Большая роль микроорганизмов: что такое ферментированные продукты

Вино – продукт ферментации: микроорганизмы с помощью ферментов преобразуют одни органические вещества в другие. В вине таким образом появляется алкоголь, а также соединения, отвечающие за вкус и аромат, меняется цвет и текстура, и в конечном счете рождается характер.

Ферментация известна человечеству очень давно – это отличный способ продлить срок хранения продуктов, улучшить их вкусовые качества и даже усилить полезные свойства овощей, фруктов, мяса и не только. Рассказываем про самые популярные ферментированные продукты, помимо вина.

Виды ферментации

Ферментация невозможна без ферментов – белковых катализаторов. Они помогают расщепить продукт на составляющие. Ферменты существуют и в нашем организме, поэтому ферментированные продукты лучше усваиваются. В целом брожение является одним из естественных биологических процессов. Производят ферментацию микроорганизмы-бродильщики, которые живут с человеком уже несколько тысяч лет. К ним относятся бактерии и одноклеточные грибы – дрожжи. В зависимости от того, какой главный продукт брожения, различают и типы процессов.

Например, в вине, пиве и хлебе (выпечке) происходит спиртовое брожение, в результате которого выделяется этиловый спирт, а еще тепло и углекислый газ. Последний важен не только шампанистам и пивоварам, но и пекарям – для пышного теста. За это брожение во всех трех случаях отвечают дрожжи-сахаромицеты (Saccharomyces cerevisiae). Они питаются сахарами и превращают их в спирты, кислоты, альдегиды, кетоны и т.д. Так как виноград способен накапливать наибольшее количество сахара среди фруктов, из него получается сделать напиток с высоким от природы содержанием спирта 8-15%. На втором месте яблоко, и крепость сидров, соответственно, колеблется в районе 5-11%.

Для получения других продуктов вроде сыра или йогурта (но иногда и в производстве вина) проводят молочнокислое брожение, в результате которого из лактозы (молочный сахар) образуется молочная кислота. За такой тип брожения отвечают молочнокислые бактерии. Раньше его называли квасным, и именно ему обязана своим появлением квашеная капуста. В зависимости от технологии молочная кислота может составлять как 90% продукта, так и значительно меньше. Молочная кислота – наиболее мягкая и приятная относительно, например, яблочной или уксусной.

Пророщенные зерна, солод

В любом модном вегетарианском салате у вас непременно будет что-то пророщенное: пшеница, овес, гречка, соя. Это не только красиво, но и полезно. Зерно содержит крахмал, который в том числе его защищает. Если зерно замочить, оно начнет прорастать и вырабатывать ферменты. Они расщепляют крахмал на легкорастворимые простые сахара (глюкозу), нужные растению для роста. Этот процесс называется соложением, и его отлично применяют в пивоварении и при производстве виски. В этом случае рост зерна останавливают нагревом, ферменты продолжают расщеплять крахмал, а получившийся сахар уже участвует в спиртовом брожении.

Фермент, ответственный за крахмал – амилаза. Он есть в слюне, так что долгое пережевывание картофеля или риса придаст им сладковатый привкус. Благодаря амилазе ферментацию часто называют первым этапом пищеварения, а в пророщенном зерне максимальное содержание ферментов. Поэтому его так любят сторонники полезного питания.

Сыр и творог

Чтобы получить сыр, к непастеризованному молоку добавляют молокосвертывающие ферменты, коагулянты и ферментные препараты. Они бывают животного происхождения (сычужный фермент, пепсин, химозин, липаза) или микробного (микробиальный пепсин aka ренин, вегетарианский химозин) и по-разному влияют на вкус и текстуру сыров, срок их созревания и годности. Например, в твердых сырах вкус формирует химозин вместе с молочнокислыми бактериями. Благодаря этому такой сыр также долго хранится.

Чай и комбуча

Чай, каким бы он ни был (белым, зеленым, красным), тоже получает свой вкус и аромат благодаря ферментации. В этом случае это процесс его самоокисления, как у разрезанного яблока. Чайные листья разминают и подвяливают, от этого мембраны клеток разрушаются и высвобождают фермент оксидазу. Он взаимодействует с полифенолами и кислородом и образует новые вещества, отвечающие за вкус и аромат.

Есть неферментированные, слабо-, полу- и полностью ферментированные чаи, в которых вкус меняется в зависимости от степени окисления. Постферментированные чаи проходят не только окисление, но и дополнительную «обработку» с помощью бактерий. Самый известный продукт такой микробной постферментации – пуэр.

Комбуча – еще одна разновидность ферментированного чая, только в жидком состоянии и с сахаром. Популярность напитка хипстеров пришла из Японии, хотя в XIX веке в России его пили от Сибири до Петербурга. В советское время подобный напиток делали в каждом втором доме, и результат был непредсказуемым.

За производство комбучи отвечает чайный гриб, который на самом деле является целой колонией микроорганизмов. По-научному он называется медузомицет или скоби (SCOBY – Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast, симбиоз бактерий и дрожжей). В этой команде уже знакомые нам дрожжи сахаромицеты, а также бреттаномицеты, шизосахаромицеты, кандида и уксуснокислые бактерии. А чай нужен как наиболее питательная среда, насыщенная полифенолами и витаминами. Когда гриб оказывается в подходящей среде, дрожжи начинают сбраживать сахар и выделять спирт, кислоты и т.п. (как при производстве вина). Но затем бактерии перерабатывают спирт в уксусную кислоту, и получается безалкогольный напиток с кислым, покалывающим вкусом и дрожжевым ароматом.

Квашеная капуста и кимчи

Это достаточно сложные блюда, если хочется выдержать все стадии ферментации. Здесь важны длительность и наличие соли, которая разрушает клетки растений, высвобождая сок, и нейтрализует гнилостные бактерии и плесень, помогая в хорошей среде развиваться правильным молочнокислым бактериям. Они активируются последовательно, словно перехватывая эстафету. С их деятельностью связана польза конечного продукта и высокое содержание в нем витамина С. Для этих бактерий важна анаэробная (бескислородная) среда, которую в том числе обеспечивает фермент каталаза. В целом принцип получения квашеной капусты применим к любым овощам, от огурцов до чеснока.

Кимчи – корейское блюдо, которое также представляет ферментированную пекинскую капусту, иногда с добавлением других овощей и острых приправ. Между прочим, это не просто полезная еда, а часть нематериального культурного наследия человечества ЮНЕСКО. Ей посвящают стихи, берут на МКС и показывают туристам в музее.

Ферментированное мясо

Помимо национальных блюд вроде сюрстремминга (шведская квашеная сельдь), кивиака (ферментированная птица у эскимосов) и экстремально ферментированных на открытом воздухе («наполовину протухших» и даже опасных для здоровья) трески, кита, птицы и баранины с Фарерских островов, существуют и вполне обычные рецепты. В России и на большей части Европы ферментации подвергают говядину, которую затем используют в стейках и ростбифах. Выдержка мяса может быть сухой, влажной, комбинированной, химической. В любом случае она призвана улучшить текстуру и естественный вкус мяса (без добавок вроде маринада).

Ферменты высвобождаются из животных белков, влага испаряется, мышечные волокна разрушаются, и текстура мяса становится мягче. Все это проходит в специальных камерах и под наблюдением специалистов. Во время ферментации на поверхности мяса также образуется грибковый слой, который срезается перед подачей.

Соевый соус

Настоящий соевый соус получают методом брожения соевых бобов, иногда с добавлением пшеницы (в Японии). За процесс отвечают плесневые грибы рода аспергилл, которые и придают соусу сладость, особый аромат и вкус умами за счет появляющегося естественным путем глутамата натрия. Но часто недорогие версии продукта делают за счет искусственного гидролиза (разложения) соевых белков с добавлением ароматизаторов.

Вареные бобы и толченое зерно смешивают, высеивают на них споры грибов и другие микроорганизмы (сахаромицеты, бациллы, лактобациллы) и проводят ферментацию от нескольких месяцев до нескольких лет! В этом процессе участвуют протеалитические ферменты (протеазы), которые помогают расщепить протеины на аминокислоты и другие фрагменты.