Учёные раскрыли тайну ферментации закваски для хлеба

Учёные выяснили, что ферментация закваски тайно преобразует волокна пшеницы, усиливая вкус, питательность и магию каждой буханки. Фото: Shutterstock

Хлеб был основным продуктом питания на протяжении тысячелетий, а заквасочный хлеб вновь переживает всплеск популярности. Многие ценят его за натуральные ингредиенты, питательную пользу и характерный вкус. Однако биологические процессы, стоящие за ферментацией закваски, остаются удивительно сложными. Что именно происходит во время этой ферментации и как волокна пшеницы влияют на конечное качество хлеба? Эти вопросы легли в основу докторского исследования Виктора Гонсалеса Алонсо в Брюссельском свободном университете (VUB), который изучал, как ведут себя специфические пищевые волокна пшеницы, называемые арабиноксиланами, во время ферментации закваски.

«Пшеница обеспечивает значительную долю калорий и клетчатки, потребляемых в Европе, — объясняет Гонсалес Алонсо, — и арабиноксиланы играют в этом важную роль. Они помогают определять структуру и качество хлеба».

Волокна пшеницы и ферментация закваски

Арабиноксиланы (АХ) существуют в двух основных формах. Водоэкстрагируемые (ВЭ-АХ), как правило, оказывают благотворное или нейтральное влияние на тесто, в то время как неэкстрагируемые водой (НЭ-АХ) могут негативно влиять на качество хлеба. До недавнего времени у учёных было ограниченное понимание того, как микроорганизмы в закваске взаимодействуют с этими волокнами.

Чтобы исследовать этот вопрос, Гонсалес Алонсо изучил ферментацию в нескольких типах муки, включая обогащённую дополнительными АХ. Он отслеживал изменения в микробных популяциях с помощью передового анализа ДНК и профилирования метаболитов, чтобы лучше понять, как протекает ферментация.

«Мы наблюдали, что закваски развиваются в стабильные микробные экосистемы, где молочнокислые бактерии и дрожжи находятся в сложном балансе, — говорит он. — Более высокое содержание клетчатки почти не изменило этот процесс, хотя мы чётко продемонстрировали, что ферментация закваски преобразует часть ВЭ-АХ в НЭ-АХ».

Ферменты и микробы формируют вкус хлеба

Одно неожиданное открытие касалось источника этого преобразования волокон. Изменение было вызвано в меньшей степени самими бактериями, а в большей — ферментами, уже присутствующими в пшенице. Эти ферменты активизируются по мере того, как тесто становится более кислым во время ферментации.

Когда это происходит, крупные молекулы волокон распадаются на более мелкие фрагменты, что может влиять как на усвояемость, так и на текстуру хлеба. Исследователи также идентифицировали бактерии, способствующие развитию вкуса. Lactococcus lactis была связана с маслянистыми ароматами, в то время как Limosilactobacillus fermentum производила сахарные спирты, которые могут добавлять лёгкую сладость.

Проверка результатов на реальном хлебе

Команда вышла за рамки лабораторных экспериментов. В ходе пробной выпечки в промышленных масштабах хлеб был приготовлен из пшеничной муки, обогащённой высоким уровнем АХ. Получившиеся заквасочные буханки не только имели более высокую питательную ценность, но и демонстрировали более широкий спектр вкусов.

«Закваска остаётся увлекательным взаимодействием биологии и мастерства, — заключает Гонсалес Алонсо. — И наше исследование показывает, что ферментация закваски влияет на волокна пшеницы в большей степени, чем считалось ранее».

Интересный факт: Традиция приготовления заквасочного хлеба насчитывает тысячи лет. Самые ранние свидетельства его производства были обнаружены в Древнем Египте около 1500 года до н.э. Интересно, что уникальная микробиота каждой закваски, формирующаяся из окружающей среды и муки, делает каждую культуру по-настоящему уникальной, подобно отпечатку пальца, что объясняет региональные различия во вкусе хлеба по всему миру.