Aspecte microbiologice la obţinerea şi păstrarea drojdiei de panificaţie

Producerea industrială a drojdiei la nivel mondial depăşeşte 1,8 milioane tone/an din care drojdia de panificaţie are cea mai mare pondere. În industria panificaţiei se utilizează sub formă de drojdie comprimată (presată) sau sub formă de drojdie uscată activă (ADY).

Drojdia comprimată este o biomasă de celule aparţinând speciei Saccharomyces cerevisiae – drojdie de fermentaţie superioară, adaptată să producă fermentarea glucidelor din aluat, folosită ca afânător biologic la fabricarea pâinii şi a produselor de panificaţie.

Alegerea acestei specii este determinată de capacitatea sa de a fermenta rapid glucoza, fructoza şi zaharoza şi după o fază de adaptare, maltoza, principalul diglucid format în aluat sub acţiunea amilazelor din făinuri. O altă calitate este aceea de a avea timpul de generaţie cel mai scurt comparativ cu celelalte specii ale genului, egal cu 2-2,2 ore la temperatura de 30ºC, încât randamentul în biomasă este ridicat. Astfel în condiţii optime de cultivare prin parcurgerea stadiilor de multiplicare, din 0,2 kg de drojdie (substanţă uscată) utilizată ca inocul starter, în final se pot obţine aproximativ 100000 kg de drojdie, proces în care sunt implicate 24 generaţii de drojdii.

Pentru obţinerea drojdiei comprimate se foloseşte ca materie primă melasa ca sursă de carbon, substanţe minerale, substanţe cu azot, factori de creştere, pentru a crea un mediu favorabil înmulţirii.

Pentru a crea condiţii de multiplicare, după inocularea mediului sterilizat, se asigură condiţii de aerare, care stimulează activitatea de biosinteză a drojdiei şi reducerea timpului de generaţie. Se cunoaşte faptul că în condiţii anaerobe drojdia creşte mai lent decât în condiţii aerobe; raportat la 100 kg zahăr utilizat, randamentul teoretic în biomasă (substanţă uscată), în anaerobioză este de 7,5 kg pe când în aerobioză este de 54 kg drojdie.

Calitatea drojdiei depinde de procesul tehnologic care trebuie să se desfăşoare în condiţii stricte de igienă pentru a evita contaminarea plămezilor, care oferă condiţii optime şi pentru dezvoltarea altor tipuri de microorganisme.

În cursul procesului de fabricare a drojdiei, în paralel cu multiplicarea drojdiilor de cultură, în diferite stadii de multiplicare (plămezi) se pot dezvolta şi alte microorganisme de contaminare ale drojdiei Saccharomyces cerevisiae, care măresc gradul de contaminare a drojdiei finite şi determină o scădere a calităţilor biotehnologice şi a conservabilităţii drojdiei comprimate.

În timpul proceselor tehnologice este posibilă contaminarea cu drojdii atipice din genul Candida şi genul Torulopsis. Aceste drojdii se înmulţesc mai repede decât drojdiile de cultură. Au efect negativ asupra produsului finit, deoarece au activitate fermentativă mică, iar prezenţa lor în calupul de drojdie influenţează durata de păstrare, prin aceea că intră în autoliză mai rapid şi astfel oferă bacteriilor de contaminare un substrat favorabil dezvoltării.

Bacteriile se pot înmulţi în toate stadiile de multiplicare ale drojdiei de panificaţie. Multe specii ca Bacillus subtilis, Bacillus megatherium, Bacillus cereus pot proveni din melasă în care pot să formeze nitriţi.

Mucegaiurile pot contamina plămezile, dar acestea au viteză de înmulţire mai redusă decât a drojdiilor şi efectul lor nu este sesizabil în cursul procesului de fabricaţie. Sporii care s-au separat odată cu drojdia pot germina în timpul păstrării şi produc mucegăirea exterioară sau internă a drojdiei comprimate.

Procese care au loc în timpul păstrării drojdiei comprimate

În calupul de drojdie celulele de drojdie sunt celule vii separate de mediul în care au fost cultivate. Fiind lipsite de apă şi substanţe nutritive în calup ele continuă o activitate lentă de metabolizare. Întreţinerea funcţiilor vitale se realizează prin consumarea unor substanţe de rezervă din citoplasmă.

Drojdiile conţin o cantitate de 30-120 mg glicogen şi 20 mg trehaloză drept glucide de rezervă. Se ştie că drojdiile cultivate în diferite condiţii (aerobe şi anaerobe) se diferenţiază după conţinutul de glucide de rezervă. Astfel drojdiile cultivate în aerobioză sunt mai bogate în trehaloză, iar în condiţii anaerobe predomină glicogenul. De aceea gradul de aerare este important pentru acumularea de trehaloză şi deci pentru creşterea viabilităţii.

Temperatura are un rol foarte important în prelungirea stării de viabilitate a celulelor. Astfel drojdia supravieţuieşte perioade mai lungi dacă temperatura de păstrare este apropiată de temperatura de îngheţare a apei.

Conservabilitatea drojdiei comprimate este dependentă de intensitatea de desfăşurare a proceselor de proteoliză, care încep să se producă după trecerea celulelor în stare de anabioză. Drojdia începe să se autolizeze, după ce sunt consumaţi compuşii de rezervă ai celulei. Ca rezultat al autolizei, calupul de drojdie se înmoaie, devine fluid, activitatea fermentativă scade foarte mult în urma hidrolizei enzimelor (proteine); un astfel de calup este foarte uşor alterabil, reprezentând un mediu nutritiv excelent pentru bacteriile de putrefacţie.

În cazul păstrării drojdiei presate de bună calitate (necontaminată) în condiţii corespunzătoare de depozitare, autoliza are loc foarte lent în decurs de 1-3 luni. În schimb dacă păstrarea acesteia are loc la temperatura de 35ºC, durabilitatea este de numai 135 ore.

Influenţa microorganismelor de contaminare asupra conservabilităţii drojdiei de panificaţie.

Prezenţa în calupul de drojdie presată a microorganismelor de contaminare, determină întotdeauna o accelerare a proceselor ce conduc la alterarea drojdiei. Dacă păstrarea drojdiei presate se face la temperatura camerei, primele celule care intră în autoliză sunt celulele care aparţin drojdiilor atipice, iar produsele rezultate, servesc ca mediu nutritiv pentru bacteriile proteolitice. Acestea, prin enzimele extracelulare elaborate, vor degrada întreaga biomasă de drojdie.

Se apreciază că o drojdie de calitate bunã din punct de vedere microbiologic, poate conţine până la 2% microorganisme de contaminare. Deoarece un gram de drojdie presată conţine aproximativ 5·10⁹ celule/g, microorganismele de contaminare pot fi acceptate până la valori de 1·10⁶ celule/g, iar dacã numărul lor creşte la valori de aproximativ 5·10⁷ celule/g, se considerã cã drojdia este puternic contaminată. Într-un calup de drojdie care conţine de exemplu, în prima zi de păstrare 10⁶ microorganisme de contaminare/g, dupã 10 zile de păstrare la 20÷24ºC, numãrul microorganismelor de contaminare poate ajunge la valori de 10⁸ celule/g drojdie presatã (Dan, V., 1999).

În fabricile de pâine, dacã depozitarea calupurilor de drojdie se face la temperaturi mai mari de 10ºC şi în magazii cu o umezealã a aerului mai mare de 75%, pe suprafaţa calupului se pot dezvolta colonii de mucegaiuri, care îi depreciazã calitatea.

Astfel,se poate dezvolta frecvent Geotrichum candidum (sinonim cu Oidium lactis sau Oospora lactis), care formeazã superficial colonii albe cu aspect fãinos; mucegaiuri din genul Aspergillus şi Penicillium, care formează colonii colorate caracteristice şi Mucor mucedo. Acest mucegai în condiţiile păstrării drojdiei la temperatura camerei, poate sã elaboreze enzime proteolitice care sã favorizeze liza celulelor de drojdie, înmuierea şi degradarea calupului de drojdie.

Experimente efectuate privind durabilitatea drojdiei de panificaţie, au stabilit că bacteriile de putrefacţie au un rol deosebit în intensificarea proteolizei în calup. Prin păstrarea drojdiei presate la temperaturi de 35ºC, 18÷20ºC şi 2÷4ºC, s-a urmărit periodic durabilitatea, numărul de bacterii de putrefacţie şi activitatea enzimelor proteolitice, în intervalul de 20 zile.

Ca rezultat al proteolizei, enzimele care catalizează desfăşurarea procesului de fermentaţie alcoolică şi care conferă calităţile tehnologice ale drojdiei de panificaţie sunt astfel degradate şi îşi pierd specificitatea de acţiune.

De aceea, la obţinerea industrială a drojdiei de panificaţie se impune un control microbiologic riguros care să cuprindă toate fazele de producţie, prin studierea gradului de igienă şi depistarea surselor de contaminare.

Pentru a preveni multiplicarea microorganismelor de contaminare se impune întocmirea unui program riguros de igienă, care să fie respectat cu stricteţe, pe fiecare din cele cinci stadii principale de fabricaţie: pregătirea melasei; multiplicarea drojdiilor; separarea drojdiilor din mediul de cultură; filtrarea-presarea drojdiei; modelarea şi ambalarea

Pentru a controla procesul din punct de vedere al riscului de contaminare se poate aplica metoda HACCP, cu evidenţierea punctelor din procesul tehnologic care sunt critice pentru realizarea inocuităţii produsului. Aplicarea sistemului HACCP permite evidenţierea şi menţinerea sub control a riscurilor identificate.

Utilizarea HACCP la fabricarea drojdiei de panificaţie nu garantează faptul că nu vor apare riscuri, ci că ele sunt controlabile. Atunci când apar deviaţii în punctele critice de control sunt necesare măsuri corective. Metoda are un caracter dinamic şi de aceea se va revizui ori de câte ori va fi necesar, odată cu modificarea materiilor prime, perfecţionarea utilajelor, a tehnologiei de fabricaţie sau a tehnicilor de curăţire şi dezinfecţie.

Drojdia de panificaţie – produs finit reprezintă în final rezultatul eforturilor efectuate pentru a evita contaminarea cu microorganisme străine, calitatea acesteia fiind condiţionată de gradul de puritate microbiologică pe care îl prezintă la livrare.