miniatura|Fermentació en procés El backslopping és un tipus de fermentació que consisteix a prendre part d'una fermentació acabada per inocular la següent. L'ús d'aquest inòcul permet acidificar ràpidament la nova fermentació i protegir així el producte de microorganismes no desitjats, com serien els patògens, i afavorir els que són beneficiosos o d'interès.
Aquesta baixada del pH s'aconsegueix gràcies als microorganismes (bacteris i llevats) que es trobaven al primer lot.
Per tant, amb aquesta tècnica s'aconsegueixen les característiques necessàries per fermentar certs productes alimentaris de manera estable i segura. A més a més, això s'aconsegueix de manera ràpida gràcies a la reducció de la fase lag (fase de latència del creixement bacterià) dels microorganismes presents. Alhora, amb les fermentacions es pretén millorar la qualitat a partir d'aconseguir una millor textura, augmentar el valor nutricional o allargar la vida útil dels aliments amb els quals es treballa.
Fonaments microbiològics El backslopping es basa en la selecció natural de microorganismes a través de cicles successius de fermentació, on els organismes millor adaptats a les condicions específiques (com el pH, la temperatura i la disponibilitat de nutrients) tendeixen a predominar. Aquest procés permet estabilitzar comunitats microbianes que col·laboren en simbiosi, com ara els bacteris làctics i llevats, que aporten característiques desitjables als productes fermentats. Aquestes comunitats microbianes produeixen compostos metabòlics (àcid làctic, etanol, àcids grassos volàtils, CO₂, etc.) i altres metabòlits que inhibeixen patògens i contribueixen a la conservació dels aliments. A més, el procés selecciona microorganismes que interaccionen entre ells, establint equilibris que optimitzen la fermentació, sempre que es controlin els factors ambientals i es garanteixi la seguretat del procés.
Producció de metabòlits primaris i secundaris Els metabòlits primaris són productes essencials per al creixement microbià com ara els proporcionen l'energia (ATP). Per exemple, els bacteris làctics converteixen la glucosa en àcid làctic via fermentació homolàctica o heterolàctica i els llevats transformen sucres en etanol i CO₂ en condicions anaeròbiques.
Els metabòlits secundaris són compostos que no són essencials per a la supervivència, però que contribueixen al sabor, aroma i propietats antimicrobianes, sigui amb la producció de diacetil o altres compostos aromàtics.
Interessos i aplicacions La importància econòmica de la fermentació alimentària ha augmentat significativament des de 1970. Aquest augment inclou una àmplia varietat d'aliments fermentats: en la panificació amb massa mare la fermentació assegura un perfil àcid i una textura característica, en el quefir i el kumis, els cultius de bacteris làctics reutilitzats conserven el sabor i proporcionen beneficis probiòtics. A les begudes fermentades com la kombutxa, un cultiu previ estabilitza la fermentació i en el cas de la conservació de verdures com el xucrut, permet mantenir l'acidesa i evita la proliferació de patògens. També serveix en l'oncom, ja que usant espores del cultiu anterior permet al fong N. intermedia colonitzar l'okara de manera més eficient.
Aquestes tècniques, a més de garantir la seguretat alimentària, permeten la creació de productes amb propietats beneficioses per a la salut, com ara compostos antimicrobians naturals que podrien substituir els conservants químics en altres aliments.
Panificació: massa mare La massa mare s'utilitza per obtenir pa amb aromes i textures millorades, gusts característics, lleugerament àcids, i amb una vida útil més llarga. La massa mare, també permet fermentar sense o amb poc llevat. miniatura|Pa de massa mare Bàsicament, es tracta d'una barreja de farina i aigua amb llevats i bacteris àcid-làctics (BAL) que són els que inicien la fermentació làctica, generant àcid i aportant al pa les seves característiques particulars.
La tècnica de backslopping entra en aquest procés, quan es busca refrescar diàriament la massa mare a base d'agregar-hi farina i aigua. És a dir, es guarda una porció de la massa mare fermentada d'un dia per al següent. Aquesta porció (anomenada «esponja mare» o «massa mare madura»), es barreja de nou amb farina i aigua creant una nova massa que fermentarà. Si es repeteix aquest cicle constantment, la comunitat de microorganismes es manté estable i activa, i això permet una fermentació constant. Aquest mètode és especialment útil per la producció en forns o llars on interessi conservar la massa mare a llarg termini.
Hi ha tres tipus de massa mare: a) tipus I, de fermentació espontània on es deixa reposar la farina i l'aigua 1-2 dies; b) tipus II, de massa mare madura o esponja mare, que fermenta per backslopping gràcies a refrescar la massa cada dia, conservant així un equilibri microbià, i c) tipus III, de cultiu definit, que es fa servir habitualment per producció industrial on els cultius de microorganismes estan definits i seleccionats per aconseguir una fermentació controlada i estandarditzada.miniatura|249x249px|Producció de pa de massa mare de tipus II (per backslopping)
Aquests tres tipus representen les masses mare tradicionals, però també n’hi ha de líquides amb una consistència diferent segons la proporció de farina i aigua que s'incorpori a la barreja. Tant les masses mares tradicionals com les líquides poden fermentar per backslopping, però la massa mare líquida requereix un reinici dels cicles més freqüent, ja que utilitza una major quantitat d'aigua, la qual accelera l'activitat microbiana i el consum de nutrients. Això permet una fermentació constant i ràpida. En canvi, la massa mare tradicional utilitza menys aigua, fermenta més lentament, i cal reiniciar els cicles amb menys freqüència. El backslopping en aquest cas aporta una acidesa menys intensa i una textura més densa i estable.
Durant la producció del pa, cal controlar diversos paràmetres com ara el pH, la quantitat d'esponja mare, la temperatura o el temps de fermentació. Aquesta tècnica permetrà influir directament al gust i l'acidesa del pa simplement ajustant la freqüència i quantitat que addicionem de farina i aigua cada vegada. miniatura|196x196px|Kumis
Productes làctics: kumis El backslopping és el mètode més tradicional i utilitzat per produir kumis perquè permet produir-lo de forma ràpida i amb els recursos mínims, sense necessitat d'afegir-hi soques bacterianes específiques o de controlar estrictament les condicions ambientals. El procés consisteix a inocular una nova quantitat de llet d'euga esterilitzada amb una petita porció de kumis ja fermentat, la qual cosa permet que els llevats i bacteris làctics del kumis original iniciïn la fermentació al nou lot. Aquesta barreja es deixa fermentar a temperatura ambient (al voltant de 23°C) durant unes hores fins que el producte assoleixi l'acidesa desitjada. Durant la fermentació, el cultiu es remou manualment a intervals per assegurar que es distribueixin bé els microorganismes.
Si es compara el procediment de backslopping amb el mètode de fermentació en dues etapes, aquest últim és més complex i estructurat: comença amb una primera etapa en què es fermenta la llet amb bacteris làctics específics (com els Lactobacillus) i un bacteri acètic, a una temperatura més alta (42°C) per aconseguir un pH intermedi. Posteriorment, en una segona etapa, s'inocula el cultiu amb un llevat específic, Kluyveromyces lactis, i es manté a una temperatura més baixa (23°C) fins a assolir el pH final. Aquest procés, tot i que permet un control reforçat sobre el sabor i les característiques del kumis, és menys comú atesa la seva complexitat. La taula següent indica els dos models de producció. +Producció de kumisBacksloppingFermentació en dues etapesAfegir 10 mL de kumis a 100 mL de llet.
Fermentar a 23°C durant 96 hores.
Remenar cada 2,5 hores.
El producte final arriba a pH 3,9 ± 0,1.Primera Etapa: Afegir 2% Lactobacillus i 3% Acetobacter a la llet. Fermentar a 42°C durant 6 hores fins a arribar a un pH de 4,2 ± 0,1.
Segona Etapa:
Afegir 3% Kluyveromyces lactis. Fermentar a 23°C durant 72 hores, remenant cada 6 hores. El producte final arriba a pH 3,9 ± 0,1.
Begudes fermentades: kombutxa alt=La pel·lícula de cel·lulosa flotant és l'SCOBY o fong mare utilitzat al backslopping|miniatura|Kombutxa durant el procés de fermentació. En el cas de la producció continua de kombutxa, tant casolana com industrial, el backslopping també és una tècnica àmpliament utilitzada. La kombutxa és fermentada per un consorci de bacteris i llevats simbiòtics anomenat SCOBY o fong mare, amb una comunitat microbiana molt diversa que es troba distribuïda tant al brou líquid (te fermentat), com a la biopel·lícula cel·lulòsica flotant (SCOBY). Per aquest motiu, el nou lot de fermentació s'inocula afegint-hi una part de l'SCOBY (normalment un 20%) juntament amb una porció del te anteriorment fermentat (sobre un 10%). Aquest inòcul o kombutxa mare s'afegeix a la fermentació després d'haver preparat la nova barreja de te amb sucre.
L'SCOBY es pot reutilitzar contínuament per dos motius principals: cada cultiu produeix una nova capa, que s'utilitza per iniciar les noves fermentacions, i les comunitats microbianes mostren força similitud, tant en els primers dies com en els periodes finals del procés, donant suport al principi de la fermentació per backslopping.
La reutilització de porcions de fermentacions anteriors proporciona diversos avantatges: Per un a banda, promou un ràpid inici de la fermentació gràcies a la presència d'una comunitat microbiana activa i establerta. Això redueix el temps del procés. Per una altra banda, protegeix contra microorganismes indesitjables. En afegir te prèviament fermentat, disminueix el pH del brou i es redueix el risc de contaminació per microorganismes que provoquen deteriorament. A més, assegura una població microbiana consistent, que preserva l'equilibri entre els bacteris àcid-acètic (BAA), de l'àcid làctic (BAL) i els llevats establerts en les condicions de fermentació prèvia. També ajuda a mantenir el gust.
D'altra banda, abans d'inocular amb l'SCOBY de l'anterior fermentació, hem de comprovar algunes de les seves característiques físiques per assegurar un nou cultiu de qualitat. Idealment, la biopel·lícula ha de tenir un gruix d'entre 6 i 12 mil·límetres, ja que si és massa prima hi ha major risc de contaminació, però si és massa gruixuda dificulta l'entrada d'oxigen. A més, hauria de ser resistent a esquinçar-se quan s'aplica pressió entre el dit polze i l'índex, així confirmem que l'SCOBY està saludable.
Begudes fermentades: quefir d'aigua El quefir d'aigua és una beguda fermentada elaborada a partir de nòduls de quefir, que constitueixen una comunitat simbiòtica de bacteris i llevats. En aquest cas, també s'utilitza la fermentació backslopping, reutilitzant els nòduls de quefir després de cada fermentació per iniciar una nova tanda.
Diversitat microbiana i producció de metabòlits bioactius del quefir d'aigua
Aquests nòduls transformen el sucre present en el medi en diversos metabòlits, com ara àcid làctic, àcid acètic, etanol, diòxid de carboni (CO2) i glicerol, entre d'altres. El resultat és una beguda lleugerament carbonatada, àcida i rica en microorganismes vius amb potencial probiòtic.
La fermentació del quefir d'aigua pot ser modulada mitjançant el control de tres paràmetres essencials: el temps de backslopping, el rentat dels grans entre fermentacions i la temperatura d'incubació. Aquests factors influeixen directament en la composició microbiana del cultiu i en la producció de metabòlits, afectant tant les característiques organolèptiques com les propietats funcionals de la beguda.
Altres aliments A més dels mencionats, el backslopping és àmpliament utilitzat en les fermentacions de molts altres aliments no tant coneguts, com els mostrats a la taula.