Rijzen

Rijzen

Inleiding

Vooraleer dieper in te gaan op het rijzen, enkele bedenkingen over de fase die daar net aan vooraf gaat, nl. het afwegen en de vormgeving van het brood. Meestal staat men weinig stil bij deze fase, nochtans zitten er een aantal aspecten aan vast die we goed in het oog moeten houden:

• Het is eerst en vooral belangrijk zich te realiseren dat de rijs begint van zodra het deeg gekneed is en dat deze duurt tot op het moment dat de gist volledig afgestorven is onder invloed van de temperatuur in de oven. Dus de rijs begint in de kneder en eindigt in de oven. Dit in tegenstelling tot de klassieke opvatting die het rijsproces gaat verdelen in een kuiprijs, een voorrijs en een narijs. Nog anders gezegd, de technologische momenten die we "afwegen", "opbollen", "langmaken", "prikken" of "insnijden" noemen zijn niets anders dan mechanische interventies die plaats vinden tijdens de rijs.

• De afweger is een heel belangrijke machine : zij bepaalt het eindgewicht van het product en dus onrechtstreeks het volume van het product, het egaal gebakken zijn van alle broden in de oven en niet te vergeten – het vlotte verloop waarmee het inpakken kan gebeuren. Het is absoluut noodzakelijk dat men er zich van bewust is dat een gelijkmatig gewicht van alle broden de hoeksteen is van een geslaagde industrialisatie van de broodbereiding.

• Fermentatie door gistcellen heeft een sterke invloed op de rheologie. Gist zal vooral koolstofdioxide vormen. Wanneer de koolstofdioxide oplost in het water, daalt de pH waardoor er een kleine verandering optreedt in de configuratie van de glutenproteïnen en de rheologische eigenschappen van het deeg wijzigen. De verandering van de pH heeft ook een effect op enzymsystemen die werkzaam zijn op glutenproteïnen en op de reactiesnelheid van enkele aanwezige oxidatiemiddelen.

• Dan is er nog de vorm. Voor zover ik weet bestaan er geen studies over het belang van de regelmatigheid van de vorm van het brood. Ik ben er nochtans van overtuigd dat het gelijkvormig zijn van alle deegstukken belangrijk is voor de regelmaat van de kwaliteit van het eindproduct.

In deze context is het goed volgende zaken in het achterhoofd te houden:

• De fabrikanten van afwegers hebben de gewoonte van de nauwkeurigheid uit te drukken in procenten. Men zegt dan zoiets als "tot op 5 % nauwkeurig". Plus of min 5 % natuurlijk en dat betekent een afwijking tussen het kleinste en het grootste brood van 10 %. Voor een brood van 800 g, waarvoor we 960 g gaan afwegen, betekent dit dus bijna 100 g. Vrij veel dus.

• Daarenboven gaan de fabrikanten er van uit dat het deeg heel homogeen en vrij intensief gekneed wordt en geen kuiprijs gekregen heeft. Het is namelijk zo dat alle afwegers "volumetrisch" werken. Met andere woorden, men meet een volume af en geen gewicht. Het is dus begrijpelijk dat het specifiek gewicht (ml/g) een invloed gaat hebben op de nauwkeurigheid waarmee de machine werk. Door de kuiprijs ontstaan er luchtbellen in het deeg, dus het specifiek gewicht verandert en dus dragen de luchtbellen bij tot de variatie in het afweeggewicht. Indien we een kuiprijs toepassen is het dus noodzakelijk het deeg toe te slaan, zoals dat dan heet in het vakjargon. De al gevormde luchtbellen worden daardoor terug fijn verdeeld in het deeg en dit om de het afweeggewicht zo constant mogelijk het krijgen. Het gevolg is wel dat wij een fijne regelmatige kruim krijgen, maar bij broden waarbij een open, grove, onregelmatige kruimstructuur gewenst is, kan men het toeslaan niet toepassen en moet men dus aanvaarden dat er grotere gewichtsverschillen optreden tussen de afzonderlijke broden.

• Om dezelfde reden is het ook belangrijk dat het deeg niet te groot is. Hoe groter het deeg is, hoe langer het duurt voor het volledig zal afgewogen zijn. Tijdens die periode rijst het deeg ook en verandert het specifiek gewicht. Dus degen moeten binnen een redelijke tijd verwerkt zijn. Als vuistregel kan men aannemen dat één deeg op 10 minuten moet verwerkt zijn.
Gedurende de vormgeving van het brood gaat men het deeg ontgassen. Het is niet belangrijk of men dit doet met een kegelopboller, of met een machine van het type met twee contraroterende transportbandjes, of met een langmaker zoals er gebruikt wordt in de productie van stokbrood.

Belangrijker zijn de twee effecten die deze mechanische actie heeft:

1. De gasbellen die in het deeg aanwezig zijn worden opnieuw verdeeld en verkleind in het deeg. Er worden tijdens deze fase geen nieuwe luchtbellen aan het deeg toegevoegd: de bestaande luchtbellen worden fijntjes herverdeeld in twee of meerdere gasbellen die natuurlijk kleiner zullen zijn dan de oorspronkelijke gasbel. Het gevolg hiervan is dat men een meer gelijkmatige kruimstructuur gaat verkrijgen.

2. Door de mechanische actie gaan de gluten zich oriënteren in de richting van de actie zelf. Als gevolg hiervan lijkt het gluten netwerk sterker te worden, het deeg wordt "taaier". Het deeg wordt iets weerbarstiger. Gaat men trachten na een dergelijke mechanische interventie het deeg nogmaals te vervormen, dan keert het onmiddellijk terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Het is daarom noodzakelijk een korte rustperiode in te lassen na elke mechanische bewerking zodanig dat het deeg zich kan ontspannen vooraleer weer aan een volgende mechanische bewerking bloot gesteld te worden.
De principes die tijdens het rijsproces spelen werden bestudeerd door Louis Pasteur ongeveer 100 jaar geleden. Deze Franse onderzoeker was de eerste die het vergisten van suiker als een chemische reactie opschreef:

C6H12O6–> 2CO2 + 2C2H5OH + 113 kJ

Uit 1 gram suiker worden er 0,464 g koolzuurgas (CO2), 0,486 g alcohol (C2H5OH) en 0,05 g aromatische stoffen gevormd. Tevens komt er een hoeveelheid warmte vrij.

De rol van de gist

De gist is verantwoordelijk voor:

1. De ontwikkeling van het deeg: tijdens het rijzen treden er veranderingen op in de structuur van de gluten en die veranderingen noemen we het rijpen van het deeg.
2. De productie van een juiste hoeveelheid koolzuurgas op het juiste ogenblik om het deeg te doen "rijzen" (en hiermede wordt letterlijk "het opblazen" bedoeld).
3. Het ontwikkelen van aantal aromatische componenten die de karakteristieke geur en smaak aan het eindproduct geven.

a. Het rijpen van het deeg

Gedurende het rijzen veranderen de rheologische eigenschappen van het deeg als gevolg van een aantal fysische, chemische en enzymatische reacties die plaats vinden in het deeg. In hoeverre de rijs het rheologisch gedrag van het deeg beïnvloedt is nog onvoldoende bestudeerd om een sluitende verklaring te kunnen geven. Het lijkt erop dat een aantal factoren die elkaar onderling in een grotere of kleinere mate gaan beïnvloeden, een belangrijke rol spelen. Sommige van die factoren, zoals de hydratatie van het zetmeel en de gluten, zijn onafhankelijk van de gist. Andere factoren hangen zeker en vast samen met het gistingsproces. De voornaamste zijn:

• De daling van de pH die een gevolg is van het feit dat het koolzuurgas zal oplossen in het vrije water aanwezig in het deeg om zo koolzuur te vormen
• De verlaging van de oppervlaktespanning – veroorzaakt door de alcohol – die zich voordoet op het raakvlak van de verschillende fazen (gas, vaste stof, vloeistof) die aanwezig zijn in het deeg.
• De expansie zelf van het deegstuk (mechanische energie) als gevolg van de gasproductie.
• Het relaxeren van het deeg als gevolg van de enzymatische reacties die plaats vinden tijdens het rijzen. De mechanismen die hier een rol inspelen zijn nog onvoldoende bestudeerd om deze volledig te begrijpen. De enzymen die hier aan de orde zijn, zijn de proteasen die peptide bindingen gaan verbreken en de glutionreductase, die door middel van een reductie reactie de disulfide bindingen in de gluten gaan afbreken.

b. de productie van koolzuurgas

Hier moeten we een aantal factoren beschouwen die een invloed gaan hebben op de productie van CO2 en dit niet alleen op de hoeveelheid geproduceerd gas maar ook op de snelheid waarmee het koolzuurgas gevormd wordt. Die factoren worden op hun beurt beïnvloed door de fysische eigenschappen van het deeg die dan weer afhankelijk zijn van het type meel. Dit alles om aan te geven hoe complex het geheel is.

We gaan één voor één een aantal van deze factoren van naderbij bekijken.

• De hoeveelheid gebruikte gist en de rijssnelheid. Het zal duidelijk zijn, dat hoe meer gist er aanwezig is, hoe groter de rijssnelheid zal zijn. In andere woorden, indien de tijd en de temperatuur constant zijn, zal de hoeveelheid geproduceerd koolzuurgas recht evenredig zijn met de hoeveelheid gebruikte gist. Door dus meer of minder gist toe te voegen, bij een gelijkblijvende temperatuur, kan men de tijd die nodig is om het gewenste volume van het brood te bereiken, gaan sturen. Het is echter wel zo, dat dubbel zoveel gist niet wil zeggen half zoveel tijd. Indien men een volume X wenst te bereiken en men gebruikt 1 kg gist per 100 kg bloem dan heeft men bijvoorbeeld 4 uur rijstijd nodig. Indien men 2 kg gist zou gaan gebruiken dan wordt die tijd niet gehalveerd, maar wordt hij ongeveer 3 uur.

• De deegtemperatuur en rijssnelheid : men kan de snelheid van het rijzen beïnvloeden via de temperatuur van het deeg. Wat volgt geeft de resultaten weer van een vrij eenvoudige proef: er werden degen gemaakt van verschillende temperaturen en dezelfde hoeveelheid gist natuurlijk. We hebben de tijd gemeten om hetzelfde volume brood te behalen: een deeg van 24°C (205') een deeg van 27°C (168'), een deeg van 30°C (136') en een deeg van 33°C (106') om hetzelfde eindvolume te bereiken. Kwalitatief gezien zijn er weinig verschillen tussen een brood gemaakt van een deeg van 24°C en een brood gemaakt van een deeg van 27°C. Naarmate echter de temperatuur dan stijgt, wordt de kwaliteit van het brood steeds minder goed. Het brood gemaakt met deeg van 33°C heeft zeker en vast een minderwaardige kwaliteit. Er is geen verklaring voor dit fenomeen. Wat bijzonder is dat men ook een korte rijstijd kan bekomen door meer gist te gebruiken. Indien men in zo’n mate gist gebruikt om ongeveer dezelfde rijstijd (106’) en dus rijssnelheid te verkrijgen, dan vindt, eigenaardig genoeg, het verschijnsel kwaliteitsverlies niet plaats. Men zou de oorzaak kunnen gaan zoeken in de rheologische eigenschappen van het deeg. Inderdaad, hoe hoger de deegtemperatuur, hoe minder viskeus het deeg, hoe slapper het deeg. Om dit tegen te gaan kan men minder water toevoegen. Maar ook in dit geval krijgt men brood van een minderwaardige kwaliteit. De resultaten tonen aan dat de rijssnelheid met ongeveer 10 % stijgt per °C. Dit is een vrij belangrijk gegeven. In een automatische lijn kan men zo maar niet de rijstijd wijzigen. Dus een deeg van 26°C zal in dezelfde tijd 10 % meer CO2 produceren als een deeg van 25°C. Het gevolg hiervan is dat het brood ook volumineuzer zal zijn… en groter brood is niet altijd beter brood. Het betekent wel meer kratten en vrachtwagens voor hetzelfde aantal kilogram product te vervoeren.

De deegtemperatuur is nog voor een paar andere aspecten belangrijk:

• Koude degen hebben de neiging gemakkelijker te plakken. Dit komt omdat de vochtigheid uit de lucht gaat condenseren op het koude oppervlak.
• Warme degen gaan uitdrogen tijdens het rijzen, waardoor dat er een droge huid ontstaat aan het oppervlak van het deeg. En deze droge huid geeft op zijn beurt een eerder harde korst en geen krokante korst.

Er moet ook opgemerkt worden dat de luchtvochtigheid op zichzelf de rijssnelheid helemaal niet beïnvloed. Ze zorgt ervoor dat ofwel de degen gaan plakken (als ze te koud zijn) of gaan uitdrogen (als ze te warm zijn). Uit dit alles volgt dat de keuze van de deegtemperatuur een belangrijke keuze is. Men kan stellen dat een lagere deegtemperatuur 23°C - 26°C) samen met een omgevingstemperatuur van enkele graden hoger (2 à 3°C hoger dan de deegtemperatuur) met een niet al te hoge relatieve vochtigheid in de rijskasten (70 % – 85 %), het beste resultaat geven.

De osmotische druk: een hoge concentratie suikers, zout en andere water oplosbare stoffen vertragen de gisting. Een gekend fenomeen is het feit dat confituur of honing nooit beschimmeld. Er bestaan echter wel bepaalde types gisten (zoals S. melis, S. rouxii) die wel producten kunnen vergisten met een hoog suikergehalte. Dit heeft niets te maken met het feit dat suiker of zout bacteriostatische eigenschappen zou hebben maar wel met een fenomeen dat men osmotische druk noemt. Dit moet men zich als volgt voorstellen: aan de buitenkant van de gistcel zit een semi-permeabele membraan. Dit betekent dat de celwand wel water doorlaat maar niet de stoffen die in dat water zijn opgelost. Zij worden door de celwand tegengehouden en kunnen op die manier niet in de cel binnendringen. De richting waarin het water zich gaat verplaatsen hangt af van de concentratie opgeloste stoffen binnen of buiten de cel. Zijn er veel opgeloste stoffen in het deeg dan zal het water (dat zich in de cel bevindt) zich verplaatsen van de cel naar het deeg. Door dit vochtverlies zwakt de cel af en verliest hij de kracht waarmee hij kan vergisten. En dat is de verklaring waarom suiker rijke degen minder gemakkelijk vergisten dan andere.

Ook de pH heeft een invloed op de rijssnelheid maar op dit gebied moet nog heel wat onderzoek gebeuren. Men heeft nochtans vastgesteld dat tussen pH 6 en pH 4, de rijssnelheid praktisch niet wijzigt. De gist verliest echter zeer snel zijn CO2 vormend vermogen als de pH daalt beneden 3,5. Het lijkt echter dat ook het type aanwezige suikers een invloed heeft. Indien er vrij veel maltose aanwezig is dan houdt de gisting praktisch op bij pH 3,5 maar in de aanwezigheid van glucose gaat de gisting verder zij het met een tragere snelheid. De pH speelt natuurlijk ook een belangrijke rol in de smaak van de kruim.

Voor wat betreft de aanwezigheid van alcohol in het deeg zijn er geen of heel weinig gegevens beschikbaar. Het werk van Pasteur geeft enige informatie: uit 100 g suiker worden er 48,6 g alcohol gevormd. Gewoonlijk vergist de gist in normale omstandigheden tussen 4 en 6 gram suiker. Dit betekent dat er ongeveer 2 à 3 gram alcohol gevormd wordt tijdens het gistingsproces. Deze hoeveelheid volstaat om het gistingsproces te vertragen en op het einde van het rijsproces vertraagt de rijssnelheid met zo’n 20 – 30 % naargelang de omstandigheden waarin het rijzen plaats vindt.

Ook de hoeveelheid suiker zal een invloed hebben op de rijssnelheid. Men kan een simpele proef doen door meer suiker toe te voegen aan het deeg en dan te meten hoelang het duurt een bepaald volume bereikt wordt. Als het deeg meer dan 2 % suiker bevat vertraagt het rijsproces. Dit kan verklaard worden aan de hand van de osmotische druk. Ook het type suiker speelt een rol. Glucose, fructose en sacharose worden praktisch even snel en even gemakkelijk vergist door de gist, hoewel hij een lichte voorkeur heeft voor glucose. Als men maltose gaat toevoegen echter ziet men geen wijziging in de snelheid waarmee het deeg vergist wordt en is de snelheid praktisch gelijk aan de snelheid die men vaststelt wanneer er geen suiker aanwezig is. In dit geval is de rijssnelheid afhankelijk van de snelheid waarmee de maltose getransporteerd worden van het deeg naar de gistcel.

Het zout speelt eveneens een voorname rol. Een deeg zonder zout heeft een rijssnelheid die 125 % bedraagt van een deeg met 2 % zout. Een deeg dat 6 % zout bevat rijst helemaal niet meer.

Daarnaast mag men de invloed van de hoeveelheid toegevoegd water niet onderschatten en ook hier kunnen de resultaten verklaard worden aan de hand van de theorie van de osmotische druk. Inderdaad, naarmate men minder water gaat gebruiken, zal de concentratie van de opgeloste stoffen in het water hoger zijn, dus het water dat aanwezig is in de gistcel zal zich verplaatsen van de cel naar het deeg en op die manier wordt het rijsproces vertraagd. Ook zal het zout een rol gaan spelen. Indien we in de volgende proeven steeds 2 % zout op de bloem gebruikt hebben, is er in proef 1, 2 delen zout aanwezig op 40 delen water of 5 %. In proef 6 echter zijn er 2 delen zout aanwezig op 56 delen water of 3,6 %. Het is belangrijk te onthouden dat er geen wijziging optreedt in de rijssnelheid bij degen zonder zout.

Vetstoffen hebben als zodanig geen invloed op de rijssnelheid. Nochtans is het zo dat bij een deeg met vrij veel vet, men de hoeveelheid water gaat aanpassen om dezelfde consistentie van het deeg te bereiken. En daarom gaat het deeg trager rijzen, niet omdat er vet aanwezig is, maar omdat in vetrijke degen minder water gebruikt wordt.

Tenslotte nog een woordje over melkpoeder. Melkpoeder wordt vrij veel gebruikt in de bakkerij als smaakverbeteraar enz. Door het toevoegen van melkpoeder gaat de rijssnelheid dalen. Melkpoeder bevat namelijk ongeveer 35 % lactose en 6 % in water oplosbare mineralen. Dit gaat de osmotische druk beïnvloeden en dus op zijn beurt de rijssnelheid vertragen.

Uit dit alles blijkt dat de factor tijd op zichzelf geen invloed heeft op de rijssnelheid, maar dat de tijd die nodig is om een deeg goed te laten rijzen op zijn beurt afhankelijk is van een hele reeks factoren. Waarom hechten we in de praktijk dan zoveel belang aan de rijstijd ? Het antwoord op die vraag is vrij eenvoudig: het is een parameter die gemakkelijk kan aangestuurd worden en dus gaat men de factoren die wel een invloed hebben via de tijd trachten te besturen. Er is niets verkeerd met die benadering op voorwaarde dat men zich goed bewust is van het mechanisme en men heel goed weet welk resultaat men wil bereiken. In andere woorden, de pH bijvoorbeeld mag niet het resultaat zijn van een vast bepaalde rijstijd die men kost wat kost wil constant houden. Nee, de rijstijd moet een gevolg zijn van een welbepaalde pH die men wil bereiken om een bepaalde smaak te bekomen.

c. Het aroma

Als men naar een schilderij kijkt, dan telt men niet het aantal keren dat het penseel over het doek gegaan is. Als men naar muziek luistert, dan telt men het aantal noten niet. Als men een boek leest dan gaat men niet de logische opbouw van de zinnen analyseren. Nee, het is een geheel van indrukken, het effect dat de muziek of het schilderij heeft op ons. Zo is het ook met smaak. Men moet zich laten gaan bij het proeven van een of ander product. Het is de indruk die het ons geeft die bepaalt of het al dan niet lekker is.

Men hoort ook heel dikwijls zeggen dat het brood van vroeger beter smaakte. En men gaat impliciet aangeven dat de oorzaak hiervan is dat de bakker van vandaag een minder goed vakman is dan de bakker van weleer. Nochtans is dit helemaal niet waar. Het moet duidelijk zijn dat het vergelijken van twee aroma’s, waarvan een slechts bestaat als "herinnering", onmogelijk is. Hoe kan men beweren dat het brood van weleer meer aroma bezat wetende dat aroma iets is dat heel vluchtig en heel labiel is ? De waarheid is dat het brood meer en meer op allerlei verkooppunten zijn intrede gedaan heeft en dat het gemiddeld genomen minder vers wordt aangeboden dan vroeger toen het alleen bij de warme bakker beschikbaar was.

Maar wat is aroma ? Aroma is een sensatie die men ervaart via de neus en de tong en die veroorzaakt wordt door heel kleine hoeveelheden vluchtige stoffen die onze smaakpapillen en reukorgaan prikkelen. Deze vluchtige aromatische stoffen ontstaan in de eerste plaats tijdens het rijzen. Ze bestaan uit alcoholen, esters, organische zuren, aldehyden, ketonen enz. Het grootste gedeelte van deze stoffen verdampt en verdwijnt tijdens het bakken (daarom ruikt het bakken van brood ook zo lekker) maar de aldehyden en ketonen, die niet zo gemakkelijk vervliegen dragen bij tot de vorming van het aroma dat zo karakteristiek is voor brood. Ook tijdens het bakken, door reacties die optreden tussen de eiwitten en de suikers, worden er aromatische stoffen gevormd die een invloed gaan hebben op het uiteindelijk aroma van het brood.

Wel moet er gezegd worden dat er bij de natuurlijke vergisting (met weinig of geen gist, maar door middel van zuurdesem) een totaal ander aroma tot stand komt dan bij een proces waarbij men (overmatige hoeveelheid) gist gaat gebruiken. De volgende tabel geeft aan welke organische zuren die men gevonden heeft in een deeg en in welke hoeveelheid zij voorkwamen:

Bij gaschromatografisch onderzoek van een gerezen deeg heeft men 62 stoffen gevonden die een rol spelen bij de vorming van het aroma van brood. Hiervan zijn er 42 geïdentificeerd geweest. De andere stoffen weet men helemaal niet wat ze zijn. Dit om aan te geven hoe ingewikkeld het aroma van brood wel is.

Men de term "poolish" bedoelt men het volgende: 1/3 van de bloem wordt gemengd met eenzelfde hoeveelheid water. Daaraan voegt men 0,5 à 1,0 % gist toe en men laat het mengsel gedurende 5 uur bij 22°C vergisten. Daarna voegt men de andere grondstoffen toe.

Rijs en ovenrijs

a. narijs

Een bijzonder kenmerk van deeg is dat het in staat is het gas te weerhouden dat tijdens de rijs gevormd is. Dit kan men zien omwille van het feit dat het deeg volume gaat toenemen. De toename van het volume omwille van de verhoogde gasproductie door de gist gedurende de eerste minuten van het bakproces, noemt men de ovenrijs. De grootte van de ovenrijs is afhankelijk van de kwaliteit van het deeg. Deeg die een laag gasweerhoudend vermogen heeft zal een kleine ovenrijs hebben en omgekeerd. Het gas gevormd tijdens het rijzen en tijdens de ovenrijs, samen met de capaciteit van het deeg om dat gas vast te houden, bepalen dus het uiteindelijke volume van het brood.

Zoals voorheen al gezegd, wordt de uiteindelijke kruimstructuur bepaald tijdens het kneden. De CO2, die gevormd wordt tijdens het rijzen, zal diffunderen in de luchtbelletjes die men in het deeg inbrengt tijdens het kneden. Hierdoor worden die luchtbelletjes groter en de druk binnenin de gasbellen wordt groter.

Een deeg gekneed in het luchtledige heeft een specifiek volume van ongeveer 0,8 cm³/g. Om een brood van 800 g te maken heeft men ongeveer 880 g deeg nodig. Die 880 g, indien gekneed zonder lucht, hebben dus een volume van 704 cm³ of 0,7 dm³. Een deegstuk van 880 g dat niet in het luchtledige werd gekneed heeft een volume van ongeveer 1 dm³. Hieruit mogen we besluiten dat in een vers gekneed deeg bestaat uit ongeveer 70 % deeg en 30 % lucht. Na het rijzen heeft het deegstuk een volume van 2,9 dm³. Met andere woorden het deegstuk bevat nu 2,2 dm³ gas. De deegfase, de vaste materie, is gedaald van 70 % naar ongeveer 25 %. De rest van het volume is gas. Hieruit blijkt dat de verhouding continue fase (deeg) – gasfase, grondig gewijzigd wordt tijdens het rijzen. Dat is ook de reden waarom men een gerezen deegstuk vrij gemakkelijk kan vervormen terwijl een niet gerezen deegstuk zijn oorspronkelijke vorm terug zal aannemen. Als men op een gerezen deegstuk duwt dan gaat men de gasbellen in het deeg samendrukken. Wanneer men de druk die men met de vinger uitoefent wegneemt, dan gaan de gasbellen hun oorspronkelijke vorm terug aannemen en de vingerafdruk verdwijnt van het deeg oppervlak.

b. ovenrijs

Hoewel de "ovenrijs" een fenomeen is dat tijdens het bakken plaats vindt, is het logisch dat het besproken wordt in het hoofdstuk over de gisting. De reden hiervoor is dat men goed voor ogen moet houden dat het rijzen maar ophoudt op het ogenblik dat de gist sterft. En dit gebeurt als de temperatuur van het deeg zo’n 55°C bereikt heeft en dat gebeurt in de oven. Het vergistingsproces gaat dus verder in oven gedurende de eerste minuten van de baktijd. En de snelheid waarmee het vergistingsproces verloopt dat ogenblik is zeer groot gezien de stijgende temperatuur.

Het deegstuk gaat verder uitzetten en groter worden. Dit is het gevolg van de versnelde gasproductie tijdens de eerste minuten van het bakproces. Indien men een brood bak waarvan het deeg in het vacuüm gekneed was, dan gaat het volume praktisch niet wijzigen. Dus zijn niet de gluten of het deeg zelf waarvan het volume groter wordt. Het is uitsluitend de gasfase die zich uitzet.

De ovenrijs houdt op, op het ogenblik dat de structuur van de kruim gefixeerd wordt. Dit gebeurt rond de 65°C – 70°C. Boven deze temperatuur gaan de celwanden scheuren en kan het gas ontsnappen. Het is duidelijk dat bij een groot brood de kruimstructuur eerder gefixeerd wordt dan in het centrum van het deeg. Met andere woorden, de ovenrijs gaat door in het centrum terwijl het brood aan de buitenzijde al vrij rigide geworden is. Als gevolg hiervan gaat de korst scheuren. Terug moet men onderlijnen dat het tijdstip waarop en in welke mate dit fenomeen zich voordoet, afhangt van de kwaliteit van de bloem.

De stijging van het volume van het brood is afhankelijk van 4 factoren:

• Verdampen van het water en andere vluchtige stoffen.
• Uitzetting van het gas onder invloed van de stijgende temperatuur.
• Een verhoogde enzymatische activiteit van de gist naarmate de temperatuur stijgt.
• Een verlaagde oplosbaarheid van het gas in het deeg vocht.

In hoeverre iedere factor afzonderlijk bijdraagt tot de stijging van het volume is moeilijk te bepalen. Nochtans kan men volgende overwegingen maken:

• Gedurende de ovenrijs gaat de temperatuur stijgen van 30°C tot 70°C. Op dat moment wordt de structuur gefixeerd. Omwille van die stijging gaat de waterdampspanning in het deeg ook toenemen. Men gaat ervan uit dat de gasdruk stijgt van 27 mm Hg tot zo ongeveer 200 mm Hg. Dit komt overeen met een volume stijging van ongeveer 7 dm³.

• De voornaamste bestanddelen, alcohol en CO2, die eerst opgelost waren in de waterige fase van het deeg, gaan overgaan naar een toestand van gas. De bijdrage die dit fenomeen zou leveren aan de stijging van het volume wordt geschat op 0,4 dm³.

• De snelheid waarmee de gist gas vormt wordt steeds groter tot zo'n 45°C om volledig op te houden bij 55°C. Men weet niet hoeveel gas er in deze fase nog gevormd wordt. Zeker is dat dit afhankelijk is van de hoeveelheid gist maar ook van de manier waarop de gist sterft onder invloed van de warmte (sommige stammen zijn meer resistent tegen de warmte dan andere stammen).

De volgende tabel geeft een samenvatting weer van de evolutie van het volume van het brood gedurende de narijs en ovenrijs (deegstuk van 880 g gebakken in blik):

Microflora en organische zuren in gegist deeg

Typisch voor de microflora van een gegist deeg is de aanwezigheid van twee hoofdgroepen micro-organismen: melkzuurbacteriën en gisten.

De stofwisselingsproducten van deze micro-organismen hebben een aromatiserende functie en zullen de uiteindelijke smaak van het brood bepalen. Beide groepen leven in symbiose in het deeg. Dit samen leven zorgt voor een grote stabiliteit vermits verscheidene zuurdesems generatie na generatie gebruikt worden zonder verlies van activiteit. Dit is vrij merkwaardig aangezien de twee groepen micro-organismen totaal verschillend zijn voor wat betreft hun celstructuur, afmetingen, groeisnelheid en metabolisme (Onno, 1993, Les levains de panification microbiologie, Industries des Céréales, 82, p. 11 – 18).

a) Melkzuurbacteriën

Melkzuurbacteriën zijn procaryotische cellen die ofwel staafvorming of rond zijn. 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. sanfrancisco). 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 genus Lactobacillus wordt in 3 groepen ingedeeld die op hun beurt gesplitst worden in subgroepen. De drie hoofdgroepen zijn:

• Obligaat homofermentatief
• Facultatief heterofermentatief
• Obligaat heterofermentatief

De homofermentatieve melkzuurbacteriën zetten glucose om in melkzuur via de fructose – difosfaat route. De heterofermentatieve melkzuurbacteriën produceren via de hexose – monofosfaat route zowel melkzuur als azijnzuur, als alcohol als koolstofdioxide.

De meest voorkomende homofermentatieve melkzuurbacteriën zijn: L. plantarum, L. casei, L. farciminis, L. alimentarius en L. acidophilus. De voornaamste heterofermentatieve melkzuurbacteriën zijn L. brevis lindneri, L; fermentum, L. fructivorans en L. buchneri. Van al deze stammen zijn L. brevis lindneri, L. fermentum, L. plantarum en L. casei belangrijk voor een goede aroma opbouw.

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 2.10 8 tot 6.10 9 cellen per gram.

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 groei temperatuur 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.

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 spore-elementen 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 goed 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 dit 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.

b) Gisten

De in de zuurdesem aanwezige gisten hebben een afmeting van 4 tot 30µ. Er bestaan ontelbare studies over de in zuurdesem voorkomende gisten (Spicher 1983 in Brot und Backwaren 10, p. 271 – 273; Lorenz 1981 in Bakers Digest, februari, p. 32 – 36; Lönner et al in Food biotechnology, VCH Publishers, p. 844; Vandedrinck S. eindwerk, universiteit van Gent, faculteit toegepaste biologische wetenschappen, p. 120). De meest voorkomende gisten zijn: Saccharomyces cerevisiae, S. exiguus, S. turbidans, S. marchalionus, S. delbruckii, S. servacci, Pichia saitoi, Candida krusei, C. holmii, C. tropicalis, C. milleri, C. norvegensis, Hansenula anomala, Torulopsis albida, Torula holmii, Torulaspora delbruckii, om maar de voornaamste op te sommen.

Meestal zijn S. cerevisiae en C. krusei de dominerende soort. Deze zuurdesemgisten zijn gewoonlijk meer zuur- en temperatuurresistent dan commerciële bakkersgist. Ze hebben bijgevolg ook een hogere rijscapaciteit in zuurdesem. De zuurdesemgisten vertonen meestal volgende karakteristieken:

• Goede zuurbestendigheid.
• Hevige gisting.
• Sterke groeikracht in zuurdesem.
• Capaciteit om sacharose, dextrose, levulose, maltose en raffinose te verbruiken.

Wat betreft hun vorm zijn de zuurdesemgisten meestal grote ronde tot ovale cellen. Wanneer ze gekweekt worden vormen ze geelwitte, licht glanzende straalvormige kolonies. Hoewel de melkzuurbacteriën ook een redelijke capaciteit hebben om deeg te doen rijzen, wordt het rijzen van een zuurdesem in hoofdzaak bepaald door de aanwezige gisten. De activiteit van de gisten wordt op haar beurt bepaald door de hoeveelheid azijnzuur en in veel mindere mate door de hoeveelheid melkzuur.

Het kiemgetal van gisten in een natuurlijke zuurdesem bedraagt gemiddeld 10 6 tot 3.10 8 cellen per gram.

c) Organische zuren

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 zuurachtige en scherpe smaak. Het zorgt bovendien voor een stabiel deeg door de peptidatie van de water oplosbare eiwitten. Azijnzuur heft 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 ttz (totale titreerbare zuren) en de pH-waarde. De ttz worden bepaald via titratie met NaOH.

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).

Slotbeschouwingen

We hebben getracht de fenomeen van het rijzen nader toe te lichten. Welke zijn de factoren die de bakker kan beïnvloeden en kan sturen tijdens het proces:

• De temperatuur.
• De vochtigheid.
• De tijd.

Het belang van iedere afzonderlijke factor is toegelicht. De vochtigheid heeft alleen belang voor de hoedanigheid van de korst, terwijl de temperatuur en de rijstijd de factoren zijn die de bakker moet sturen. Deze gaan indirect de kwaliteit van het eindproduct gaan bepalen. In dit verband bestaan er twee stromingen:

Tijdens het bereidingsproces moeten alle fasen in dezelfde condities van vocht en temperatuur plaats vinden. Met andere woorden: er wordt een deeg gemaakt van 26°C, de kuiprijs gebeurt dan ook bij 26°C en de narijs idem. En per product kan men een andere temperatuur kiezen om verschillende kwaliteiten van brood te produceren.
Tijdens het bereidingsproces moeten de condities van vocht en temperatuur oplopen. Met andere woorden men begint bijvoorbeeld met een deeg van 26°C, een kuiprijs bij 28°C, een bolrijs bij 30°C en een narijs bij 32°C.
Hoe dan ook, een industriële narijskast is een vrij grote ruimte waarin het niet zo eenvoudig is constante condities van vochtigheid en temperatuur aan te houden. Degelijke klimatisatie apparatuur dringt zich op en is zeker geen overbodige luxe.