Gottfried Spicher

Die Mikroflora des Sauerteiges

SummaryWe investigated the microflora of 26 wheat sourdoughs which are used for the production of “panettone” and wheat bread in bakeries in Italy, Switzerland, Germany and Sweden. The sourdoughs were started in part with a ripe wheat sour (masa madre) which had been propagated for a long time. The microflora of the wheat sourdough (pH 4.4 to 3.8; acidity 6.3 to 22.4) consisted of 2 × 105 to 3 × 109lactobacilli/g and 1 × 103 to 4.5 to 107 yeasts/g. We obtained 388 isolates; all belonging to the genusLactobacillus. In wheat sourdoughs which were started with a spontaneous sour homofermentativelactobacilli (Lactobacillus plantarum, L. casei, L. farciminis, L. homohiochii) are mainly found and alsoLactobacillus brevis, L. hildegardii and some other heterofermentative species. The main sourdough bacteria of wheat sourdoughs which were prepared with a “masa madre” were identified asLactobacillus brevis ssp.lindneri resp.L. sanfrancisco, which were present in addition toL. brevis, L. hildegardii, andL. viridescens. We also found varying numbers ofStreptococcus spp. in the wheat sourdoughs. The yeasts which we identified wereSaccharomyces cerevisiae, S. servazzi andCandida milleri.ZusammenfassungEs wurden Untersuchungen angestellt über die Mikroflora von 26 Weizensauerteigen für die Panettone- und Weizenbrotherstellung aus Bäckereien in Italien, der Schweiz, Deutschland und Schweden. Die Sauerteige wurden teils mit einem Spontansauer angestellt, teils mit einem reifen Weizensauer (masa madre), der bereits über längere Zeit fortgeführt wurde. Die Mikroflora der Sauerteige (pH 4,4 bis 3,8, Säuregrad 6,3 bis 22,4) setzte sich aus 2,5 × 105 bis 3 × 109 Lactobacillun/g und 1 × 103 bis 4,5 × 107 Hefen/g zusammen. Es wurden insgesamt 388 Isolate gewonnen und als Vertreter der GattungLactobacillus identifiziert. In Weizensauerteigen, die mit einem Spontansauer angestellt wurden, traten vornehmlich homofermentativeLactobacillus-Species auf (Lactobacillus plantarum, L. casei, L. farciminis, L. homohiochii), nebenL. brevis, L. hildegardii und einigen anderen heterofermentativen Spezies. Die Sauerteigbakterien des mit einem „masa madre” angestellten Weizensauerteig erwiesen sich insbesondere alsLactobacillus brevis ssp.lindneri resp.L. sanfrancisco, nebenL. brevis, L. hildegardii undL. viridescens. Daneben kamen in den Weizensauerteigen zu mehr oder minder hohen AnteilenStreptococcus spp. vor. Bei den im Weizensauerteig auftretenden Hefen handelt es sich umSaccharomyces cerevisiae, nebenS. servazzi undCandida milleri.

Proteolytic activity of sourdough bacteria

SummaryProteolytic activity during the fermentation of sourdough results in an increase in amino acid content. The proteolysis is caused by flour enzymes, microbial enzymes of flour and by sourdough bacteria. The results indicate that the lactic acid bacteria of sourdough are important for proteolytic activity during the fermentation of sourdough. This proteolytic activity depends on the species of bacteria. Homo- and heterofermentative sourdough bacteria effect different amino acid spectra. Qualitative and quantitative differences in sulphur-containing, cyclic and hydroxy amino acids have been observed. The proteolytic process can be influenced by fermentation conditions, especially the temperature. A lesser effect is observed in the dough yield (flour-water relationship). From experiments with different strains and species of lactic acid bacteria, it is concluded that only one third of the proteolytic activity in sourdough is based on proteases from the flour.

Die Mikroflora des Sauerteiges XXI. Mitteilung: Die in Sauerteigen schwedischer Bäckereien vorkommenden Lactobacillen

SummaryWe investigated the bacterial flora of 9 sourdoughs which are used for the preparation of mixed breads (rye/wheat flour) and wheat breads in Swedish bakeries. These sourdoughs were employed as starter and some of them have been propagated for more than ten years. 238 isolates were obtained and speciated asLactobacillus. 31 of the isolates belonged to the subspeciesThermobacterium (Lactobacillus delbrueckii, L. delbrueckii ssp.bulgaricus,L. acidophilus), 40 to the subspeciesStreptobacterium (Lactobacillus plantarum,L. casei rhamnosus,L. farciminis) and 112 isolates to the subspeciesBetabacterium (Lactobacillus fermentum,L. brevis ssp.lindneri,L. viridescens,L. brevis). A further isolates 55 of homo- and heterofermentative sourdough bacteria did not clearly belong to any species of the genusLactobacillus. Because of the frequency of occurence and the behaviour in the acidification testLactobacillus fermentum and the “not identified sourdough bacteria” of group “h” are typical for the investigated sourdoughs.ZusammenfassungEs wurden Untersuchungen angestellt über die Bakterienflora von 9 Sauerteigen, die in schwedischen Bäckereien bei der Bereitung von Roggen/Weizen-Mischbroten und Weizenbroten Anwendung finden. Bei diesen Sauerteigen fanden als Starter Sauerteige Anwendung, die z. T. seit mehr als 10 Jahren fortgeführt werden. Es wurden insgesamt 238 Isolate gewonnen und als Vertreter der GattungLactobacillus identifiziert. Von den Isolaten waren 31 der UntergattungThermobacterium (Lactobacillus delbruekkii,L. delbrueckii ssp.bulgaricus,L. acidophilus) zuzuordnen, 40 Isolate der UntergattungStreptobacterium (Lactobacillus plantarum,L. casei rhamnosus,L. farciminis) und 112 Isolate der UntergattungBetabacterium (Lactobacillus fermentum,L. brevis ssp.lindneri,L. viridescens,L. brevis). Weitere 55 Isolate homo- und heterofermentativer „Sauerteigbakterien” waren nicht eindeutig einer Art des GenusLactobacillus zuzuordnen. Aufgrund der Verbreitung, der Häufigkeit des Auftretens und des Verhaltens im Säuerungsversuch sind für die untersuchten SauerteigeLactobacillus fermentum sowie die „nicht identifizierten Sauerteigbakterien” der Gruppierung „h” als typisch anzusehen.

Die Mikroflora des Sauerteiges@@@The microflora of sourdough: XVII. Mitteilung: Weitere Untersuchungen ber die Zusammensetzung und die Variabilitt der Mikroflora handelsblicher Sauerteig-Starter@@@XVII. Communication: Bacterial Composition of Commercial Sourdough Starters

SummaryAdding to a previous communication we report on some sourdough starters and their microflora which recently came in the market of the Federal Republic of Germany. Previous results could be confirmed. Different species of homo- and heterofermentative lactic acid bacteria of the genusLactobacillus occur in sourdough starters. The most numerouslactobacilli in the starters areLactobacillus plantarum, L. casei, L. brevis, L. fructivorans andL. fermentum. In two sourdough startersStreptococcus spp. could be found. The composition of the microflora in sourdough starters varied more or less from charge to charge. The differing composition of the microflora affects the acidification characteristics of sourdough starters (progress of pH change and increase in acidity).ZusammenfassungErgänzend zu einer vorangegangenen Mitteilung wird über einige neuerdings in der Bundesrepublik Deutschland im Handel erhältlichen Sauerteig-Starter und deren Mikroflora berichtet. Die bisherigen Befunde konnten bestätigt werden. In den Sauerteig-Startern kommen verschiedene Species homound heterofermentativer Milchsäurebakterien des GenusLactobacillus vor. Am häufigsten wurden in den StarternLactobacillus plantarum, L. casei, L. brevis, L. fructivorans undL. fermentum nachgewiesen. In zwei Sauerteigstartern traten auchStreptococcus spp. auf. Die Zusammensetzung der Mikroflora der Sauerteigstarter war von Charge zu Charge mehr oder weniger großen Änderungen unterworfen. Die Unterschiede in der Zusammensetzung der Mikroflora finden ihren Niederschlag in den Säurungseigenschaften der Sauerteig-Starter (Verlauf der Änderung von pH und Säuregrad in Sauerteigen).

Die Mikroflora des Sauerteiges@@@The microflora of sourdough: XVIII. Mitteilung: Das Eiweiabbauvermgen der Milchsurebakterien des Sauerteiges@@@XVIII. Communication: The protein degrading capabilities of the lactic acid bacteria of sourdough

Acidification of the dough by the use of sourdough or acidifiers is necessary not only for good baking quality of rye flour but it is also very important for development of the typical sensory characteristics of rye bread. We confirmed that the lactic acid bacteria of sour dough are proteolytic. Proteolytic effects are observed in the increase of the amino acid content during fermentation. A marked increase was found in the content of leucine, alanine, valine, isoleucine, glutamic acid, glutamine, arginine, lysine, methionine, phenylalanine, tyrosine and serine. Lactobacillus plantarum showed a higher proteolytic activity than L. brevis ssp. lindneri or L. fructivorans.SummaryAcidification of the dough by the use of sourdough or acidifiers is necessary not only for good baking quality of rye flour but it is also very important for development of the typical sensory characteristics of rye bread. We confirmed that the lactic acid bacteria of sour dough are proteolytic. Proteolytic effects are observed in the increase of the amino acid content during fermentation. A marked increase was found in the content of leucine, alanine, valine, isoleucine, glutamic acid, glutamine, arginine, lysine, methionine, phenylalanine, tyrosine and serine.Lactobacillus plantarum showed a higher proteolytic activity thanL. brevis ssp.lindneri orL. fructivorans.ZusammenfassungDie Säuerung des Teiges unter Verwendung von Sauerteig oder eines Teigsäuerungsmittels ist nicht nur erforderlich, um die Backfähigkeit des Roggenmehles sicherzustellen, es werden damit auch die Voraussetzungen für die Ausbildung der für das roggenmehlhaltige Brot charakteristischen sensorischen Eigenschaften geschaffen. Es konnte bestätigt werden, daß von den Milchsäurebakterien des Sauerteiges auch eine Proteolyse ausgeht. Diese gibt sich daran zu erkennen, daß der Gehalt des Sauerteiges an Aminosäuren im Verlauf der Sauerteiggärung zunimmt. Die im Spektrum der Aminosäuren des Mehles resp. Sauerteiges auftretenden Veränderungen betreffen insbesondere den Gehalt an Leucin, Alanin, Valin, Isoleucin, Glutaminsäure, Glutamin, Arginin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin und Serin. Dabei geht vonLactobacillus plantarum eine größere Proteolyse aus als vonL. brevis ssp.lindneri oder garL. fructivorans.

The microflora of sourdough

SummaryThe influence of sourdough consistency (dough yield) on the development of homo- and heterofermentative lactic acid bacteria was investigated. With decreasing firmness of the sourdough acid production is more or less reduced. The production of lactic and acetic acid does not follow this change to the same degree. Upon decreasing firmness of the sourdough with “sourdough bacteria” a greater or lesser change of the lactic acid-/acetic acid-relation resp. of the fermentation quotient tabes place. This is caused by a greater reduction in the production of acetic acid.ZusammenfassungEs wurde der Einfluß der Konsistenz des Sauerteiges (Teigausbeute) auf die Entwicklung homo- und heterofermentativer Milchsäurebakterien untersucht. Mit abnehmender Festigkeit des Sauerteiges kommt es zu einer mehr oder weniger weitgehenden Verringerung der Säurebildung. Dieser Veränderung folgt die Bildung von Milch- und Essigsäure nicht in gleichem Maße. Bei den meisten „Sauerteigbakterien” kommt es mit abnehmender Festigkeit (bzw. bei höherer Teigausbeute) des Sauerteiges - infolge eines stärkeren Rückganges der Bildung von Essigsäure zu einer mehr oder weniger weitgehenden Verschiebung des Milchsäure-/Essigsäure-Verhältnisses bzw. zu einer Erhöhung des Gärungsquotienten.The influence of sourdough consistency (dough yield) on the development of homo- and heterofermentative lactic acid bacteria was investigated. With decreasing firmness of the sourdough acid production is more or less reduced. The production of lactic and acetic acid does not follow this change to the same degree. Upon decreasing firmness of the sourdough with “sourdough bacteria” a greater or lesser change of the lactic acid-/acetic acid-relation resp. of the fermentation quotient tabes place. This is caused by a greater reduction in the production of acetic acid.

Die Mikroflora des Sauerteiges@@@The microflora of sourdough: XIV. Mitteilung: ber das Verhalten homofermentativer Sauerteigbakterien und Hefen bei gemeinsamer Kultur@@@XIV. Communication: About the Behaviour of Homofermentative Sourdough Bacteria and Yeasts in Mixed Culture

SummaryThe behaviour of homofermentative sourdough bacteria in mixed culture with yeasts was investigated. The investigations includedLactobacillus acidophilus, L. plantarum andL. farciminis and also several yeasts isolated from sourdough (Candida krusei, Pichia saitoi, Torulopsis holmii, Saccharomyces cerevisiae). The behaviour of the mixed cultures was studied on ryeflour doughs (type 997, dough yield 180, 27–28 °C, 18 h). Depending on specific interrelationships between types of sourdough bacteria and yeasts there were varying influences on growth and acidification. The growth ofL. farciminis was not influenced by any yeast.Candida crusei andPichia saitoi resp.Torulopsis holmii andSaccharomyces cerevisiae caused a certain degree of growth enhancement ofL. plantarum andL. acidophilus. This influence only became evident upon use of greater yeast inocula (from 5 × 106 to 1 × 107 yeasts/g sourdough).Pichia saitoi andTorulopsis holmii had no notable influence on the acidification.Saccharomyces cerevisiae could enhance (L. acidophilus), or retard (L. plantarum). Candida crusei, only withL. acidophilus increased acidification of the dough (rise in the dough acidity of up to 10 points as compared to yeastfree cultures).ZusammenfassungEs wurde dem Verhalten der homofermentativen Sauerteigbakterien bei gemeinsamer Kultur mit Hefen nachgegangen. Die Untersuchung erstreckte sich aufLactobacillus acidophilus, L. planta rum undL. farciminis einerseits Bowie verschiedene, aus Sauerteigen isolierte Hefen (Candida krusei, Pichia saitoi, Torulopsis holmii, Saccharomyces cerevisiae) andererseits. Das Verhalten der Mischkulturen wurde an Sauerteigen aus Roggenmehl (Type 997, Teigausbeute 180, 27–28 C, 18 Std) studiert. Je nach den in Wechselbeziehung zueinander tretenden Sauerteigbakterien und Hefen ergab sich hinsichtlich der Vermehrung und der Säurebildung eine unterschiedliche Beeinflussung. Die Vermehrung vonL. farciminis wurde durch keine der Hefen beeinflußt. Eine gewisse Forderung des Wachstums vonL. plantarum undL. acidophilus ging vonCandida krusei undPichia saitoi bzw.Torulopsis holmii undSaccharomyces cerevisiae aus. Diese Beeinflussung war jedoch erst bei Einsaat höherer Hefemengen (5 × 106 bis 1 × 107 Hefen/g Sauerteig) zu beobachten. Auf die Säurebildung nahmenPichia saitoi undTorulopsis holmii keinen nennenswerten Einfluß. VonSaccharomyces cerevisiae ging teils eine Förderung aus (L. acidophilus), teils eine Beeinträchtigung (L. plantarum). Candida krusei bewirkte nur im Falle vonL. acidophilus eine Forderung der Säuerung des Sauerteiges (Zunahme des Säuregrades um bis zu 10 Einheiten gegenüber hefefreien Sauerteigen).

Die Mikroflora des Sauerteiges XX. Mitteilung: Der Einfluß der Hefe auf die proteolytischen Vorgänge im Verlaufe der Sauerteiggärung

SummaryLactic acid bacteria of sour dough hydrolyse proteins. During the fermentation step the amino acid content of the sourdough increases. When yeasts participate in the fermentation the increase on the amount of amino acids is smaller.Saccharomyces cerevisiae reduces the proteolytic activity more thanCandida krusei. The lower amino acid content of sour-doughs which contain yeasts is caused by the consumption of asparagine, alanine, glycine and serine.ZusammenfassungVon den Milchsäurebakterien des Sauerteiges geht eine Proteolyse aus. Diese führt im Verlaufe der Sauerteiggärung zu einem Anstieg des Gehaltes des Sauerteiges an Aminosäuren. Sind an der Sauerteiggärung Hefen beteiligt, dann ist der Anstieg des Aminosäuregehaltes geringer. Dies tritt in Gegenwart vonSaccharomyces cerevisiae in stärkerem Maße hervor als vonCandida krusei. Der geringere Aminosäuregehalt hefehaltiger Sauerteige war insbesondere auf einen Verbrauch an Asparagin, Alanin, Glycin und Serin zurückzuführen.

Die Mikroflora des Sauerteiges@@@The Microflora of Sourdough: XII. Mitteilung: Der einflu der temperatur auf die Lactat-/acetatbildung in mit homofermentativen milchsurebakterien angestellten Sauerteigen@@@XII. Communication: The influence of the temperature on the production of lactate and acetate in sourdough, started with homofermentative lactic acid bacteria

SummaryThe influence of the temperature on the production of lactate and acetate by homofermentative sourdough bacteria of the subgenusThermobacterium andStreptobacterium (Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. farciminis, L. casei) was investigated. The homofermentative sourdough bacteria produce in 18 h at 20–35 °C produce differing quantities of lactate (0.5 g/100 g–1.5 g/100 g sourdough); the production of lactate is influenced by the temperature. Acetic acid is formed as well in quantities of 0.05 g/100 g–0.15 g/100 g sourdough (compared with 0.25-0.3 g/100 g sourdough by heterofermentative sourdough bacteria). The production of acetate is not dependent on the temperature.ZusammenfassungEs wurde dem Einfluß der Temperatur auf die Bildung von Lactat und Acetat durch homofermentative Sauerteigbakterien der UntergattungenThermobacterium undStreptobacterium (Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. farciminis, L. casei) nachgegangen. Die homofermentativen Sauerteigbakterien bilden innerhalb von 18 Std bei 20–35 °C in unterschiedlichem Maße Milchsäure (0,5 g/100 g–1,50 g/100 g Sauerteig); zudem steht die Lactatbildung im Einfluß der Temperatur. Daneben tritt Essigsäure in Mengen von 0,05 g/100 g–0,15 g/100 g Sauerteig auf (0,25-0,3 g/100 g Sauerteig bei heterofermentativen Sauerteigbakterien). Die Acetatbildung erwies sich unabhängig von der Temperatur.

The microflora of sourdough. XIX. The effect of temperature and dough yield on the proteolytic effect of lactic acid bacteria in sourdough

During fermentation of sour dough the flour proteins are degraded. The proteolysis depends not only on lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum, L. brevis ssp. lindneri, L. fructivorans) but also on the conditions of fermentation of the sour dough. An increase of temperatures between 25 degrees C and 35 degrees C causes an increase in the amino acid content. The water content of the dough (T.A. 150/T.A. 210) influences the proteolytic activity of the bacteria to a lesser degree.SummaryDuring fermentation of sour dough the flour proteins are degraded. The proteolysis depends not only on lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum, L. brevis ssp. lindneri, L. fructivorans) but also on the conditions of fermentation of the sour dough. An increase of temperatures between 25 °C and 35 °C causes an increase in the amino acid content. The water content of the dough (T. A. 150/T. A. 210) influences the proteolytic activity of the bacteria to a lesser degree.ZusammenfassungIm Verlaufe der Sauerteiggärung kommt es zu einem Abbau der Eiweißstoffe des Mehles. Die Proteolyse ist nicht nur von der Art der als Starter verwendeten Milchsäurebakterien (Lactobacillus plantarum, L. brevis ssp. lindneri, L. fructivorans) abhängig, sie steht ebenfalls im Einfluß der Bedingungen der Führung des Sauerteiges. Insbesondere war im Bereich von 25 °C bis 35 °C mit ansteigender Temperatur ein höherer Aminosäuregehalt des Sauerteiges festzustellen. Demgegenüber nahm die Teigausbeute (TA 150/TA 210) einen geringen Einfluß auf die proteolytische Aktivität der Sauerteigbakterien.