以下文章经 The Conversation 许可转载,The Conversation 是一家报道最新研究的在线出版物。
酸面包是记录在案的最古老的发酵面包,人们食用它已有数千年历史。制作酸面包酵种的成分非常简单——面粉和水。将它们混合会产生一种活性培养物,其中酵母和细菌发酵面粉中的糖分,产生赋予酸面包特征风味和气味的副产品。它们也是在没有其他膨胀剂的情况下使面包膨胀的原因。
我的酸面包酵种,被亲切地称为“福斯特”酵种,是我的祖父母传给我的,他们是从我祖母的大学室友那里得到的。它跟随我走过了整个学术生涯,从新墨西哥州的本科到宾夕法尼亚州的研究生院,再到华盛顿的博士后工作。
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目前,它位于中西部地区,我在俄亥俄州立大学担任高级研究助理,与研究人员合作,对从食品科学到材料科学等广泛领域的样品进行表征。
作为我在大学讲授的显微镜课程的一部分,我决定用我在日常研究中使用的显微镜,仔细观察一下我家酸面包酵种中的微生物群落。
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜,或 SEM,是一种强大的工具,可以在纳米尺度上对样品表面成像。为了比较,一根人类头发的直径在 10 到 150 微米之间,而 SEM 可以观察到小 10,000 倍的特征。
由于 SEM 使用电子而不是光进行成像,因此显微镜可以成像的物体受到限制。样品必须是导电的,并且能够承受真空中的极低压力。低压环境通常不利于微生物,因为这些条件会导致细胞中的水分蒸发,使其结构变形。
为了制备用于 SEM 分析的样品,研究人员使用一种称为临界点干燥的方法,该方法小心地干燥样品以减少不必要的伪影并保留精细细节。然后,在样品上涂上一层薄薄的铱金属,使其具有导电性。
探索酸面包酵种
由于酸面包酵种是由面粉中的野生酵母和细菌制成的,因此它为多种微生物的繁殖创造了有利的环境。一个酸面包酵种中可能存在超过 20 种不同的酵母和 50 种不同的细菌。最强壮的成为优势物种。
您可以通过对尺寸和形态各异的不同成分(包括酵母和细菌)进行成像,直观地观察酸面包酵种的微生物复杂性。然而,要全面了解酵种中存在的所有多样性,则需要进行完整的基因测序。
赋予酵种质感的主要成分是面粉中的淀粉颗粒。这些颗粒在图像中呈绿色,可识别为相对较大的球状结构,直径约为8 微米。
使酵种膨胀的是酵母,颜色为红色。当酵母生长时,它会发酵淀粉颗粒中的糖分,并释放出二氧化碳气泡和酒精作为副产品,使面团膨胀。酵母的尺寸通常在2 到 10 微米之间,形状呈圆形到细长形。在此图像中可以看到两种不同的酵母类型,一种接近圆形,位于左下方,另一种呈细长形,位于右上方。
细菌,颜色为蓝色,代谢糖分并释放副产品,例如乳酸和醋酸。这些副产品起到防腐剂的作用,并赋予酵种独特的酸味和气味。在此图像中,细菌呈药丸状,尺寸约为2 微米。
现在,下次您吃酸面包或酸面包华夫饼时——试试它们,它们很美味!——您可以想象赋予每片面包独特风味的丰富微生物群。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。