显微镜下的酵母揭示了几代人培养的微生物

下次您吃酵母面包或酵母华夫饼时，您可以想象到丰富的微生物，这些微生物赋予了每块面包或酵母华夫饼独特的风味。

丹尼尔·维特，俄亥俄州立大学

客座作者

微生物在酵母发酵剂的淀粉粒中安家。

图片来源：Daniel Veghte，CC BY-SA

酸面包是有历史记载的最古老的发酵面包，人们食用它已有数千年的历史。制作酵母发酵剂的成分非常简单——面粉和水。将它们混合会产生一种活的培养物，其中酵母和细菌发酵面粉中的糖，产生副产品，赋予酸面团特有的味道和气味。它们也是在没有其他发酵剂的情况下使其发酵的原因。

我的酵母发酵剂被亲切地称为“福斯特”发酵剂，是我的祖父母传给我的，是我祖母的大学室友给我的。从新墨西哥州的本科生到宾夕法尼亚州的研究生院，再到华盛顿的博士后工作，它一直伴随着我在全国各地的学术生涯。

目前，它位于中西部，我在俄亥俄州立大学担任高级研究员，与研究人员合作，对从食品科学到材料科学等各个领域的样品进行表征。

作为我在大学教授的显微镜课程之一的一部分，我决定用我在日常研究中使用的显微镜仔细观察我家的酵母发酵剂中的微生物群落。

扫描电子显微镜

扫描电子显微镜（SEM）是一种强大的工具，可以在纳米尺度上对样品表面进行成像。相比之下，人类头发的直径为 10 至 150 微米，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，因此显微镜中可以成像的内容存在限制。样品必须具有导电性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生长，因为这些条件会导致细胞中的水分蒸发，从而导致其结构变形。

为了准备用于 SEM 分析的样品，研究人员使用一种称为临界点干燥的方法，仔细干燥样品以减少不需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以使其导电。

探索酵母发酵剂

由于酵母发酵剂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。酵母发酵剂中可能含有 20 多种不同的酵母和 50 多种不同的细菌。最强壮的成为优势物种。

您可以通过对大小和形态各异的不同成分（包括酵母和细菌）进行成像，直观地观察酵母发酵剂的微生物复杂性。然而，要充分了解发酵剂中存在的所有多样性，需要完整的基因测序。

赋予发酵剂质感的主要成分是面粉中的淀粉粒。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。

产生发酵剂的是红色酵母。随着酵母的生长，它会发酵淀粉粒中的糖，并释放二氧化碳气泡和酒精作为副产品，使面团发酵。酵母的大小通常在2至10微米范围内，形状为圆形至细长形。在此图像中可以看到两种不同的酵母类型，一种接近圆形，位于左下角，另一种是细长的，位于右上角。

蓝色细菌代谢糖并释放乳酸和乙酸等副产物。这些副产品充当防腐剂，并赋予发酵剂独特的酸味和味道。在此图像中，细菌呈药丸状，大小约为 2 微米。

现在，下次您吃酵母面包或酵母华夫饼时 - 尝试一下，它们很美味！ – 您可以想象丰富的微生物群赋予每件作品独特的风味。

Daniel Veghte，高级研究副工程师，俄亥俄州立大学

本文根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布。阅读原文。