1

FERMENTAREA ALUATULUI

Fermentarea este operaţia cuprinsă sfârşitul operaţiei de frământare şi

operaţia de divizare, pe parcursul căreia în urma unor procese biochimice, microbiologice, coloidale şi fizice se obţine un aluat cu o serie de caracteristici:

capacitate ridicată de reţinere a gazelor, capacitate mare de formare a gazelor, volum mare, extensibil şi rezistent. El incepe din momentul frământării şi

continuă până în prima parte a coacerii. La sfârşitul fermentării, aluatul trebuie să aibă următoarele proprietăţi:

a) Capacitate bună de reţinere a gazelor

Proprietăţile reologice ale alutului la sfârşitul fermentării trebuie să îi permită acestuia reţinerea gazelor de fermentare. Modificările proteinelor la

fermentare fac ca proprietatea de reţinere a gazelor să se modifice încontinuu. Aluatul obţinut imediat după frământare are elasticite şi rezistenţă la întindere

mari şi nu reţine suficiente gaze, necesare obţinerii unui produs afânat.

Transformările suferite de gluten în timp conferă aluatului elasticitate redusă şi extensibilitate mare şi ca urmare, capacitatea de reţinere a gazelor creşte.

Aluatul insuficient fermentat este elastic, cu rezistenţă mare la întindere şi puţin extensibil, iar pâinea are volum mic.

Aluatul suprafermentat îşi pierde elasticitatea şi se rupe la tensiuni relativ mici. Sub presiunea gazelor, peliculele de gluten se rup şi formează o porozitate

grosieră, o parte din gazele de fermentare se pierde în timpul coacerii prin crăpăturile formate la suprafaţa aluatului şi pâinea are volum mic.

b) Capacitate bună de formare a gazelor

Aluatul matur trebuie să aibă capacitate mare de formare a gazelor, ceea ce implică existenţa unor cantităţi sufieiente de glucide fermentescibile.

c) Acumularea de produse secundare ale fermentaţiei alcoolice şi acide,

care condiţionează gustul şi aroma specifice pâinii.

PROCESE CARE AU LOC LA FERMENTAREA ALUATULUI

În timpul fermentării, în aluat se desfăşoară un ansamblu de procese biochimice, microbiologice, coloidale în urma cărora aluatul se maturizează.

Procesele din aluat se desfăşoară în condiţii de mediu foarte complexe. Aluatul este format din filme glutenice care înconjoară granulele de amidon, o parte din

apa folosită la frământare este legată de proteine, amidon, pentozani în procesul de hidratare şi numai o parte este sub formă de apă liberă capabilă să asigure o

mobilitate sistemului şi să faciliteze procesele. În aluat, alături de enzime activează drojdiile şi bacteriile, între care există relaţii interactive.

I. PROCESE BIOCHIMICE

Procesele biochimice sunt catalizate de enzimele din aluat (provenite în principal din făină), care acţionează asupra componentelor făinii.

În aluat acţionează enzime din clasa hidrolazelor şi oxido-reductazelor. Hidrolazele catalizează procesele de hidroliză ale componenţilor macromoleculari

2

(amidon, proteine, pentozani, lipide, compuşii fitinici, etc.). Ele sunt procese de

degradare, de simplificare a componenţilor făinii fiind însoţite de formarea unor

compuşi mai simpli. Oxido-reductazele catalizează procesele de oxidare/reducere a

componentelor făinii (proteinele, pigmenţii).

I.1. Amiloliza este procesul de hidroliză a amidonului sub acţiunea enzimelor amilolitice: alfa şi beta – amilaza, care conduce la acumularea în aluat a maltozei

şi dextrinei. Aceste zaharuri conferă aluatului capacitate de a forma gaze, deoarece vor fi metabolizate sub drojdiilor/bacteriilor lactice. Amidonul este

principala sursă de obţinere a zaharurilor fermentescibile. Zaharurile simple proprii făinii sunt în cantitatea prea mică pentru a produce un volum sufieicent de

gaze care să asigure creşterea în volum. Desfăşurarea amilolizei presupune existenţa a două componente: amidonul

şi enzimele amilolitice.

A) Amidonul

Apare în aluat sub forma unor granule, caracteristice fiecărei plante. În

interior, este alcătuit din două componente: amiloză (lanţuri liniare de glucoză unite în poziţiile 1-4) şi amilopectină (lanţuri ramificate de glucoză unite în

poziţiile 1-4 şi 1-6). Între lanţuri se stabilesc legături de hidrogen între grupările OH libere din structură, sau între grupările OH libere şi molecule de apă, ceea ce

îi amidonului conferă o structură cristalină. Amidonul uscat prezintă o structură amorfă.

Structura granulei de amidon este foarte complexă, fiind formată dintr-o membrană exterioară, cu rezistenţă ridicată şi o membrană internă, dispusă

circular şi transversal, delimitând astfel o serie de alveole. In interiorul alveolelor se află săculeţii de amiloză şi amilopectină.

Figura Granulă de amidon

www.rsbs.anu.edu.au/.../10%2025%2001.jpg

Degradarea granulelor de amidon sub acţiunea enzimelor amilolitice are loc în mai multe etape:

I. Absorbţia apei de către granula de amidon şi umflarea acesteia

II. Adsorbţia enzimelor din mediu la suprafaţa granulei de amidon

3

III. Penetrarea granulelor de către enzime se face diferit. Dintre cele două

enzime, doar alfa-amilaza este capabilă să corodeze membrana celulei de amidon şi să pătrundă în interior. Beta-amilaza va pătrunde în granula de amidon doar

prin punctele deja corodate de către alfa-amilază. Se poate aprecia că alfa-amilaza are rolul de a sensibiliza granula de amidon la atacul beta-amilazei.

IV. Ruperea legăturilor de hidrogen existente întra lanţurile de amiloză şi

amilopectină

V. Hidroliza (ruperea) legăturilor 1- 4 şi formarea produşilor de hidroliză în funcţie de mecanismul de acţiune al fiecărei enzime:

alfa-amilază (care se mai numeşte şi amilază dextrinogenă)

conduce la formarea unor cantităţi ridicate de dextrine şi a unor cantităţi reduse de maltoză. Ea este considerată o endoenzimă, deoarece hidrolizează legăturile

din interiorul macromoleculelor. beta-amilaza (denumită şi amiloză nealtogenă) conduce la

formarea preponderentă a maltozei şi a unor cantităţi reduse de dextrine macromoleculare. Ea este considerată o exoenzimă, deoarece sub acţiunea ei se

detaşează moleculele de maltoză de la capătul nereducător al lanţurilor de glucoză. Sub acţiunea ei, amiloza este hidrolizată în proporţie de 70-80%, iar

amilopectina, în proporţie mai mică (57-58%) datorită structurii ramificate. Cantitatea de maltoză pe care o pune în libertate beta-amilaza este de

aproximativ 10 ori mai mare decât cea eliberată de alfa-amilaza. Pornind de la mecanismul de acţiune al fiecăreia, se poate spune că cele

două enzime se completează reciproc.

Cele două enzime nu acţionează asupra legăturilor 1-6 sau a altor legături din structura amidonului, ci doar asupra legăturilor 1-4.

4

Factorii care influentează procesul de amiloliză

1. Gradul de deteriorare al granulei de amidon este condiţionat direct de: regimul de măcinare: cu cât acţiunea mecanică a valatucilor şi timpul de

măcinare sunt mai mari (făina mai fină), cu atât granula de amidon este mai deteriorată iar atacul ei de către enzyme decurge mai uşor

soiul grânelor: cerealele sticloase sunt mai mult influenţate de regimul

de măpcinare comparativ cu cerealele moi., cerealele moi au granulele de amidon mai puţin deteriorate şi din acest motiv sunt rezistente la acţiunea enzimelor

amilolitice, iar cantitatea de zaharuri fermentescibile puse în libertate este redusă Proporţia optimă de granule de amidon degradate, care permite obţinerea

unui conţinut suficient de zaharuri fermentescibile, este de 3-65. O proporţie mai mare de amidon deteriorat nu este recomandată, deoarece hidratarea amidonului

se va face foarte uşor iar consistenţa aluatului va scădea şi implicit toate celelalte caracteristici reologice ale lui.

2. Cantitatea de enzime existente în aluat depinde de cantitatea de enzime

existente pe suprafţa granulei de amidonşi implicit de tipul cerealelor. În cazul cerealelor încolţite, conţinutul de alfa-amilază este mult mai mare decât în mod

obişnuit, ceea ce face ca în aluat să se elibereze o cantitate foarte mare de

dextrine şi pâinea să aibă gust dulce şi miez lipicios şi umed.

3. Parametrii fizici de preparare a aluatului (temperatura, pH-ul, umiditatea, electroliţii-NaCl) sunt factori care influentează timpul de acţiune

al enzimelor. Prezenţa apei favorizează umflarea granulei de amidon, respectiv

penetrarea granulei de către enzime. Electroliţii (NaCl) prezenţi în apa folosită la frământat măresc capacitatea

amidonului de a fi hidrolizat. În prezenţa lor, are loc o afânare a structurii

5

interioare a granulelor de amidon şi a membranelor exterioare, ceea ce

influenţează favorabil viteza hidrolizei enzimatice. De asemenea, cationul Na+ ar

putea înlocui atomii de hidrogen, ducând la slăbirea legăturilor de hidrogen din structura amidonului.

NaCl influenţează şi activitatea amilazeor. În zona de pH optim a acestora, NaCl stimulează activitatea amilazelor, în timp ce înafara acestei zone o frânează,

în special în domeniu de pH mai acud, probabil ecranării grupărilor active ale enzimelor de către ionii H+, Na+ şi Cl-.

pH-ul optim al alfa-amilazei este cuprins în intervalul 4,5-5 iar cel al beta-amilazei este cuprins în intervalul 4,5 - 4,6.

I.2. Proteoliza

Sub acţiunea enzimelor proteolitice are loc degradarea proteinelor din structura aluatului, un rol important având degradarea proteinelor glutenice care

constituie glutenul şi care determină modificarea caracteristicilor reologice ale aluatului. Prin degradarea glutenului, rezistenţa mecanică a reţelei

tridimensionale scade şi implicit scade şi capacitatea aluatului de a reţine gazele

degajate la fermentare. Degradarea proteinelor depinde de mecanismul de acţiune al enzimelor

proteolitice (proteaze şi peptidaze) şi conduce la produşi de proteoliză diferiţi: Sub acţiunea proteazelor degradarea este superficială, deoarece

acestea acţionează asupra legăturilor intermoleculare din structura proteinelor (din acest motiv, proteazele se mai numesc şi endo-enzime) conducând la

obţinerea de peptide: În urma atacului lor, se constantă modificări ale însuşirilor reologice ale aluatului (scad elasticitatea şi vâscozitatea şi creşte

extensibilitatea). Acţiunea proteazelor este favorizată creşterea sensibilităţii proteinelor la atacul enzimelor, consecinţă a modificării potenţialului lor redox

sub acţiunea glutationului. Cu cât substratul proteic este mai sensibil, cu atât

gradul de hidroliză a proteinelor este mai avansat. În cazul făinurilor slabe, nu se doreşte obţinerea unui grad de hidroliză

foarte avansat, deoarece reţeaua glutenică este deja slabă iar o degradare prea avansată înrăutăţeşte caracteristicile reologice ale aluatului şi implicit calitatea

produsului final. În cazul făinurilor foarte puternice, este necesară atingerea unui grad de hidroliză avansat, pentru a reduce puţin rezistenţa mecanică mare a

reţelei glutenice şi creşterii elasticităţii ei, pentru a permite creşterea în volum a aluatului sub acţiunea gazelor de fermentare.

Sub acţiunea peptidazelor proteinele sun hidrolizate până la aminoacizi, care reprezintă surse importante de azot pentru nutriţia microflorei

aluatului. De asemenea, aceştia particip, alături de monozaharide, la reacţii neenzimatice Maillard, în umra cărora se formează compuşii de culoare şi aromă

din pâine.

I.3. ACTIVITATEA OXIDO-REDUCTAZELOR

Cea mai importantă dintre enzimele de această categorie este lipoxigenaza. Activitatea enzimei este cu atât mai intensă cu cât fermentrea este mai intensă.

Lipoxigenaza acţionează asupra complexilor lipide-proteine formaţi la frământare, catalizând în timpul fermentării, oxidarea lipidelor nesaturate. Lipidele oxidate

6

pot afecta hidrofobicitatea gluteninei, ceea ce induce modificări în conformaţia

acesteia, însoţite de modificări ale proprietăţilor reologice ale aluatului.

II. PROCESE MICROBIOLOGICE

Procesele microbiologice se desfăşoară sub acţiunea microflorei existente în

aluat şi sunt în general procese fermentative care conduc la formarea, în principal, a CO2, a acizilor şi alcoolilor şi a energiei.

Microbiota aluatului

Din microflora aluatului fac parte microorganismele existente în făina la care se adaugă microorganismele adăugate în etapa de pregătire a aluatului.

Cele mai representative sunt drojdiile de panificatie (determină fermentaţia alcoolică) şi bacteriile lactice (fermentaţia lactică).

În timpul fermentării, activitatea drojdiilor şi bacteriilor constă în procese de înmulţire şi fermentare.

Între celulele drojdiei şi cele ale bacteriilor lactice se pot stabili relaţii

concurenţă pentru glucidele fermentescibile, de metabioză (convieţuire) sau simbioză. Capacitatea drojdiei de a asimila acizii lactic şi acetic formaţi în urma

activităţii metabolice ale bacteriilor, poate fi considerată ca unul din factorii care condiţionează convieţuirea lor în aluat. Relaţiile de simbioză constau în faptul că

drojdiile favorizează dezvoltarea bacteriilor lactice prin punerea la dispoziţia acestora a vitaminelor – factori de creştere pentru bacterii-, precum şi datorită

faptului că drojdiile, în procesul de respiraţii folosesc oxigenul, creeînd astfel condiţii favorabile pentru bacteriile lactice care sunt facultativ anaerobe. La

rândul lor, bacteriile lactice produc acizi care menţin în aluat un pH acid, favorizând desfăşurarea normală a fermentaţiei alcoolice.

Drojdii Bacterii lactice

http://virtual.vtt.fi/virtual/proeuhealth/consumerplatform/project6/kuva1.jpg

II.1. Fermentaţia alcoolică

Are loc sub acţiunea complexului zimazic al drojdiei, care metabolizează flucidele fermentescibile existente în aluat şi conduce la obţinerea de alcooli, CO2

şi energie.

7

Procesul de fermentaţie este catalizat de enzime proprii celulei de drojdie

(enzime endo-celulare) care nu trec din celulă în aluat, ceea ce implică

transportul zaharurilor în interiorul celulei de drojdie prin două mecanisme: - difuzie pasivă sub acţiunea gradientului de concentraţie

- difuzie facilitată, realiozată cu ajutorul unor proteine receptoare denumite permeaze (localizate în spaţiul periplasmatic); difuzia determinată tot

de un gradient de concentraţie, este stereospecifică (recunosc doar anumiţi nutrienţi) şi are loc fără consum energetic. Membrana celulei de drojdie nu

permite trecerea moleculelor mari (amidon, dizaharide, etc.) şi din acest motiv, di şi poli-zaharidele, înainte de a penetra membrana celulară sunt hidrolizate

până la monozaharide, compuşi cu masă moleculară mică, care pot traversa membrana. Hidroliza di şi poli-zaharidelor are loc foarte repede, în primele

minute ale procesului de preparare a aluatului, sub acţiunea enzimelor hidrolitice (invertaze pentru zaharoză, alfa şi beta amilaza pentru amidon). Odată rezultate

în urma procesului de hidroliză, monozaharidele difuzează spre celulele de drojdie şi pătrund în ele, fiind metabolizate conform ciclului:

Glucoza

Glicoliză

Acid piruvic

Piruvat decarboxilază CO2

Aldehidă acetică

Alcool-dehidrogenază

Alcool etilic

Reacţia globală :

energieOH5

H2

2C2

2COdrojdii

6O

12H

6C (117 KJ)

Energia rezultată este folosită de celula de drojdie, iar ceilalţi produşi sunt

evacuaţi de către celulă în aluat. Alcoolul se dizolvă în apa liberă existentă în aluat, iar CO2 difuzează în aluat şi se degajă, exercitând forţe de presiune asupra

reţelei glutenice. Aceasta fiind extensibilă, se dezvoltă în spaţiu şi determină afânarea aluatului.

Dintre glucidele prezente în aluat după frământare, prima fermentată este glucoza, apoi fructoza (cu viteză mai mică) şi la urmă maltoza. După ce sunt

fermentate mpnoglucidele, degajările de CO2 înregistrează un minim (Figura ), după care începe să fermenteze maltoza şi degajările de gaze cresc până când în

mediu apare o insufieinţă de maltoză. Această observaţie a dus la concluzia că enzimele implicate în transportul şi fermentarea glucozei şi fructozei sunt enzime

constitutive ale celulei de drojdie, în timp ce enzimele implicate în fermentarea

8

maltozei sunt enzime induse, pentru a căror sinteză celula de drojdie are nevoie

de un timp de adaptare, de inducţie.

VCO2 ml/minut

Timp de fermentare, ore

Figura Curba degajărilor de CO2 în aluatul preparat direct

Evolution during the bread dough fermentation of: a) the microstructure b) the void fraction of

different formulations and c) the bubble diameter for different initial sizes. Source: ESRF

http://www.esrf.fr

9

Reprezentarea schematica a procesului de fermentatie alcoolica

Factorii care influenţează procesul de fermentaţie alcoolică

Fiind produsă de activitatea enzimatică a drojdiilor,

aceşti factori sunt în general legaţi de parametrii fizico-chimic care asigură activitatea metabolică optimă a

drojdiilor.

1. Temperatura aluatului

Temperatura optimă de acţiunea adrojdiei de panificaţiei este 35oC, la valori mai scăzute sau mai ridicate, viteza de fermentaţie scăzând.

2. pH-ul optim de activitate al drojdiilor este în intervalul 4-6. Variaţiile mici în

afara acestui domeniu, nu modifică activitatea drojdiilor, datorită faptului că enzimele care permit fermentaţia sunt amplasate în interiorul celulei de drojdie şi

acestea sunt protejate.

3. Resursele nutritive pentru drojdiile existente în aluat (aminoacizii, vitaminele şi substanţele minerale) sunt de asemenea factori esenţiali. Ponderea

acestora creşte odată cu creşterea extracţiei f[inii.

10

4. Conţinutul de sare

La concentraţii obişnuite pentru panificaţie, sarea are efect de inhibare a

fermentaţiei alcoolice. Pentru concentraţii sub 1,5% în raport cu făina, efectul de inhibare este mic, dar el creşte vizibil pentru concentraţii mai mari.

5. Conţinutul de zahăr

Zahărul, ca şi sarea, măreşte presiunea osmotică în aluat, conducând la reducerea activităţii drojdiei. Concentraţia optimă de zaharuri la care are loc

fermentaţia variază în intervalul 2,5 – 3%. La concentraţii peste 5%, glucoza şi fructoza inhibă puternic drojdia, ca urmare a presiunii osmotice puternice create

in interiorul celulei.

6. Produşii rezultaţi la fermentaţie Drojdiile sunt sensibile la acţiunea alcoolilor rezultaţi la fermentare. Atunci

când proporţia acestora depăşeşte 2-3% drojdiile sunt inactivate.

7. Concentraţia celulelor de drojdie şi viteza lor de înmulţire

Concentraţia optimă a celulelor de drojdie este de aprox. 2%. Înmulţirea celulelor de drojdie are loc în fazele iniţiale formării aluatului

(sub acţiunea oxigenului înglobat la frământare) şi continuă şi în prima fază a fermentării.

II.2. Fermentaţia lactică

Este produsă de către bacteriile lactice, provenite din microflora făinii sau

din culturile starter adăugate la prepararea aluatului. Acestea aparţin preponderent genului:

- Lactobacillus (L. Plantarum, L. Brevis,, L. Brevis, L. Casei, L. Delbruecki)

- Leuconostoc (L. Mezenteroides) - Pediococcus (P. Lactiacidi)

- Streptococcus (S. Cremoris)

- Lactoccocus De asemena, o cantitate rdusă de bacterii lactice poate proveni din drojdie,

unde apar ca microorganisme de contaminare. Bacteriile lactice fermentează anaerob toate glucidele fermentescibile din

aluat, cu formarea în principal a acidului lactic. Ele fermentează pentozele (arabinoza, xiloza), hexozele (glucoza, fructoza, galactoza, manoza) şi

dizaharidele (zaharoza, maltoza, lactoza). In funcţie de produşii pe care îi eliberează în urma procesului de

fermentaţie (condiţionaţi de structura echipamentului enzimatic al bacteriei), bacteriile lactice se clasifică în două categorii:

Bacterii homofermentative, care produc în proporţie de

apoximativ 90% acid lactic şi cantităţi reduse de compuşi volatili (acid acetic, acid formic), ca urmare a fermentării glucozei pe calea ciclului glicolitic până la

acid piruvic şi apoi acid lactiv. Reprezentative pentru această categorie sunt: Lactobaccilus plantarus, Lactobaccilus acidophilus, Lactobaccilus caseae,

Lactobaccilus delbrueki.

11

C6H12O6 → 2CH3-CHOH-COOH + 75 KJ

glucoză acid lactic

Bacterii heterofermentative care eliberează preponderent în

urma fermentaţiei, un volum mare de gaze (CO2, H2) şi alcooli: Lactobaccilus brevis, Lactobaccilus fermenti.

- Ecuaţia fermentaţiei lactice pentru Lactobaccilus brevis:

C6H12O6 → 2CH3-CHOH-COOH + CH3 -COOH +CO2

glucoză acid lactic acid acetic

- Ecuaţia fermentaţiei lactice pentru Leuconostoc mesenteroides:

C6H12O6 → 2CH3-CHOH-COOH + CH3 –CH2-OH +CO2

glucoză acid lactic alcool etilic Datorită faptului că o parte a produşilor de fermentaţie a bacteriilor lactice

sunt gaze, ele îndeplinesc un rol la fel de important ca şi drojdiile în creşterea în volum a aluatului.

În funcţie de temperatura la care îţi desfăşoara optim activitatea, bacteriile lactice se clasifică în două categorii:

mezofile, care acţionează optim în intervalul 25-32oC (L. Plantarum, L. Casei, L. Ferment, L. Brevis)

termofile, care acţionează ptim în intervalul 48-54oC (L.

Delbruecki)

Temperatura de preparare a aluatului fiind în jurul valorii de 30oC, pentru a asigura activitatea optimă a drojdiilor, rezultă că rolul preponderent în

fermentaţia lactică revine bacteriilor mezofile. Dintre acizii rezultaţi, 2/3 sunt reprezentate de acidul lactic.

FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ FERMENTAŢIA LACTICĂ

1) Temperatura

Cu cât temperatura de fermentare tinde spre valori apropiate de 35oC,

intensitatea fermentaţiei lactice creşte şi implicit şi aciditatea aluatului.

2) Gradul de extracţie al făinii Făina neagră (extracţie mare) are o concentraţie a microflorei mai ridicată

de făina albă (extracţia mică), datorită conţinutului mai mare de substanţe minerale conţinute. În consecinţă, procesele fermentative vor decurge cu viteză

mai mare în aluaturile formate din făină neagră.

3) Conţinutul de sare Sarea este un inhibitor al fermentaţiei lactice ca urmare a modificării

prsiunii osmotice a celulelor. La un conţinut de sare de 4%, bacteriile lactice sunt inhibate total.

4). Consistenţa făinii

Aluaturile de consistenţă ridicată fermentează mai rapid decât aluaturile cu

consistenţă redusă datorită concentraţiei mai mari de substanţe nutritive.

12

În urma activităţii fermentative a drojdiilor şi bacteriilor lactice, aciditatea

aluatului creşte, respectiv pH-ul acestuia scade, ajungând spre valori 5,8-5,3.

Creşterea acidităţii aluatului influenţeazăă esenţial procesele care se desfăşoară în aluat:

O mare parte a proteinelor se denaturează, iar cele rămase îşi modifică conformaţia spaţială (devin mai rezistente) modificând capacitatea lor

de absorbţie a apei, respectiv modificarea caracteristicilor reologice ale aluatului Prezenţa acizilor determină o distrugere a microflorei nedorite a

aluatului Activitatea enzimelor amilolitice şi proteolitice este influenţată de

creşterea acidităţii. În cazul făinurilor bogate în alfa-amilază (provenite din

cerealele încolţite), creşterea acidităţii este un factor favorizant, deoarece reduce timpul de acţiune al enzimei şi implicit cantitatea de dextrine formată. De

asemenea, regimul de coacere al pâinii provenite din acest tip de făină nu va mai implica o temperatura foarte ridicată şi nici o viteză mare de creştere a

temperaturii. Aciditatea ridicată favorizează şi făinurile contaminate cu Bacilus

subtilis sau Bacilus mezentericus care sunt sensibili la pH mic şi care sunt inactivaţi.

Acidul lactic, ca principal metabolic al fermentaţiei lactice, are

acţiune favorabilă asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, activeazăp drojdiile şi le apără de pseudo-bacteriile lactice, conferă aromă şi gust produsului

- sub acţiunea acidului lactic, o parte din gluten peptidează, se solubilizează, ceea ce determină creşterea presiunii osmotice în faza lichidă a

aluatului, exterioară moleculei proteice; acest fapt duce la scăderea apei legate osmotic de către gluten, la deshidratarea lui, devenind mai compact, mai

rezistent - la scăderea pH-ului în aluat, conc. H+ creşte, iar numărul sarcinilor

negative din molecula proteinelor (compuşi amfoteri) scade, ceea ce face ca respingerile electrostatice intra şi inter lanţurile proteice să scadă iar molecula să

devină mai compactă

Regimul de fermentare (temperatura, durata de fermentare) are o influenţă

eesnţială asupra calităţii aluatului şi a produsului finit. Conducerea greşită a regimului de fermentare conduce la desfăşurarea unior procese fermentative

nedorite, care alterează calităţile senzoriale ale produsului finit. Deoarece aciditatea, respectiv pH-ul sunt parametrii esenţiali a căror

variaţie influenţeză celelalte procese care au loc în etapa de fermentare, reprezintă indici de evoluţie a aluatului. Monitorizarea valorilor acestor doi

parametri pe parcursul procesului de fermentaţie oferă informaţii asupra atingerii punctului final al fermentării.

Anomalii ale fermentaţiei

În condiţii greşite de preparare şi fermentare a aluatului, pot apărea fermentaţii nedorite:

A) Fermentaţia acetică are loc la prelungirea exagerată a timpului de fermentare a aluatului (5-6 ore) la temperaturi de aproximativ 30oC. Alcoolul

rezultat din fermentaţia alcoolică este oxidat la acid acetic, iar prezenţa lui în aluat conferă gust acru.

13

B) Fermentaţia butirică este specifică prelungirii timpului de fermentare a

aluatului la temperaturi de 35oC, ca rezultat al formării acidului butiric.

III. PROCESE COLOIDALE

Se referă la modificările care apar ca o consecinţă a desfăşurării proceselor

biochimice şi microbiologice şi au ca rezultat modificarea proprietăţilor reologice ale aluatului.

Procesele se referă la:

A. Continuarea procesului de formare a structurii glutenului: desăvârşirea structurii lui este rezultatul acţiunii mecanice exercitate de CO2

format în procesele fermentative. Acesta măreşte volumul bulelor de ar încorporate la frământarea aluatului, ducând la creşterea suprafeţei specifice a

fazelor aluatului şi a presunii exercitate asupra peliculelor de gluten. Ca urmare,

acestea se extind, se deformează, iar moleculele proteice suferă modificări de conformaţie, ceea ce face posibilă continurea interschimbului disulfid-sulfhidril

între legăturile disulfidice intramoleculare tensionate si grupările sulfhidril ale proteinelor, care devin astfel responsabile pentru această reacţie. Urmarea

acestor reacţii de interschimb este desăvârşirea structurii glutenului şi relaxarea aluatului şi proporţional, creşterea elasticităţii şi rezistenţei lui.

Mărirea suprafţei interne a aluatului, extinderea şi deformarea glutenului presupun un consum de energie, din care cauză se presupune că energia

rezultată la fermentarea este un aport care completează energia aluatului transmisă la frământare.

B. Peptizarea glutenului are loc concomitent cu procesuld e formare a

acestuia. Creşterea acidităţii şi coborârea pH-ului măresc solubilitatea proteinelor, peptizarea loc, care la rândul lor măresc presiunea osmotică

intermicelară. Ca urmare, scade cantitatea de apă legată osmotic (capacitatea de

hidratare a glutenului scade de la 250 la 170% s.u.), se reduce în consecinţă, cantitatea de gluten umed în aluat, iar el devine mai compact, mai rezistent.

IV. PROCESE FIZICE

Cel mai important proces fizic este reprezentat de creşterea temperaturii

aluatului, consecinţă a proceselor exoterme care au loc pe durata fermentaţiei. Creşterea temperaturii este de aproximativ 1oC în anotimpul rece şi de

aproximativ 2oC în anotimpul cald. Plecând de la procesele care au loc pe parcursul fermentaţiei, se poate

aprecia că parametrii procesului sunt:

1) Durata de fermentare este influenţată de numărul fazelor tehnologice folosite la prepararea aluatului. Astfel, în cazul aluaturilor preparate în trei faze,

durata de fermentare a prospăturii este de 4-6 ore, a maielei de 2-3 ore şi a

aluatului de 0,5-1 h.

14

2) Calitatea şi gradul de extracţie ale făinii folosite la prepararea aluatului

influenţează prin calitatea structurală a coloizilor, prin concentraţia microflorei şi

a enzimelor proprii. Cu cât calitatea făinii este mai slabă şi extracţia făinii cu atât timpul de fermentare este mai redus.

3) Consistenţa şi temperatura aluatului

Consistenţa ridicată şi temperatura scăzută necesită un timp mai lung de fermentare, deoarece procesele fermentative se desfăşoară cu viteze mai redusă.

4) Temperatura la care are loc fermentarea depinde de calitatea făinii. În

cazul făinii slabe, temperatura de fermentare este mai scăzută (25-27oC), pentru a asigura stabilitatea reologică a aluatului şi viteze mici ale proceselor

enzimatice. Făinurile puternice necesită temperaturi mai mari de fermentare (32-34oC), pentru a sigura viteze ridicate ale proceselor enzimatice în scopul reducerii

mai accentuate a tenatictăţii şi elastictăţii aluatului.

APRECIEREA SFÂRŞITULUI FERMENTAŢIEI

Aprecierea finalului procesului de fermentaţiei se face organoleptic/chimic.

1) Aprecierea organoleptică se referă la volumul, aspectul suprafeţei, aspectul

în ruptură a aluatului, a mirosului aluatului. La finalul procesului de fermentare, volumul aluatului crescut de 2-3 ori ]n

raport cu volumul initial, începe scadă deoarece are loc ruperea reţelei glutenice sub presiunea exercitatp de CO2 care se degajă.

Suprafaţa aluatului este uscată, nelipicoasă.

În ruptură, aluatul este poros, fără apă liberă evidentă. Mirosul este puternic, de alcool.

Aluatul bine fermentat se întinde în fire paralele şi elastice.

2) Aprecierea chimică include măsurarea periodică a acidităţii, respectiv a pH-ului, finalul fermentării fiind stabilit în urma atingerii valorilor dorite.

Fermentarea are loc în spaţii speciale (camere de fermentare) în care se

asigură condiţiile optime: temperauta 28-32oC şi uniditatea aerului 75-85%. Camerele se izolează termic, iar pentru evitarea curenţilor de aer camera de

fermentare este pusă sub o uşoară suprapresiune. Nu se recomandă amplasarea camerei de fermentare cu perete exterior.

15

Universitatea: Politehnica Bucuresti

Facultatea: Ing. Sistemelor Biotehnice

Specializarea: IPA

Fermentarea

Aluatului

Student: Antofie Crinu Marian

Grupa: 736

An: 3