Men tự nhiên dưới kính hiển vi tiết lộ vi khuẩn được nuôi cấy qua các thế hệ
Bánh mì lên men tự nhiên (sourdough) là loại bánh mì men chua cổ xưa nhất trong lịch sử được ghi lại tới ngày nay, và con người đã từng ăn nó trong hàng ngàn năm.
Các thành phần cấu tạo của một bánh mì men tự nhiên được bắt đầu rất đơn giản – bột và nước. Việc trộn chúng với nhau tạo ra một môi trường nuôi cấy, nơi nấm men và vi khuẩn lên men từ đường trong bột, tạo ra các sản phẩm phụ giúp bánh mì sourdough có những hương vị và mùi riêng có. Chúng cũng là thứ khiến bột dậy lên khi thiếu vắng nhiều tác nhân lên men khác.
Bột cái sourdough của nhà nghiên cứu Daniel Veghte, vẫn được trìu mến gọi là bột cái “Fosters” (những người nuôi dưỡng), được truyền từ ông bà anh, vốn được họ tiếp nhận từ người bạn cùng phòng hồi đại học. Nó theo sát anh trong suốt quá trình nghiên cứu khắp đất nước, từ khi còn học ở New Mexico đến khi tốt nghiệp ở Pennsylvania và trở thành một postdoct ở Washington.
Hiện tại, món men chua quý giá này đang có mặt ở Midwest, nơi anh làm việc ở đại học bang Ohio, hợp tác với các nhà ngiên cứu để tìm hiểu đặc điểm của các mẫu trên một phạm vi rất rộng từ khoa học thực phẩm đến khoa học vật liệu 1.
Tham gia giảng dạy các lớp về kính hiển vi tại trường đại học này, anh quyết định nhìn gần hơn vào cộng đồng vi khuẩn trong thứ bột cái này của gia đình với chiếc kính hiển vi và anh vẫn sử dụng làm nghiên cứu hằng ngày.
Kính hiển vi điện tử quét
Kính hiển thi điện tử quét (SEM) là một công cụ quyền lực có thể chụp ảnh bề mặt các mẫu thí nghiệm ở quy mô nano 2. Để so sánh, một sợi tóc người có đường kính vào khoảng 10 đến 150 micro mét, và SEM có thể quan sát các đặc điểm ở mức nhỏ hơn đó 10.000 lần.
Kể từ khi SEM sử dụng các electron thay vì ánh sáng để chụp ảnh, có những giới hạn về vật thể được chụp trên kính hiển vi. Các mẫu phải được dẫn điện và có thể chịu được áp suất rất thấp trong chân không. Các môi trường có áp suất thấp về cơ bản không phù hợp với các loại vi khuẩn, do các điều kiện này sẽ là nguyên nhân làm nước trong các tế bào bốc hơi, làm hư hỏng cấu trúc của nó.
Để chuẩn bị các mẫu cho phân tích trên SEM, các nhà nghiên cứu sử dụng một phương pháp gọi là sấy điểm tới hạn(critical point drying), cách sấy một cách cẩn thận mẫu vật để giảm thiểu tác động không mong muốn lên mẫu và bảo vệ các chi tiết tinh tế nhất 3. Mẫu vật này sau đó được bọc một lớp mỏng kim loại iridium để khiến nó có tính chất dẫn điện.
Khám phá một men cái sourdough
Kể từ khi các men cái sourdough được tạo ra từ nấm men tự nhiên và vi khuẩn trong bột, nó đem lại một môi trường thích hợp cho nhiều dạng vi khuẩn sinh sôi. Có thể có hơn 20 loài nấm men khác nhau và 50 loài vi khuẩn trong một men cái sourdough. Những con khỏe mạnh nhất sẽ trở thành loài lấn át trong đó 4.
Bạn có thể quan sát thực tế sự phức tạp của vi sinh vật trong men cái sourdough bằng việc chụp ảnh những hợp phần khác nhau, vốn vô cùng phong phú về kích thước và hình thái, bao gồm nấm men và vi khuẩn. Tuy nhiên, để có được một hiểu biết đầy đủ về mọi sự đa dạng trong men cái thì cần một trình tự gene hoàn chỉnh 5.
Thành phần chính đem lại cho kết cấu men cái là các tinh bột của bột mì. Các hạt này được nhận diện như những cấu trúc hình cầu lớn liên quan có đường kính xấp xỉ 8 micro mét.
Giúp men cái dậy men là nấm men, chúng màu đỏ. Khi nấm men tăng trưởng, nó làm lên men đường từ tinh bột mì và phóng thích các bong bóng carbon dioxide và cồn như những sản phẩm phụ khiến bột dậy. Nhìn chung nấm men có kích thước từ 2 đến 10 micro mét và có hình dạng từ tròn đến thon dài. Có hai loại nấm men, một là gần như tròn ở phía dưới bên trái và loại khác hình thon dài ở phía trên.
Vi khuẩn có màu xanh, chuyển hóa đường và giải phóng các sản phẩm phụ như actic acid và acetic acid. Hai chất này đóng vai trò như một chất bảo quản và đem lại cho men cái hương vị và mùi chua chua dễ phân biệt. Vi khuẩn có hình dạng giống như viên thuốc và có kích thước xấp xỉ hai micro mét 6.
Giờ đây, nếu bạn có ăn một cái bánh mì sourdough hay bánh quế sourdough – hãy thử đi, chúng đều rất ngon – bạn có thể hình dung ra cả dãy các vi sinh vật đầy phong phú đã đem lại cho từng miếng bánh hương vị đặc biệt của mình.
Thanh Hương tổng hợp
—————————————
1.https://scholar.google.com/citations?user=J8LvEVEAAAAJ&hl=en
2.https://cemas.osu.edu/capabilities/scanning-electron-microscopy-sem
3.https://www.springer.com/series/7650
4.https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S092422440400192X
5.https://journals.asm.org/doi/10.1128/msphere.00950-19
6.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092422440400192X?via%3Dihub
