酵母发酵剂的科学

这是一个疯狂的时代。许多人被困在家里，被困在不断重复的时间和地点中，周末毫无意义，距离意味着一切。窗外和墙外的危机仍在肆虐。似乎每个人，从突然失业的专业面包师到第一次涉猎的人，都在制作酸面包。我的Instagram已经变成了无尽的水泡，完全不完美的球和球，还夹杂着初生牛犊的照片。

为什么人们突然对酸面包和烘焙产生了兴趣?商店的货架上有很多面包。这不是问题所在。也许这是一种时间密集、耗费所有精力的解脱。或者，制作酸面包扮演着更抽象的角色。“我认为(酸面包)是家、舒适和社区的象征，”Serious Eats的特稿编辑丹妮拉·加拉尔扎说。采用原材料和微生物(不是像新型冠状病毒那样危险的病原开云体育波胆体)，制造有营养的东西，这一概念提供了安慰。“它给了人们一种控制感，这种控制感是他们目前在生活的其他方面所没有的。”

当使用洗手液和狂热洗手已经成为道德和公民责任时，培养开胃菜似乎与我们现在应该做的事情背道而驰。然而，我们却在这里，掀起一场集体风暴，在社交媒体上比较面包屑照片。制作酸面包还利用了在胁迫时期生存和自给自足的原始驱动力:同时谋杀黄蜂如果一场致命的流行病威胁到你的生存，至少你可以为自己烤一个美味的面包。你只需要一些面粉、水、盐和你自己的双手。

现在——也许比你一生中任何时候都有更多的时间——你有时间做一道开胃菜。你被困在家里。你有能力去做某件事，把精力和精力都放在这件事上。

但在做开胃菜之前，先了解一下它是什么。有一整个微生物宇宙在起作用，导致了脆脆的面包皮，奶油状，蜂巢状的面包屑，有着难以置信的复杂味道，以及你梦寐以求的上镜面包。

让我们来看看酵母发酵剂冒泡的引擎盖下到底发生了什么。

疯狂的开始

几年前，我曾在东村的一家社区餐厅工作。我当时的糕点师保持着适度的酸面包计划，每天制作几个面包和法棍。她亲切地把她的第一个名字叫做“婊子”。它住在一个硬皮的、红盖的、12夸脱的Cambro容器里，上面有一个风化的胶带名牌，用大写字母写得很大，很不服气。每天，这都是我准备清单上的第一项:喂母狗．有时我喂它黑麦面粉。大多数时候我喂它白面粉。其他时候，我请它喝苹果酒或啤酒。偶尔，在一个温暖的夏日早晨，我到晚了，会发现它溅到瓷砖地板上，愤怒地汩汩地从减速架上流出。婊子是一个反复无常的同事，尽管是必不可少的。

酵头——或者levain它是一种复杂的微生物群落，用于发酵面包，在发酵过程中赋予面包独特的酸味和轻盈的质地。像许多发酵一样，发酵剂已经存在了数千年，已知最早的发酵面包可以追溯到公元前3700年的瑞士洛桑。事实上，直到最近150年左右，商业面包师的酵母才开始流行起来，而缓慢、缓慢、有时多变的自然发酵过程已经逐渐消失，只在手工面包店、餐馆和爱好者的家中出现。商业酵母有它的优点:它起作用快，方便，稳定，而且，到目前为止，它是现成的。自大流行爆发以来，由于制造商竞相满足需求，酵母几乎从商店货架上消失了。据统计，2020年3月，烘焙酵母的销量比去年同期飙升了647.3%尼尔森．

但酵母一直是，也将永远是一种可靠的面包制作方法。

酵母发酵剂与商业面包酵母

吃一口酸面包片，再吃一口用工业面包酵母做的面包，你马上就会发现不同。酸面包只是味道更好——它们比商业酵母更复杂，更芳香，更能适应更广泛的口味。另一方面，用商业酵母制成的面包有一个独特的名片:一种单调、甜美、像啤酒一样的香气，经常在面包中占据主导地位，比如奶油蛋卷或白色普尔曼面包。用酵母发酵剂烘焙可以突出其他味道，比如焦糖味、全麦的泥土味或奶制品的微妙甜味。这种改善的风味来自酵母发酵剂的微生物多样性，这是商业酵母所缺乏的特征。

酸面包也是可以说对大多数人来说更容易消化，营养物质的生物利用度更高，而且对商业面包师的酵母、糖或其他添加剂有一定敏感性的人也能很好地耐受。

这并不意味着用传统酵母做的面包就不好。它们在烘焙界也占有一席之地。但酵母是它们自己的野兽，有很多事情让它们如此特别。

酵母开胃菜是如何工作的

这个过程的简化版本是这样的:在一个罐子里混合等量的面粉和水，然后等待。把一些糊状的污泥拿出来扔掉;加入更多的面粉和水，继续等待。在一段时间内反复重复这个过程后，你会得到一个冒泡的、黏糊糊的物质，它的起落具有一定的可预测性。随着时间的推移，这种混合物含有适当的酵母和细菌，可以使面包发酵，并赋予我们所熟悉和喜爱的独特的浓郁、奶油味和轻盈的质地——它成为酸面包的开胃菜。确切地说，我们说开胃菜有发酵性的力量-将糖转化为乙醇、二氧化碳和有机酸等产品的能力。

简单,是吧?没那么快。

微生物的能力

这是长版本:酵母发酵剂是微生物的培养物。这些微生物从何而来?它们无处不在:在你用的面粉里，在空气里，在你的手上，在罐子里，甚至在你用来搅拌的锅铲或勺子上。人们普遍认为，大多数微生物主要来自面粉，在较小程度上来自周围的空气。但有证据表明，酵母和细菌来自不太明显的地方:从全球各地的面包师那里提取数据，本研究这表明，一些微生物的多样性和开胃菜之间的味道差异来自于生活在烘焙师手上的微生物(被称为皮肤微生物组)。

开局者依赖于进化的基本力量之一:自然选择。你正在打磨一个微生物生态系统，并利用它来制作面包。这些微生物是如何生长的?当面粉和水混合时，面粉中的酶(淀粉酶)将长淀粉分子转化为单糖，为微生物繁殖提供了完美的燃料。

在酵母发酵剂的世界里，最重要的两种微生物是酵母而且乳酸菌．让我们详细分析一下。

酵母

酵母是一组不同的单细胞微生物，约占整个真菌王国的1%。已知的酵母种类超过1500种。我们最了解的物种是酿酒酵母或普通的面包师酵母，它既用于烘焙，也用于生产啤酒等酒精饮料。但还有更多的酵母在食品生产中有用。

酵母主要发挥面团的发酵作用，也在一定程度上影响面团的风味和香气。酵母是怎么做到的呢?为了繁殖，大多数酵母喜欢酿酒酵母将简单碳水化合物(糖)转化为二氧化碳和乙醇。这个过程被称为酒精发酵．当酵母继续享用可利用的糖时，它们就会繁殖。这种繁殖在温暖的温度下(86-95°F，或30-35°C)迅速发生，但在较低的温度下也会发生，尽管速度较慢。二氧化碳的产生在面团中产生气泡，当这些气泡被困在成熟的面筋基质中时，面团就会膨胀。当在高温下烘烤时，随着产生越来越多的二氧化碳，这些气泡进一步膨胀，直到酵母死亡，形成了我们称之为面包的通风、松软的面包。

正如你所料，鉴于酵母的多样性，酿酒酵母不是唯一生活在酸面包发酵剂里的物种。实际情况要复杂得多。在研究了来自世界各地的开胃菜，不同样本的DNA测序揭示了大量野生酵母的存在:酿酒servazzii它是一种气味难闻的二氧化碳多产者，具有强大的发酵能力(它的威力如此之大，甚至是工业食品生产的祸害，它会导致包装爆炸);或酿酒unisporus，更常见于液体和热开胃菜中;毕赤酵母属是它能产生醋酸异戊酯，闻起来像人造香蕉;还有不少于7种其他种类的酵母，它们都具有不同的特性和功能。最常见的酵母包括美国油，酿酒酵母,假丝酵母milleri(或云淡的）.

这些酵母种群的不同比例本身就足以解释酵母开胃菜之间的差异程度。但酵母只是微生物硬币的一面。

乳酸菌

乳酸菌(LAB)为杆状或球形，主要产生乳酸。它们比酵母小得多，存在于分解的植物、乳制品、蔬菜、水果的表皮上，甚至你自己的手指上。在一种典型的发酵剂中，LAB的数量是酵母的100倍。像某些酵母一样，LAB消化简单的碳水化合物，但不是酵母产生的酒精，LAB主要产生酸乳酸作为副产品。

为什么乳酸在酵母中很重要?首先，乳酸(以及乙酸)的产生将发酵剂的pH值降低到3.5左右(最高可达5)。pH值的降低导致了酸面团特有的酸味。其次，低pH值可以消除有害病原体，比如肠道菌或葡萄球菌。简单地说，有害微生物无法在酸性环境中生存。这个特性本身就是背后的驱动力乳酸发酵这是一种古老的保存技术，曾经制作出了像这样的食物泡菜，泡菜和犹太洁食莳萝泡菜．低pH值还能抑制霉菌生长，使酸面包比其他面包有更长的保质期。最后，LAB会释放蛋白酶，随着时间的推移，蛋白酶会分解面筋，从而产生更柔软、更轻的质地。

他们通常被分为两类:homofermentative而且异型发酵菌株。

• 同发酵(或同乳酸)实验室只产生乳酸。它们喜欢86 - 95°F(30-35°C)之间的温度，尽管它们也能在较低的温度下生长。他们生产以乳制品、奶油或酸奶为特色的口味。这类细菌包括乳球菌、肠球菌、链球菌、山球菌和嗜酸乳杆菌。
• 异型发酵实验室产生乳酸，但也醋酸，乙醇，甚至二氧化碳(从而提供一些发酵力)。这些细菌在59 - 72°F(15-22°C)的温度下茁壮成长，但也可以在更大的范围内生长。它们赋予食物一种更尖锐、更像醋的味道，可能是由于额外产生醋酸。最相关的物种是L. plantarum和L. fermentum等

*在异质发酵实验室中，存在两个子类:兼性异质发酵实验室将某些糖代谢为乳酸，并将其他糖代谢为乳酸和乙酸，以及在氧气存在下的乙酸;专性异质发酵乳酸总是代谢糖产生乳酸、乙酸和二氧化碳。但是对于本文的目的，您不需要对其中的差异太过纠结。

与酵母一样，单一酵母发酵剂在其生命周期中可能包含几种LAB。例如，有l . sanfranciscensis旧金山风味的酸面包就是以这种细菌命名的，它会产生一种独特的浓郁味道。在发育早期，物种喜欢同发酵片球菌属，肠球菌，链球菌,Weisella细菌已被证明占主导地位。但证据表明随着时间的推移，稳定的酵母培养物中主要含有异发酵的LAB，例如酵母而且l .杆菌这种细菌在竞争中胜过适应性较差的同发酵乳酸菌。(换句话说，稳定的发酵剂往往具有更酸的香气，并赋予面包更多的酸味，而不是一个年轻的，一个星期前的发酵剂，这是因为异质发酵的LAB会产生额外的乙酸。)

微生物	发酵类型	函数	例子
酵母	酒精发酵:糖转化为二氧化碳(CO2)和乙醇	膨松力、香气和风味	酿酒酵母、长穗酵母、小穗酵母
乳酸菌(同发酵)	同发酵反应:糖转化为乳酸	产生复杂的酸味，延长保质期，改善口感	L.嗜酸菌，乳球菌，肠球菌
乳酸菌(异质发酵)	异源发酵反应:糖转化为乳酸、乙酸和二氧化碳	生产复杂酸味香精，提高保质期，改善质地，膨松力提供醋酸“醋”味	L. Plantarum, L. fermentum, L. sanfrancissis

把一切放在一起:一个共生的故事

酵母和乳酸菌如何在发酵剂中和平共处?就像任何繁华的城市一样，酵母文化的资源有限。让我们称这些资源为单糖，其中有几种:葡萄糖，果糖和麦芽糖，举几个例子。酵母等c . milleri而且酿酒酵母喜欢以葡萄糖和果糖为食。同时，LAB等l . sanfranciscensis靠麦芽糖茁壮成长。稳定的发酵剂的特点是微生物之间的平衡，它们不会相互争夺食物。

酵母和LAB都能使它们的环境对大多数其他微生物不利。酵母会释放乙醇，但奇怪的是，拉布拉多却能很好地耐受乙醇。另一方面，LAB会分泌酸，但野生酵母也能耐受越来越强的酸性条件。最重要的是，酵母细胞在繁殖时产生额外的淀粉酶，将额外的淀粉转化为单糖，以帮助养活整个群体。这两种微生物在稳定的发酵剂培养中生存，茁壮成长，并在完美的共生关系中胜过其他微生物。这种优雅、无缝的团队合作让NBA名人堂成员菲尔·杰克逊的传奇三角进攻看起来就像四年级的篮球比赛。

这是很多复杂的微生物学。幸运的是，你不需要保留一点点就能成功地制作你自己的开胃菜。但就像烹饪和烘焙中的大多数粒度主题一样，它有助于理解实际发生的情况。虽然科学是一个有用的工具，但制作开胃菜最终涉及到你的感官——你的手、眼睛、鼻子，是的，甚至你的味觉——没有比开始自己制作更好的学习这个过程的方法了。请继续关注我们本周晚些时候的一步一步指南!