Mỗi người làm bánh men chua đều có một “mẻ men” mang câu chuyện riêng. Có những mẻ men được nuôi dưỡng mỗi ngày suốt nhiều năm, được chuyền tay giữa bạn bè, theo chân chủ nhân qua nhiều thành phố.

Những ổ bánh được tạo ra từ đó có thể mang hương vị hoàn toàn khác biệt giữa căn bếp này và căn bếp khác—chua hơn, dai hơn, phong phú hơn—dù công thức cơ bản trên giấy tờ trông giống hệt nhau.

Từ lâu, các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng chính cộng đồng vi sinh vật vô hình sống trong mỗi mẻ men là chìa khóa giải thích sự khác biệt này. Nghiên cứu mới đã xác nhận rằng một trong những yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ nhất đến cộng đồng đó lại chính là thứ người làm bánh chạm vào mỗi lần nuôi men: loại bột.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí chuyên ngành vi sinh, do các nhà khoa học tại Đại học Bang Bắc Carolina dẫn dắt, đã tìm hiểu cách loại bột định hình hệ vi sinh trong men chua. Kết quả không chỉ thách thức một số giả định trước đây về những sinh vật chi phối quá trình lên men, mà còn đặt ra nhiều câu hỏi thực tiễn cho những ai thường xuyên làm bánh.

Bên trong một mẻ men chua có gì?

Ở mức cơ bản nhất, men chua chỉ là hỗn hợp bột và nước. Điều khiến nó “sống” chính là hệ sinh thái hình thành bên trong—một cộng đồng vi khuẩn và nấm men cùng lên men bột, tạo ra khí giúp bánh nở và sản sinh các axit mang lại vị chua đặc trưng cùng kết cấu dai.

Các nhà nghiên cứu đã xác định được hơn 60 loại vi khuẩn và hơn 80 loại nấm men trong các mẻ men chua được thu thập từ nhiều vùng trên thế giới. Sự đa dạng này phản ánh mức độ nhạy cảm của các cộng đồng vi sinh đối với môi trường xung quanh. Những nghiên cứu trước đó cho thấy hệ vi sinh của men chua chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố—chính loại bột, không khí và bề mặt xung quanh, thậm chí cả bàn tay của người thường xuyên chăm sóc mẻ men.

Nhà sinh học tiến hóa Caiti Heil, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Chúng ta có thể dùng men chua như một mô hình tiến hóa thực nghiệm để quan sát những gì xảy ra theo thời gian.”

Nghiên cứu bắt đầu như thế nào?

Điều thú vị là nghiên cứu này khởi nguồn từ một dự án giáo dục chứ không phải trong phòng thí nghiệm truyền thống. Enrique Schwarzkopf, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong nhóm của Heil và cũng là người say mê làm bánh với mẻ men riêng mang tên Seth, đã xây dựng một chương trình về lên men và tiến hóa tại một trường trung học cơ sở địa phương.

Học sinh được giao các loại bột khác nhau và lịch nuôi men khác nhau, rồi theo dõi xem mẻ men nào phát triển nhanh nhất. Thí nghiệm trong lớp học này sau đó trở thành nền tảng cho một nghiên cứu khoa học chặt chẽ hơn.

Mỗi mẻ men trong nghiên cứu bắt đầu với một trong ba loại bột: bột đa dụng, bột làm bánh mì và bột nguyên cám. Các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp nhận diện di truyền để xác định nhanh các vi sinh vật có trong mẫu, từ đó theo dõi sự thay đổi của cộng đồng vi sinh theo thời gian.

Ban đầu, các loại bột khác nhau cho thấy cấu trúc vi khuẩn tương đối giống nhau và sự đa dạng của nấm men. Nhưng sau vài tuần nuôi men liên tục, bức tranh đã thay đổi rõ rệt.

Kết quả về nấm men khiến mọi người bất ngờ

Heil từng dự đoán rằng loại nấm men chiếm ưu thế sẽ là Saccharomyces cerevisiae—loại men quen thuộc trong sản xuất bia và bánh mì thương mại, cũng là đối tượng nghiên cứu chính trong nhiều công trình trước đây của nhóm.

Tuy nhiên, kết quả lại cho thấy một nhóm nấm men khác hoàn toàn chiếm ưu thế trong tất cả các mẻ men. Đó là Kazachstania. Loài này thống trị mọi mẻ men bất kể loại bột hay lịch nuôi men, cho thấy khi một mẻ men đã ổn định và được nuôi dưỡng đều đặn, loài nấm men này có lợi thế vượt trội để cạnh tranh trong môi trường đó.

Trong khi đó, kết quả về vi khuẩn lại đa dạng hơn. Không giống như nấm men, cộng đồng vi khuẩn thay đổi rõ rệt tùy theo loại bột được sử dụng:

1. Mẻ men dùng bột nguyên cám có nồng độ cao hơn của nhóm Companilactobacillus, liên quan đến các đặc tính lên men riêng biệt.

2. Mẻ men dùng bột bánh mì có mức Levilactobacillus cao hơn, tạo nên một cấu trúc vi sinh khác biệt.

3. Mẻ men từ bột đa dụng nằm ở mức trung gian, phản ánh thành phần dinh dưỡng trung hòa của loại bột này.

Ý nghĩa đối với hương vị và việc làm bánh

Mối liên hệ giữa hệ vi sinh và đặc tính của bánh đã được xác lập rõ ràng. Các loại vi khuẩn khác nhau sẽ tạo ra các axit và hợp chất khác nhau trong quá trình lên men, từ đó ảnh hưởng đến hương vị, cách bột nở và cấu trúc của bánh sau khi nướng.

Ý nghĩa thực tiễn từ nghiên cứu này rất rõ ràng: thay đổi loại bột có thể làm thay đổi hương vị bánh.

Mỗi loại bột cung cấp một môi trường dinh dưỡng riêng cho các vi sinh vật. Bột nguyên cám chứa nhiều hợp chất phức tạp từ lớp vỏ ngoài của hạt. Bột bánh mì có hàm lượng protein cao hơn và cấu trúc tinh bột khác biệt. Bột đa dụng nằm ở giữa. Những khác biệt này tạo ra c;ác điều kiện sinh thái riêng biệt, và hệ vi sinh phát triển trong mỗi môi trường sẽ phản ánh chính những điều kiện đó.

Đối với Heil, người nghiên cứu sâu về cách sinh vật thích nghi với môi trường và cạnh tranh ở cấp độ di truyền, mẻ men chua là một “cửa sổ” đặc biệt dễ tiếp cận để quan sát các quá trình này. Bà cho biết kết quả nghiên cứu cho thấy hệ vi sinh trong men chua phản ứng rất nhạy với điều kiện môi trường.

Thật thú vị khi nghĩ rằng một quyết định đơn giản như chọn loại bột nào có thể khởi đầu cho một chuỗi cạnh tranh vi sinh phức tạp, cuối cùng định hình hương vị của ổ bánh. Người làm bánh từ lâu đã cảm nhận được rằng loại bột rất quan trọng. Và giờ đây, khoa học đang dần giải thích chính xác lý do—từng vi sinh vật vô hình một.