Każda profesja ma fachowe słownictwo, którym się posługuje, i piekarstwo nie jest w tej materii odosobnione. Dysponuje terminami charakterystycznymi dla produkcji pieczywa, których objaśnienie pozwoli na lepsze zrozumienie jego „tajników”.

Jak wspomniałem w artykule zamieszczonym tutaj, warunkiem udanego wypieku chleba z mąki żytniej jest jej ukwaszenie, hamujące podczas fermentacji ciasta intensywne działanie enzymów, w które jest ona bogata. W tytule po raz kolejny z premedytacją używam określenia „pieczywo żytnie na kwasie” wbrew modnemu obecnie i nagminnie stosowanemu sformułowaniu „na zakwasie”. Z punktu widzenia przebiegu procesu technologicznego prawidłowy jest właśnie ten zwrot.

Podstawowe pojęcia technologiczne
Faza – określenie półproduktu uzyskanego podczas sporządzania ciasta w jednym z etapów produkcji (np. podmłoda, kwas, ciasto).
Wydajność fazy – ilość fazy otrzymana ze 100 kg mąki. Zależy od receptury pieczywa, gatunku i wartości wypiekowej mąki, jej dojrzałości oraz metody prowadzenia ciasta. O wydajności ciasta decyduje głównie ilość wody wchłoniętej przez mąkę.

W_F = (M_F : M_M)·100

gdzie: W_F – wydajność fazy, M_F – masa fazy, M_M – masa mąki zużytej do wytworzenia fazy.

Kolejny wzór pozwala na wyliczenie wydajności fazy przez zsumowanie wszystkich jej składników przy założeniu, że receptura jest podana na 100 kg mąki.

W_F = 100 + W + D + S + P

gdzie: W_F – wydajność fazy, 100– liczba kg mąki, W – liczba kg wody, D– liczba kg drożdży, S – liczba kg soli, P – liczba kg pozostałych składników fazy.

Konsystencja fazy – inaczej wydajność fazy. Służy do opisowego określenia gęstości fazy; np. konsystencja luźna, sztywna. Konsystencję określa się w następujący sposób:

• 150 = bardzo mocna (bardzo sztywna),
• 160 = mocna (sztywna),
• 170 = nieco mocna (nieco sztywna),
• 180 = średnia
• 190 = nieco luźna,
• 200 = luźna,
• 225 = nieco płynna,
• 300 i powyżej = płynna.

Tabela 1. Wydajność ciasta zalecana w produkcji różnych gatunków chleba

Pieczywo	Wydajność ciasta, do której należy dążyć
Chleb pszenny	155-163
Chleb pszenno-żytni	158-165
Chleb żytnio-pszenny	160-170
Chleb żytni	165-175
Chleb razowy żytni	170-200

Zaczątek – określona wagowo porcja półproduktu pobrana z dojrzałego kwasu żytniego lub półkwasu albo wytworzona przez ukwaszenie mąki żytniej. Ma zainicjować kolejne ukwaszanie mąki żytniej przeznaczonej do produkcji ciasta. Wielkość (waga) zaczątku zależy od konsystencji gotowego kwasu, zaplanowanej wielkości produkcji ciasta, liczby faz ukwaszania oraz czasu i temperatury procesu.
Przedkwas – druga faza ukwaszania mąki żytniej, po dodaniu do zaczątku mąki i wody. Głównym zadaniem fermentacji przedkwasu jest, oprócz rozwoju bakterii kwasu mlekowego, rozmnożenie drożdży rodzimych zawartych w mące żytniej. Dlatego ta faza posiada wysoką wydajność, czyli luźną konsystencję, najbardziej odpowiednią dla rozwoju drożdży.
Półkwas – trzecia faza ukwaszania, po dodaniu kolejnej porcji mąki żytniej i wody. Ma umożliwić, poza dalszym namnażaniem drożdży, rozwój bakterii kwasu mlekowego. Z tego powodu w tej fazie preferuje się małą wydajność, czyli sztywną konsystencję. Im sztywniejsza konsystencja, tym szybsze ukwaszenie mąki.
Kwas – końcowa faza rozwoju bakterii i drożdży, po uzupełnieniu pozostałej porcji mąki żytniej i wody, z przewagą rozmnażania drożdży. Kwas powinien posiadać, podobnie jak przedkwas, luźniejszą konsystencję. Dojrzały, dobrze przefermentowany kwas przerabia się na ciasto po dodaniu przewidzianej recepturą mąki, wody i soli oraz ewentualnie innych dodatków i miesieniu na jednolitą masę. Zaczątek pobiera się z dojrzałego kwasu przed przystąpieniem do sporządzania ciasta.
Zakwas – ogólna nazwa wszystkich faz ukwaszania mąki żytniej, a więc zaczątku, przedkwasu, półkwasu i kwasu.

Jeśli bowiem używamy określenia „chleb na zakwasie”, to nie precyzujemy, na jakiej fazie zakończyliśmy ukwaszanie mąki żytniej – może był to półkwas, przedkwas, a może tylko zaczątek? Niektóre słowniki języka polskiego definiują znaczenie słowa „zakwas” właśnie jako zaczątek, początkowa faza fermentacji. Precyzja – zwłaszcza w języku używanym przez fachowców – wymaga, aby ściśle określić, którą fazę dodaje się do ciasta. My zajmujemy się technologią przygotowania ciasta żytniego na dojrzałym kwasie, a więc najbardziej uprawnione jest określenie „chleb na kwasie”.

 
Metody wytwarzania ciast żytnich

Metody pośrednie
Pośrednie metody ukwaszania ciast żytnich opierają się na wykorzystaniu zawartych w mące żytniej bakterii kwasu mlekowego oraz dzikich drożdży. Papka wytworzona z mąki żytniej i wody oraz odstawiona w ciepłe miejsce już po kilku godzinach ulega zakwaszeniu. Rozwijają się w niej różnego typu bakterie i dzikie drożdże rodzime (w odróżnieniu od prasowanych drożdży piekarskich).

Konsystencja oraz temperatura mają duże znaczenie dla rozwoju drobnoustrojów. Sztywniejsze ciasto i wyższa temperatura sprzyjają intensywnemu ukwaszeniu poprzez rozwój bakterii kwasu mlekowego. Rzadsze ciasto i niższa temperatura dają słabsze ukwaszenie, natomiast są to lepsze warunki dla rozwoju drożdży. Zbyt niska temperatura ciasta sprzyja natomiast rozwojowi bakterii kwasu octowego, którego nadmierna ilość w cieście nadaje pieczywu nieprzyjemny zapach i smak. Powstałe w czasie fermentacji kwasy nie dopuszczają do rozwoju bakterii gnilnych i bakterii Bacillus mesentericus powodujących tzw. chorobę ziemniaczaną.

Ukwaszanie ciasta żytniego odbywa się w kilku etapach zwanych fazami fermentacyjnymi. W każdej fazie rozwijają się odpowiednie gatunki i ilość drobnoustrojów. Wymagają one uzupełniania mąki i wody w kolejnej fazie. Fazowe odnawianie fermentacji chroni ją przed wyrodzeniem polegającym na zamieraniu pożądanych bakterii, a na ich miejsce rozwojowi drobnoustrojów pogarszających smak, zapach i spulchnienie ciasta. Fermentację należy odnawiać wtedy, kiedy drobnoustrojom zaczyna brakować pożywki oraz są dostatecznie odporne na przejściową zmianę warunków fermentacji.
Najbardziej rozbudowana metoda pięciofazowa polega na przygotowaniu ciasta w pięciu fazach: zaczątek, przedkwas, półkwas, kwas i ciasto. Metoda ta daje najlepsze efekty technologiczne i organoleptyczne, umożliwiając pełny rozwój bakterii kwasu mlekowego i drożdży zawartych w mące żytniej, a w efekcie przygotowując ciasto na pieczywo o pełnym bukiecie smakowo-zapachowym i pożądanych cechach fizykochemicznych.

Metody skrócone polegają na zmniejszeniu liczby faz oraz powiększeniu masy faz poprzedzających kwas. Mają one zastosowanie wówczas, kiedy w piekarni nie ma możliwości prowadzenia pełnego procesu fermentacyjnego. W efekcie skraca się czas ukwaszania mąki, co jednocześnie w pewnym stopniu zubaża walory smakowe pieczywa, gdyż nie zdąży się wówczas wytworzyć pełen bukiet smakowo-zapachowy.

W metodzie czterofazowej, polegającej na przechodzeniu z kwasu na półkwas, należy z dojrzałego kwasu pobrać zaczątek, w którym znajduje się 5% mąki w stosunku do ogólnej ilości mąki w recepturze.

W metodzie trójfazowej, polegającej na przechodzeniu z kwasu na kwas, zaczątek powinien zawierać 20-25% ogólnej ilości mąki żytniej. Nie należy w niej stosować więcej niż 5-6 odnowień kwasu. Przy większej liczbie odnowień otrzymuje się pieczywo o gorszej jakości, tj. mniejszej objętości i elastyczności miękiszu oraz nieco przaśnym (jałowym) smaku.
Trójfazowa metoda awaryjna może mieć zastosowanie w przypadkach, gdy zaplanowane do produkcji kwasy zostały już wykorzystane i zachodzi konieczność dodatkowego wyprodukowania pieczywa z racji nieprzewidzianego zwiększenia popytu (np. w dniach przedświątecznych lub w końcowych dniach tygodnia). Metoda polega na zmniejszeniu ilości zaczątku (10% ogólnej ilości mąki żytniej), zmniejszeniu wydajności (konsystencji) kwasu do 180, zastosowaniu wyższej temperatury prowadzenia kwasu (35 ÷ 37°C) oraz zwiększonej o 1 ÷ 1,5% dawki drożdży do ciasta, gdyż w procesie fermentacji kwasu następuje tylko rozmnożenie bakterii kwasu mlekowego.

W nowoczesnej piekarni, dbającej o stałą i wysoką jakość pieczywa chlebowego, pożądane jest zastosowanie specjalnych wytwarzaczy kwasu, gdzie fermentacja przebiega w stałej temperaturze z zastosowaniem tzw. kultur starterowych (wyselekcjonowanych bakterii kwasu mlekowego). Wytwarzacz kwasu to zbiornik cylindryczny wykonany ze stali kwasoodpornej, posiadający podwójny płaszcz grzewczy zapewniający stałą temperaturę fermentacji oraz mieszadło służące do mieszana składników kwasu, a także noże do rozdrabniania pieczywa. W ofercie rynkowej znajdują się jedynie wytwarzacze o kilkusetlitrowej (np. 600-litrowej) pojemności stosowane w dużych piekarniach. Przygotowanie kwasu w wytwarzaczu z użyciem jednej z dostępnych kultur starterowych zapewnia stałą jakość, która charakteryzuje się stałą ilością kwasu mlekowego. Bakterie można nabyć w postaci wysuszonej, liofilizowanej, półpłynnej i płynnej. Wszystkie oferowane w handlu formy muszą zawierać możliwie największą liczbę bakterii na 1 gram kultury starterowej. Jeśli kultury mają być przechowywane, to należy przestrzegać podanych przez producenta zasad (najczęściej przechowywać w urządzeniu chłodniczym), aby nie zdziesiątkować mikroorganizmów. Istnieją kultury starterowe, które zawierają tylko jeden określony gatunek bakterii kwasu mlekowego, inne zawierają wiele gatunków, a w prawie wszystkich występują dodatkowo drożdże.

Produkcja kwasu w wytwarzaczach różnego typu i różnych producentów oraz z zastosowaniem różnych kultur starterowych przebiega w podobny sposób – dwufazowo. W pierwszej fazie (tzw. rozczyn) dokonywane jest pobudzenie do działania bakterii i ich rozmnożenie, w drugiej fazie wytwarzany jest dojrzały kwas o konsystencji płynnej i o wysokim stopniu kwasowości, ok. dwukrotnie przewyższającym kwasowość kwasu uzyskanego metodą tradycyjną. Dodatkową zaletą stosowania wytwarzacza kwasu jest możliwość wykorzystania czerstwego lub wadliwego pieczywa w procesie produkcji kwasu. Nie może ono jednak budzić zastrzeżeń z punktu widzenia higieny, nie powinno zawierać nasion lnu, ziaren słonecznika lub sezamu itd., nie powinno być w nim przypraw, owoców oraz polepszaczy i substancji konserwujących. Nie może też pochodzić, zgodnie z przepisami sanitarnymi, ze zwrotów ze sklepów.

Metody bezpośrednie (jednofazowe)
W przypadku konieczności szybkiej realizacji zamówienia na dodatkową dostawę pieczywa lub awaryjnego braku kwasu stosuje się jedną z metod bezpośredniego zakwaszania ciasta żytniego przy użyciu różnego typu środków zakwaszających. Niestety podnoszą one w znaczący sposób koszt produkcji chleba i na dłuższą metę mogą obniżyć wyniki ekonomiczne piekarni. Środki te dodaje się bezpośrednio do ciasta razem z innymi składnikami w dawce wg zaleceń producenta. Należy jednak pamiętać, że nie posiadają one żywych bakterii ani drożdży, dlatego pożądane jest zwiększenie dodatku drożdży do ciasta do poziomu 3-4%.

Do zalecanych należą koncentraty naturalnego kwasu żytniego w postaci płynnego ekstraktu lub pasty, a także w postaci sproszkowanej. Wnoszą one do ciasta chlebowego, oprócz kwasu mlekowego, również substancje smakowe uzyskane w procesie naturalnej fermentacji. Producenci tych preparatów dodają jednak do nich zarówno syntetyczne kwasy dla podniesienia trwałości, jak i substancje aromatyczne gwarantujące specyficzny smak i aromat pieczywa.

Ponadto w handlu dostępna jest grupa tzw. suchych kwasów – zwanych też suchymi zakwasami. Najczęściej powstają na bazie mąki żytniej, a ich skład jest różnorodny – zawierają kwas mlekowy, cytrynowy, askorbinowy, octany i naturalny suchy kwas. O ile w pieczywie mieszanym lub żytnim z mąk jasnych środki te dają pozytywny rezultat, to w pieczywie żytnim razowym dodatek preparatów zakwaszających powoduje wyraźne pogorszenie jakości w stosunku do metod naturalnych wielofazowych.

Parametry procesu ukwaszania mąki żytniej

Ilość mąki przeznaczonej do ukwaszenia
Udział mąki żytniej w kwasie zależy od ilości mąki żytniej przewidzianej w recepturze ciasta (proporcje te prezentuje tabela 2). Kwas mlekowy znajdujący się w kwasie żytnim zmniejsza w czasie wypieku aktywność enzymów rozkładających skrobię. Odpowiednie ukwaszenie konieczne jest nie tylko dla nadania smaku, lecz również dla wytworzenia się stabilnego miękiszu. Sprawdzając elastyczność miękiszu, można ocenić, czy do ciasta wprowadzono zbyt mało kwasu (miękisz nie jest elastyczny, odcisk palca pozostaje widoczny), czy zbyt dużo kwasu (miękisz jest zbyt sprężysty).    

Tabela 2. Udział ukwaszonej mąki żytniej w zależności od receptury chleba

Udział mąki żytniej w recepturze	Ilość mąki żytniej przeznaczonej do ukwaszenia w stosunku do ogólnej ilości mąki żytniej
100%	45-50%
70-90%	50%
50-70%	50-60%
30-50%	60-70%
10-30%	70-100%

Temperatura ukwaszania

Poprzez regulację temperatury ukwaszania ciasta można wpływać nie tylko na intensywność rozwoju bakterii kwasu mlekowego, lecz także na jakość pieczywa, głównie jego smak i zapach.
Ukwaszanie ciasta żytniego odbywa się z udziałem tzw. bakterii ciepłolubnych (termofilnych), które dobrze rozwijają się w temperaturze nieco wyższej niż ciepłota ciała ludzkiego. W rzeczywistości stosuje się niższe temperatury, tj. od 26°C do 36°C.

Prowadzenie fermentacji w tych temperaturach nie szkodzi bakteriom, a wywiera dodatni wpływ na przebieg procesu spulchniania ciasta. W wyższej temperaturze (32 ÷ 36°C) wytwarza się więcej kwasu mlekowego. Natomiast niższa temperatura (20 ÷ 25°C) sprzyja wytwarzaniu stosunkowo dużej ilości kwasu octowego, wywołującego złe efekty technologiczne i pogarszającego jakość pieczywa.

Żądaną temperaturę fazy osiąga się, stosując odpowiednią temperaturę dolewki wody z uwzględnieniem temperatury fazy poprzedniej oraz temperatury dosypywanej mąki, a także temperatury otoczenia. Temperaturę dolewki wody ustala się za pomocą wzoru:

T_W = 4T_F - T_P - T_M - T_O

gdzie: T_W – temperatura dolewki wody, T_F – żądana temperatura fazy, T_P – temperatura fazy poprzedniej, T_M – temperatura dosypywanej mąki, T_O– temperatura otoczenia.

Jeśli nie było fazy poprzedniej, to wzór jest następujący:

T_W = 3T_F - T_M - T_O

Konsystencja zwana też wydajnością fazy
W podłożu o rzadkiej konsystencji fermentacja przebiega inaczej niż w podłożu o gęstej konsystencji. Sztywniejsza konsystencja umożliwia intensywniejszy przebieg zakwaszenia, czyli rozwoju bakterii kwasu mlekowego. W fazie o rzadszej konsystencji, w tych samych warunkach temperaturowych stosunkowo dobrze rozwijają się drożdże, lecz nie następuje nadmierne zakwaszenie podłoża. Dlatego przedkwas i kwas powinny posiadać konsystencję luźną, tj. o wydajności 180 ÷ 200, natomiast półkwas, w którym powinien dominować rozwój bakterii kwasu mlekowego, musi mieć konsystencję mocniejszą, czyli 160 ÷ 170.

Czas fermentacji
Przebieg fermentacji fazy można regulować również za pomocą czasu jej trwania. Zbyt krótki jest powodem wielu wad pieczywa. Również nadmiernie przedłużony czas fermentacji może być przyczyną wad, których nie da się usunąć lub skorygować. Dlatego prowadząc fermentację, należy utrzymywać ją w ściśle określonym czasie wyznaczonym przez proces technologiczny. Dowolna zmiana terminów odnawiania fermentacji poszczególnych faz może prowadzić do niekorzystnych następstw. Ogólnie należy przyjąć, że kwas prowadzi się przez 3-3,5 godz., półkwas – 5-7 godz., a przedkwas – 5-9 godz.

Czas trwania fermentacji poszczególnych faz można przedłużyć, np. półkwas i kwas mogą być prowadzone przez 12-16 godz. Należy jednak pamiętać o obniżeniu temperatury fermentacji, aby nie dopuścić do nadmiernego zakwaszenia fazy, bowiem przy przedłużaniu czasu fermentacji następuje przyrost od 1° do 2° kwasowości na godzinę.

Stopień zakwaszenia
Stopień zakwaszenia to liczba zwielokrotnienia mąki wprowadzanej z fazą poprzednią do fazy przygotowywanej. Istnieje pewna współzależność między czasem trwania fermentacji a ilością wprowadzanej fazy poprzedniej do fazy wytwarzanej: im dłużej ma trwać fermentacja, tym mniejszą ilość mąki zakwaszonej w fazie poprzedniej należy wprowadzić do fazy przygotowywanej. Przyjmuje się, że zwielokrotnienie wprowadzanej zakwaszonej mąki powinno być zbliżone do liczby godzin trwania fermentacji nowej fazy, wg następującego wzoru (wg ZBPP Warszawa):

M_FP = M_FW : C_FW

gdzie: M_FP – masa mąki w fazie poprzedniej – dodawanej [kg], M_FW– masa mąki w fazie wytwarzanej [kg], C_FW – czas trwania fermentacji fazy wytwarzanej [godz.].

Tabela 3. Wytyczne dla parametrów ukwaszania poszczególnych faz w metodach wielofazowych

 mgr inż. Adam Melkowski, członek ICC Polska, Bydgoszcz

Inne materiały tego autora:

• Wszystko o pieczywie żytnim na kwasie. Część 1 – dobór surowców
• Rola witaminy C w cieście pszennym
• Mieć pojęcie o pieczywie - przewodnik dla sprzedawcy

Praktyczny poradnik, dzięki któremu stworzysz pieczywo zapobiegające chorobom cywilizacyjnym - nowa publikacja MB już w sprzedaży!