Monografija „Primena pivskog kvasca u pekarskoj industriji” javlja se kao rezultat višegodišnjeg rada autora na rešavanju problema revitalizacije pivskog kvasca kao nusproizvoda industrije piva i njegove primene u pekarskoj industriji.

U monografiji se ističe značaj rešavanja problema odlaganja otpadnog pivskog kvasca u industriji piva, kao i njegova primenu u pekarskoj industriji nakon postupka revitalizacije. Primenom definisanog originalnog postupka revitalizacije otpadnog pivskog kvasca za primenu u pekarskoj industriji ostvaruju se sledeći efekti: rentabilna revitalizacija otpadnog kvasca iz pivare za primenu u proizvodnji hleba prvenstveno u okviru postojećih postrojenja u industriji piva; proizvodnja specijalnih vrsta hleba namenjenih krugu potrošača koji pretenduje na korišćenje rroizvoda na bazi pivskog kvasca; dobijanje hleba sa značajno većom nutritivnom vrednosti u odnosu na konvencionalno proizveden hleb; ostvarenje ušteda u proizvodnji hleba; valorizacija i optimizovana primena nekonvencionalnih, nutritivno vrednih sirovina u pekarskoj industriji u prvom redu pivskog kvasca ali i pratećih sirovina kao što su pšenična klica i sladni ekstrakt; rešavanje problema odlaganja otpadnog pivskog kvasca u duhu serije standarda JUS ISO 14000 i prevazilaženje nestašice ili nemogućnosti nabavke pekarskog kvasca u slučaju elementamih nepogoda, ratnog stanja ili drugih kriznih uslova.

Monografija je namenjena naučnoj i stručnoj javnosti pekarske industrije i industrije piva i predstavlja doprinos biotehnologiji zaštite okoline koja u poslednje vreme predstavlja jednu od najviše kotiranih oblasti biotehnologije u svetu. Takođe je namenjena kao udžbenik studentima postdiplomskih studija Tehnološkog fakulteta Univerziteta u Novom Sadu, koji se usavršavaju iz oblasti biotehnologije odnosno prehrambene tehnologije.

Na korisnim savetima tokom pisanja ove monografije posebno se zahvaljujemo recenzentima prof. dr Olgici Grujić, prof. dr Idi Leskošek-Cukalović, redovnim profesorima Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu : Poljoprivrednog fakulteta u Beogradu i dr Đorđu Psodorovu, naučnom saradniku Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu.

Da ova monografija ugleda svetlost dana svakako najzaslužnije su naše porodice, koje su nam darovale slobodno vreme za pisanje monografije i neophodnu pomoć kada nam je bila najpotrebnija.

U Novom Sadu, oktobra 2003. godine
Dr Siniša Dodić
Dr Stevan Popov
Dr Jasna Mastilović

Sadržaj

1. IZVOD

2. UVOD

3. ISTORIJAT POSTUPKA PROIZVODNJE HLEBA

4. POSTUPAK PROIZVODNJE HLEBA
4.1. PEKARSKI KVASAC

5. PIVSKI KVASAC
5.1. HEMIJSKI SASTAV
5.2. METABOLIZAM
5.3. UMNOŽAVANJE
5.4. FLOKULACIJA
5.5. AUTOLIZA

6. PROIZVODNJA KVASCA U INDUSTRIJI PIVA
6.1. UMNOŽAVANJE KULTURE KVASCA
6.2. PROCESI PRI FERMENTACIJI SLADOVINE
6.3. IZDVAJANJE PIVSKOG KVASCA
6.4. ČUVANJE PIVSKOG KVASCA

7. PRIMENA PIVSKOG KVASCA

8. ODGORČAVANJE PIVSKOG KVASCA

9. AKTIVACIJA PIVSKOG KVASCA
9.1. UTICAJ SASTAVA PODLOGE
9.1.1. SADRŽAJ PIVSKOG KVASCA
9.1.2. VRSTA I SADRŽAJ IZVORA FERMENTABILNIH ŠEĆERA
9.2. UTICAJ PROCESNIH PARAMETARA
9.2.1. BRZINA MEŠANJA
9.2.2. TEMPERATURA
9.3. UTICAJ TEHNIKE FERMENTACIJE
9.4. UTICAJ VREMENA FERMENTACIJE PREDFERMENTA
9.5. UTICAJ RAZLIČITIH GENERACIJA PIVSKOG KVASCA
9.6. UTICAJ RAZLIČITIH SOJEVA PIVSKOG KVASCA

10. TRAJNOST OTPADNOG PIVSKOG KVASCA ZA PRIMENU U PEKARSKOJ INDUSTRIJI

11. KVALITET I ODRŽIVOST SVEŽINE HLEBA

12. IDEJNO REŠENJE POSTROJENJA ZA REVITALIZACIJU
12.1. OPIS TEHNOLOŠKOG POSTUPKA REVITALIZACIJE
12.2. BILANS SIROVINA
12.3. OPREMA
12.4. PROSTOR
12.5. RADNA SNAGA

13. ZAKLJUČNA RAZMATRANJA

14. LITERATURA

Uvod

Više od polovine energetskih potreba stanovništva u našoj zemlji i u velikom delu sveta zadovoljava se hlebom (8). Stoga zadovoljenje zahteva ukusa određenog kruga potrošača u pogledu nutritivne vrednosti i kvaliteta hleba predstavlja jednu od smernica razvoja pekarske proizvodnje. Pored pekarskog kvasca koji u konvencionalnoj proizvodnji hleba predstavlja osnovnu sirovinu, kao jedna od alternativnih sirovina koja omogućuje zadovoljenje gore navedenih zahteva javlja se pivski kvasac.

Do 19 veka, u pekarama i domaćinstvima za proizvodnju hleba koristio se pivski kvasac. Njegovu dalju primenu potisnula je proizvodnja pekarskog kvasca. U pivarama, pivski kvasac je postao najčešće otpadni materijal. Danas pivski kvasac, zahvaljujući svom sastavu, ponovo dobija na značaju. Primenjuje se u medicini, farmaceutskoj industriji, prehrambenoj industriji i kao stočna hrana.

U našoj zemlji industrija piva godišnje proizvodi oko 6000 tona pivskog kvasca sa oko 15 % suve materije. Istovremeno, potrošnja pekarskog kvasca je oko 50000 tona, pri čemu se oko 50 % nabavlja iz uvoza. Otpadni pivski kvasac iz industrije piva može se, uz primenu odgovarajućih postupaka koji bi omogućili njegovu primenu u pekarstvu, usvojiti u pekarskoj proizvodnji, pri čemu bi određena količina pekarskog kvasca bila zamenjena otpadnim pivskim kvascem, a rešavanje problema odlaganja otpadnog pivskog kvasca predstavljalo bi značajan doprinos zaštiti životne okoline.

Primenom pivskog kvasca kao nusproizvoda industrije piva, kao alternativne sirovine u proizvodnji hleba mogu se ostvariti sledeći efekti:

• ušteda u troškovima proizvodnje za pekare;
• proizvodnja specijalnih vrsta hleba namenjenih krugu potrošača koji pretenduje na korišćenje proizvoda na bazi pivskog kvasca;
• dobijanje hleba sa značajno većom nutritivnom vrednosti u odnosu na konvencionalno proizveden hleb;
• prevazilaženje nestašice ili nemogućnosti nabavke pekarskog kvasca u slučaju elementarnih nepogoda, ratnog stanja ili drugih kriznih uslova.

Iako je mogućnost primene pivskog kvasca u pekarstvu poznata od davnina (54), direktno dodavanje pivskog kvasca u zames hlebnog testa ne rezultira odgovarajućim efektima u proizvodnji hleba (48). S obzirom na neophodnost aktivacije i adaptacije pivskog kvasca pre njegove konačne primene u pekarstvu, razvijene su predfaze u proizvodnji hleba namenjenih za ove svrhe. Definisanje optimalnih parametara tehnološkog postupka revitalizacije otpadnog kvasca iz pivare, koje uključuje proizvodnja hleba uz primenu domaćih sirovina i usmerenu ka postizanju kvaliteta hleba u skladu sa zahtevima domaćih potrošača, otvara mogućnost za:

• rentabilnu revitalizaciju otpadnog kvasca iz pivare za primenu u proizvodnji hleba prvenstveno u okviru postojećih postrojenja u industriji piva;
• ostvarenje ušteda u proizvodnji hleba;
• valorizaciju i optimizovanu primenu nekonvencionalnih, nutritivno vrednih sirovina u pekarskoj industriji u prvom redu pivskog kvasca ali i pratećih sirovina kao što su pšenična klica i sladni ekstrakt;
• rešavanje problema odlaganja otpadnog pivskog kvasca u duhu serije standarda JUS ISO 14000.

U našoj zemlji, definicija hleba je data u okviru Pravilnika o kvalitetu žita, mlinskih i pekarskih proizvoda, testenina i brzo smrznutih testa (63) u članu 73. gde se hleb definiše kao „proizvod dobijen mešanjem, fermentacijom, oblikovanjem i pečenjem testa umešanog od osnovnih sirovina i to: brašna od žita, vode ili druge dozvoljene tečnosti, pekarskog kvasca ili drugih sredstava za fermentaciju i kuhinjske soli u čijoj proizvodnji se mogu upotrebljavati i dodatne sirovine i/ili aditivi predviđeni Pravilnikom“.

Prema odnosima u proizvedenim količinama hlebnih žita, pšenice i raži (71) i navikama potrošača (52), u našoj zemlji ubedljivo najveći udeo ima pšenični beh hleb.

Na osnovu nutritivnog sastava sirovina koje ulaze u sastav hleba, kao i karakteristike tehnološkog postupka proizvodnje hleba koji rezultiraju hemijskim sastavom prikazanim u tabeli 1, hleb (posebno pšenični beli hleb) s aspekta nutritivne vrednosti, treba posmatrati kao izvor zadovoljenja energetskih potreba (53, 72).

Hleb karakteriše slabija iskoristljivost proteinske komponente, praćena aminokiselinskim sastavom sa deficitamim udelima esencijalnih aminokiselina, posebno lizina i metionina. Sadržaj mineralnih materija u hlebu se smanjuje sa stepenom izmeljavanja brašna koji se koristi u proizvodnji, odnosno najniži je kod belog hleba. U strukturi mineralnih materija u poređenju sa potrebama Ijudskog organizma nepovoljan je odnos sadržaja kalcijuma i fosfora (koga ima u višku, a koji je, pored toga, velikim delom vezan u obliku, s nutritivnog aspekta nepovoljnih fitinskih jedinjenja). U belom hlebu, s obzirom na raspored vitamina u zrnu, niži je i sadržaj vitamina, tako da hleb može pretpostavljati osnovu za zadovoljenje samo manjeg dela potreba u pojedinim vitaminima kao što su B1, B2 i PP (3).

Međutim, u mnogim delovima sveta, pa i u našoj zemlji, hleb zauzima jedno od najznačajnijih mesta u ishrani čoveka. U pojedinim zemljama sveta njime se pokriva između 18% i 80% nutritivnih potreba (71). U 53% od ukupnog broja zemalja on pokriva više od 50% nutritivnih potreba, a u 87% više od 30% (70). U Jugoslaviji se, prema raspoloživim podacima iz 1994. godine (8) hlebom podmiruje oko polovine ukupnih energetskih potreba, s tim što je pad realne kupovine stanovništva evidentan u narednim godinama (71), nesumnjivo, kod najširih slojeva stanovništva, uslovio da udeo hleba u zadovoljenju ukupnih energetskih potreba bude još veći. Iako se smatra da je veliki udeo hleba u ishrani posledica niskog standarda stanovništva (8), razlozi velikog udela hleba u svakodnevnoj ishrani nisu samo socijalne prirode. Hleb je, bez obzira na nivo standarda, nezamenjivi deo svakodnevne trpeze u velikom delu sveta, i zahvaljujući svojim, može se reći, među svim namirnicama, jedinstvenim senzornim svojstvima. Prihvatljivost hleba kao namirnice, definisana kao subjektivni utisak koji se dobija prilikom njegovog konzumiranja (49), s obzirom na jedinstvenost senzornih svojstava hleba, takođe je značajan faktor koji uzrokuje veliki udeo hleba u svakodnevnoj ishrani.

Pšenični hleb karakteriše aroma, koja, s jedne strane, svojom prijatnom specifičnošću pobuđuje apetit potrošača, dok, s druge strane, svojom blagom neutralnošću obezbeđuje njegovo konzumiranje u svim prilikama i svim kombinacijama sa drugim namirnicama. Široka prihvatljivost hleba vezana je i sa njegovim specifičnim strukturno-mehaničkim osobinama počev od fino porozne, elastične sredine, preko hrskave, manje-više kompaktne kore, do ujednačenog, privlačnog izgleda u celini (3, 70).

Prema tome, s obzirom na rasprostranjenost, udeo i značaj hleba u ishrani stanovništva, postizanje obogaćenja nutritivne vrednosti hleba s aspekta njegove prihvatljivosti za određen krug potrošača predstavlja jednu od primamih potreba pekara. U konvencionalnoj proizvodnji hleba obogaćivanje nutritivne vrednosti pekarskih proizvoda postiže se dodatkom sirovina kao što su: sumtka, mleko u prahu i dmgi proizvodi od mleka, pšenične klice, glutensko brašno, obezmašćeno suncokretovo brašno, sojino brašno, sojin koncentrat, sojin izolat, inaktivni pekarski i pivski kvasac, autolizat kvasca, jaja u prahu i dr. (63). Upotrebom pivskog kvasca kao sredstva za fermentaciju u proizvodnji hleba, obezbeđuje se povećanje nutritivne vrednosti hleba u odnosu na konvencionalni postupak proizvodnje. Naime, može se pretpostaviti da bi za dobijanje pekarskih proizvoda odgovarajućeg kvaliteta bio potreban veći udeo pivskog kvasca u odnosu na pekarski kvasac u sirovinskom sastavu hlebnog testa. Pod ovim uslovima i uz činjenicu da je pivski kvasac bogat u pogledu sadržaja proteina i vitamina B kompleksa sigurno se obezbeđuje potreba povećanja nutritivne vrednosti hleba.