Что такое бактериальное брожение и с чем его едят? )

Ферментация никогда не выходила из моды, правда, еще полвека назад наши бабушки называли ее «квашением». Мисо, кимчи, комбуча, кефир, сыр и квашеная капуста — все это продукты ферментации, которые можно найти на полках каждого магазина. «Афиша Daily» выяснила все, что нужно знать об этом процессе.

Научный сотрудник бистро и пекарни «Футура»

Сооснователь бистро и пекарни «Футура»

Что такое ферментация

С биохимической точки зрения ферментация, или брожение — естественный метаболический процесс жизнедеятельности микроорганизмов: дрожжи и бактерии превращают органические соединения в энергию ради собственного деления и выживания.

Ферментация начинается с гликолиза, при котором глюкоза окисляется и превращается в пировиноградную кислоту, при недостатке кислорода подвергающуюся расщеплению с образованием молочной кислоты (в животных тканях) или этанола (из растительного сырья).

Таким образом, брожение — результат выживания бактерий в анаэробных условиях: они получают энергию, поглощая глюкозу из крахмала и сахаров, и преобразуют ее в спирт или кислоты.

В кулинарном смысле ферментация — изменение вкуса и сохранение пищи бактериями. Полезные микроорганизмы расщепляют сахара и крахмалы, делая еду более питательной, интересной, пикантной и с большим сроком годности. Уникальный вкус сыра с плесенью или бурлящие пузыри в комбуче — побочные эффекты анаэробного брожения.

Вино, пиво, квас, чайный гриб, кисломолочная продукция, сыры, хлеб на закваске и многое другое — продукты, невозможные без ферментирования.

Что такое ферментация?

Александр: Лучшее определение ферментации в одном из своих интервью дал повар и ученый Дэвид Зильбер, который работал в ресторане Noma. Он назвал ферментацию контролируемым гниением, что на самом деле таковым и является. Для того чтобы запустить процесс ферментации, нужно ввести определенный процент соли (не более 3,5% от общей массы) в среду, богатую сахаром. Это нужно для того, чтобы бактериям (если конкретнее, то лактобактериям) было на чем бродить, поэтому ферментация очень близка к брожению и квашению, только называется по-другому. Соль нужна для того, чтобы остановить развитие патогенных бактерий, которые могут повредить человеку.

Илья: Я бы сказал, что ферментация — это создание благотворной среды для бактерий. Человек в данном процессе контролирует все, что может контролировать. Например, блокирует воздух, если бактерии живут только при наличии кислорода, контролирует уровень кислотности раствора (pH), соль, сахар — и таким образом создает среду, в которой будут жить только те бактерии, которые ему нужны. В условиях, при которых средняя соленость продукта ферментации составляет 3%, могут жить только лактобактерии, которые запускают процесс квашения. Их жизнедеятельность будет продолжаться до тех пор, пока не закончится еда или не понизится температура.

В чем польза ферментированных продуктов

Ферментированные продукты часто более питательны и богаче по составу микро- и макроэлементов, чем их неферментированные версии.

Пробиотики, образующиеся во время ферментации, восстановить баланс полезных бактерий в кишечнике, улучшают его работу и функционирование пищеварительной системы, симптоматику синдрома раздраженного кишечника во всех проявлениях.

Микрофлора кишечника — микроорганизмы, которые живут в ЖКТ, — оказывает значительное влияние на иммунную систему. Таким образом, рацион, богатый пробиотиками, способствует укреплению иммунитета и снижает риск инфекционных заболеваний. А употребление еды с пробиотиками во время заболеваний помогает . Кроме того, многие ферментированные продукты богаты витамином С, железом и цинком — вещества положительно сказываются на иммунитете

Ферментация помогает расщеплять питательные вещества, что облегчает переваривание. Например, лактоза — природный молочный сахар — при ферментации разделяется на более простые сахара: глюкозу и галактозу. Поэтому люди с , как правило, к кисломолочным продуктам: кефиру и йогурту.

Не все ферментированные продукты полезны — некоторые могут содержать увеличенное количество сахара, соли и жира, поэтому важно изучать этикетки.

Рецепт квашеных (соленых) лимонов

— Лимоны — 300 г— Соль — 15 г— Сахар — 15 г

Как готовить и с чем есть

Лимоны помыть, нарезать дольками.

Взять банку, желательно стеклянную, смешать в ней нарезанные дольками лимоны, соль и сахар. По желанию можно добавить специи — например, лавровый лист и корицу или розовый и сычуаньский перец.

Хранить банку месяц в тепле (при теплой температуре, не ниже 24 градусов), ежедневно встряхивая.

Есть в качестве дополнения к рыбе, использовать как дрессинг для салатов или в приготовлении чатни и джемов.

Подробности по теме

Сладкая жизнь: чем варенье отличается от конфитюра и джема и как готовить их правильно

Главные новости к этой минуте, хроники стрит-арта и плейлисты для настроения — в нашем паблике в

Как давно мы знаем о ферментации

Если первые опыты с ферментацией были спонтанными (как дикие дрожжи, попавшие в кувшин с виноградным соком), то со временем древние люди стали использовать необъяснимые, но действенные приемы для преобразования продуктов и увеличения срока их годности.

Первые фермеры стали сбраживать молоко, чтобы получить кефир, творог и сыр. Восточные культуры производили еду уже в . Так было с кимчи, мисо и другими продуктами из ферментированных соевых бобов.

Археологические исследования показали, что технологии ферментации были распространенной практикой у древних цивилизаций, концепция «заквасочных» культур широко ценилась и поддерживалась в разных частях света.

Человечество пользовалось технологией ферментации интуитивно, пока в 1676 году голландский микроскопист Антони ван Левенгук не открыл миру бактерии, положив начало изучению микроорганизмов.

в XIX веке установил существование разных типов бактерий. Его коллега исследовал их роль в возникновении болезней и стал первооткрывателем специфических возбудителей смертельных инфекционных заболеваний.

И наконец, французский биолог Луи Пастер раскрыл роль микроорганизмов в ферментации, в том числе пролил свет на менее желательные результаты брожения, как заболевания и порча продуктов. Толчком к исследовательской работе Пастера стала Биго, производившего спирт из свекольного сока.

Некоторые чаны со свекольным соком Биго не превращались в спирт, вместо этого сок скисал и больше походил на уксус. Оказия угрожала бизнесу, и Пастер провел расследование. Его результатом стало открытие, что для ферментации необходимы живые клетки, дрожжи играют решающую роль в этом процессе, а скисший свекольный сок — итог заражения особыми бактериями, способными превращать этанол в уксусную кислоту. Чтобы устранить возможные загрязнения и предотвратить порчу сырья, Пастер впервые применил метод нагревания для стерилизации продуктов — пастеризацию.

В 1905 году болгарский ученый и микробиолог Стамен Григоров впервые описал причину молочнокислой ферментации в йогурте, и с этого момента в XX веке началась новая эпоха изучения брожения, прокладывая путь разработке пробиотиков и исследованиям влияния ферментированных продуктов на организм человека.

Виды ферментации

Разные типы микроорганизмов, работающих над превращением химических веществ в сырье, способствуют производству разнообразных продуктов питания и напитков. Вот три основных типа брожения, используемые в пищевой промышленности:

Штаммы дрожжей и бактерии превращают сладкое (простые углеводы) в кислое, не требуя нагрева при приготовлении продукта. Молочнокислые бактерии относятся к таксономическому порядку Lactobacillales, который включает десятки разных видов. Такое разнообразие затрудняет обобщение процесса. Например, некоторые семейства отряда имеют отношение к маринованию и консервированию, а в производстве молочных продуктов и сыра участвуют микробы семейства Streptococcaceae.

Молочнокислые бактерии нужны для изготовления и хранения недорогих полезных продуктов питания: квашеная капуста, соленые огурцы, кимчи, йогурт и хлеб на закваске.

Спиртовое брожение участвует в процессах преобразования, стабилизации и сохранения богатых сахаром субстратов, таких как фрукты, фруктовые и овощные соки. Ферментацию осуществляют дрожжи, некоторые грибы и бактерии. Дрожжи расщепляют молекулы пирувата в крахмалах или сахарах до молекул спирта и углекислого газа. Так производят вино и пиво.

Уксуснокислые бактерии — микроорганизмы, участвующие в процессе получения уксуса, чайного гриба, кефира и пива ламбик. Форма метаболизма — «окислительное» брожение, наиболее известная из них — окисление этанола в уксусную кислоту.

Ферментированные продукты в повседневной жизни

Александр: Ферментация вокруг нас: например, вино и пиво — это продукты ферментации. Водка изначально подвергается процессу ферментации, только впоследствии она проходит дистилляцию, то есть это комбинированный процесс. Ферментация стоит у истоков очень многих вещей: квашеная капуста, кимчи, мисо, кефир, сыр, пиво, известный нам чайный гриб.

Какие продукты подходят для ферментации и можно ли делать это дома?

Александр: Можно ферментировать любые продукты, но делать это можно только методом проб и ошибок. Именно с опытом начинаешь понимать, какие продукты выйдут вкусными и классными, а какие не получатся.

Если заниматься ферментацией в домашних условиях, то единственное, что вам понадобится, — это весы и любая емкость, желательно стеклянная. Нужно взять одинаковое количество продукта и воды, сложить и добавить 2–3% соли от общей массы. Процесс должен происходить при температуре от 18 до 30 градусов: именно в этом диапазоне путем экспериментов подбирается идеальная температура для конкретного продукта.

Илья: Все зависит от цели. Если нужно просто что‑то сферментировать, то можно сделать это и с куском пластиковой банки: есть бактерии, которые растут на пластике. Если мы хотим взять от продукта максимум вкуса, то к любому из них можно подобрать подход. Почти все можно ферментировать вкусно: например, сделать уксус из сока, или мисо-пасту из жмыха, оставшегося после сока.

В чем преимущества и успех ферментированных продуктов?

Александр: Все изменилось, когда Дэвид Зильбер начал популяризировать процесс ферментации. Например, в России есть книга Р.Э.Лойко «Консервируем сами», датированная 1989 годом. Ферментация была задолго до нас, но ей никто не придавал значения, а когда Дэвид Зильбер и Рене Редзели выпустили «The Noma Guide to Fermentation», у всех вдруг проснулся интерес к этому процессу.

Илья: Это очень вкусно и позволяет сэкономить много денег: продукты в сезон дешевле, и если их заквасить, то можно использовать в течение года. Также это крутой маркетинг. Ферментация существовала всегда, просто раньше называлась иначе и в инстаграме о ней не рассказывали.

Чем ферментация отличается от засола и маринования?

Илья: Все это нельзя сравнивать с ферментацией. Это как сравнивать обжаривание и тушение: можно начать с тушения для того, чтобы что‑то пожарить, но это совершенно разные процессы, в результате которых получается разный продукт. Какой из этих способов выбрать, зависит исключительно от ваших вкусовых предпочтений.

Идея ферментации состоит в том, что мы контролируем то, что для нас делают бактерии, а не убиваем их до конца. При идеальном раскладе мы убиваем все бактерии, кроме одного типа, в то время как соление и маринование обычно не подразумевают развития никаких бактерий — в этом принципиальное различие.

Соление — это регулирование количества соли, которое происходит за счет обратного осмоса (процесс, при котором вода стремится наружу для того, чтобы уравновесить концентрации. — Прим. авт.). Соль в этом случае не проходит в сам продукт, но при этом из него выходит влага, что повышает концентрацию соли внутри. При таком уровне солености не выживают никакие бактерии.

Александр: При мариновании продукт сохраняется за счет добавления большего количества соли, уксуса или другой кислоты, что блокирует любое поле деятельности для бактерий и позволяет продукту храниться дольше. Для ферментации, наоборот, необходимо вырастить бактерии, которые впоследствии изменят продукт: сделают его мягче, видоизменят волокна, придадут новый вкус и запах.

Как понять, что продукт ферментации готов и как долго после этого его можно хранить?

Илья: Когда ферментация подходит к своему пику и ее результат вас устраивает, то можно либо съесть продукт, либо как‑то его сохранить — остановить жизнь бактерий. Сохранить продукт можно путем заморозки, охлаждения, добавления соли или с помощью вакуумации. Продолжительность хранения зависит от того, каким образом мы остановили развитие бактерий, но предсказать точное время хранения невозможно. Например, есть рябина, в которой много танинов: если хранить ее в стеклянной банке, то из‑за воздействия света она в какой‑то момент станет непригодной для еды.

Если выбирать морозилку как способ хранения, то продукт в ней может лежать и полгода, но в какой‑то момент кристаллы начнут портить текстуру. А вот мисо можно считать вечным: в нем достаточное количество соли (9%), чтобы бактерии перестали размножаться, а следовательно, процесс ферментации прекратился. Остается только следить за тем, чтобы на нем не появилась плесень.

Нужно понимать, что от вашего решения, каким образом ферментировать и хранить продукт, будет зависеть его дальнейшая судьба, так как у каждого из них есть свои временные, вкусовые, текстурные, энергетические ограничения.

Например, при ферментации имбирного эля или мексиканского напитка тапаче бактерии развиваются в сладкой среде, а в случае с хлебной закваской дрожжи, которые находятся в муке, вступают в реакцию с водой, в результате чего крахмал переходит в сахар и запускает процесс брожения, — это все разные способы ферментации.

Александр: Я считаю, что у всего есть срок годности, и это очень хорошо видно на примере вина: есть вино, которое может храниться достаточно долго, но оно не бессмертно. Процесс ферментации также может идти долго, но время в этой ситуации не всегда является хорошим спутником, потому что что‑то может прокиснуть, стать негодным или слишком размягчиться. Например, ферментированная тыква, если оставить ее при температуре 24–28 градусов, за три дня сферментируется, будет мягкой, элегантной и вкусной, но если подождать чуть больше или изменить температурный режим, тыква разойдется по волокнам.