 minuten laten weken in het water. Het mengsel wordt gefilterd. Aan 300 ml van dit water voegt men 600 g bloem toe en 3 g zout. Het zout blokkeert de proteolytische activiteit van de enzymen. Het geheel wordt tot een deeg gekneed en daarna gaat men om de 24 uur en voor eeuwig en altijd aan 300 g van dit deeg 600 g bloem toevoegen en 150 ml water. Op die manier houdt men de "madre" in stand. Meestal gaat men – als voorzorgsmaatregel - enkele stukken in diepvries bewaren voor het geval er een infectie zou ontstaan in de startkultuur.

Daarna gaat men brood maken op de volgende manier maken :

1ste fase : primo rinfresco

1,000 kg madre + 4,000 kg bloem + 2,000 kg water = 7,000 kg
temperatuur : 27°C
rusttijd : 6 à 8 uur

2de fase : secondo rinfresco

7,000 kg vorige fase + 14,000 kg bloem + 7,000 kg water = 28,000 kg lievito naturale
temperatuur : 27°C
rusttijd : 5 à 6 uur

3de fase : bereiden van het deeg

28,000 kg lievito naturale + 86,000 kg bloem + 54,000 kg water + 1,800 zout = 169,800 kg deeg.

Hieraan wordt ofwel reuzel (nog zeer populair in bepaalde streken van Italië) of olijfolie aan toegevoegd.

San Francisco zuurdesem

De zuurdesem in de baai van San Francisco is bekend over de gehele wereld en hij wordt in principe gemaakt volgens de Franse methode. In deze zuurdesem vindt men twee micro-organismen terug : L. sanfranciscensis (melkzuurbacterie) en Candida milleri (gist). L. sanfranciscensis is trouwens een van de meest veelvuldig bestudeerde mzb. De mzb heeft voor zijn metabolisme maltose nodig en kan geen andere suikers vergisten. De C. milleri echter kan maltose niet vergisten en alle andere suikers wel. Dus de ene heeft precies die voedingsbron nodig die de andere links laat liggen. Op de koop toe gaat L. sanfranciscensis een antimicrobiële stof ontwikkelen (cycloheximide) die de groei van andere micro-organismen gaat af remmen. Frappant aan deze situatie is, dat de mzb slechts dan de cycloheximide zal gaan produceren als C. milleri aanwezig is en deze laatste is uiteraard immuun voor deze antimicrobiële stof. Deze twee micro-organismen hebben dus een zeer bijzondere en stabiele symbiotische relatie opgebouwd die er voor zorgt dat de San Francisco zuurdesem blijft bestaan.

Factoren die een invloed hebben op de eigenschappen van zuurdesems

Type bloem

Uit wat vooraf ging ligt het voor de hand dat de bloem die men gebruikt voor het maken van de zuurdesem een belangrijke invloed zal hebben op de eigenschappen van die zuurdesem.

En het gaat niet alleen over het type bloem (tarwe of rogge) maar ook over de kwaliteit van de bloem (hoeveelheid beschadigd zetmeel, grannulometrie, uitmalingsgraad en asgehalte). Op de koop toe kan beide types mengen in alle mogelijke verhoudingen. Trouwens wat hier belangrijk is, is de voedingsbron voor de micro-organismen. Zelf heb ik nog experimenten gedaan met the toevoegen van aardappelvlokken of dextrinen afkomstig van rijst of maïs.

Er zijn talloze studies gebeurd op de aromavorming in zuurdesem en de rol die de bloem daarbij speelt. De volgende tabel is maar het resultaat van één van die studies en illustreert alleen maar hoezeer de samenstelling van de vluchtige stoffen verandert in functie van de bloem. Bij deze studie werd volkoren meel vergeleken met witte bloem.

De getallen geven de verdunningsfactor (VF) aan d.w.z. hoeveel keer men het extract kon verdunnen en toch nog sensoriëel kon vaststellen dat de onderzochte stof aanwezig was in het extract.

In broodkeuringen wordt het aroma van brood gemaakt met zuurdesem op basis van volkoren meel als "zuurder, moutiger en meer gefrituurd" omschreven. Zoals blijkt uit de tabel zijn in beide broden precies dezelfde componenten aanwezig maar de verhouding waarin ze aanwezig zijn is totaal verschillend.

De temperatuur

Micro-organismen hebben een optimum temperatuur waarbij zij het snelst groeien en bij die optimale temperatuur verloopt hun metabolisme sneller.

Soort micro-organisme

L. sanfranciscensis en L. fermentum zijn heterofermentatief, terwijl L. alimentaris homofermentatief is. Een analyse met de gaschromatograaf van de vluchtige bestanddelen, geeft volgende resultaten (TA = 150).

Resultaten zijn uitgedrukt in "relatieve piek oppervlakte" = (piek oppervlakte van de vluchtige component x 100) /(piek oppervlakte van de interne standaard stof).

Consistentie van de zuurdesem

De hoeveelheid water aanwezig speelt een belangrijke rol. Volgende tabel geeft aan wat het verschil is in de concentratie van een aantal vluchtige componenten in functie van de TA. In beide gevallen worden de resultaten van L. sanfranciscensis gerapporteerd.

De hoeveelheid titreerbare zuren is lager bij een TA = 300 dan bij een TA = 150. Als men dit echter terugrekent in functie van de hoeveelheid meel dan is de hoeveelheid titreerbare zuren lager bij een TA = 150.

De rijpingsduur

De tijdspanne gedurende welke men de micro-organismen gaat laten inwerken op het substraat, gaat een invloed hebben op de pH. Hoewel, zoals hoger al vermeld, er een moment komt dat de verzuring stopt. De lage pH (3,8 – 4,0) remt de melkzuurbacteriën.

De pH geeft indicatie van de zuurachtige smaak en geur van een brood. Het volgend overzicht geeft de relatie weer tussen de pH van de kruim en de organoleptische beoordeling:

• pH 5,5 : niet zuur
• pH 5,1 : licht zuur
• pH 4,7 : zuurachtig
• pH 4,3 : duidelijk zuur zoals Duits roggebrood

Bij te lage pH waarden gaat het deeg beginnen plakken. Zo zijn degen met een pH van bijvoorbeeld 3,8 machinaal niet te verwerken. Het is natuurlijk niet zo dat de pH van het deeg te laag zal worden als de pH van het zetsel laag is. Bij gebruik van een zetsel met pH 4,7 zal het deeg onmiddellijk na het kneden nog steeds een pH van ongeveer 5,5 hebben.

Commercieel beschikbare zuurdesems

Een aantal grondstoffabrikanten bieden tegenwoordig zuurdesems aan die op een industriële manier bereid zijn. Zoals bij de meeste van die zaken zit er veel kaf tussen het koren. Ik wil op de eerste plaats een lans breken om de bakker aan te sporen terug zelf zijn zuurdesem te maken. Zo moeilijk is het nu ook weer niet. Het vergt alleen zorgzaam vakmanschap. Commerciële zuurdesems worden in grote lijnen gemaakt zoals een ambachtelijk zuurdesem. Na het beëindigen van de rijpingsfase worden zij meestal gedroogd en vermalen. Sommige worden niet gedroogd maar verdund om als vloeibaar zuurdesem verkocht te worden. Hoe dan ook, de meeste commercieel beschikbare zuurdesems hebben de eigenschap van minder goed verteerbaar te zijn. De oorzaak hiervan is dat zij meestal - naast de zuurdesem zelf - een aantal toevoegingen bevatten om het zaakje te stabiliseren of om steeds een bepaalde zuurtegraad te hebben. Dit laatste wordt meestal bereikt door het toevoegen van chemische zuren, die weliswaar de zelfde chemische formule hebben als de zuren gevormd tijdens de productie van zuurdesem, maar die dus niet op een natuurlijke manier gevormd zijn.

Poolish

In het jaar 1840 werd in Polen voor de eerste maal gewag gemaakt van degen bereid met een poolish. Het waren echter terug de Weense bakkers die in dezelfde eeuw deze techniek aan de Parijse bakkers aanleerden tijdens een demonstratie. Het waren trouwens ook de Weense bakkers die croissants uitvonden en niet de Franse bakkers.

Na de introductie van "industrieel" geproduceerde gist (1872 - Fould - Springer) werd poolish meer en meer toegepast in de Franse bakkerijen en werd het na 1885 bijna overal gebruikt. Het is ook uit die tijd dat brood gemaakt met echte zuurdesem "frans brood" genoemd wordt.

Hoewel een poolish voor alle degen makkelijk toepasbaar is, is het gebruik ervan niet altijd aangewezen. Producten gemaakt met een poolish krijgen typische kenmerken. Het brood zal een krokantere korst hebben en een onregelmatige kruim met relatief grote gaten. Het smaakt minder zuur dan brood gemaakt met zuurdesem. Trouwens het al dan niet zuur smaken van het brood kan men sturen door de hoeveelheid poolish die men toevoegt enerzijds en uiteraard ook door de zuurtegraad van poolish zelf. Fijnproevers zullen in de smaak een subtiel notenaroma ontdekken. Degen die gekneed zijn met een poolish zijn soepel en laten zich gemakkelijker langsteken in het geval van een stokbrood. Dit verschijnsel is te wijten aan de gedeeltelijke afbraak van het glutennetwerk door het gebruik van poolish. Het gebruik van poolish was een beetje in onbruik geraakt maar kent op dit ogenblik een "revival" omdat men toch terug wil naar het brood van weleer.

Poolish wordt meestal aangemaakt uit evenveel water als bloem waaraan men een hoeveelheid gist gaat toevoegen. De hoeveelheid gist die men toevoegt hangt af van de duur van rijpingsproces. Meestal laat men de poolish 1 à 4 uur rijpen hoewel het ook langer kan. Het rijpen vindt meestal plaats bij 32°C en daarna wordt de poolish gekoeld tot ongeveer 4 - 8°C. Naargelang de hoeveelheid gist die men in de poolish gebruikt gaat men nog of juist niet, gist toevoegen aan het deeg.
 

Voor meer informatie kun je mailen met auteur Noël Haegens / Click here for the Englisch version.