Po doktoracie pojechałam na kilka lat do USA i wylądowałam w Houston – w największym centrum medycznym na świecie. Właściwie było to samowystarczalne miasteczko, z własnymi autobusami, uzbrojoną strażą uniwersytecką, restauracjami i kafeteriami, pubami i klubami, sklepami. Mogłam tam kupić wszystko. A jednak po dwóch tygodniach podeszłam do sekretarki w laboratorium i zapytałam: Gdzie wy kupujecie chleb, ale taki prawdziwy, a nie watę z worków foliowych?

To było dawno temu. Dziś nawet Anglosasi coraz częściej jadają przyzwoite pieczywo. Jednak gdy się jest z Polski, to wszędzie się tęskni za chlebem, zwłaszcza za żytnim razowcem, no chyba, że akurat wylądowaliśmy na Litwie czy Ukrainie, gdzie bywa on jeszcze smaczniejszy niż u nas.

Zaczęłam regularnie piec chleb we Francji. Bagietki czy petite pains na co dzień mnie znudziły i jako niskoresztkowe (zawierające mało błonnika), wywołały obstrukcję. Nadal mieszam go rękami. Mój mąż kocha dni pieczenia chleba, bo pachnie nim wtedy cały dom. Choć nie jada dużo ciemnego pieczywa, bo dla Francuzów jest ono chyba zbyt wysokoresztkowe (ma dużo błonnika). Alzaccy przyjaciele, zwłaszcza, gdy zrobię do chleba domowe skwareczki albo pasztet, witają mój chleb entuzjastycznie jako entrée do najbardziej nawet wystawnych obiadów w naszym domu.

Jordańskie piece sprzed 14 tysięcy lat

„Chleba naszego powszedniego daj nam…” – powtarzamy codziennie od 2 tysięcy lat, a pieczemy go, jak się właśnie okazało, od co najmniej 14 tysięcy. Najnowsze odkrycie archeologiczne na północnym wschodzie Jordanii dowodzi, że chleb wypiekali już łowcy-zbieracze, na minimum 4 tys. lat wcześniej, nim rolnictwo w ogóle się pojawiło. By piec chleb, nie trzeba zatem uprawiać zboża. Trzeba jedynie wybudować kamienne palenisko.

This oven is 14,000 years old: https://t.co/CTKvsn7g58

— News from Science (@NewsfromScience) 16 lipca 2018

Takie palenisko, które przetrwa tysiąclecia z pozostałościami ostatnich wypieków. Resztki napyli się złotem i podda obserwacji w skaningowym mikroskopie elektronowym. Technika ta pozwala zanalizować dogłębnie, do poziomu nanometrów (jednej milionowej milimetra), powierzchnię badanych materiałów. Czasem będzie to tkanka ludzka czy roślinna, stop metalu, precyzyjny spaw, a czasem… resztki chleba z późnopaleolitycznego pieca.

Naukowcy z Danii i Wielkiej Brytanii odkryli najstarszy jak dotąd na świecie ślad wypieku chleba. Jak najbardziej powszedniego. Donieśli o tym światu w lipcu na łamach prestiżowego magazynu PNAS.

Wykonana analiza nie pozwala z całą pewnością stwierdzić, z czego to pieczywo było, ani jak wyglądało. Pewnie przypominało dzisiejsze podpłomyki z pełnych, lekko tylko obtłuczonych ziaren. W czasach przed uszlachetnieniem i uprawą zbóż mogło być to dzikie żyto, proso czy pszenica zwana samopszą, dziś uprawiana jedynie w nielicznych miejscach górzystego Zakaukazia. Na taki skład wskazuje także struktura komórkowa znalezionych resztek chleba z jordańskich pieców.

A po co w ogóle piec czy prażyć albo gotować rozgniecione ziarna? Czy nie można ich zjeść na surowo?

Zasadniczo po to samo, po co piec mięso czy smażyć jaja.

Jak przypalić coś do smaku

Obróbka termiczna pokarmu gwarantuje, że robi się on mniej zakaźny, bo wysoka temperatura niszczy drobnoustroje chorobotwórcze. Czyni go także mniej antygenowym, czyli mniej uczulającym i mniej toksycznym, gdyż wysoka temperatura denaturuje białka (czyli zmienia ich wewnętrzną strukturę) nieodwracalnie, a wiele antygenów oraz naturalnych trucizn ma właśnie naturę białkową. Najważniejsze jednak, że czyni go łatwiej strawnym.

Więcej kalorii otrzymujemy z żywności termicznie przetworzonej, niż z tej samej masy żywności surowej. Dlatego, gdy się odchudzamy lub cierpimy na cukrzycę, jemy muesli i surowe owoce czy warzywa, a nie gotowaną owsiankę i takież frukty. Jedząc surowiznę, wydatkujemy sporo energii na sam proces trawienia.

Surowe produkty zawierają ponadto mnóstwo elementów całkowicie niestrawnych. Jednak podgrzanie tychże w obecności wody, zamienia je w łatwostrawne. I tak cukry złożone (typu rozpuszczalna frakcja błonnika) w ciepłym, wilgotnym środowisku, jakim jest np. w wypiekany chleb, zamieniają się w jakimś stopniu w dwucukry i cukry proste. Podobnie jest z białkami: w takich warunkach rozpadają się one w pewnej mierze do aminokwasów, nawet bez udziału enzymów.

Chleb idealny – także podpłomyk, a wiec chleb łowców-zbieraczy sprzed 14 tys. lat – dobrze, gdy ma chrupiącą skórkę, która jest wypieczona, ale nie spalona. Ma to niebagatelne znaczenie, bowiem jeśli powstanie „skorupka”, chleb szybko nie wyschnie. Przed upieczeniem smarujemy zatem ciasto wodą, białkiem z jaja, roztrzepanym jajkiem, posypujemy cukrem. Ten ostatni, o ile zostanie podgrzany, karmelizuje się, czyli gorzknieje i brązowieje, o czym wie każdy, kto robił z wódki przepalankę.

Źródło: Skansen Olsztynek/YouTube

Na powierzchni pieczonego chleba (i wszelkich pieczeni) zachodzi jednak również tzw. reakcja Maillarda, która – choć dostarcza nam w jedzeniu także produkty szkodliwe dla zdrowia (o czym potem) – stanowi podstawę kształtowania się naszego smaku. Smaku przyjemnego dla całej ludzkości wywodzącej się od hominida wytwarzającego kamienne narzędzia, jadającego dużo mięsa i korzystającego z przypadkowego ognia, także po to, by to mięso upiec. Wszystkich nas zatem cechuje upodobanie do tego, co opieczone, zapieczone, usmażone lub płonące.

Reakcja Maillarda, czy raczej cała ich seria, to przemiany zachodzące pod wpływem ciepła, gdy spotkać ze sobą aminokwasy oraz cukry redukujące. W warunkach kuchennych będą to głównie glukoza, fruktoza oraz laktoza – ale nie sacharoza. Efekt reakcji w barwie będzie brązowy, w zapachu – „palony”, wcale niełatwo go głębiej scharakteryzować. Końcowy efekt nosi wdzięczną nazwę związków Amadori.

Gdy węgle i azoty obecne w owych cząsteczkach zaczną się ze sobą sprzęgać, powstaną cykliczne pirazyny, których zapach znamy z krakersów, orzeszków palonych oraz chleba. Kiedy zaś powstające produkty zaczynają się kondensować w większe cząsteczki, pojawia się charakterystyczna ciemna barwa, związana z zaistnieniem melanoidyn. A melanoidyny są nie tylko dawcami „brązowej skórki”, ale też mogą mieć właściwości antyutleniające, zatem potencjalnie wspomagające nasz dobrobyt i trwałość żywności.
Podwyższona temperatura jest istotna i nieistotna zarazem. Z jednej bowiem strony reakcja zachodzi, podobnie jak karmelizacja cukrów, w temperaturach powyżej 100 stopni Celsjusza (120-150 stopni i wyżej, czyli istotnie warunki panujące w piekarniku czy na słabo rozgrzanej patelni). Jednak w przeciwieństwie do karmelizacji, reakcja Maillarda zachodzi też w temperaturze pokojowej. Gdy podnieść temperaturę jeszcze wyżej (i niestety tak trzeba, bo w 150 st. C to można sobie upiec lekki biszkopt, a nie chleb), zaczynają pojawiać się również produkty toksyczne, takie jak rakotwórczy i neurotoksyczny, czyli uszkadzający układ nerwowy, akrylamid. Powstają zwłaszcza w cieple powyżej 180 st. C, warto zatem unikać przekraczania tej granicy w piekarniku.

Małpa gotująca

Skoro cukrów prostych i aminokwasów w chlebie ubyło w trakcie pieczenia, z dietetycznego punktu widzenia jedzenie straciło na „odżywczości”. Zyskało jednak na smaku. Richard Wrangham w swej „Walce o ogień” postawił hipotezę, dotąd niepotwierdzoną naukowo dzięki badaniom z zakresu biochemii metabolizmu, ale bardzo „ponętną”: jesteśmy jedynym zwierzęciem piekącym i smażącym i to różni nas głęboko od innych zwierząt. Ta różnica tkwi w zdolności do trawienia i neutralizacji produktów reakcji Maillarda.

Wrangham twierdzi – i myślę, że wielu weterynarzy przyznałoby mu rację – iż zwierzęta nie radzą sobie nie tylko z akrylamidem, ale i z powstającymi w niższych temperaturach związkami Amadori. Związki owe są dla nich co najmniej ciężkostrawne, a może i karcinogenne (powodujące powstawanie nowotworów). W przeciwieństwie do czworonogów, a także do swych czteroręcznych kuzynów, rodzaj Homo w toku swej ewolucji miałby nabyć mutacje pozwalające mu radzić sobie z większością z tych związków lub pozostawać na nie niewrażliwym. To, co zatem szkodzi laboratoryjnemu szczurowi, dla nas nie musi być trujące.

Nagromadzenie danych zdolnych utrzymać tę hipotezę byłoby z punktu widzenia dietetyki przełomowe. To wsadzanie jedzenia w ogień uczyniło z nas ludzi. Bowiem człowiek to, według Wranghama, znacznie bardziej małpa gotująca niż naga, mięsożerna albo rozumna.

Ferment włożyć w trzy miary

Pieczywo naszych późnopaleolitycznych przodków czymś się jednak różni od chleba, który jest powszedni dla nas. Różni się zakwasem. Nawet gdy się go robi zawsze tak samo, to i tak wyjdą z tego różne chleby, bo w zakwasie wszystko zależy od bakterii. Nigdzie mi się tak nie przydało – i wciąż nie przydaje – moje mikrobiologiczne serce, jak przy nastawianiu chleba.

Zasada kwaszenia mąki jest dość prosta, jeśli się weźmie pod uwagę, kto to ma dla nas zrobić i jakie są wymagania tej formy życia. Powstały zaś ferment włożyć należy – jak robiła ewangeliczna niewiasta – w trzy miary mąki i ewentualnie poczekać, aż się wszystko przekwasi, by zrobić chleb.

Źródło: Kuchnia cerkiew.pl/YouTube

Aby przeżyć (czyli wykazywać metabolizm) każda komórka musi mieć zapewnioną: wodę z solami mineralnymi (ale nie za słoną – wysokie stężenie soli zabija komórki, odwadniając je), właściwy odczyn, wreszcie odpowiednią temperaturę. I to musimy im zapewnić, by zrobiły zakwas.

Metabolizm to nic innego, jak zestaw reakcji chemicznych, tworzących cykle i powiązanych nawzajem, a przebiegających w żywych komórkach przy udziale katalizatorów – enzymów. Te zaś są białkami. Aby działać, muszą przybrać odpowiedni kształt, tzw. konformację, a ta jest zapewniona wyłącznie w pewnych warunkach fizyko-chemicznych. W innych, przeprowadzana przez nie reakcja zachodzić nie będzie.

Bakterie oraz drożdże (które wbrew pozorom nie są bakteriami, a grzybami spokrewnionymi ze smardzami) są organizmami jednokomórkowymi, choć zdolnymi do tworzenia sporych, widocznych gołym okiem kolonii. Żyją zatem jedynie wtedy, gdy nie tylko metabolizują, ale i dzielą się, albo przynajmniej zachowują zdolność do podzielenia się na wypadek, gdyby warunki zmieniły się na lepsze.

I my z tego korzystamy, że one się metabolizują i dzielą. W wypadku robienia zakwasu wręcz to promujemy. Musimy jednak wspierać tylko te drobnoustroje, z których w danym momencie mamy pożytek, a powstrzymywać wzrost mikrobów szkodliwych. Sterując warunkami wzrostu zakwasu.

Zakwas chlebowy robią z mąki zasadniczo bakterie mlekowe, głównie z rodzaju Lactobacillus (ten sam rodzaj robi dla nas jogurty, kisi ogórki i kapustę etc.), a także drożdże. Zakwas, jak sama nazwa wskazuje, jest kwaśny, gdyż te bakterie fermentując (czyli w zasadzie oddychając po swojemu) sprawiają, że cząsteczka glukozy daje dwie cząsteczki kwasu mlekowego i odrobinę energii.

Bakterie te nie są jednak jednorodne. Pewne szczepy obok kwasu mlekowego wytwarzają kwas octowy oraz inne kwasy organiczne. Kolejne, w warunkach wyższych stężeń tlenu, kwasu mlekowego nie produkują niemal wcale, zaś obok kwasu octowego powołują do życia gaz – dwutlenek węgla. Ów do produkcji puszystego chleba jest nam niezbędnie potrzebny.

Drożdże podczas fermentacji zawsze robią mniej więcej to samo: alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Alkohol wymieszany z kwasami powstałymi z fermentacji bakteryjnej da wonne estry. To dzięki nim nasz zakwas – o ile będzie dobry – uzyska zapach młodych jabłek, dojrzałych śliwek z nutką świeżych migdałów itp. Gdy zaś gazowy dwutlenek węgla znajdzie się w cieczy lub gęstej zawiesinie, powstają bąbelki.

Dlaczego ciasto staje się puszyste

Nasz zmysł dotyku, zwłaszcza w podniebieniu, reaguje niemal ekstatycznie na dwa typy doznań: puszystość i kruchość. W chlebie tę pierwszą zawdzięczamy bakteriom i drożdżom, tę drugą – bakteriom i płomieniom. Z niespulchnionej niczym mąki można sobie upiec podpłomyk. Jeśli go dłużej przechowywać, jego kruchość zniknie i zamieni się w wilgotność lub twardość (twardości nie cierpimy). Brak zaś drobnoustrojów kończy się watą w kwadraty, czyli puszystością bez kruchości i smaku. Puszystość owa wynika z obecności w takim „chemicznym” cieście proszku do pieczenia (np. wodorowęglanu sodu), który pod wpływem ogrzewania daje bąbelki dwutlenku węgla.

Złożone fermentacje – gdzie współpracuje ze sobą kilka mikroorganizmów, z których jeden wytwarza jako produkt własnej fermentacji substrat dla kolejnego drobnoustroju, ten zaś znów dla kolejnego i wszystkie wymagają nieco odmiennych warunków – aż proszą się o odpowiednio dużą objętość. Chodzi bowiem też o to, aby mogła nastąpić jakaś stratyfikacja tego układu, żeby jak w absolutystycznej Francji, „stany się ze sobą nie mieszały”. Każdy drobnoustrój musi zająć właściwą niszę. Dlatego chyba nie warto robić zaczynu na jedną bułeczkę razową.

Trzeba też mikrobom zapewnić źródło węgla, czyli coś, co one mogą zjeść, by żyć. Najlepiej, by był to cukier prosty – wspomniana glukoza, stąd wykorzystanie miodu na starcie zakwasów chlebowych. Mąka jednak nie jest w smaku słodka, a jej głównym składnikiem jest skrobia – skomplikowany strukturalnie wielocukier zapasowy roślin, zbudowany z glukozy.

W samej mące występuje enzym amylaza, pochodzący z ziaren tego zboża, z którego zrobiono mąkę. Skoro bowiem ziarna zbudowały skrobię, potrafią ją enzymatycznie rozbić na cząsteczki glukozy. Wystarczy zatem dodać do mąki wody. Dalej już pójdzie samo, bo amylaza potrafi rozbić skrobię na cząsteczki maltozy – dwucukru, z którym lepiej radzą sobie bakterie niż drożdże. Bakterie są wszędobylskie. Drożdże trzeba do ciasta dodać, a muszą dostać glukozę lub sacharozę (czyli cukier kuchenny, którego w mące nie ma).

Gluten jest OK

Jeśli jest to mąka żytnia, a nie pszenna, bez etapu kwaszenia bakteryjnego nie zdołamy w ogóle zrobić chleba. Jedynie gliniastą cegłę o zerowym aromacie, sprawiającą wrażenie, jakby była jednym wielkim zakalcem. W czym problem?

Różnica między ziarnem żyta a pszenicy ukryta jest w białkach. W ziarnach zbóż stanowią one około 10 procent suchej masy. Oba ziarna mają białkowy gluten, ale żyto ma go niewiele i jest on słabo usieciowany. Czyli w sytuacji gdy do mąki dolać wody i mieszać, nie tworzy on elastycznego rusztowania.

Gluten – jeśli mieszać długo ciasto – tworzy precyzyjną sieć, zdolną zatrzymać pęcherzyki gazów powstałych podczas fermentacji. Podczas długiego ugniatania ciasta pszennego, zacznie ono „odchodzić” od dłoni, dając sygnał, że gluten właśnie utworzył swą sieć. Podczas pieczenia, w wysokiej temperaturze, gluten denaturuje i staje się krucho-twardy, niczym białko jajka podczas gotowania. Gaz zostaje w oczkach tej sieci zatrzymany w postaci bąbelków, dostajemy puszyste ciasto.

Dzisiaj gluten ma gorszą niż smalec, a niezasłużoną, sławę w dietetyce, zwłaszcza jej wariancie rozwijającym się na „zdrowożywnościowych” forach internetowych. W ostatniej dekadzie – za sprawą potężnego lobbingu producentów ryżu i jego przetworów oraz nacisku zdezorientowanych konsumentów – staramy się go usunąć z wszelkich produktów zbożowych. Co oznacza zastąpienie produktów pszennych ich kukurydzianymi i ryżowymi, znacznie droższymi odpowiednikami. Gluten jednak jest istotny dla naszego zdrowia, zwłaszcza w profilaktyce choroby wieńcowej.

Faktem jest, że istnieją ludzie (około 1 procent populacji), którzy cierpią na głęboką nietolerancję glutenu. Chorobę o podłożu genetycznym i immunologicznym, zwaną celiakią. W ich organizmach dochodzi do wytwarzania przeciwciał skierowanych przeciw glutenowi. Gdy zatem owe białko pojawia się w ich jelitach, przeciwciała wiążą się z nim, aktywując odpowiedź immunologiczną skierowaną ostatecznie przeciw własnym kosmkom jelitowym. W przypadku jakichkolwiek poważnych zaburzeń trawienia, dzieci poddaje się testowi wykluczającemu celiakię.

Jest też kilka innych zespołów chorobowych przejawiających się nadwrażliwością jelit, w których sugeruje się dietę bezglutenową. Zdrowi ludzie nie mają się jednak czego bać, gdy jedzą gluten. A nawet powinni go jeść.

Bezpieczniejsza dla chcących minimalizować udział glutenu w diecie mąka żytnia, po wymieszaniu z wodą opiera swą ciągliwość o własne śluzy. Są to złożone cukry bogate w azot i w tym podobne białka. Śluzy pod wpływem wody zmieniają się w żel, który okleja skrobię niczym guma arabska. W takich warunkach skrobia nie ma możliwości spęcznieć pod wpływem wody. Przekwaszenie mąki niweluje ten niepożądany efekt.

W wypadku mąki pszennej, gdzie dwutlenek węgla rozpulchnia ciasto dzięki glutenowi, fermentacja bakteryjna działa na niekorzyść, bo zakwaszenie powoduje rozpuszczenie jednego ze składników glutenu. Zatem nie ma szans na prawidłowe usieciowanie glutenu i puszystość pszennego chleba, jeśli za bardzo ukwasiliśmy uprzednio całą pszenną mąkę.

Zakwas można przechowywać. O czym wie każdy, kto jest obeznany z kulturą judeo-chrześcijańską, nawet jeśli nigdy nie robił chleba ani nie widział, jak on powstaje. Jak opisano szczegółowo w Biblii, raz do roku przed Paschą Żydzi czyścili namioty (później domy) i wyrzucali stary kwas (a dokładnie – zakwas chlebowy i stare pieczywo). Przez siedem kolejnych dni jedli chleby niekwaszone: podpłomyki, czyli macę. Stało się to symbolem oczyszczenia, pozbycia się starych przywar. Stąd jest jednym z głównych motywów liturgicznych chrześcijańskiego Wielkiego Postu.

Opisane porządki są ważne, bowiem zakwas to taki mikroskopijny ekosystem i przechowywany zbyt długo czy niewłaściwie może przestać być zakwasem, a zostać zgnilasem. Z takiego chleba nie będzie. Przed czym Dobry Bóg stara się nas uchronić, spełniając prośbę, którą do Niego co dzień zanosimy.

– Magdalena Kawalec-Segond,
biolog molekularny i mikrobiolog, współautorka „Słownika bakterii” (Adamantan, Łódź 2008)

TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy