本文最初发布于The Conversation。
酸面包是记录历史上最古老的发酵面包，人们已经食用了数千年。制作酸面包酵头（starter）的原料非常简单——面粉和水。将它们混合会产生一种活体培养物，其中酵母和细菌会发酵面粉中的糖分，产生赋予酸面包特有味道和气味的副产品。它们也是在没有其他膨松剂的情况下使其发酵的原因。
我的酸面包酵头，被亲切地命名为“Fosters”酵头，是我的祖父母传给我的，他们是从我外婆的大学室友那里得到的。它陪伴我走过了我全国范围内的学术生涯，从新墨西哥州的本科到宾夕法尼亚州的研究生，再到华盛顿的博士后工作。
目前，它位于中西部，我在俄亥俄州立大学担任高级研究助理，与各领域的研究人员合作，对从食品科学到材料科学的各种样本进行表征。
作为我在大学教授的显微镜课程之一，我决定用我在日常研究中使用的显微镜，更仔细地观察我家酸面包酵头中的微生物群落。
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜，或称 SEM，是一种强大的工具，可以以纳米尺度成像样本的表面。作为比较，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 使用电子而不是光来进行成像，因此对显微镜中可以成像的物体存在限制。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，从而变形它们的结构。
为了准备 SEM 分析样品，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，将样品涂覆一层薄薄的铱金属，使其导电。
探索酸面包酵头
由于酸面包酵头是由面粉中的野生酵母和细菌产生的，因此它为许多类型的微生物的繁殖创造了一个有利的环境。一个酸面包酵头中可能含有超过 20 种不同的酵母和 50 种不同的细菌。最顽强的将成为优势物种。
通过成像尺寸和形态各异的不同成分，包括酵母和细菌，可以直观地观察到酸面包酵头的微生物复杂性。然而，要完全理解酵头中存在的全部多样性，还需要完整的基因测序。
赋予酵头质地的主要成分是面粉中的淀粉颗粒。这些颗粒在图像中显示为绿色，可以识别为相对较大的球状结构，直径约为 8 微米。
赋予酵头膨胀的是酵母，显示为红色。随着酵母的生长，它会发酵淀粉颗粒中的糖分，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 到 10 微米之间，形状呈圆形或椭圆形。在这张图像中可以看到两种不同的酵母类型，一种几乎是圆形的，位于左下方；另一种是细长的，位于右上方。
细菌（显示为蓝色）代谢糖分并释放副产品，如乳酸和乙酸。这些副产品起着防腐剂的作用，也是赋予酵头特有的酸味和风味的原因。在这张图像中，细菌呈药丸状，大小约为 2 微米。
现在，下次当你吃酸面包或酸面包华夫饼时——试试它们，它们非常美味！——你就能想象出赋予每一块面包独特风味的丰富微生物。
