Ons logo & Bread is not a piece of cake!

Deel I

Mijn eerste brood heb ik waarschijnlijk proberen te bakken toen ik een jaar of twaalf, misschien dertien was. Dat had ongetwijfeld iets te maken met de herinneringen aan de bakkerij van mijn grootvader in Jeruzalem. Herinneringen die nog steeds af en toe boven komen drijven. Ik zie dan beelden van geoliede metalen blikken, zwetende mannen en goudbruine broden, omgeven door een mysterieuze zoete religieuze geur.

Mijn opa overleed toen ik jong was en voor het bakken van brood was ik aangewezen op mijn moeders kookboeken en soms ook op de beknopte aanwijzingen van de Koopmans meelverpakkingen. Om de paar jaar probeerde ik de glossy plaatjes op deze verpakkingen na te maken. De resultaten vielen tegen, de broodkorst was grauw, de kruim smakeloos en het brood leek niet op de goudbruine kleurenfoto’s waarin een lachende bakker trots zijn resultaten toonde. Het maken van brood is niet moeilijk. Toch kan er veel fout gaan.  Bread is not a piece of cake en het zou mij nog jaren kosten om daar achter te komen.

Zo nu en dan volgende een nieuwe bakpogingen. Ik vroeg professionele bakkers soms ook om advies, maar zij konden mij niet uitleggen wat het geheim van goed brood was. Ik liet mijn jeugdherinneringen rusten., studeerde biologie, belandde  – als ondernemer – in de ICT en had geluk.  Na jaren hard werken kreeg ik op een gegeven moment weer kinderlijk veel tijd. De broodgeuren en herinneringen kwamen bovendrijven, zo gaat dat. Ik besloot met brood verder te experimenteren, maar nu voorzien van verstofte academische kennis en aanzienlijk meer levenservaring. Ik maakte meters, mede door de Dutch Oven (een panoven) methode en besloot ongeveer dertig jaar na mijn eerste pogingen om mijn “fouten” uit het verleden te vertalen naar ontdekkingen. Nu wilde ik ook alles weten, de onderste steen moest boeven komen. Recepten niet zomaar volgzaam uitvoeren, maar de onderliggende chemie begrijpen. Zo ben ik veel wetenschappelijk literatuur gaan lezen, nog meer experimenten gaan doen en na nog meer mislukkingen begon langzaam de kleur en de mysterieuze zoete geur van mijn brood steeds meer op die van mijn vroege jeugdherinneringen te lijken.

Mijn kennis nam toe. Op vakanties in het buitenland ging ik steeds vaker bij bakkers langs om een praatje te maken en soms zelfs ook om mee te bakken. Brood maken werd leuker omdat ik me begon te realiseren dat veel van wat ik op school en de universiteit had geleerd de speelplaats van het universum had bereikt, de keuken. Mijn broden raakte verweven met wat ik over biologie, scheikunde, natuurkunde en geschiedenis had geleerd. En brood maken, ontdekte ik, ging ook over eenvoud, over complexiteit over water, vuur en beschaving, over waar we vandaan komen en over wie we zijn.

Tijdens mijn experimenten ben ik regelmatig ook het deeg gaan koelen. Koeling van het deeg bevordert de smaak en houdbaarheid van het brood en zorgt ook dat de korst donkerder, soms iets roder wordt. De broodkorst is belangrijk omdat het in grote mate de smaak van brood kan bepalen. Na het lezen van dit artikel zal een broodbakker ongetwijfeld ook inzien dat veel van de handelingen bij het maken van goed brood eigenlijk bedoeld zijn om een goede korst te krijgen. De korst ontstaat zodra suikers onderling en ook met eiwit-fragmenten reageren bij temperaturen tussen de 110°C – 180°C, de zogenaamde karamellisatie en maillard reacties.

Voor een goede broodkorst heb je dus reactieve suikers en eiwitfragmenten nodig. Maar dat alleen is niet genoeg. Bij het maken van brood gaat het ook om de balans tussen deze stoffen. Niet teveel en niet te weinig. Vergelijk het maar met de suikerspiegel in je lichaam, te weinig en teveel suiker is onwenselijk, in sommige gevallen zelfs dodelijk. De balans wordt enerzijds beïnvloedt door de snelheid waarmee zetmeel en eiwitten in het deeg worden afgebroken tot reactieve suikers en eiwitfragmenten (peptiden) en anderzijds bepaald wordt door de snelheid waarmee gisten en bacteriën deze vrijgekomen voedingsstoffen consumeren. Wat gebeurd er nu met deze balans als we het deeg koelen? Hierover kon ik in de literatuur geen verklaring vinden, behalve dan de vermelding dat gisten en bacteriën niet of nauwelijks actief zijn bij deze lage temperaturen (4-7 °C), net zomin als de enzymen in het deeg die nodig zijn om de afbraak van zetmeel en eiwitten mogelijk te maken. Enzymen zijn bijzondere moleculen die biochemische reacties versnellen. Zonder enzymen zouden bij kamertemperatuur nauwelijks biochemische reacties plaatsvinden en daarom spelen ze bij in de biochemie (leven) en bij de breiding van brood een sleutelrol. Hierover meer in deel 2.

De effecten van de lange en koude fermentatie kon ik niet verklaren totdat ik op Internet de videocolleges van Prof. Donald Sadoway (MIT, Introduction to Solid State Chemistry ) ging volgen om mijn kennis over chemie op te frissen. In zijn 22e college werd ik na ongeveer 40 minuten er aan herinnerd dat temperatuur niet zomaar een getal is, maar een gemiddelde waarde is van trillende en botsende deeltjes die verschillende energieën hebben en waarvan de distributie in een vloeiende asymmetrische vorm uitgebeeld kan worden, de Maxwell-Boltzmann distributie!

Biologie en evenwicht zijn nauw met elkaar verweven begrippen. Daarom is het maken van brood zo intrigerend en verdient de Maxwell-Boltzmann distributie een plek in ons logo. Naarmate ik meer over deze asymmetrische vorm ging denken kwamen andere vragen bovendrijven, zoals de vraag waarom enzymen zoveel groter zijn als de moleculen die ze bewerken (zie deel 2). Hieronder het memorabele videofragment over de Maxwell-Boltzmann distributie, het is de moeite waard!

Hoe kunnen we nu Sadoway’s bevlogenheid verbinden met mijn jeugdherinneringen?

Nadat de temperatuur van het deeg daalt tot  4°C zal de activiteit  van gisten en bacteriën drastisch dalen en daardoor ook de consumptie van suikers en afgebroken eiwitten sterk afnemen. De snelheid waarmee zetmeel in suikers en eiwitfragmenten (aminozuren) wordt afgebroken zal in het deeg eveneens afnemen, alleen  veel minder snel dan de consumptie van deze stoffen, waardoor het evenwicht veranderd. Het enzymatisch afbreken van zetmeel en eiwitten is relatief een stuk eenvoudiger dan complexe cellen in leven houden bij lage temperatuur. Daarom worden bij deze lage temperaturen nog steeds suikers en eiwitfragmenten enzymatisch geproduceerd (enzymatische afbraak>>eenvoudig & snel) maar niet of nauwelijks nog opgegeten (metabolisme van levende cellen >>complex & langzaam). En zoals we in de video hebben kunnen zien is er ook bij lage temperaturen nog een fractie aan thermische energie beschikbaar om de eenvoudige enzymatische afbraakreacties mogelijk te maken.

Met andere woorden, door de koeling van het deeg is de balans (evenwicht) tussen de consumptie en productie van suikers en eiwitfragmenten veranderd. Hierdoor kunnen meer vrije suikers en eiwitfragmenten deelnemen aan de kortsvormende reacties. Door koeling wordt het afbraakproces van zetmeel en eiwitten natuurlijk wel vertraagd. Om toch voldoende suikers en eiwitfragmenten over te houden is meer tijd nodig. Door het koelen van het deeg stopt de activiteit van gisten en bacteriën niet. Zelfs bij zeer lage temperaturen kan fermentatie worden waargenomen. Bijzondere bacteriesoorten kunnen zelfs groeien bij temperaturen ver onder de 0° C, mits het – zoute – water vloeibaar blijft. Bij lage temperaturen zijn bacteriën doorgaans actiever dan de complexere gistcellen.

Wat zou er nu gebeuren als we in plaats van het deeg te koelen, het deeg lang zouden laten rijzen op een warme plek? In dat geval zouden de gisten veel van de vrije suikers consumeren en daarnaast het gluten-netwerk enzymatisch verzwakken. Bij een te lange rijstijd zou dit tot een grauwe korst leiden (gebrek aan vrije suikers), vooral als in het recept ook veel gist wordt gebruikt. Maar ook bij te korte rijstijden zullen de enzymen in het deeg weer te weinig suikers en eiwitfragmenten kunnen aanmaken. Verwarrend? Het gaat om het vinden van het juiste evenwicht en zoals velen van ons weten is het vinden van balans moeilijk en dat maakt broodbakken intrigerend.

Naast het ontbreken van goede bakcondities, waaronder een goede broodoven, was het gebruik van teveel gist, te hoge temperatuur tijdens het fermenteren, te weinig water en een relatief korte rijstijd ongetwijfeld de belangrijkste oorzaak om uit balans te zijn en de rede waarom mijn brood vroeger niet wilde lukken.

Waarom zo moeilijk doen over balans, lange rijstijd, koeling en de hoeveelheid gist als je ook gewoon wat extra suiker aan het deeg kunt toevoegen om zo de korst te verbeteren? In industriële processen wordt ongetwijfeld naast extra enzymen soms ook suiker aan het deeg toegevoegd. Maar met deze kunstmatige toevoeging gaat men voorbij aan de meer complexere smaken die ontstaan tijdens de langzame fermentatieprocessen die kenmerkend zijn voor ambachtelijk bereid brood.

Lees in deel 2 verder over brood, enzymen en de Maxwell-Boltzmann distributie.

Jechiam Gural
Initiatiefnemer Baking Lab Amsterdam

yam_nin