Czym jest zakwas?- Mikrobiologia zakwasu

Konsternacja wywołana określeniem „zakwas” należy do dość powszechnych zjawisk, zarówno wśród najmłodszych, jak i nieco starszych. O ile utożsamianie go z tradycyjną metodą wyrobu pieczywa jest dość częstym i bardzo słusznym spostrzeżeniem, o tyle dokładne wytłumaczenie czym ten zakwas jest, może przysporzyć problemu niejednej babci czy dziadkowi. Zatem – najwyższa pora przejść do konkretów 😉

Zakwas – definicja

Zakwas jest to gęstwa – mieszanina mąki i wody (na ogół w proporcji 1:1), przefermentowana przez występujące naturalnie mikroorganizmy – szczególnie drożdże oraz bakterie. Z czasem, w wyniku fermentacji, rozwoju i namnoźenia tych drobnoustrojów, zakwas jest w stanie fermentować ciasto na chleb.

Pierwsze wzmianki o nim datowane są na okolice 3700 roku p.n.e. w Szwajcarii – zatem jest to znacznie wcześniej od komercyjnych drożdży, które towarzyszą nam od około 150 lat.

A zatem – skąd biorą się drobnoustroje tworzące zakwas? Ich głównym źródłem jest przede wszystkim mąka. Oczywiście na skład mikrobiologiczny naszego zakwasu, wpływ będą miały inne czynniki m.in. drobnoustroje ze słoika czy łyżki jakiej użyjemy do wymieszania mąki, a także – otaczające powietrze. Co ciekawe pojawiają się badania naukowe, które dowodzą, że różnice składu mikroorganizmów w zakwasach wynikają z różnicy drobnoustrojów jakie żyją na dłoniach piekarzy.

Co szczególnie ważne – każdy zakwas – jak każdy człowiek – jest inny i zdefiniowanie szczegółowej matrycy dla każdego zakwasu jest niemożliwe. Poniższa analiza odnosi się do tej części, która jest współcześnie mikrobiologom znana i przebadana ;).

Zakwas – drożdże

Głównymi drobnoustrojami tworzącymi zakwas są drożdże oraz bakterie kwasu mlekowego. Samych drożdży wg niedawnych badań wyróźniono ponad 70 gatunków. Spośród nich możemy wyróżnić gatunki takie jak Saccharomyces cerevisiae, które zapewne dość często wykorzystujecie do pieczenia domowego ciasta drożdżowego. Do tego dziko pachnące Saccharomyces servazzii, również produkujące duże ilości dwutlenku węgla, a także Saccharomyces unisporus. Z kolei Pichia anomala, produkuje m.in. octan izoamylu, odpowiedzialny za lekko bananowy zapach zakwasu. Spośród drożdży warto jeszcze nadmienić takie szczepy jak Candida humilis czy Saccharomyces exiguus.

Zakwas – bakterie kwasu mlekowego

Bakterie kwasu mlekowego są zdecydowanie mniejsze od droźdży. Obniżają one pH zakwasu, sprawiając, że jest to wyjątkowo niewygodne miejsce dla patogenów takich jak enterobacteriaceae czy gronkowców. Niskie pH zakwasu sprawia również, że sam chleb ma niższe pH, przez możemy przechowywać go dłużej. Taki odczyn ma również swoje negatywne strony – osłabia gluten, przez co proces fermentacji jest nieco trudniejszy w opanowaniu.

Bakterie kwasu mlekowego obecne w zakwasie możemy podzielić na dwie grupy:

• Homofermentatywne
  • produkują tylko i wyłączenie kwas mlekowy
  • preferują temperatury między 30 a 35 °C
  • Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus
• Heterofermentatywne
  • produkują kwas mlekowy, kwas octowy, etanol, dwutlenek węgla *
  • preferują temperatury między 15 a 22 °C
  • L. plantarum, L. fermentum

Dojrzalsze zakwasy są bardziej zdominowane przez heterofermentatywne bakterie kwasu mlekowego w porównaniu do młodszych odpowiedników, gdzie dominują homofermentatywni przedstawiciele. W rezultacie aromat dojrzalszych zakwasów jest bardziej dziki i kwaśny w odbiorze.

Co ciekawe zakwasy powstające w Kalifornii w rejonach San Francisco charakteryzują się występowaniem w nich bakterii o geograficznej nazwie Lactobacillus sanfranciscensis, która jest odpowiedzialna za wzbogacenie tamtejszego zakwasu o bardziej pikantne i ostre nuty ;).

Drobnoustroje – współpraca

Kluczowym pozostaje fakt, w jaki sposób drożdże i bakterie współdzielą tak bogate środowisko i żadne z nich nie jest dominujące. W tym wypadku mamy do czynienia z symbiozą, czy jak kto woli – wzajemnym .

To środowisko rozwijamy my – karmiąc zakwas mąką, która jest źródłem skrobi. Drożdże produkują enzymy m.in. amylazę, rozkładającą skrobię do cukrów prostszych np. glukozy, fruktozy czy maltozy. W takiej formie biodostępność skrobi jest zdecydowanie lepsza. Drożdże produkują alkohol, który bakterie tolerują całkiem dobrze. Bakterie z kolei wytwarzają kwasy organiczne, jednak tu – to drożdże są na ich działanie dość odporne. Drożdże preferują cukry prostsze – glukozę czy fruktozę, bakterie natomiast z chęcią i dość żwawo zajadają się maltozą. Zatem zakwas jest swego rodzaju wielopokoleniową i wielodzietną rodziną. Żyje w niej całkiem sporo ludzi, o dość różnych preferencjach, ale co najważniejsze – wzajemnie się tolerujących.

• * – w zależności warunków – tlenowych, czy beztlenowych, bakterie te mogą produkować kwas mlekowy, octowy lub inne metabolity.
• źródło:
  • https://asm.org/Articles/2020/June/The-Sourdough-Microbiome
  • https://www.seriouseats.com/sourdough-starter-science