← Вернуться в приложение
Брожение закваски
Полный гид: микробиология, ферменты, химия и физика подъёма теста
1. Кто живёт в закваске
Закваска — это симбиоз двух групп микроорганизмов, которые работают в паре:
Главные жители закваски. Их в 10-100 раз больше, чем дрожжей.
Lactobacillus sanfranciscensis L. plantarum L. brevis Leuconostoc
Что делают: производят молочную кислоту и уксусную кислоту, которые дают вкус, аромат и защищают от плесени.
Отвечают за подъём — производят CO₂ (газ, который надувает тесто).
Kazachstania humilis Saccharomyces cerevisiae Candida milleri
Что делают: сбраживают сахара в CO₂ + этанол. Газ поднимает тесто, спирт улетучивается при выпечке.
Почему они уживаются вместе?
LAB и дрожжи не конкурируют за еду — они едят разное. L. sanfranciscensis питается мальтозой (дисахарид из муки), но при расщеплении выделяет глюкозу, которую не использует сам — её подбирают дрожжи. Это называется кросс-фидинг — взаимное кормление [4][6].
Кроме того, кислая среда (pH 3.5–4.5), которую создают бактерии, подавляет патогенные микробы и коммерческие дрожжи, но «свои» дрожжи к ней адаптированы [5].
2. Ферменты — невидимые работники
Ферменты — это белки-катализаторы. Они не живые, но без них ничего не работает. Ферменты содержатся в самой муке и вырабатываются микроорганизмами:
| Фермент |
Откуда |
Что делает |
Результат |
| Амилаза |
Мука |
Расщепляет крахмал → мальтоза + глюкоза |
Еда для бактерий и дрожжей |
| Протеаза |
Мука + бактерии |
Расщепляет белки глютена → аминокислоты |
Мягкий мякиш, аромат при выпечке (реакция Майяра) |
| Фитаза |
Бактерии + мука |
Расщепляет фитиновую кислоту |
Минералы (железо, цинк, магний) становятся усвояемыми |
| Ксиланаза |
Мука (особенно ржаная) |
Расщепляет пентозаны (арабиноксиланы) |
Влияет на структуру мякиша, водоудержание |
| Липаза |
Мука |
Расщепляет жиры → жирные кислоты |
Аромат, но при избытке — прогорклость |
Важно: активность ферментов зависит от температуры и кислотности. Амилаза работает лучше при 60-70°C (при выпечке!), а протеаза — при 35-45°C. В закваске при 22-28°C ферменты работают медленно, но стабильно — это даёт длительную ферментацию и глубокий вкус [6].
3. Химия брожения
Основные реакции
Спиртовое брожение (дрожжи):
C₆H₁₂O₆ (глюкоза) → 2 C₂H₅OH (этанол) + 2 CO₂ ↑
Именно CO₂ поднимает тесто. Глютеновая сетка (в пшеничной муке) или пентозаны (в ржаной) удерживают газ внутри.
Гомоферментативное молочнокислое брожение (L. plantarum и др.):
C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CHOHCOOH (молочная кислота)
Мягкий, сливочный кисловатый вкус. Преобладает при высокой температуре (30°C+).
Гетероферментативное молочнокислое брожение (L. sanfranciscensis, L. brevis):
C₆H₁₂O₆ → CH₃CHOHCOOH + C₂H₅OH + CO₂ ↑
Производит и молочную кислоту, и этанол, и CO₂. Даёт более сложный, уксусный вкус. Преобладает при низкой температуре (18-22°C) [4][5].
Соотношение кислот = вкус хлеба
QF (Quotient of Fermentation) — отношение молочной кислоты к уксусной:
| QF | Вкус | Как получить |
|---|
| QF > 5 | Мягкий, молочный | Тёплое брожение (28-32°C), жидкая закваска |
| QF 2-5 | Сбалансированный | Средняя температура (22-26°C) |
| QF < 2 | Резкий, уксусный | Холодное брожение (4-18°C), густая закваска |
[4][5]
4. Фазы подъёма закваски
Фаза 1: Лаг-фаза (0 — 1.5 ч)
Микроорганизмы «просыпаются» и адаптируются к свежей порции муки. Ферменты муки (амилаза) начинают расщеплять крахмал на простые сахара. Видимого подъёма почти нет.
Амилаза крахмал → мальтоза → L. sanfranciscensis начинает питаться
Фаза 2: Экспоненциальный рост (1.5 — 70% пика)
Дрожжи и бактерии активно размножаются. Производство CO₂ нарастает. Тесто начинает заметно расти. Появляются первые пузыри. Кислотность снижает pH с ~6 до ~4.5.
Дрожжи сахара → CO₂ + этанол LAB мальтоза → молочная кислота + глюкоза
Фаза 3: Пик (70% — 100%)
Максимальный объём. Закваска полна пузырей, купол выпуклый. Запас сахаров истощается, кислотность достигает pH 3.5-4.0. Протеаза начинает разрушать глютен — структура слабеет.
Готовность к использованию: лучше использовать на 80% подъёма (до пика), когда микробы ещё активны, но глютен ещё не разрушен [3].
Фаза 4: Спад (после пика)
Сахара кончились. Дрожжи замедляются. Кислотность продолжает расти. Протеаза разрушает глютеновую сетку — газ уходит, закваска опадает. Появляется жидкость на поверхности (hooch) — спирт + вода.
Закваска всё ещё жива, но ослаблена — хлеб из неё получится плоский и слишком кислый.
5. Пшеничная vs ржаная: в чём разница
Тип муки кардинально влияет на то, как ведёт себя закваска — и дело не только в скорости:
| Параметр |
Пшеничная |
Ржаная |
| Структура теста |
Глютеновая сетка удерживает газ |
Пентозаны (арабиноксиланы) удерживают газ и воду |
| Ферментная активность |
Умеренная |
Высокая — больше амилазы, активнее расщепление крахмала |
| Скорость ферментации |
Базовая |
На 20-25% быстрее [1][3] |
| Газопродукция (CO₂) |
Высокая (100%) |
Низкая (~55% от пшеничной) [1][2] |
| Визуальный подъём |
x2.5–3.0 |
x1.7–2.2 [1][3] |
| Длительность пика |
60-90 минут |
30-60 минут (падает быстрее) |
| Основные бактерии |
L. sanfranciscensis, L. plantarum |
L. sanfranciscensis, L. pontis, L. reuteri [5] |
| Вкусовой профиль |
Мягкий, молочный |
Более выраженный, с уксусными нотами |
Почему ржаная быстрее, но ниже?
Быстрее — потому что ржаная мука содержит больше свободных сахаров и активных ферментов. Микробам не нужно долго «раскачиваться» — еда доступна сразу [6].
Ниже — потому что в ржаной муке нет полноценного глютена. Вместо эластичной глютеновой сетки газ удерживают пентозаны — водорастворимые полисахариды. Они создают вязкую гелевую структуру, которая хуже удерживает CO₂, поэтому газ выходит раньше. Визуальный подъём ржаной закваски частично обманчив — она «набухает» за счёт водоудержания пентозанов, а не за счёт газа [1][2].
Время до пика при 22°C
| Соотношение |
Пшеничная |
Ржаная |
| 1:1:1 | ~5 ч | ~3.5 ч |
| 1:2:2 | ~7 ч | ~5 ч |
| 1:3:3 | ~9 ч | ~7 ч |
| 1:5:5 | ~12 ч | ~9 ч |
| 1:10:10 | ~17 ч | ~14 ч |
6. Влияние температуры
Температура — самый мощный рычаг управления брожением. Правило:
Каждые +5.5°C время до пика сокращается вдвое
Это связано с правилом Аррениуса — скорость биохимических реакций удваивается при повышении температуры на ~10°C, а для закваски коэффициент ещё круче [4].
| Температура |
Пшеничная 1:2:2 |
Что происходит |
| 16°C | ~14 ч | Медленно, больше уксусной кислоты, сложный вкус |
| 22°C | ~7 ч | Сбалансированный вкус, стандарт |
| 28°C | ~3.5 ч | Быстро, больше молочной кислоты, мягкий вкус |
| 35°C | ~1.5 ч | Очень быстро, риск перекиса, бактерии доминируют |
| 4°C (холодильник) | Пауза | Ферментация почти останавливается, но ферменты работают |
Температура и вкус
Тепло (28-32°C): гомоферментативные LAB доминируют → больше молочной кислоты → мягкий, йогуртовый вкус.
Холод (18-22°C): гетероферментативные LAB доминируют → больше уксусной кислоты → резкий, сложный, «настоящий» вкус закваски [4][5].
Холодильник (4°C): микробы спят, но ферменты (протеаза, амилаза) продолжают работать. Поэтому холодная расстойка улучшает вкус и текстуру хлеба без риска перекиса.
7. Влияние соотношения кормления
Соотношение закваска:мука:вода определяет, сколько «еды» получат микробы и как быстро они её съедят:
- 1:1:1 — много микробов, мало еды → быстрый пик (3-5 ч), быстрый спад. Подходит для выпечки через 4-6 часов.
- 1:2:2 — стандарт. Баланс скорости и силы. Пик через 5-7 ч.
- 1:5:5 — мало микробов, много еды → медленный рост, высокий пик. Для ночного цикла (9-12 ч).
- 1:10:10 — «на выходные». Очень медленно (14-17 ч). Закваска дольше держится на пике.
Как соотношение влияет на вкус
Больше муки = дольше ферментация = больше времени для работы ферментов = более сложный вкус. Закваска 1:5:5 при 20°C даст более ароматный хлеб, чем 1:1:1 при 30°C, хотя обе будут на пике [3][4].
8. Влияние гидратации
Гидратация закваски — отношение воды к муке в процентах:
| Гидратация | Консистенция | Эффект |
|---|
| 50-60% | Густая (как тесто) | Больше уксусной кислоты, медленнее, резче вкус |
| 100% | Стандарт (как густая сметана) | Баланс молочной и уксусной |
| 125-150% | Жидкая | Больше молочной кислоты, мягче, быстрее |
Причина: в густой среде бактериям сложнее перемещаться, CO₂ хуже диффундирует, и гетероферментативные LAB (производящие уксусную кислоту) получают преимущество [5].
9. Что ещё происходит при брожении
🛡️ Защита от плесени
LAB производят бактериоцины и органические кислоты, которые подавляют рост плесени и патогенных бактерий. Хлеб на закваске хранится дольше, чем дрожжевой [5].
🧬 Расщепление глютена
Протеаза бактерий частично расщепляет глютен при длительной ферментации. Закваска не делает хлеб безглютеновым, но может снизить реактивность для людей с лёгкой чувствительностью [4].
⚡ Биодоступность минералов
Фитаза расщепляет фитиновую кислоту — «ловушку» для минералов. В обычном хлебе железо, цинк и кальций связаны и плохо усваиваются. В заквасочном — свободны [4][6].
🍞 Реакция Майяра
Аминокислоты (от протеазы) + сахара (от амилазы) при выпечке дают реакцию Майяра — коричневую корку и сотни ароматических соединений. Чем дольше ферментация, тем больше «сырья» для Майяра [6].
Источники
Кинетика подъёма и газопродукция
- [1] The Sourdough Journey — "White, Wheat, or Rye? What is the best flour to feed your starter?" — эксперимент с CO₂-датчиком, 20°C, 1:1:1, 36ч наблюдения
- [2] Ya-Hsuan Hsu et al. — "Comparing fermentation gas production between wheat and apple sourdough starters using the Risograph", Journal of Food Research, 2013. DOI
- [3] Weekend Bakery — "Rye sourdough starter in easy steps"; Catchymeals — "Sourdough Starter Feeding Guide"
Микробиология и биохимия
- [4] Arora K. et al. (2021) "Thirty years of knowledge on sourdough fermentation" — Trends in Food Science & Technology, 108, 71–83
- [5] De Vuyst L. et al. (2023) "Sourdough production: fermentation strategies, microbial ecology" — Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 63(15), 2447–2479
- [6] Gänzle M.G. (2014) "Enzymatic and bacterial conversions during sourdough fermentation" — Food Microbiology, 37, 2–10
Эмпирические данные
King Arthur Baking (2025), Brod & Taylor, The Bread Code
Sourdough App — 2026
