
你所选用的面粉有助于决定哪类微生物在你的酸面团中发挥作用,以及面团的味道如何。
酸面团发酵剂仅由面粉和水制成,然而,它却支撑着面包师每日依赖的复杂发酵过程。除了用于烘焙,它还为科学家们提供了一个独特的视角,让他们得以观察微生物如何相互作用与演变。酸面团那熟悉的嚼劲与酸味源自发酵面团的微生物。先前的研究已在世界各地收集的酸面团发酵剂中发现了60多个不同属的细菌和80多种酵母菌。“我们可以将酸面团作为一个实验性进化框架,观察随着时间的推移会发生什么变化,”进化生物学家凯蒂·海尔博士说道。
面粉类型如何影响酸面包中的微生物
在最近发表于《微生物学光谱》的一项研究中,北卡罗来纳州立大学罗利分校的海尔及其同事研究了不同面粉如何影响酸面团发酵剂中微生物的生长。他们的分析表明,在所有测试的发酵剂中,属于 Kazachstania 属的酵母最为常见。相比之下,细菌群落则因所用面粉类型不同而有所差异。
面粉选择对烘焙师为何至关重要
研究结果表明,更换面粉会改变酵母种群的微生物平衡。该研究资深作者海尔表示:“由于微生物构成会影响酵母的不同特性,因此更换面粉可能会改变面包的口感。”她进一步解释道,从更广泛的角度来看,这一发现表明,酸面团中的微生物群落对环境因素极为敏感。
影响酸面团微生物群系的诸多因素
早期研究表明,酸面团中的微生物受多种因素影响。这些因素包括所用原料、周围空气、厨房台面,甚至面包师的手。面包师还会使用各种谷物,如小麦、黑麦、大麦、画眉草和小米。每种谷物都提供不同的营养成分,供微生物生长和竞争。
课堂项目激发科研热情
这项研究始于海尔实验室博士后研究员、狂热的天然酵母面包烘焙师恩里克·施瓦茨科普夫(Enrique Schwarzkopf,哲学博士)牵头开展的一个教育项目。他在当地一所中学启动了一个项目,旨在向学生传授发酵与进化知识。施瓦茨科普夫养有一份名为塞思(Seth)的天然酵母种,他将这份酵母种用作实践教学的工具。学生们尝试用不同的面粉组合和喂养时间表进行实验,以观察哪种酵母种生长最快。
运用基因工具追踪微生物
为研究酵母种,海尔和她的团队采用了代谢条形码技术,该技术通过扫描遗传物质来识别其中存在的微生物种类。每种酵母种均以三种基质之一作为起始培养物:中筋面粉、高筋面粉或全麦面粉。实验伊始,这些面粉中均含有相似的细菌群落以及多种酵母菌。
发酵产生的意外结果
在连续数周的反复投喂后,微生物群落发生了变化。所有菌种均以同一种酵母菌为主导,而细菌则呈现出更大的多样性。海尔表示,她最初预期会发现酿酒酵母(即面包酵母),这种酵母常用于烘焙,也是她所在实验室多项研究项目的核心。
相反,无论面粉类型或喂养计划如何,Kazachstania 均成为每个发酵剂中最丰富的酵母。基因分析还揭示了细菌之间的差异。用全麦面粉制作的发酵剂中,Companilactobacillus 的含量更高,而用面包粉制作的发酵剂中,Levilactobacillus 的含量则有所增加。
面粉——生态驱动因子
海尔的研究重点在于生物体如何适应新环境并在基因层面展开竞争,她解释道,不同种类的面粉会营造出不同的营养条件。她表示,将这些底物与微生物所处的环境联系起来,有助于科学家更好地理解多样化的微生物群落是如何形成、竞争并持续存在的。
参考文献:《面粉类型及投料时间安排对酸面团微生物组的影响》,作者:西玛·塔赫里、恩里克·施瓦茨科普夫、汉娜·L·伯曼、内森·布兰特、杰西卡·麦克尼尔、尼科·塞维尔、玛戈·鲁菲厄、罗伯特·R·邓恩、凯蒂·斯穆科夫斯基·海尔,2025年11月25日发表于《微生物学谱》,DOI:10.1128/spectrum.02380-25