Microbiologia alimentară
În amintirea doamnei prof. dr. ing. Valentina DAN, al cărui entuziasm și pasiune pentru microbiologie ne-a fermecat orele în timpul studenției și nu numai!
Drojdiile – fungi nefilamentoși sau levuri
Pentru că recent am citit un articol foarte exhaustiv dedicat cozonacului – acel alfa și omega al sărbătorilor, provocarea oricărui pasionat de bucătărie, profesionist sau nu, mi-au atras atenția câteva aspecte pe care doresc să le clarific pentru toți cei care iubesc știința.
Acest articol nu este un comentariu la materialul citit, este argumentul la o afirmație care nedreptățește evoluția tehnologică și progresele științifice obținute în ultimii ani privind metodele de selecționare și conservare a drojdiilor utilizate în procesul de obținere a aluaturilor dospite.
Ingredientele folosite la prepararea aluatul dospit de cozonac sunt aceleași ca la orice aluat dulce, în plus elementul de afânare este drojdia!
Despre drojdii – care mai sunt numite și levuri – știm că sunt un grup taxonomic complex și heterogen de microorganisme monocelulare de tip eucariot (superioare celor de tip procariot care reprezintă primele forme de viață pe Pământ, fără nucleoid diferențiat și lipsit de membrană celulară), care se înmulțesc prin înmugurire, ca formă generală de reproducere, și în mod particular prin ascospori, formați pe cale asexuată sau sexuată (în urma proceselor de conjugare între celule).
Definiția populară: denumirea de drojdie semnifică, în general, sedimentul care se formează după ce avut loc fermentarea alcoolică a musturilor dulci. Sinonim, levuri, provinde de la verbul ”lever” (franceză = a ridica), ce sugerează creșterea în volum a aluatului pregătit cu drojdie.
Drojdiile se mai numesc fungi monocelulari, spre deosebire de mucegaiuri care sunt fungi filamentoși pluricelulari. Delimitarea nu este foarte precisă deorece unele drojdii pot forma micelii.
În mod permanent, drojdiile se găsesc pe suprafața epifită a plantelor (flori, fructe, frunze, rădăcini), răspândirea lor în natură fiind facilitată de insecte. În organismul animal drojdiille se găsesc prezente în biocenoza intestinală și se elimină natural prin produsele de dejecție, în cantități reduse se găsesc în cavitatea bucală și pe piele.
Nu toate drojdiile au utilitate tehnologică, dar toate au caracteristică principală capacitatea de a fermenta glucidele simple (glucoza) în condiții de anaerobioză (în absența oxigenului, deci fără aer), cu formarea de alcool etilic și dioxid de carbon.
Un grup restrâns de drojdii sunt patogene și dau îmbolnăviri la om și animale: Candida albicans – agent al candidoselor cutaneo-mucoase și viscerale, Cryptococcus neoformans – agent al îmbolnăvirilor pulmonului și sistemului nervos central și Malassezia furfur – agent al micozelor pielii.
Drojdie selecționată și drojdie sălbatică
Procesele fermentative produse de drojdie sunt rezultatull unei organizări arhitecturale complexe.
La microscopul electronic (x 20.000) au putut fi identificate următoarele structuri:
Peretele celular – are aspect laminar și este alcătuit din 2-3 straturi, având o grosime totală de 25 nm, reprezentând 5 – 15% din biomasa uscată a drojdiei.
Stratul extern are zone numite cicatrici mugurale, adică locul de unde s-au desprins celulele rezultate prin înmugurire.
Stratul intern este alcătuit din glucani, manani, proteine, chitină și lipide, adică un complex de compuși chimici de importanță majoră pentru asigurarea rigidității dar și elasticității celulei drojdiei.
La nivelul peretelui intern sunt localizate enzime cu funcții complexe: invertaza, fosfataza, endonucleaze, permeaze) implicate în biosinteza compușilor peretului celular și în procesele de transfer a substanțelor.
Plasmalema (membrana citoplasmatică) este membrana care delimitează protoplastul la exterior. Este o structură dinamică unde se realizează importante funcții ale celulei vii, fiind în primul rând o barieră osmotică cu permeabilitate selectivă, care reglează transferul diferitelor substanțe nutritive necesare în celulă pentru a fi metabolizate, precum și eliminarea de catabolism. Prin sistemele enzimatice active la nivelul membranei citoplasmatice intervine în procesul de creștere și înmulțire.
Citoplasma – compusă din citosol și organitele care plutesc în el, conține circa 75 – 85% apă. Organitele celulare cu care citosolul interacționează permanent sunt nucleul, mitocondriile, aparatul Golgi și sistemul vacuolar.
Nucleul este spațiul genetic în care este stocată, replicată și transmisă informația celulară. Prin urmare, în nucleu se găsește ADN-ul nuclear, care în timpul diviziunii celulare se împarte în doi sau mai mulți cromozomi, în funcție de specie. Fiecare cromozom conține o singură moleculă de ADN .
De ce Saccharomyces cerevisie e mai performantă în procesul de dospire?
Pentru că, spre deosebire de alte drojdii, Saccharomyces cerevisiae are 17 cromozomi, din maximul 18 posibili.
Mitocondriile – sunt organite mari, care pot ocupa circa 25% din volumul citosolului, circa 10 – 50 organite/celulă – uzina energetică a celulei, având un matrix cu pliuri de natură lipoproteică pe care sunt localizate enzime de catabolism – adică de sinteză de compuși și consum de energie – implicate în ciclul Krebs și în beta-oxidarea acizilor grași, în fosforilarea oxidativă, în sinteza de ATP pentru necesitățile energetice ale celulei.
Aparatul Golgi – este un sistem de endomembrane, care face legătura dintre reticulul endoplasmatic și plasmalemă, cu rol în sortarea și dirijarea proteinelor și a componentelor membranare spre locul lor de destinație, având rol în expansiunea peretelui celular.
Ce explică o asemenea structură complexă?
Drojdiile au capacitatea de a fermenta în condiții de anaerobioză glucide cu formarea de alcool etilic, dioxid de carbon și produse secundare care dau aroma specifică produselor fermentate.
În condiții de anaerobioză drojdiile asimilează glucidele, transformându-le prin respirație în dioxid de carbon și apă, iar energia eliberată favorizează creșterea și înmulțirea celulelor.
Drojdiile sunt mezofile, adică se dezvoltă optim în intervalul 28- 32 grade Celsius, într-un domeniu larg de pH, între 2,5 și 8,5, optim la 5,5.
De ce nu se adaugă sare dar nici zahăr în procesul de creștere a drojdiei?
Celulele de drojdie reacționează activ la presiunea osmotică dată de concentrația substanțelor dizolvate în mediul în care se află suspendate.
Dacă mediul este hipotonic, cu o concentrație a substanțelor dizolvată mai mică decât concentrația intracelulară, apa pătrunde în celulă care își mărește volumul și dacă se prelungește această stare de turgescență celula suferă modificări fizice ireversibile.
Dacă mediul este hipertonic, pentru a asigura izotonia apa din celulă difuzează în exterior iar celula trece în starea de plasmoliză.
Există un grup de drojdii osmotolerante, cum sunt Zygosaccharomyces – rezistente la concentrații ridicate de zahăr și care pot produce fermetarea dulcețurilor, nesuferind o plasmoliză la concentrații de zahăr în siropuri de 40 – 60%, și Debaryomyces care sunt tolerante la concentrații mari de sare (25%).
Deci, de ce are nevoie drojdia de panificație pentru a se dezvolta?
Apă, căldură, sursă de nutriție, care nu e zahăr sau sare ci amidonul din făină.
Drojdie proaspătă sau drojdie uscată?
În condiții naturale, drojdia de panificație – Saccharomyces cerevisiae (Hansen) – se poate întâlni în diferite forme de conservare:
a – sub formă de biomasă, în care celulele de drojdie sunt în starea fiziologică activă
b – în stare de anabioză determinată de reducerea cantității de apă liberă din interiorul celulei, celula fiind în viață, dar activitatea enzimatică fiind redusă la minim
Reducerea apei libere se face prin cryodesicare și sublimare, metode performante de eliminare controlată a apei libere, fără afectarea organitelor celulare, cu predilecție a nucleului. Activitatea enzimatică este revigorată prin păstrarea drojdiei uscate în făină, la temperatura camerei, urmată de hidratarea aluatului cu apă sau lapte cald (28 – 30 grade Celsius) și adăugarea celorlalte ingrediente ale rețetei.
Acest lucru este determinat de reproducerea drojdiilor, care au ca formă generală înmugurirea vegetativă printr-un proces simplificat de mitoză, adică atunci când dintr-o celulă mamă se formează două celule fiice cu caractere morfologice și genetice identice.
Practic, diviziunea mitotică stă la baza creșterii masei de celule de drojdie, creștere asigurată de temperatură, sursă de căldură, umiditate și timp.
Timpul este un indicator major, pentru că la depășirea timpului de fermentație a aluatului, celulele mor, fie prin autoliză proprie fie datorită creșterii concentrației de alcool etilic în aluat.
Există și drojdii care se înmulțesc prin sporulare, denumită meioză, întâlnit la drojdiile sporogene care au dobândit capacitatea genetică de a forma în anumite condiții între 2 și 14 ascospori.
Farmecul drojdiilor, ca și al celorlalte microorganisme, este că așa micuțe, invizibile pentru ochiul liber, posedă capacități speciale, cu rol imens în evoluția vieții pe planetă.
Atât în Cartea bucătarului profesionist cât și în Cartea cofetarului-patiser am alocat explicații generoase privind rolul microorganismelor în desăvârșirea tehnologică.
Acum am abordat drojdiile, întrucât piatra de încercare a aluaturilor fermentate este aluatul de cozonac!
Lăsând misticismul deoparte, alegând ingredientele și rețeta potrivită, veți obține – poate nu de prima dată – cozonacul de vis.
Va urma!
Bibliografie:
Dan, V. (2000) – Microbiologia produselor alimentare, Editura Alma, Galați
Dan, V., Kramer, C., Bahrim, G., Nicolau, A, Zara, M. (1999) – Memorator pentru drojdii, Editura Evrika, Galați
Jay, M.J. (1992) – Modern food microbiology, Avi Book, New York
Pasiunea, fără fundament educațional solid, fără încercări cu reușite sau eșecuri, este imposibil de gestionat!
Sunt autoarea a trei cărți: Manualul practic al bucătarului (2006), Cartea bucătarului profesionist (2016) și Cartea cofetarului patiser (2018), co-autor la alte două, am experiență în managementul educațional, am proiectat câteva bucătării profesionale, am implementat câteva proceduri operaționale pentru bucătării, fac etichete nutriționale și susțin cursuri profesionale.
Totul pornește de la educație!