Fermentační procesy hrají v nejrozšířenějších typech sekundárního (pekárenského) zpracování obilovin zásadní roli. Při výrobě chleba, běžného i většiny typů jemného pečiva slouží ke kypření těsta a obecněji k vytvoření předpokladů pro konečnou strukturu, konzistenci a texturu střídy výrobku, to je jejich prvotní a původní role. Vedle toho často nositeli dějů, kterým věnujeme stále větší pozornost. Jsou to děje vedoucích k tvorbě senzoricky významných látek, k tvorbě některých nutričně významných (bioaktivních) látek a k významnému ovlivnění biologické dostupnosti a využitelnosti bioaktivních látek přirozeně se vyskytujících v mouce a testě. Některé fermentační procesy také mají významný stabilizační vliv na konečný výrobek.

Fermentační procesy provázejí výrobu chleba od jejích počátků ve starověku. Po dlouhá staletí byly dovedně využívány a modifikovány na základě čistě empirických poznatků. V současné době poznáváme na stále hlubší a podrobnější úrovni jejich biochemickou a mikrobiologickou podstatu a dovedeme je řídit a cílit k optimálním technologickým účinkům a současně do jisté míry i k prohloubení potenciálních nutričních benefitů chleba a pečiva.

 

Nástin historického vývoje

Fermentační procesy se při přípravě chleba používají odedávna a, jak bylo uvedeno, jejich prapůvodní význam, bylo především nakypření těsta před pečením. To znamená, že zásadním a primárním účelem byla tvorba kvasného plynu (CO₂) a všechny ostatní produkty a přínosy fermentačních procesů, o nichž se dále zmíníme, byly původně chápány jako sekundární, byť jsou z dnešního pohledu často technologicky, senzoricky ale především nutričně významné.

Pokud se podíváme na základní druhy kvašení (podrobněji v následující kapitole), pak k nejmasivnější produkci CO₂ dochází při etanolovém kvašení, v menší míře tento plyn vzniká během heterofermentativního mléčného kvašení a při homofermentativním mléčném kvašení nevzniká prakticky vůbec. To znamená, že z hlediska samotné pekárenské technologie je při přípravě všech typů kynutých těst etanolové kvašení nejvýznamnější. V průběhu dějin se proto výroba těsta kypřeného kvasným plynem rozdělila na technologie využívající procesy zahrnující mléčné a etanolové kvašení vedle sebe, tj. různé druhy kvasů a na technologie založené pouze na etanolovém kvašení, které z globálního hlediska postupně převládly a jsou dnes reprezentovány zejména technologiemi využívajícími kvasinky ve formě pekařského droždí.

Technologie založené pouze na využití etanolového kvašení začaly již ve starověku využívat kvasinky z výroby vína nebo piva, v 19. století se ustálilo použití pekařského droždí (kvasinek kultury Saccharomyces cerevisiae Hansen). Použití definovaných kultur kvasinek mělo za cíl zaručit dominanci etanolového kvašení oproti směsnému kvašení ve spontánních kvasech a tím dosáhnout maximálního vývinu kvasného plynu CO₂. Použití kvasinek, později droždí, se původně rozšířilo především tam, kde se jako základní chlebová obilovina uplatňovala pšenice (nebo ječmen).

Výroba pšeničných mouk, tak jak se stávala v průběhu dějin stále sofistikovanější, vedla postupně k moukám s minimálním obsahem obalových a podobalových vrstev zrna a tudíž s velmi nízkým obsahem přirozené mikroflóry. Přídavek kvasinek do těsta proto byl účelný ze dvou důvodů, zaprvé proto, aby ke kvašení dostatečně rychle došlo a zadruhé také proto, aby se zabránilo rozvoji nežádoucích mikrobiálních kultur.

Žitné mouky obsahovaly (a obsahují i dnes) vyšší podíly obalových vrstev a obsahují proto dostatek přirozené mikroflóry pro relativně snadnou spontánní iniciaci fermentačních procesů, přičemž tato mikroflóra se skládá jak z kvasinek, tak z bakterií mléčného kvašení. Kvasy se tak staly dominantním základem výroby chleba především v zemích s vysokým podílem zpracování žita, tedy ve střední, východní a severní Evropě.

 

 

Základní typy kvašení v pekárenské technologii

Základními třemi typy fermentačních procesů, které se v pekárenské technologii uplatňují, jsou: etanolové kvašení a mléčné kvašení homo- i heterofermentativního typu. Ostatní kvasné procesy, které mohou v kvasech a těstech probíhat (octové, propionové, máselné či jiné typy kvašení) jsou v naprosté většině případů nežádoucí.

 

Etanolové kvašení

Etanolové kvašení je nejrozšířenějším a technologicky nejvýznamnějším fermentačním procesem využívaným jak při výrobě chleba a pečiva, tak obecně při výrobě veškerých kynutých těst a hmot včetně u nás rozšířených kynutých knedlíků, tradičních lívanců a vdolků a podobně. Etanolové kvašení je v pekárenství nejvýznamnější nejen u nás, ale dnes prakticky globálně. Zatímco při výrobě piva, vína a dalších alkoholických nápojů je jeho požadovaným produktem etanol, v naší technologii jde především o produkci oxidu uhličitého (CO₂), kvasného plynu. Ten je právě tím činitelem, který těsto kypří a převádí je tak zčásti do formy pěny. Etanol je z technologického hlediska podstatně méně významný. Většina vzniklého etanolu z těstového kusu během pečení vytěká. Přesto má i tento produkt fermentace jistý vliv na senzorické vlastnosti finálního výrobku. Pokud se v testě (např. díky souběžně probíhajícímu mléčnému kvašení) vyskytují organické kyseliny, může docházet k tvorbě ethylesterů, které se podílejí na vůni výrobku.

Nositeli etanolového kvašení jsou kvasinky, a to převážně kvasinky rodu Saccharomyces. Po téměř dvě století se v pekárenství používá pekařské droždí, což je čistá kultura kvasinek Saccharomyces cerevisiae Hansen (drožďárenské rasy), která se v současné době dodává v lisované či tekuté formě, případně ve formě vitálního sušeného droždí. Droždí tak představuje v pekárenství univerzálně užívanou startovací kulturu kvasinek, jejímž přídavkem do těsta nebo suspenze mouky ve vodě (v případě kvasného stupně) se v příslušném systému iniciuje etanolové kvašení.

Kvasinky do systému mohou vstoupit v některých případech i spontánně (zejména při přípravě tradičních žitných kvasů), jedná se o kvasinky přítomné přirozeně na povrchu žitných obilek, které částečně přecházejí do žitných chlebových mouk. V pšeničných moukách je zpravidla přítomnost kvasinek příliš nízká pro spontánní iniciaci etanolového kvašení. V některých tradičních postupech se používá i přídavků kvasinek prostřednictvím např. ovocné dřeně. Přirozené populace kvasinek, které se účastní spontánního etanolového kvašení (bez přídavku droždí či jiné startovací kultury) jsou zpravidla též především zástupci rodu Saccharomyces, v některých případech také rodu Candida.

Etanolové kvašení, ať iniciované přídavkem droždí, případně jiné startovací kultury obsahující kvasinky, nebo spontánně, je pro pekárenskou technologii základním procesem sloužícím k nakypření těsta, protože jako jediné z používaných typů kvašení dokáže vyvinout dostatečné množství kvasného plynu (CO₂). Ve velké většině případů se při výrobě pšeničného chleba a pečiva využívá výhradně etanolového kvašení, většinou iniciovaného přídavkem droždí. Ale i v případě použití kvasů, kde zásadní roli hraje mléčné kvašení, je pro dostatečné nakypření těsta nutná součinnost etanolového kvašení.

 

Mléčné kvašení

Mléčné kvašení je zásadním fermentačním procesem v případě kvasů. Jeho nositeli jsou bakterie mléčného kvašení (BMK), které jsou v zásadě dvojího typu, a to homo- nebo heterofermentativní. Některé druhy BMK jsou také fakultativně heterofermentativní, tedy schopné obou typů fermentace. Přesněji proto hovoříme o I. obligátně homofermentativních BMK, II. fakultativně heterofermentativních BMK a III. obligátně heterofermentativních BMK.

Mezi mnoha druhy BMK, které se v různých typech kvasů vyskytují, je zastoupen zejména rod Lactobacillus, ale také další rody jako Leuconostoc, Weisella či Pediococcus.

Mezi nejvýznamnější druhy BMK v žitných kvasech patří homo- i heterofermentativní bakterie rodu Lactobacillus. Z nich mezi mezi obligátně homofermentativní řadíme L. delbrueckii, L. leichmannii, L. reuteri, významný druh L. plantarum je příkladem fakultativně heterofermentativního druhu, L. brevis, L. buchneri, L. fermentum, nebo L. sanfranciscensis řadíme mezi obligátně heterofermentativní druhy BMK.

Substrátem kvasných procesů je zejména glukosa, kterou kvasinky i bakterie mléčného kvašení (BMK) získávají v kvasech primárně z maltosy, která je produktem hydrolýzy škrobu, v některých případech může být substrátem také fruktosa nebo, u některých druhů BMK i pentosy.

Hlavními produkty mléčného kvašení jsou mléčná kyselina v případě homofermentativního typu kvašení, nebo směs mléčné a octové kyseliny v případě heterofermentativního typu. K vývinu kvasného plynu (CO₂) dochází pouze u heterofermentativního typu a z technologického hlediska je tak mléčné kvašení samo z hlediska vlivu na nakypření těsta nedostatečné. Jeho význam však spočívá právě v tvorbě kyselin.

Produkce kyselin mléčné a octové v první řadě zvyšuje kyselost prostředí (systému) a snižuje jeho pH. Existují dva možné přístupy ke stanovení stupně produkce těchto (případně i dalších minoritně zastoupených) kyselin. Buďto stanovením pH nebo stanovením titrační kyselosti (titratable acidity TTA). V prvním případě stanovujeme koncentraci volných hydroxoniových kationtů (H₃O⁺), která závisí na disociačních konstantách přítomných kyselin, ve druhém měříme spotřebu odměrného roztoku 01 M NaOH do bodu ekvivalence, tedy stanovujeme koncentraci všech kyselin vstupujících do acidobazické reakce kyselina – zásada a vyjadřujeme ji v mmol/kg. Z podstaty věci se tedy nejedná o stanovení téhož a tudíž hodnoty pH a TTA spolu nemusejí vždy zcela korelovat.

Zvýšení kyselosti prostředí (snížení pH) má velmi významný vliv na procesy probíhající během zrání těsta přítomné biopolymery hydratují jinak než v prostředí blízkém neutrálnímu. Hydratace celého systému je tak intenzivnější a promítá se do finálních vlastností střídy (vláčnosti i textury). Ovlivněna je také hydratace přítomných složek vlákniny. Dochází k většímu rozvolnění jejich struktur a větší míře uvolnění některých doprovodných nízkomolekulárních látek do prostředí. Jedná se zejména o fenolické sloučeniny, které mají často pozitivní nutriční význam. Snížení pH také přispívá ke stabilizaci výrobku. To se kombinuje s dalším významným přínosem produkce kyselin. Zejména mléčná kyselina totiž vykazuje významné antifungální vlastnosti a její přítomnost tak působí do jisté míry konzervačně.

Zásadní význam produkce kyselin mléčné a octové je však dopad do senzorických vlastností (chuti a vůně výrobku). Nakyslá a navinulá chuť je typická pro kvasový chléb a jiné pekárenské výrobky obsahující kvas (viz dále).

 

Kvasy a kvasné stupně

 

Definice a příprava kvasného stupně a kvasu

Kvasné stupně a kvasy jsou suspenze mouky a vody, v nichž probíhají fermentační procesy. Jsou připravovány za definovaných podmínek, zejména poměru mouky a vody – hustotě či výtěžnosti, teploty a po definovanou dobu. Mohou být připravovány v jednom nebo více stupních. Výsledný produkt kvasný stupeň či kvas je pak při přípravě těsta smísen s určitým množstvím mouky, dalších recepturních složek a vody. Při výrobě běžného či jemného pečiva, ale také při výrobě mnoha typů chleba se kvasný stupeň či kvas nepoužívají a droždí je přidáváno přímo do mouky při přípravě těsta. Takovému způsobu přípravy těsta říkáme přímý způsob, neboli příprava „na záraz“. Naopak příprava těsta s kvasným stupněm nebo kvasem je nepřímá, protože první stupeň fermentace probíhá ještě před vytvořením těsta. Jedná se tedy o nepřímý způsob přípravy těsta.

Kvasný stupeň je suspenze mouky a vody, k níž je přidáno droždí a případně enzymové preparáty s amylolytickou aktivitou (nejčastěji enzymově aktivní sladová mouka u nás zvaná diasta). V kvasném stupni tedy probíhá výhradně etanolové kvašení.

Kvas je v nejširším slova smyslu suspenze mouky a vody, v níž probíhají (vitální kvas), nebo proběhly (nevitální kvas) fermentační procesy, které zahrnují především mléčné kvašení (homo- nebo heterofermentativní, většinou oba typy současně), často také etanolové kvašení a některé další, z hlediska významu pro cereální kvasy minoritní fermentační procesy. Mléčné kvašení je pro kvasy, tak jak je chápeme a definujeme v pekárenské technologii, charakteristické. Ostatně termín pro kvasy v angličtině je „sourdough“ v němčině „Sauerteig“, tedy doslova „kyselé (kysané) těsto“.

 

Kvasné stupně používané při přípravě pšeničného pečiva

 

Kvasné stupně se při výrobě pšeničného pečiva (běžného i některých druhů jemného) používají jak u nás tak jinde v Evropě tradičně. V naší pekárenské výrobě se od jejich používání v 60. letech s nástupem průmyslové velkovýroby pečiva prakticky upustilo, avšak v posledních letech se kvasné stupně do výroby opět vracejí. Důvod pro jejich vypuštění spočíval ve snaze o zjednodušení a zkrácení výrobního procesu a také s tendencí přecházet v tehdejších průmyslových pekárnách na kontinuální postupy tvorby těst. Ukazuje se však, že jejich použití má u mnoha druhů pečiva příznivý dopad do jeho jakosti – struktury a textury střídy a senzorických vlastností. Důvodem je jak dokonalejší průběh samotného etanolového kvašení, tak intenzivnější hydratace té části mouky, která se pro přípravu kvasného stupně použije.
Ostatně i v kontinuálních provozech 60. a 70. let se použití kvasného stupně někdy zčásti nahrazovalo použitím tzv. „rozkvasu“, suspenze mouky, vody, droždí a enzymově aktivní sladové mouky, která určitou dobu zrála ve zracím žlabu, ze kterého se kontinuálně dávkovala do hnětače.

U nás nejpoužívanějším typem kvasného stupně je omládek. Jedná se o suspenzi mouky a vody o výtěžnosti cca 200 % (tj. poměr 1 : 1) s přídavkem enzymově aktivní sladové mouky nebo sladového výtažku, který slouží k urychlení hydrolýzy škrobu a s přídavkem droždí. (Na 100 kg pšeničné mouky se dávkuje nejčastěji 3 – 4 kg droždí a 1 – 3 kg sladové mouky.) Omládek zraje při teplotě 27 – 32 °C po dobu 1 – 2 h. Jiným, starším, typem kvasného stupně je poliš. Při jeho přípravě se pracuje s vyšším podílem vody (výtěžnost cca 300 %, tj. poměr mouka voda 1 : 2) a nechává se zrát zpravidla 2 – 3 h. V moderních pekárnách se používají pro různé typy pečiva často modifikace těchto tradičních typů kvasných stupňů – podíly mouky a vody v suspenzi mohou být různé, stejně jako dávka droždí, teplota a doba zrání, ne vždy se používá přídavek sladové mouky. Kvasné stupně bývají někdy označovány také jako fermenty.

 

 

 

 

 

Kvasy používané při výrobě chleba a pečiva

 

U nás a v dalších zemích střední Evropy jsou nejčastěji používány žitné kvasy pro výrobu žitných, u nás zejména žitnopšeničných či pšeničnožitných chlebů. Nicméně v zemích, kde se pro výrobu chleba používá výhradně pšeničná mouka, se tradičně používají také pšeničné kvasy. Použití pšeničných kvasů při výrobě některých typů pšeničného chleba a pečiva se však v posledních letech rozšířilo i k nám do střední Evropy. Vedle toho, tak, jak stoupá zájem o bezlepkové pekárenské výrobky, se vyvíjejí také kvasy na bázi bezlepkových mouk, zejména rýžové, pohankové, ale také kupříkladu čirokové či mouk z dalších plodin. V následujících kapitolách si shrneme hlavní směry technologie přípravy kvasů a poukážeme na základní výhody jejich použití.

 

Současná technologie přípravy a výroby kvasů

V současné době se kvasy vyrábějí dvěma základními postupy, a to spontánním vyvedením (pekařský termín pro iniciaci kvašení) ze suspenze mouky (zejména žitné mouky chlebové) ve vodě, tedy za účasti přirozené mikroflóry mouky, nebo vyvedení pomocí různých startovacích kultur, které obsahují definované kmeny bakterií mléčného kvašení případně i kvasinek. Tyto startovací kultury jsou komerčně dostupné a existuje jich poměrně bohatý sortiment a to jak pro výrobu žitných kvasů, tak i kvasů z jiných než žitných mouk.

Vlastní vedení kvasů (pekařský termín pro proces řízeného průběhu fermentace) se děje v jednom nebo více stupních, přičemž každý stupeň je definován časem, teplotou a konzistencí kvasu (poměrem moučného základu a vody). Tyto tři základní parametry mají určující vliv na to, která mikrobiální kultura se rozvine a tudíž, který druh fermentace bude v daném stupni převažovat. Hustší kvasy o vyšší teplotě (nad 30 °C) jsou vhodnější pro rozvoj bakterií, řidší kvasy o teplotě pod 30 °C pro kvasinky. Přestože jsou hlavní fermentační procesy (etanolové i oba typy mléčného kvašení) anaerobní, kvasinkám pro dostatečné pomnožení přispívá občasné promíchání a částečné provzdušnění zrajícího kvasu. Celková doba kvašení se pohybuje zpravidla v rozmezí 12 – 24 hodin.

Kvasný proces může být jednorázový, tedy ať v jednom či více stupních se kvas dovede do konečné podoby a spotřebuje, nebo je možno výsledný kvas opakovat a to někdy v mnoha cyklech tak, že se větší část (často dvě třetiny) výsledného kvasu použijí do těsta a ke zbytku se přidá mouka a voda a kvas se nechá znovu dozrát.

V některých případech je možné v případě potřeby přerušení výroby výsledný kvas na různě dlouhou dobu uchovat. V dřívějších dobách se kvasy nejčastěji uchovávaly v podobě tzv. nátěstku nebo zárodečné drobenky. To se dělá tak, že se k výslednému kvasu přidá dostatečné množství mouky, aby došlo ke snížení vodní aktivity. Kvasinky i bakterie jsou v této podobě zejména v chladu schopny přežít relativně dlouhou dobu, řádově desítky hodin. Po přidání vody a mouky se pak aktivují a fungují jako de facto nespecifická startovací kultura.

 

Druhy a typy kvasů v Česku a sousedních zemích

Společná historie a tudíž i společná či podobná tradice v pekárenství vedly k tomu, že se na kvas a kvasový chléb pohlíží velmi podobně jako u nás také v Německu, zejména středním a jižním, v Rakousku a také na Slovensku. Ve všech těchto zemích se používají podobné technologie a uplatňují se tak velmi podobné, často totožné druhy a typy kvasů.

Jak jsme již uvedli, kvasy je možno dělit na vitální, tj. takové, které obsahují živé mikroorganismy, které pokračují ve fermentační činnosti v průběhu zrání a kynutí těsta i v první fázi pečení chleba, a na nevitální, který obsahuje pouze minimum živých mikroorganismů a jedná se tak o neaktivní a relativně stabilní produkt kvasného procesu.

 

Vitální žitné kvasy

Vitální kvasy se dělí na kvasy obsahující v dostatečném množství jak kultury bakterií mléčného kvašení obou typů, tak kultury kvasinek a co je podstatné, jsou schopny vyvinout dostatek CO₂ potřebný k nakypření těsta, nebo obsahují převážně či výhradně bakterie mléčného kvašení a produkují tak kyseliny (zejména mléčnou, nebo mléčnou a octovou), ale kvasného plynu nevzniká dostatek. V takovém případě se pro dosažení požadovaného nakypření těsta musejí dodat kvasinky v podobě pekařského droždí.

Kvasy s dostatečným vývinem kvasného plynu (obsahující bakterie i kvasinky) se zpravidla pro rovnoměrný rozvoj všech kultur vedou často ve více (nejčastěji třech) stupních, kvasy s převažující produkcí kyselin (obsahující převážně či dominantně bakterie mléčného kvašení) se podle potřeby a způsobu iniciace (typu startovací kultury) vedou zpravidla v jednom či dvou stupních. Jak kvasy obsahující bakterie i kvasinky, tak kvasy s převahou bakterií se většinou mohou opakovat, v prvním případě se opakování výsledného kvasu používá velmi často.

 

Vitální žitné kvasy s produkcí kyselin i kvasného plynu

Tradiční žitné kvasy v našich zemích, stejně jako u našich sousedů byly zpravidla kvasy prvního typu, tj. vedené tak, aby došlo k rozvoji obou mikrobiálních populací (BMK i kvasinek) a aby tak došlo k dostatečné produkci kvasného plynu CO₂. Jednalo se tudíž o kvasy vícestupňové a výsledného kvasu byl do chlebového těsta přidáván značný podíl. U žitnopšeničných chlebů, které obsahují v moučné směsi nad 50 % žitné mouky, procházela kvasem prakticky veškerá tato žitná mouka a v sypkém stavu byla do těsta dávkována pouze pšeničná mouka, jejíž přídavek sloužil k dosažení požadované konzistence těsta.

Aby tak vysoký podíl kvasu byl ve finálním chlebu senzoricky přijatelný a zároveň aby v těstě docházelo v dostatečné míře k plynotvornému etanolovému kvašení, musela být kyselost kvasu relativně nízká (kvasinkám příliš kyselé prostředí nesvědčí). Kvasy o nízké kyselosti jsou však méně stabilní. V 60. a 70. letech minulého století byla výroba tohoto typu kvasu zdárně převedena do průmyslových podmínek velkých pekáren a většina konzumního chleba (například známá Šumava) byla vyráběna s jeho pomocí. Když ale v 80. a 90. letech začala spotřeba chleba výrazně klesat ve prospěch stále oblíbenějšího pšeničného pečiva, docházelo v pekárnách k častým a dlouhým přerušením výroby, což použití těchto méně kyselých a méně stabilních kvasů velmi komplikovalo.

Proto se začaly ve větší míře používat kyselejší kvasy druhého výše zmíněného typu, tj. kvasy vedené převážně na produkci kyselin (s dominancí mléčného kvašení).

Vitální žitné kvasy s převažující produkcí kyselin

Tyto kvasy jsou stabilnější a lépe odolávají přestávkám ve výrobě. Do chlebového těsta se jich přidává menší podíl a etanolové kvašení zajišťuje přídavek droždí do těsta.

Tradiční žitné kvasy byly většinou vyváděny spontánně, nebo pomocí nátěstku či zárodečné drobenky či jinak uchovaného předchozího kvasu a jejich výsledná titrační kyselost se pohybovala zpravidla v rozmezí 90 – 110 mmol/kg (mmol ekvivalentu vodíkových iontů H⁺). V případě kvasů vedených převážně na vývoj kyselin se pro iniciaci kvasného procesu často používají komerčně produkované startovací kultury (startery) a výsledná kyselost těchto kvasů se pohybuje většinou v rozmezí 150 – 250 mmol/kg. Tyto kvasy lze při snížené teplotě (10 – 15 °C) uchovávat až několik desítek hodin [5, 6].

Úpravou parametrů zrání těchto kvasů však lze docilovat i vyšších kyselostí, často nad 300 mmol/kg.

Tyto kvasy jsou stabilnější, ale se zvyšující se kyselostí také klesá vitalita BMK, které při kyselostech nad 400 mmol/kg již v převážné míře hynou.

Z terminologického hlediska bychom kvasy o vysokých kyselostech měli dělit na stabilizované kvasy, což jsou kvasy o vysoké kyselosti dosažené kvasným procesem, ale stále ještě vitální, zatímco kvasy nevitální (viz dále), jejichž ještě vyšších kyselostí se dosahuje přídavky kyselin, se označují jako stabilní. (Více viz dále: Kvasový chléb a jeho vymezení)

 

Nevitální žitné kvasy

Zvyšováním kyselosti kvasu k výše uvedeným hodnotám, kterých lze přirozenou fermentační cestou dosahovat, vzrůstá stabilita kvasu a, jak bylo řečeno, klesá jejich vitalita. Hraniční kyselost, při které hynou i nejodolnější kmeny BMK se pohybuje kolem 500 mmol/kg. Vyšších kyselostí lze dosáhnout již nikoli fermentačním postupem, ale přídavkem kyselin, zejména kyseliny mléčné, nebo též octové či jejich směsi. Takový kvas již není vitální, ale je stabilní po dlouhou dobu v řádu dnů i týdnů. Další stabilizace se pak dosahuje zahušťováním, nebo šetrným sušením.

Takto vyrobené nevitální kvasy se používají jako recepturní složka při výrobě chleba, a čím větší měrou je jejich stabilizace docíleno přídavkem kyselin, tím více je můžeme považovat spíše za ochucovací (zakyselující) přípravky, které ovlivňují nejen chuť, ale i aroma výsledného chleba. Kypření chleba je v těchto případech zajištěno přídavkem droždí do těsta.

Vedle použití nevitálních kvasů, které jsou produktem kvasného procesu, nebo tento produkt obsahují, se při výrobě chleba může použít i recepturního přídavku samotných kyselin (mléčné, octové, používá se někdy i kyselina citronová), pomocí kterých se dosahuje mírně nakyslé chuti chlebové střídy.

 

Pšeničné kvasy

Žitné mouky však nejsou jedinou surovinou pro přípravu kvasů. Rozšiřuje se také výroba pšeničných kvasů. I ty mají v některých zemích (Francie, Itálie, Španělsko a další země ve Středomoří) svou dlouhou tradici. Ve střední Evropě a stejně jako u nás tradici sice nemají, ale v posledních letech sem významným způsobem pronikají. Používají se při výrobě chleba ale také běžného či jemného pečiva a mimo senzorických vlastností (prohloubení chuti a vůně pšeničného pečiva, které bývá někdy chuťově poměrně ploché) se využívá také jejich stabilizačního účinku díky antifungální aktivitě mléčné kyseliny. Proto se uplatňují s výhodou u výrobků s delší trvanlivostí, například u toustového chleba. Pšeničné kvasy se vedou především na bázi startovacích kultur, protože zejména u světlých pšeničných mouk, které jsou ve srovnání s žitnými moukami velmi chudé na přirozenou mikroflóru, je jejich spontánní vyvedení velmi obtížné a je zde vysoké riziko propuknutí nežádoucích mikrobiálních dějů.

 

Kvasy z ostatních obilovin, pseudoobilovin a luštěnin

Pro výrobu kvasů se také začínají využívat další obiloviny a pseudoobiloviny i další suroviny. Jedná se o mouky ječné, ovesné, rýžové, kukuřičné, čirokové ale také mouky z pseudoobilovin (pohanky, amarantu) nebo nově také na mouky z luštěnin.

Mouky ječné a ovesné jsou zajímavé z hlediska obsahu nutričně významné složky vlákniny – obilných beta-glukanů. Fermentace má za úkol především zvýšení jejich biologické využitelnosti. Ječné a ovesné kvasy, podobně jako výrobky z ječných a ovesných mouk však obecně vykazují často některé problematické senzorické vlastnosti a jejich používání se do praxe zásadně nerozšířilo, spíše jsou zatím především předmětem vývoje.

Rýžové, kukuřičné, čirokové nebo pohankové kvasy jsou však v centru pozornosti možná ve větší míře, než kvasy ječné či ovesné. Důvodem je jejich použití při výrobě kvasů a kvasových chlebů pro bezlepkovou dietu. Velmi nadějně se jeví rýžové kvasy, pro které již jsou na trhu k dispozici dostupné startovací kultury, ale také například směsné kvasy rýžovo-pohankové apod.

Co se kvasů na bázi mouk z luštěnin týče, jedná se především o potenciální využití specifických a příznivých nutričních vlastností luštěnin a jejich možné zvýšení prostřednictvím fermentace. Fermentace luštěnin není na jedné straně ničím novým a má svou tradici zejména v Asii při výrobě sojových (a podobných) omáček, miso apod. V těchto případech se však jedná o zcela jiné typy fermentace spočívající především v enzymové hydrolýze bílkovin. V našem případě, pokud hovoříme o luštěninových kvasech, se jedná stejně jako u obilovin a pseudoobilovin o hydrolýzu škrobu a následnou fermentaci vzniklých cukrů. Kvasy z luštěninových mouk jsou předmětem výzkumu a vývoje a velkým úkolem je optimalizace jejich senzorických vlastností. Ačkoli se nedá počítat s tím, že by v dohledné době mohly ve větší míře nahradit obilné kvasy při výrobě chleba a pečiva, mohou se však stát velmi zajímavou recepturní složkou při výrobě speciálních cereálních produktů.

 

Produkty kvasných procesů a jejich význam

 

Původní význam cereálních kvasů spočíval, jak již bylo řečeno, zejména v kypření těst, jako vedlejší důsledek pak byla chápána i příjemně nakyslá (navinulá) chuť a vůně střídy. Dnes již víme, že hlavní i vedlejší produkty mléčného kvašení (nebo jeho kombinace s etanolovým kvašením) mají mnoho dalších významů, a to jak technologických, tak i nutričních. Hlavními produkty jsou kyseliny mléčná a octová, u běžných žitných kvasů bývá jejich poměr většinou 4 : 1 až 3 : 1. Mléčná kyselina vždy převažuje, v případě použití startovacích kultur bývá někdy poměr v její prospěch posunut podstatně více. Mléčná kyselina (v menší míře i octová kyselina) mají z technologického hlediska několik významů. Snížení pH prostředí vede ke změnám při vzniku a zrání těsta a při hydrataci biopolymerů (bílkovin a polysacharidů) přítomných v moukách. Projevuje se to vláčnější a vlhčí střídou kvasových chlebů než v případě pečiva kypřeného samotným droždím, to platí pro obě hlavní kyseliny. Velký význam pro finální výrobek však má antifungální aktivita, kterou projevuje zejména mléčná kyselina, která do jisté míry chrání pečivo před plesnivěním. V některých případech dochází také ke vzniku významnějšího množství propionové kyseliny (která vždy musí zůstat minoritním produktem), ale jejíž konzervační působení je ještě významnější. Jak již bylo řečeno, obě hlavní kyseliny případně i estery těchto i dalších minoritních kyselin s etanolem vznikajícím při etanolovém kvašení mají velký dopad do výsledných senzorických vlastností výrobků.

 

Přehled základních produktů kvasných procesů využívaných v cereální technologii:

 

Oxid uhličitý (kvasný plyn)

Produkt etanolového a v menší míře také heterofermentativního mléčného kvašení. Z hlediska cereální technologie, zejména výroby chleba a pečiva se jedná o základní produkt fermentačních procesů, který slouží ke kypření těst a fermentovaných hmot. Je zachycen ve struktuře těst ve formě plynových bublin a jeho působením získává těsto zčásti podobu pěny. Schopnost zadržet kvasný plyn je dán vlastnostmi těsta, zejména v případě pšeničných těst nebo směsných těst obsahujících pšeničný podíl se jedná o deformační energii a poměr tažnosti a pružnosti, které jsou dány konstitucí pšeničného lepku.

 

Etanol

Produkt etanolového a vedlejší produkt heterofermentativního mléčného kvašení. Etanol, který vzniká fermentací, se prakticky kvantitativně odpaří během tepelné úpravy a ve finálním výrobku marginální význam. Část etanolu během zrání a kynutí těst vstupuje do esterifikačních reakcí s přítomnými kyselinami (zejména pokud souběžně probíhá mléčné kvašení). Vzniklé estery se podílejí na profilu aroma chleba a pečiva.

 

Mléčná kyselina

Hlavní produkt homo- i heterofermentativního mléčného kvašení. Její produkcí dochází k poklesu pH a zvýšení titrační kyselosti kvasu a těsta. Má zásadní vliv na senzorické vlastnosti chleba a pečiva, kterým poskytuje příjemnou nakyslou a navinulou chuť charakteristickou pro výrobky kvasové nebo kvasového typu. Její význam je však pozitivní i z hlediska výživy. Spolu s vlákninou napomáhá peristaltice střeva a vytváří prostředí příznivé pro střevní mikrobiom. Napomáhá zvýšení biologické dostupnosti a využitelnosti (bioavailability) nutričně významných bioaktivních látek potravy. Její další význam spočívá v jejích významných antifungálních vlastnostech. Její přítomnost v pekařském výrobku zvyšuje jeho stabilitu a údržnost jak z hlediska lepší zádrže vody ve struktuře střídy, tak z hlediska mikrobiální stability.

 

Octová kyselina

Vedle mléčné kyseliny je produktem heterofermentativního mléčného kvašení. Octová kyselina je středně silná kyselina, která působí snížení pH a zvýšení titrační kyselosti kvasu a těsta. Podobně jako mléčná kyselina se významně podílí na tvorbě chuti výrobku. Je však chuťově ostřejší a pronikavější a její vyšší podíl může působit nepříjemně. Nemá takový nutriční ani stabilizační význam jako mléčná kyselina, byť i ona může do jisté míry napomáhat zvýšení biologické využitelnosti některých nutričně významných látek. Její poměr vůči kyselině mléčné v kvasech by měl činit, jak již bylo uvedeno výše, přibližně 1 : 4 nebo méně. Kyselina octová může vedle heterofermentativního mléčného kvašení také vznikat jako produkt aerobního octového kvašení, které je v kvasech nežádoucí.

 

Ostatní významné produkty

Některé druhy BMK produkují látky, které označujeme jako exopolysacharidy. Jedná se o homo- nebo heteropolysacharidy. V prvním případě jde většinou o glukany či fruktany, ve druhém mohou být vedle glukosy monomerními jednotkami například galaktosa nebo rhamnosa. Exopolysacharidy se řadí mezi složky vlákniny a vykazují vlastnosti podobné jiným složkám vlákniny. Jsou prebiotiky, přisuzuje se jim také imunostimulační aktivita.

Produkty BMK jsou také vitaminy, zejména vitaminy skupiny B, případně i vitamin K.

 

 

 

 

 

 

 

 

Kvasový chléb a jeho vymezení

Až do roku 2020 nebyl pojem kvasový chléb v české legislativě nijak ukotven, byť se o tom v odborné veřejnosti vedly dlouhá léta diskuse. Důvodem bylo to, že u nás byl pojem kvasový chléb spojen s jedním jeho typem, který se ve dvacátém století v českých zemích vyráběl téměř výhradně a to i v průmyslovém měřítku. Jednalo se o chléb vyráběný s pomocí spontánně vyvedeného vitálního třístupňového kvasu. Ačkoli to ve středoevropské tradici není jediný způsob výroby žitnopšeničného chleba, u nás se stal zcela dominantním.

Na konci 80. let a zejména v 90. letech začalo však mnoho významných průmyslových pekáren od tohoto výrobního postupu ustupovat. Vedl k tomu primárně dramatický pokles spotřeby chleba ve prospěch pšeničného pečiva a tudíž nutnost častého přerušování výroby, ale také snaha o zjednodušení a zefektivnění výrobních postupů. Vznikající řemeslné pekárny si ve svých podmínkách s přípravou kvasů často nedokázaly poradit.

Příprava tradičních kvasů vyžaduje jistou kvalifikaci a zkušenost, které zpočátku řadě provozovatelů nových pekáren chyběly. Obrat nastal s postupným zaváděním moderních technologií vedení kvasů, tj. výrobou vitálních kvasů vedených na tvorbu kyselin s použitím startovacích kultur. Postupně tak vznikla situace, kdy se vedle sebe na trhu uplatňují zhruba čtyři typy postupů výroby chleba: a) chléb vyráběný s použitím „tradičního“ vitálního kvasu vedeného na produkci kyselin a kvasného plynu (obsahujícího BMK i kvasinky), b) chléb vyráběný s použitím vitálního kvasu vedeného na produkci kyselin (obsahujícího BMK), který může být veden až do vysokých kyselostí, ale musí zůstat i při těchto hodnotách kyselosti vitální (stabilizovaný kvas) kde je třeba do těsta vedle kvasu pro dostatečné nakypření přidávat droždí, c) chléb vyráběný s použitím nevitálního (stabilního) kvasu,
d) chléb vyráběný s použitím jiný okyselujících přípravků.

V posledních letech začala (byť ve skutečnosti nijak výrazně kvantitativně) stoupat poptávka po kvasovém chlebu, respektive „kváskovém“ chlebu (což je nepřesné označení, které se však ujalo). Přesněji řečeno, v jisté části populace začal být o kvasový chléb zájem a možnost označení chleba termínem kvasový (kváskový) se stala jistou výhodou. A právě tehdy se rozproudila velká diskuse o tom, co to vlastně kvasový chléb je. Zda pouze ten, který se vyrábí tradičním (nejlépe třístupňovým vedením), nebo obecně chléb vyráběný s použitím obou typů vitálního žitného kvasu, tedy jak s produkcí kyselin i kvasného plynu, tak s převažující produkcí kyselin, kde je do receptury třeba použít droždí, nebo zda se toto označení může vztahovat i na chléb vyráběný s použitím nevitálního stabilizovaného kvasu.

Vyhláška 18/2020 Sb. o požadavcích na mlýnské obilné výrobky, těstoviny, pekařské výrobky a cukrářské výrobky a těsta, která vstoupila v platnost v roce 2020, tuto otázku vyřešila tak, že lze používat v tomto smyslu tři možné termíny pro označení chleba:

Chléb „kvasového typu“ nebo „kváskového typu“, který je zakyselen stabilním kvasem, chléb „kvasový“, „kváskový“, „s kváskem“ nebo „s kvasem“, který zakyselen výhradně kvasem a chléb „tradiční kvasový“, „tradiční kváskový“, „tradiční s kváskem“ nebo „tradiční s kvasem“, který je kypřen a zakyselen výhradně žitným kvasem.

Definice těchto tří typů chleba se opírá o vymezení několika typů kvasu, které vyhláška stanoví takto: Kvasem nebo kváskem (se rozumí) prokvašený polotovar z jednoho nebo více mlýnských obilných výrobků, vody a základu kvasu, v případě žitného kvasu nebo kvásku prokvašený polotovar z žitné mouky, vody a základu kvasu, jehož kvasné mikroorganismy se nacházejí v aktivním stavu a v množství potřebném k zakyselení těsta; vyzrálý kvas nebo žitný kvas je schopen několikerého opakovaného množení, kvas se vyrábí bez použití přídatných látek nebo enzymů, obsah kyselin v kvasu vzniká výlučně v důsledku kvašení, stabilním kvasem prokvašený polotovar z jednoho nebo více mlýnských obilných výrobků, vody a základu kvasu, upravený zejména sušením nebo zahuštěním, k jehož dokyselení lze použít kvasný ocet nebo přídatné látky, a to kyselinu mléčnou nebo kyselinu octovou v množství tvořícím nejvýše jednu třetinu z celkové kyselosti stabilního kvasu; použité přídatné látky se získávají výhradně fermentačním procesem.

Pokud se budeme držet našeho zavedeného dělení na (1) vitální žitné kvasy s produkcí kyselin
i kvasného plynu, (2) vitální žitné kvasy s převažující produkcí kyselin (včetně stabilizovaných vysoce kyselých vitálních kvasů) a (3) nevitální (stabilní) žitné kvasy, pak lze vyhlášku pro konzumní žitnopšeničné (pšeničnožitné) typy chleba vykládat tak, že do kategorie „tradiční kvasový“ můžeme řadit chleby vyrobené s pomocí kvasu prvního typu (1) bez použití zlepšujících přípravků a droždí, do kategorie „kvasový“ chléb vyrobený s použitím vitálního kvasu druhého typu (2) a s přídavkem droždí a do kategorie „kvasového typu“ chléb vyrobený s použitím nevitálního (stabilního) kvasu a droždí.