Ο όγκος είναι ένα κρίσιμο κριτήριο ποιότητας σε πολλά αρτοσκευάσματα. Υπάρχουν δύο παράγοντες που έχουν σημαντική επίδραση στον όγκο: πρώτον, ο όγκος των αερίων που παράγονται κατά την τελική ωρίμανση και δεύτερον, η ικανότητα συγκράτησης αερίων αυτών, αλλά και κατά τα πρώτα λεπτά του ψησίματος, κατά τον αρχικό χρόνο που το ζυμάρι διογκώνεται και σταθεροποιεί τον τελικό του όγκο (Inra, 1994). Αυτό το άρθρο εξετάζει τους μηχανισμούς που επηρεάζουν την συγκράτηση αερίων στη ζύμη.

Επίδραση της γλουτένης στη βελτίωση της κατακράτησης αερίων στη ζύμη.
Οι υδατάνθρακες στο αλεύρι παίζουν κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή αερίων και για την επίτευξη όγκου, ενώ οι πρωτεΐνες του σιταριού είναι αυτές που διασφαλίζουν τη συγκράτηση των αερίων στη ζύμη.

Η γλουτένη σχηματίζεται από την ενυδάτωση των πρωτεϊνών του αλευριού κατά την ανάμειξη της ζύμης. Αυτή  είναι μια υγρή, κολλώδης και ελαστική μάζα που μένει στα χέρια μετά από συνεχή μάλαξη ζυμαριού κάτω από τρεχούμενο νερό. Αποτελείται από δύο κυρίως πρωτεϊνικά κλάσματα: την γλιαδίνη, και τη γλουτενίνη, σε ποσοστό περίπου70% και 30% αντίστοιχα.

Υπάρχουν πολλοί τύποι δεσμών μεταξύ των μορίων της γλιαδίνης και της γλουτενίνης. Οι πιο ισχυροί από τους οποίους είναι οι δισουλφιδικοί (ομοιοπολικοί δεσμοί). Αυτοί παίζουν βασικό ρόλο στη διασφάλιση της συνοχής του δικτύου της γλουτένης.

Πώς σχηματίζεται το δίκτυο γλουτένης κατά το ψήσιμο;
Η διαδικασία ανάμειξης στο ζυμωτήριο οργανώνεται σε διάφορα στάδια όπου το δίκτυο γλουτένης σχηματίζεται σταδιακά (Le Blanc, 2007):

• Το βασικό στάδιο ανάμειξης συνίσταται στην ανάμειξη των βασικών συστατικών. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αυτής, το νερό διασκορπίζεται μέσω των σωματιδίων αλεύρου και το απορροφούν οι πρωτεΐνες και το άμυλο.
• Με την  εντατική ή υψηλής ταχύτητας ανάμειξη της ζύμης στο ζυμωτήριο αυτή υποβάλλεται σε διάφορους τύπους μηχανικής καταπόνησης, όπως τέντωμα, συμπίεση και χτύπημα, όπου παράλληλα έχει ενσωματώνεται αέρας. Κατά τη διάρκεια της τελικής φάσης ανάμειξης σχηματίζεται το δίκτυο γλουτένης και παγιδεύει τους κόκκους αμύλου. Ο αέρας αυτός στη ζύμη κατά το ζύμωμα  σχηματίζει μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα, οι οποίες θα χρησιμεύσουν για το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται κατά την ωρίμανση της ζύμης. Ένα σωστά δομημένο δίκτυο γλουτένης έχει ως αποτέλεσμα τη βέλτιστη κατακράτηση αερίων, η οποία με τη σειρά της βελτιώνει την ανάπτυξη της ζύμης.

Η ελαστικότητα της γλουτένης.
Τα δυνατά αλεύρια μπορούν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη βραχείας γλουτένης, δηλαδή αυτή  που δεν έχει εκτακτότητα. Για αυτές τις περιπτώσεις  υπάρχουν τρείς τεχνικές λύσεις:

• Αυτόλυση, Η τεχνική αυτή βασίζεται στην  παρασκευή μιας ζύμης ή χυλού από αλεύρι και νερό, μόνο (χωρίς αλάτι ή μαγιά ή προζύμι).  Παραμένει για  15 λεπτά έως αρκετές ώρες ανάλογα με το επιθυμητό αποτέλεσμα  του ζυμαριού.   Η ζύμη αυτή προστίθεται κατά την διάρκεια του ζυμώματος, σε όποια τεχνική αρτοποίησης έχει επιλεγεί, και μπορεί να βελτιώσει το τελικό αποτέλεσμα. Κατά τη διάρκεια του χρόνου αναμονής της ζύμης, γίνεται  η αυτόλυση, όπου οι πρωτεΐνες και κατ’ επέκταση η γλουτένη υφίστανται υδρόλυση μέσω της δράσης των ενζύμων της πρωτεάσης  που υπάρχουν στο αλεύρι. Αυτό βοηθά στη χαλάρωση του δικτύου γλουτένης και στην αύξηση της εκτακτότητας, με αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου και της συνοχής στο τελικό προϊόν (η εκτακτότητα της ζύμης μειώνει την αντίσταση στην πίεση του αερίου).
• Τεχνικές προ-ωρίμανσης με βάση τη μαγιά , οι οποίες συνίστανται στην παρασκευή μιας σφικτής ζύμης  από μείγμα νερού, αλευριού και μαγιάς, οι οποίες έχουν το ίδιο αποτέλεσμα όσον αφορά τη βελτίωση της ελαστικότητας της γλουτένης.
• Προσθήκη αδρανοποιημένης / ανενεργής  μαγιάς , η οποία περιορίζει τον σχηματισμό δισουλφιδικών δεσμών μεταξύ των μορίων της γλουτένης. Οι πρωτεϊνικές αλυσίδες γλιστρούν μέσα και έξω η μία από την άλλη πιο εύκολα, γεγονός που αυξάνει τον όγκο και μειώνει τη συρρίκνωση της ζύμης.

Γιατί το ψωμί χάνει την μαλακότητά  του; 

Οι φυσικοί μηχανισμοί

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μπαγιατέματος του ψωμιού, η ψίχα γίνεται πιο σφιχτή και λιγότερο ελαστική, στεγνώνει και γίνεται εύθρυπτη. Το αποτέλεσμα είναι ότι ο καταναλωτής νιώθει λιγότερο ικανοποιημένος με αυτό το ψωμί με την πάροδο του χρόνου.

Αυτό είναι ένα φυσικό φαινόμενο που οφείλεται κυρίως στη διαδικασία επαναδιάταξης του αμύλου ( starch retrogradation) (Fadda et al., 2014), η οποία προκαλείται από τη μετακίνηση του νερού από την ψίχα προς την κόρα. Η διαδικασία επαναδιάταξης ξεκινά στην πραγματικότητα στο στάδιο του κρυώματος (αμέσως μετά το ψήσιμο) και συνεχίζεται κατά την αποθήκευση: η αμυλόζη αναδιοργανώνεται γρήγορα για να σχηματίσει μια σκληρή δομή ψίχας, ενώ η αμυλοπηκτίνη συσσωματώνεται σε κρυστάλλους.

Αυτή η αμφίπλευρη δομική αλλαγή είναι γνωστή ως επαναδιάταξη του αμύλου και είναι ο παράγοντας που ευθύνεται για τη σκληρότητα και την ψίχα που θρυμματίζεται πολύ εύκολα. Το φαινόμενο μπορεί να αντιμετωπιστεί με μια ελαφρά θέρμανση (για μια μόνο φορά όμως ) και απελευθερώνει ξανά τις αλυσίδες αμυλόζης και αμυλοπηκτίνης. Πιστεύεται επίσης ότι οι πρωτεΐνες της γλουτένης συμμετέχουν στη διαδικασία μπαγιατέματος. Έτσι, το ψωμί πλούσιο σε γλουτένη θα σκληρύνει λιγότερο γρήγορα λόγω μιας διαδικασίας που πιστεύεται ότι οφείλεται σε αλληλεπιδράσεις με το άμυλο (Curti et al., 2014).

Επιπτώσεις των συνθηκών αποθήκευσης

Συνεπώς, μια θερμοκρασία 20-25°C και μια υγρασία περίπου 65% θεωρούνται οι βέλτιστες συνθήκες αποθήκευσης για τη διατήρηση της μαλακότητας του ψωμιού. Στην πραγματικότητα, ο στόχος είναι να ελαχιστοποιηθούν τυχόν αλλαγές στη δομή της ψίχας κατά την αποθήκευση, προκειμένου να διατηρηθεί η μαλακότητα του ψωμιού. Μια ακατάλληλη θερμοκρασία αποθήκευσης θα έχει αρνητικές επιπτώσεις στη διατήρηση της μαλακότητας. Η υποβάθμιση της ποιότητας του ψωμιού αυξάνεται επίσης σταθερά και ταχύτερα με την πάροδο του χρόνου και ταυτόχρονα το ψωμί θρυμματίζεται ευκολότερα.