De wetenschap van zuurdesemstarters

De wetenschap van zuurdesemstarters

Het zijn wilde tijden. Velen zitten vast thuis, opgesloten in een onophoudelijke herhaling van tijd en plaats, waarin het weekend niets betekent en afstand alles. De crisis buiten onze ramen en muren woedt voort. En het lijkt erop dat iedereen, van professionele bakkers die plots zonder werk zitten tot beginnende dabblers, zuurdesembrood maakt. Mijn Instagram-feed is een eindeloze stroom van geblakerde, perfect onvolmaakte boules en batards geworden, en is doorspekt met kiekjes van prille starters die aan het pruttelen zijn.

Waarom de plotselinge interesse in zuurdesem, en bakken in het algemeen? Er is genoeg brood in de winkelrekken. Dat is het probleem niet. Misschien is het de opluchting van een tijdrovende, alles vergende onderneming. Of misschien speelt het maken van zuurdesem een meer abstracte rol. "Ik denk dat [zuurdesem] brood een symbool is voor thuis, voor comfort en gemeenschap," zegt Daniela Galarza, Features Editor bij Serious Eats. Het concept van rauwe ingrediënten en micro-organismen - die geen gevaarlijke ziekteverwekkers zijn zoals het nieuwe coronavirus - en iets maken dat voedzaam is, biedt troost. "Het geeft mensen een gevoel van controle die ze anders niet hebben in andere delen van hun leven op dit moment. "

Wanneer het gebruik van handreinigers en het fanatiek wassen van de handen ethische en burgerlijke verantwoordelijkheden zijn geworden, lijkt het kweken van een starter haaks te staan op wat we nu zouden moeten doen. En toch zijn we hier, bakken tot een collectieve storm en het vergelijken van kruimel shots op sociale media. Zuurdesem maken boort ook die oerdrift aan om te overleven en zelfvoorzienend te zijn in tijden van nood: Terwijl moordende horzels en een dodelijke pandemie je bestaan bedreigen, kan je tenminste een lekker brood voor jezelf bakken. Alles wat je nodig hebt is bloem, water, zout en je eigen handen.

Nu - misschien meer dan enig ander moment in je leven tot nu toe - heb je de tijd om een starter te maken. Je zit vast thuis. Je kunt het je veroorloven om ergens aandacht aan te besteden, je mentale en fysieke aandacht.

Maar voordat je een starter maakt, moet je begrijpen wat het is. Er is een heel microbieel universum aan het werk dat leidt tot die knisperende korst, dat romige, honingraatachtige kruim met een onmogelijk complexe smaak, en dat absurd fotogenieke brood van je dromen.

Laten we eens kijken wat er werkelijk gebeurt onder de borrelende kap van een zuurdesem starter.

Jaren geleden werkte ik in een buurtrestaurant in East Village. Mijn toenmalige patissier had een bescheiden zuurdesemprogramma, waar dagelijks verschillende broden en baguettes uit kwamen. Ze had haar starter liefkozend 'The Bitch' genoemd. Het leefde in een knapperig, rood deksel, 12-kwart Cambro container met een verweerd tape naamplaatje in grote, uitdagende hoofdletters. Elke dag was dat het eerste punt op mijn voorbereidingslijst: Voer de teef. Soms voerde ik het roggemeel. Meestal gaf ik het witte tarwebloem. Andere keren trakteerde ik het op cider of bier. En soms kwam ik te laat op een warme zomerochtend en vond ik het op de tegelvloer, boos gorgelend weg van het snelheidsrek. De Teef was een wispelturige - zij het essentiële - collega.

Een zuurdesem starter - of levain, als je Frans of chique bent - is een complexe gemeenschap van microben die wordt gebruikt om brood te laten rijzen, waardoor het een uitgesproken zure smaak en lichte textuur krijgt. Zoals veel fermenten bestaan starters al duizenden jaren, met het vroegst bekende zuurdesembrood dat dateert van 3700 voor Christus in Lausanne, Zwitserland. In feite is pas de laatste 150 jaar commerciële bakkersgist in de mode gekomen, terwijl het langzame, moeizame, soms grillige proces van natuurlijke zuurdesem is verdwenen en alleen nog te vinden is in ambachtelijke bakkerijen, restaurants en bij liefhebbers thuis. Commerciële gist heeft zijn verdiensten: Het werkt snel, het is handig, houdbaar, en, tot nu toe, gemakkelijk verkrijgbaar. Sinds het begin van de pandemie, is gist bijna verdwenen uit de winkelrekken, als fabrikanten race te houden met de vraag. De verkoop van bakkersgist schoot omhoog met 647,3 procent in maart 2020 vergeleken met het jaar daarvoor, volgens Nielsen.

Maar zuurdesem is er altijd geweest, en zal er altijd zijn, als een betrouwbare manier om brood te maken.

Neem een hap uit een plak zuurdesem en een andere uit een brood gemaakt met industriële bakkersgist en je merkt meteen een verschil. Zuurdeeg broden smaken gewoon beter - ze zijn complexer, aromatischer, en meer aanpasbaar aan een breder scala van smaken dan commerciële gist. Aan de andere kant hebben broden gemaakt met commerciële gist een duidelijk visitekaartje: Een monotoon, zoet, bierachtig aroma dat vaak domineert in broden zoals een brioche of een wit pullman brood. Bakken met een zuurdesem starter kan andere smaken naar voren brengen, zoals de karamel, aardse tonen van volkoren of de subtiele zoetheid van zuivel. Deze verbeterde smaak komt door de microbiële diversiteit van een zuurdesem starter, een eigenschap die commerciële gist mist.

Zuurdeegbroden zijn ook gemakkelijker verteerbaar voor de meeste mensen, met een grotere biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen, en worden goed verdragen door mensen met bepaalde gevoeligheden voor commerciële bakkersgisten, suikers of andere additieven.

Dat betekent niet dat broden gemaakt met conventionele gist slecht zijn. Ze hebben ook hun plaats in de bakwereld. Maar zuurdesems zijn hun eigen beest, en er is veel aan de hand dat ze zo speciaal maakt.

De verkorte versie van het proces gaat ongeveer als volgt: meng gelijke delen bloem en water in een pot en wacht. Haal wat van die deegachtige smurrie eruit en gooi het weg; roer er meer bloem en water door en blijf wachten. Na enige tijd dit proces steeds te hebben herhaald, ontstaat een bubbelende, deegachtige massa die met enige voorspelbaarheid stijgt en daalt. Na verloop van tijd bevat dit mengsel de juiste verzameling gist en bacteriën die brood kunnen laten rijzen en die kenmerkende pittige, romige smaak en lichte textuur kunnen geven die we kennen en waar we van houden - het wordt een zuurdesemstarter. In precieze termen zeggen we dat een zuurdesemstarter fermentatieve kracht heeft - het vermogen om suikers om te zetten in producten zoals ethanol, koolstofdioxide en organische zuren.

Simpel, toch? Niet zo snel.

Hier is de lange versie: Een zuurdesem starter is een cultuur van micro-organismen. Waar komen die microben vandaan? Ze zitten overal: In de bloem die je gebruikt, in de lucht, op je handen, in de pot, misschien zelfs op de spatel of lepel die je gebruikt om te roeren. Algemeen wordt aangenomen dat de meeste microben grotendeels afkomstig zijn van bloem en, in veel mindere mate, van de omringende lucht. Maar er is bewijs dat gist en bacteriën van minder voor de hand liggende plaatsen komen: Met gegevens van bakkers over de hele wereld suggereert deze studie dat een deel van de diversiteit van microben en smaakverschillen tussen starters afkomstig is van de microben die leven op de handen van die bakkers (bekend als het huidmicrobioom).

Starters vertrouwen op een van de fundamentele krachten van de evolutie: natuurlijke selectie. Je scherpt een microbieel ecosysteem aan en gebruikt het voor broodbereiding. Hoe groeien deze microben? Wanneer bloem en water zich vermengen, zetten enzymen (amylasen) in bloem lange zetmeelmoleculen om in eenvoudige suikers, die de perfecte brandstof vormen voor de voortplanting van microben.

In de wereld van zuurdesemstarters zijn de twee belangrijkste microben gisten en melkzuurbacteriën. Laten we die in detail bespreken.

Gisten

Gisten

Gisten zijn diverse eencellige micro-organismen die ongeveer 1 procent uitmaken van het hele schimmelrijk. Er zijn meer dan 1500 soorten gisten bekend. De soort die wij het best kennen is Saccharomyces cerevisiae - of gewone bakkersgist - die zowel bij het bakken als bij de productie van alcoholische dranken zoals bier wordt gebruikt. Maar er zijn veel meer gisten die nuttig zijn bij de voedselproductie.

Gist draagt vooral bij tot de rijsbaarheid van een deeg, en enigszins tot de smaak en het aroma. Hoe doet gist dat? Om zich voort te planten, zetten de meeste gisten zoals S. cerevisiae eenvoudige koolhydraten (suikers) om in kooldioxide en ethanol. Dit proces staat bekend als alcoholische gisting. Terwijl de gisten zich tegoed doen aan beschikbare suikers, vermenigvuldigen ze zich. Deze vermenigvuldiging vindt snel plaats bij warme temperaturen (tussen 30 en 35°C), maar ook bij lagere temperaturen, zij het in een langzamer tempo. De productie van koolstofdioxide creëert gasbellen in het deeg, die, wanneer ze gevangen zitten in een goed ontwikkelde glutenmatrix, het deeg doen uitzetten. Bij het bakken op een hoge temperatuur zetten deze bellen verder uit naarmate er meer en meer kooldioxide wordt geproduceerd totdat de gisten afsterven, wat resulteert in dat luchtige, sponsachtige brood dat wij brood noemen.

Zoals je zou verwachten, gezien de enorme diversiteit aan gisten, is S. cerevisiae niet de enige soort die in een zuurdesemstarter leeft. De realiteit is veel complexer. In studies van starters uit de hele wereld, heeft DNA sequencing van verschillende monsters de aanwezigheid van een breed scala aan wilde gisten aangetoond: Saccharomyces servazzii, een funky ruikende overvloedige producent van koolstofdioxide met een diepgaande gistkracht (zo krachtig dat het zelfs een plaag is voor de industriële voedselproductie, waar het verpakkingen doet ontploffen); of Saccharomyces unisporus, die meer voorkomt in vloeibare en warme starters; Pichia anomala, die isoamyl acetaat produceert, dat ruikt naar kunstmatige banaan; en niet minder dan zeven andere soorten gisten, allemaal met verschillende kenmerken en functies. De meest voorkomende gisten zijn S. exiguus, S. cerevisiae en Candida milleri (of humilis).

De verschillende verhoudingen tussen deze gistpopulaties volstaan om de variabiliteit tussen zuurdesemstarters te verklaren. Maar gisten zijn slechts één kant van de microbiële munt.



Melkzuurbacteriën (LAB) zijn staafvormig of bolvormig, en produceren voornamelijk melkzuur. Ze zijn veel kleiner dan gisten en komen voor in afbrekende planten, zuivelproducten, op de schil van groenten en fruit en zelfs op uw eigen vingers. In een typische starter zijn er 100 tegen 1 meer LAB dan gisten. Net als bepaalde gisten verteren LAB eenvoudige koolhydraten, maar in plaats van de alcohol die door gist wordt geproduceerd, produceren LAB vooral zuur melkzuur als bijproduct.

Waarom zijn LAB belangrijk in zuurdesem? Ten eerste, de productie van melkzuur (en azijnzuur) verlaagt de pH van je zuurdesem tot ongeveer 3,5 (en zelfs tot 5). Deze verlaging van de pH resulteert in die karakteristieke zure smaak van zuurdesem. Ten tweede, een lage pH elimineert ongewenste ziekteverwekkers zoals enterobacteriën of stafylokokken. Simpel gezegd, microbiële slechteriken kunnen niet overleven in een zure omgeving. Deze eigenschap alleen al is de drijvende kracht achter lacto-fermentatie, de eeuwenoude conserveringstechniek die voedsel als kimchi, zuurkool en koosjere dille augurken heeft voortgebracht. Een lage pH geeft zuurdesem ook een langere houdbaarheid dan andere broden door het remmen van schimmelgroei. Tenslotte laat zuurdesem protease enzymen vrij die gluten na verloop van tijd afbreken, wat resulteert in een zachtere, lichtere textuur.

Zij worden over het algemeen in twee groepen ingedeeld: homofermentatieve en heterofermentatieve stammen.

  • Homofermentatieve (of homolactische) LAB produceren alleen melkzuur. Ze geven de voorkeur aan temperaturen tussen 86 en 95 °F (30-35 °C), hoewel ze ook bij lagere temperaturen groeien. Ze produceren smaken die worden gekenmerkt door tonen van zuivel, room of yoghurt. Bacteriën in deze categorie zijn Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus en L. acidophilus.
  • Heterofermentatieve LAB produceren melkzuur, maar ook azijnzuur, ethanol en zelfs koolstofdioxide (en zorgen zo voor wat rijskracht). Deze bacteriën gedijen bij temperaturen tussen 59 en 72 °F (15–22 °C), maar kunnen ook over een veel groter bereik groeien. Ze geven voedsel een scherpere, meer azijnachtige smaak, waarschijnlijk door de extra productie van azijnzuur. De meest relevante soorten zijn onder andere L. plantarum en L. fermentum.*

*Binnen de heterofermentatieve LAB bestaan er twee subcategorieën: Facultatief heterofermentatieve LAB metaboliseren bepaalde suikers tot melkzuur, en andere suikers tot melkzuur en azijnzuur, alsmede acetaat in aanwezigheid van zuurstof; obligaat heterofermentatieve LAB metaboliseren altijd suikers tot melkzuur, azijnzuur en kooldioxide. Maar voor dit artikel hoef je je niet al te druk te maken over het verschil.

Zoals bij gisten, zal één zuurdesemstarter in de loop van zijn leven waarschijnlijk verschillende soorten LAB bevatten. Zo is er bijvoorbeeld L. sanfranciscensis, de bacterie waarnaar het San Francisco zuurdesem is genoemd, die een uitgesproken pittige smaak produceert. Vroeg in de ontwikkeling is aangetoond dat homofermentatieve Pediococcus, Enterococcus, Streptococcus en Weisella bacteriën overheersen. Maar er zijn aanwijzingen dat stabiele zuurdesemculturen na verloop van tijd vooral heterofermentatieve LAB bevatten zoals L. fermentum en L. plantarum, die minder aanpasbare homofermentatieve lactobacillen verdringen. (Met andere woorden, een stabiele starter heeft een zuurder aroma, en geeft meer zuurheid aan brood, dan een jonge, één week oude starter door de extra productie van azijnzuur van heterofermentatieve LAB).

Hoe kunnen gisten en melkzuurbacteriën vreedzaam naast elkaar bestaan in een starter? Zoals elke bruisende stad, zijn er beperkte middelen in een zuurdesem cultuur. Laten we die bronnen eenvoudige suikers noemen, waarvan er verschillende zijn: glucose, fructose en maltose, om er een paar te noemen. Gisten zoals C. milleri en S. cerevisiae voeden zich bij voorkeur met glucose en fructose. Ondertussen gedijen LAB zoals L. sanfranciscensis op maltose. Een stabiele starter bevat een evenwicht van microben die niet veel om elkaars voedsel concurreren.

Zowel gisten als LAB proberen hun omgeving ongastvrij te maken voor de meeste andere microben. Gisten scheiden ethanol af, maar vreemd genoeg kunnen de LAB ethanol vrij goed verdragen. Anderzijds scheiden LAB zuren af, maar ook wilde gisten verdragen de steeds zuurdere omstandigheden. Bovendien produceren gistcellen tijdens hun voortplanting extra amylase-enzymen, die extra zetmeel omzetten in eenvoudige suikers om de hele bende te voeden. Deze twee microben overleven, gedijen en verdringen anderen in een stabiele startercultuur - in perfecte symbiose. Dat is het soort elegant, naadloos teamwerk dat de legendarische driehoeksaanval van NBA Hall of Famer Phil Jackson zou doen lijken op een spelletje basketbal uit de vierde klas.

Dat was veel harde microbiologie. Gelukkig hoef je er niets van te onthouden om met succes je eigen starter te maken. Maar zoals de meeste granulaire onderwerpen in koken en bakken, helpt het om te begrijpen wat er eigenlijk gebeurt. Terwijl wetenschap is een nuttig instrument, het maken van een starter uiteindelijk gaat uw zintuigen - uw handen, uw ogen, uw neus, en ja, zelfs uw gehemelte - en er's geen betere manier om te leren dat proces dan om te beginnen met het maken van uw eigen. Blijf kijken voor onze stap-voor-stap gids later deze week!

Head Chef