Научные секреты выпечки хлеба на закваске

Современные ученые объясняют, как простые шаги могут изменить микробное сообщество закваски. Какую роль при этом играет мука, разбираем в нашем материале.

Любая банка закваски, в какой точке мира она бы не находилась, содержит динамическую экосистему, которую ученые только начинают понимать.

Пандемия COVID-19 ужесточила нашу социальную изолированность и сузила сферу нашей жизни так, как еще год назад никто и представить себе не мог. Но блокировка принесла и неожиданное утешение: очень многие, похоже, обратились к выпечке хлеба на закваске. Социальные сети были переполнены фотографиями бурлящих заквасок и свежеиспеченных буханок домашнего хлеба. И хотя пик этой хлебопекарной эпидемии прошёл, во многих холодильниках всё ещё стоит эта банка закваски.

Любая домашняя закваска содержит живое сообщество микроорганизмов, которые ферментируют и ароматизируют их хлеб. Но там, где обычный хлеб полагается на один вид пекарских дрожжей, заквасочный напротив представляет собой обширную экосистему взаимодействующих дрожжей и бактерий. Ученые начинают обнаруживать, что микробы в закваске появляются не только с рук пекарей и микробной флоры вашего дома. Выбор муки, температура воздуха, частота кормления также являются факторами, влияющими на состав.

Американский микробиолог Энн Мэдден признается, что учёный мир знает удивительно мало для технологии, которой, на самом деле, уже 12 тысяч лет! Но даже этого ограниченного знания достаточно, чтобы пролить свет на разнообразный, бурный микробный мир, и дать несколько подсказок домашним пекарям, надеющимся улучшить свои навыки ремесленного хлебопечения.

Восстание микроорганизмов

Смешайте муку и воду. Почти мгновенно дрожжи и бактерии из окружающей среды и самой муки начинают питаться сахарами. Так объясняет образование заквасочных культур Эрин Маккенни, микробиолог-эколог (США). Поначалу на этом новом богатом источнике энергии может вырасти практически любой микроорганизм, в том числе и патогенный. Вот почему молодые закваски часто проходят через черную гнилостно пахнущую фазу.

Но вскоре условия начинают меняться. Одна группа ранних колонистов начинает подкислять закваску. К 3-му дню эти так называемые молочнокислые бактерии (МКБ), (названные в честь одной из основных кислот, которую они производят, которая также содержится в йогурте, сыре и других кисломолочных продуктах) настолько “закисляют” закваску, что многие из ранних колонистов не выживают, оставляя только МКБ и кислотоустойчивые дрожжи. Эта молочная кислота вместе с уксусной кислотой придают закваске характерный привкус.

Бельгийский микробиолог Гайлен Лаказ из компании Puratos Group утверждает, что повышенная кислотность активирует фермент фитазу, отвечающей за то, чтобы минералы стали биодоступными.

К 10-14 дню закваска переходит в стабильное состояние, в котором дрожжи и МКБ активно размножаются, причем дрожжи производят достаточно углекислого газа, чтобы заквасить (ферментировать) буханку хлеба. Теперь стартер готов к использованию.

Тот факт, что все молодые закваски проходят одни и те же этапы эволюции не означает, что все они в конечном итоге получают один и тот же набор микроорганизмов. Американские учёные провели такой эксперимент — отправили мешки с одной и той же мукой 18 профессиональным пекарям по всему миру, которые затем использовали муку для создания заквасок на своих собственных кухнях с использованием идентичных технологий. Примерно через месяц пекари собрались в Бельгии, где исследователи использовали секвенирование ДНК для идентификации микробов в каждом стартере.

Несмотря на то, что все они начинали с одной и той же муки, их закваски-стартеры были разными. Большинство из них содержали различные штаммы обычных пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae, наряду с множеством других дрожжей в различных пропорциях, которые они обнаружили. Стартеры также содержали широкий спектр молочнокислых бактерий, в основном из рода Lactobacillus и тем не менее они варьировались от одной закваски к другой. Большинство микроорганизмов, по-видимому, попали туда из муки.

Разнообразие заквасок

На этой диаграмме показаны дрожжи (слева) и молочнокислые бактерии (справа), которые составляют 18 различных заквасок, созданных профессиональными пекарями по всему миру. Пекари начинали свои эксперименты с одинаковой муки, но в итоге получали совершенно разные коллекции микроорганизмов. Каждый генетически отличный вид или штамм показан в другом цвете; обратите внимание, что белое пространство в верхней части каждой полосы представляет слишком редкие организмы, чтобы отслеживать их отдельно.

Другие исследовательские группы в Европе наблюдали такое же разнообразие. “Мой вывод заключается в том, что каждая закваска отличается”, — говорит итальянский микробиолог Марко Гоббетти. Он подозревает, что постоянная смена видов может быть нормой для любой заданной опары с течением времени, хотя те немногие имеющиеся доказательства все еще сомнительны. Это ставит под сомнение заветные “родовые” закваски, некоторые из которых передавались из поколения в поколение. Их владельцам нравится думать, что они пекут с теми же микроорганизмами, которые населяли их родовую закваску много лет назад.

Но даже если каждая закваска отличается, можно ли их разбить на несколько различных групп, основанных на присутствующих микроорганизмах. Можно ли, как с растительными сообществами, сгруппировать их, если все эти виды очень изменчивы во времени? Ответ на этот вопрос, возможно, скоро появится. Исследователь Элизабет Лэндис из США, и её коллеги идентифицировали состав 560 закваскок, представленных пекарями по всему миру. Затем они искали повторяющиеся группировки микробов и обнаружили, что некоторые виды встречаются чаще других. Возможно, это связано с тем, что ни питаются одними и теми же сахарами в муке. Дрожжи Kazachstania humilis, например, не могут использовать сахарную мальтозу, которая доступна для молочнокислых бактерий.

Каждое микробное сообщество производит свой собственный уникальный вкусовой профиль. Некоторые производят больше молочной кислоты, которая дает йогуртовый вкус; другие дают более резкую уксусную ноту от присутствия большого количества уксусной кислоты. И поскольку каждый вид микробов имеет несколько разные метаболические пути, каждый из них, вероятно, добавит в смесь другие ароматические побочные продукты метаболизма. Это и есть та самая важная причина, по которой закваска имеет более тонкий, более сложный вкус, чем обычный хлеб, приготовленный на быстродействующих дрожжах. “Чтобы понять, сложность вкуса и аромата хлеба на закваске по сравнению с буханкой обычного хлеба, попробуйте сравнить аромат одного цветка и целого букета цветов”, — говорит Карл Де Смедт, который заведует Библиотекой заквасок заквасок в Puratos.

Уход и кормление

Не все согласны с тем, что микробные сообщества закваски настолько изменчивы. В коммерческих пекарских заквасках, которыми питаются ежедневно или даже чаще, микробам всегда хватает пищи. “Это создает целую расу, в которой самые быстро размножающиеся микробы доминируют с течением времени”, — говорит Майкл Ганцле, микробиолог из Университета Альберты, Канада. В конечном счете победителями становятся дрожжи Kazachstania humilis и молочнокислая бактерия Lactobacillus sanfranciscensis, недавно переименованная в Fructilactobacillus sanfranciscensis.

Это необязательно хорошая новость для получаемого хлеба! Бактерия L. sanfranciscensis растёт быстрее всего, потому что у неё один из самых маленьких геномов среди МКБ, а это означает, что у неё меньше путей метаболизма, и, следовательно, меньше побочных продуктов, производящих аромат, чем у других бактерий. Это добавляет 1 балл армии домашних заквасок, которые, могут быть более разнообразными.

Но вкус хлеба на закваске зависит не только от вида микроорганизмов, присутствующих в закваске. Это зависит и от рецептуры. Более густые закваски, то есть те, которые сделаны с меньшим количеством воды, задерживают больше кислорода в тесте, и это стимулирует молочнокислые бактерии производить более острую на вкус уксусную кислоту. В более влажных заквасках те же самые бактерии производят более мягкую на вкус молочную кислоту.

Хлеб на закваске

Конечный продукт, буханка хлеба на закваске, может иметь совершенно разный вкус в зависимости от того, как вы готовите закваску. 

Температура тоже имеет значение. Например, молочнокислые бактерии лучше всего работают в относительно теплых условиях, поэтому брожение на теплой кухне приводит к более кислому тесту, в то время как более прохладные условия приводят к большему количеству фруктовых ароматов, производимых дрожжами. Кроме того, МКБ, вопреки распространенному мнению, не любят сильно кислой среды.

Выбор муки

Один из основных способов, которым пекари могут влиять на вкус своего хлеба на закваске — это выбор муки для закваски. Чтобы продемонстрировать это, Эрин Маккенни и её команда вывели четыре стартера из 10 различных зерновых культур. Поскольку зёрна отличаются по составу сахаров, которые они делают доступными для микробов закваски, это может привести к различным наборам микроорганизмов, а, следовательно, и к различным вкусам. К примеру, полба и гречка дают более уксусную вкусоароматику.

Учёные Маккенни, Мэдден и их коллеги запускают проект "Дикая закваска", который приглашает домашних пекарей экспериментировать с мукой и условиями выращивания закваски и сообщать о своих результатах. Точно так же Puratos запустил Заквасочный Квест, где любой человек от новичка до профессионала может зарегистрировать свою закваску. Тем, у кого есть особенно интересные или уникальные стартеры, может быть предложено отправить их в библиотеку заквасок компании Puratos для дальнейшего анализа.

Выпечка хлеба на закваске дает дополнительное преимущество, особенно актуальное во времена пандемии, когда микробный мир кажется таким полным угроз. Закваска — это единственное место, где мы все, как общество, согласны с тем, что микроорганизмы помогают нам создавать такие замечательные вещи, как хлеб!

Покупка наборов для выпечки хлеба на закваске и ингредиентов (муки и отрубей)

Органическая ферма «Чёрный хлеб» выращивает и реализует оптом ряд продуктов для выпечки хлеба — муку и отруби. Воспользуётесь формой обратной связи, чтобы узнать о текущих скидках при покупке ингредиентов для хлеба на закваске напрямую: