Quando milhões de pessoas foram confinadas durante a pandemia, procuraram novos passatempos domésticos para ajudar a curar o tédio. Entre eles estava fazer pão de massa fermentada. Além de ser sustentável pela utilização de ingredientes naturais e métodos tradicionais que remontam a milhares de anos ao antigo Egito, também é valorizado pelos seus benefícios nutricionais. Por exemplo, estudos demonstraram que a massa fermentada contém mais vitaminas, minerais e antioxidantes em comparação com muitos outros tipos de pão. Para pessoas com sensibilidade leve ao glúten, o pão fermentado pode ser mais fácil de digerir, pois grande parte do glúten é decomposto durante o processo de fermentação. Além do mais, muitas espécies de bactérias lácticas, fundamentais para a massa fermentada, são consideradas probióticos, associadas à melhoria da saúde gastrointestinal.
Um perfil de sabor que está sendo elaborado há anos
O processo de fazer pão de massa fermentada começa com uma entrada de massa fermentada. Esses starters são criados quando micróbios – comunidades de bactérias e leveduras – se estabilizam em uma mistura de farinha e água. Conhecida como microbioma, esta comunidade de leveduras e bactérias selvagens é o que faz o pão fermentado crescer e contribui para o seu sabor e textura. O fermento difere notavelmente da maioria dos pães porque depende desse iniciador de micróbios selvagens para ajudá-lo a crescer, em vez de pacotes de fermento de padeiro.
Muitas entradas de massa fermentada são preservadas ao longo de gerações, com algumas amostras que datam de milhares de anos. Para manter um fermento inicial, você extrai uma amostra de uma massa anterior e mistura-a com farinha nova e água. Com transferências suficientes do fermento inicial, a comunidade microbiana será composta por leveduras, bactérias do ácido láctico (LAB) e bactérias do ácido acético (AAB) que estão melhor adaptadas ao ambiente do fermento. O que torna diferentes entradas de massa fermentada únicas são as diversas cepas de leveduras e bactérias que produzem o sabor azedo distinto.
Testando a Diversidade Genética
Os avanços na tecnologia de sequenciamento permitiram aos pesquisadores traçar rapidamente o perfil de comunidades microbianas, como o microbioma de massa fermentada. Na Syracuse University, membros do laboratório da professora de biologia Angela Oliverio têm estudado bactérias de ácido acético para determinar como a diversidade genética de AAB impacta as comunidades de massa fermentada.
Embora pesquisas anteriores tenham se concentrado mais em bactérias e leveduras do ácido láctico, a ecologia, a diversidade genômica e as contribuições funcionais do AAB na massa fermentada permanecem em grande parte desconhecidas. Beryl Rappaport, Ph.D. aluna do grupo de Oliverio, liderou recentemente um artigo publicado na mSystems, um jornal da Sociedade Americana de Microbiologia, onde ela e outros cientistas de massa fermentada, incluindo Oliverio, Nimshika Senewiratne do laboratório Oliverio, a professora de biologia da SU Sarah Lucas e o professor Ben Wolfe de A Tufts University sequenciou 29 genomas AAB de uma coleção de mais de 500 starters de massa fermentada e construiu comunidades de starters sintéticos no laboratório para definir as maneiras pelas quais AAB molda as propriedades emergentes da massa fermentada. O trabalho da equipe foi apoiado por uma bolsa da National Science Foundation concedida a Oliverio no início deste ano.
“Embora não sejam tão comuns na massa fermentada como as bactérias do ácido láctico, as bactérias do ácido acético são mais conhecidas por seus papéis dominantes em outros alimentos fermentados, como vinagre e kombuchá”, diz Rappaport. “Para este estudo, estávamos interessados em acompanhar descobertas anteriores que afirmavam que, quando presente na massa fermentada, o AAB parece ter um forte impacto nas principais propriedades, incluindo o perfil do aroma e a produção de metabólitos, que moldam a formação geral do sabor.”
Para avaliar as consequências da AAB na função emergente dos microbiomas iniciais da massa fermentada, a sua equipa testou 10 estirpes de AAB, algumas distantemente relacionadas e outras muito estreitamente relacionadas. Eles montaram experimentos manipulativos com essas 10 cepas, adicionando cada uma delas a uma comunidade de leveduras e LAB. Eles mantiveram uma comunidade separada apenas de levedura e LAB para servir como controle.
“Como podemos manipular quais micróbios e quais concentrações de micróbios entram nessas comunidades de massa fermentada sintética, poderíamos ver os efeitos diretos da adição de cada cepa de AAB à massa fermentada”, diz Rappaport. “Como esperávamos, cada cepa de AAB reduziu o pH da massa fermentada sintética (associada ao aumento da acidez), uma vez que libera ácido acético e outros ácidos como subprodutos de seus processos metabólicos. Inesperadamente, porém, AAB que estavam mais intimamente relacionados não liberaram compostos mais semelhantes. Na verdade, houve grande variação nos metabólitos, muitos deles relacionados à formação de sabor, mesmo entre cepas da mesma espécie.”
De acordo com Rappaport, a diversidade de estirpes é frequentemente ignorada nas comunidades microbianas, em parte porque é difícil identificar e manipular níveis de diversidade devido à vastidão de microrganismos dentro de uma determinada comunidade. Só o bioma intestinal humano pode ter cerca de 100 trilhões de bactérias vivendo nele! Ao ampliar a diversidade entre parentes mais próximos no laboratório, os pesquisadores podem começar a compreender as principais interações nos microbiomas.
Uma nova fonte inicial
Quando se trata de panificação, ela diz que suas descobertas oferecem aos fabricantes de pão uma nova direção para moldar o sabor e a textura do fermento.
“Como a AAB acidificou de forma confiável as entradas com as quais trabalhamos e lançou uma grande variedade de compostos de sabor, os padeiros que desejam que sua massa fermentada seja mais ácida ou criem novos sabores podem tentar adquirir uma entrada com AAB ou tentar capturar eles próprios a AAB”, diz Rappaport . “Esperamos que este estudo ajude a esclarecer a diversidade de micróbios encontrados na massa fermentada e seus importantes papéis funcionais.”
A pesquisa deles também pode ter implicações nos benefícios do pão de massa fermentada para a saúde.
Durante o processo de fermentação, o AAB gera ácido acético, que auxilia significativamente na decomposição do glúten e dos carboidratos complexos, aumentando a digestibilidade da massa fermentada. Ao examinar a diversidade genética da AAB e a sua influência na produção de ácido acético, os investigadores podem desenvolver estirpes que otimizem este processo.
O impacto mais amplo
A equipe usa massa fermentada principalmente para uso como sistema modelo porque o microbioma da massa fermentada é relativamente simples de cultivar e usar para experimentos repetidos em laboratório. Mas seus resultados vão muito além da panificação.
“Nossas descobertas serão relevantes para pessoas interessadas em comunidades microbianas mais complexas, como o intestino humano ou o solo”, diz Rappaport. Isto ocorre porque o sistema de massa fermentada pode ser usado para fazer perguntas sobre ecologia e evolução que seriam mais difíceis de serem feitas em sistemas mais complexos.
Quando se trata do intestino humano, as comunidades microbianas podem ajudar a criar resiliência às infecções e melhorar a eficiência na decomposição de hidratos de carbono complexos, fibras, proteínas e gorduras. No caso do solo, os micróbios ajudam a decompor a matéria orgânica e a manter a estabilidade geral do ecossistema do solo. Existem muitas incógnitas, no entanto, sobre como os múltiplos níveis de diversidade genética impactam esses processos.
Ao reconhecer como a diversidade de cepas pode ter consequências em um microbioma em toda a comunidade, os insights da equipe poderiam trazer amplos benefícios para a saúde humana, o bem-estar e a sustentabilidade ambiental.
