Fermentētu pārtikas produktu zinātne: globāla izpēte

Fermentēti produkti jau tūkstošiem gadu ir bijuši neatņemama uztura sastāvdaļa visā pasaulē. No skābētu kāpostu asās garšas Vācijā līdz sarežģītajai umami garšai miso Japānā – fermentācija ir laika gaitā pārbaudīta metode pārtikas konservēšanai un tās garšas un uzturvērtības uzlabošanai. Taču papildus to kulinārajai pievilcībai fermentēti produkti sniedz aizraujošu ieskatu mikrobioloģijas pasaulē un tās dziļajā ietekmē uz cilvēka veselību. Šis emuāra ieraksts iedziļinās fermentētu produktu zinātnē, pētot iesaistītos mikrobu procesus, to ieguvumus veselībai un daudzveidīgo kultūras nozīmi visā pasaulē.

Kas ir fermentācija?

Būtībā fermentācija ir metabolisks process, kurā mikroorganismi, piemēram, baktērijas, raugi un pelējuma sēnītes, pārvērš ogļhidrātus (cukurus un cietes) spirtā, gāzēs un organiskajās skābēs. Šis process notiek bez skābekļa klātbūtnes (anaerobos apstākļos), lai gan daži fermentācijas procesi var ietvert ierobežotu skābekļa iedarbību. Mikroorganismus, kas ir atbildīgi par fermentāciju, bieži dēvē par "ierauga kultūrām". Šīs kultūras var būt dabiski sastopamas pārtikā vai vidē, vai arī tās var pievienot apzināti, lai uzsāktu un kontrolētu fermentācijas procesu.

Pastāv vairāki fermentācijas veidi, un katrs no tiem rada atšķirīgus gala produktus un veido dažādu fermentētu pārtikas produktu unikālās īpašības:

• Pienskābā fermentācija: Šis, iespējams, ir visizplatītākais fermentācijas veids, kurā baktērijas pārvērš cukurus pienskābē. Pienskābe darbojas kā konservants, kavējot bojāšanās mikroorganismu augšanu. Piemēri ir jogurts, skābēti kāposti, kimči un daudzi marinēti dārzeņi.
• Alkohola fermentācija: Šajā procesā raugs pārvērš cukurus etanolā (spirtā) un oglekļa dioksīdā. Tas ir pamats alkoholiskajiem dzērieniem, piemēram, alum un vīnam, kā arī raudzētai maizei.
• Etiķskābā fermentācija: Šis fermentācijas veids ietver etanola pārvēršanu etiķskābē ar etiķskābes baktēriju palīdzību. Rezultāts ir etiķis – daudzpusīga garšviela un konservants.
• Sārmainā fermentācija: Sārmainā fermentācija, kas ir retāk sastopama nekā citi veidi, ietver amonjaka ražošanu, kas paaugstina pārtikas pH līmeni. Šo procesu izmanto tādu pārtikas produktu ražošanā kā natto (fermentētas sojas pupiņas) Japānā un dawadawa (fermentētas ceratonijas pupiņas) Rietumāfrikā.

Fermentētu pārtikas produktu mikrobioloģija

Daudzveidīgais fermentēto produktu klāsts atspoguļo plašo mikroorganismu daudzveidību, kas var piedalīties fermentācijas procesā. Dažādi mikroorganismi ražo dažādus enzīmus, kas sašķeļ kompleksos ogļhidrātus un olbaltumvielas vienkāršākos savienojumos, veidojot fermentēto produktu unikālās garšas, tekstūras un uzturvērtības profilus.

Pienskābes baktērijas (PSB)

Pienskābes baktērijas ir daudzveidīga baktēriju grupa, kurai ir izšķiroša loma daudzos fermentētos produktos. Izplatītākās ģintis ir Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus un Leuconostoc. Šīs baktērijas ne tikai ražo pienskābi, kas konservē pārtiku un piešķir tai raksturīgo skābo garšu, bet arī sintezē vitamīnus, ražo pretmikrobu savienojumus un sašķeļ kompleksos ogļhidrātus vienkāršākos cukuros, padarot tos vieglāk sagremojamus.

Piemērs: Lactobacillus bulgaricus un Streptococcus thermophilus ir divas galvenās baktērijas, ko izmanto jogurta ražošanā.

Raugi

Raugi, īpaši Saccharomyces cerevisiae (pazīstams arī kā maizes raugs vai alus raugs), ir būtiski alkohola fermentācijai. Tie pārvērš cukurus etanolā un oglekļa dioksīdā, veidojot maizei, alum un vīnam raksturīgo garšu un tekstūru. Citi raugi, piemēram, Brettanomyces, var veidot noteiktu fermentētu dzērienu sarežģītos garšas profilus.

Piemērs: Saccharomyces cerevisiae izmanto vīnogu fermentēšanai vīnā.

Pelējuma sēnītes

Lai gan bieži saistītas ar bojāšanos, noteiktas pelējuma sēnītes spēlē izšķirošu lomu dažu pārtikas produktu fermentācijā. Piemēram, Aspergillus oryzae izmanto sojas mērces, miso un sakē ražošanā. Šīs pelējuma sēnītes ražo enzīmus, kas sašķeļ cietes un olbaltumvielas, veidojot šo produktu sarežģīto umami garšu. Citas pelējuma sēnītes, piemēram, Penicillium, izmanto noteiktu sieru ražošanā.

Piemērs: Aspergillus oryzae izmanto sojas pupiņu un rīsu fermentēšanai miso pastā.

Fermentētu pārtikas produktu ieguvumi veselībai

Fermentēti produkti sniedz plašu ieguvumu klāstu veselībai, galvenokārt pateicoties probiotikām – dzīviem mikroorganismiem, kas, lietoti pietiekamā daudzumā, labvēlīgi ietekmē saimniekorganisma veselību. Šie ieguvumi sniedzas tālāk par zarnu trakta veselību un var ietekmēt vispārējo labsajūtu.

Uzlabota zarnu trakta veselība

Fermentēti produkti ir bagātīgs probiotiku avots, kas var palīdzēt dažādot un līdzsvarot zarnu mikrobiomu – sarežģītu mikroorganismu kopienu, kas mīt gremošanas traktā. Veselīgs zarnu mikrobioms ir būtisks gremošanai, barības vielu uzsūkšanai, imūnsistēmas darbībai un vispārējai veselībai. Probiotikas var palīdzēt uzlabot zarnu trakta veselību, veicot šādas darbības:

• Zarnu baktēriju daudzveidības palielināšana: Daudzveidīgs zarnu mikrobioms ir noturīgāks pret traucējumiem un labāk spēj veikt savas dažādās funkcijas.
• Kaitīgo baktēriju augšanas kavēšana: Probiotikas var ražot pretmikrobu savienojumus, kas kavē patogēno baktēriju augšanu, palīdzot novērst infekcijas un uzturēt veselīgu zarnu baktēriju līdzsvaru.
• Gremošanas un barības vielu uzsūkšanās uzlabošana: Dažas probiotikas ražo enzīmus, kas palīdz sašķelt kompleksos ogļhidrātus un olbaltumvielas, padarot tos vieglāk sagremojamus un uzsūcamus.
• Zarnu barjeras stiprināšana: Probiotikas var palīdzēt stiprināt zarnu barjeru, novēršot kaitīgu vielu noplūdi asinsritē.

Uzlabota imūnsistēmas darbība

Zarnu mikrobiomam ir izšķiroša loma imūnsistēmas darbībā, un probiotikas var palīdzēt uzlabot imūnsistēmu, veicot šādas darbības:

• Imūnšūnu ražošanas stimulēšana: Probiotikas var stimulēt imūnšūnu, piemēram, T-šūnu un B-šūnu, ražošanu, kas ir būtiskas cīņā pret infekcijām.
• Iekaisuma reakcijas modulēšana: Probiotikas var palīdzēt regulēt iekaisuma reakciju, novēršot pārmērīgu iekaisumu, kas var bojāt audus un veicināt hroniskas slimības.
• Ar zarnām saistīto limfoīdo audu (GALT) uzlabošana: GALT ir galvenā imūnsistēmas sastāvdaļa, kas atrodas zarnās. Probiotikas var palīdzēt uzlabot GALT funkciju, uzlabojot tās spēju aizsargāt ķermeni no patogēniem.

Uzlabota garīgā veselība

Jaunākie pētījumi liecina par ciešu saikni starp zarnu mikrobiomu un smadzeņu veselību, kas pazīstama kā zarnu-smadzeņu ass. Probiotikas var ietekmēt garīgo veselību, veicot šādas darbības:

• Neirotransmiteru ražošana: Dažas zarnu baktērijas var ražot neirotransmiterus, piemēram, serotonīnu un dopamīnu, kuriem ir izšķiroša loma garastāvokļa regulēšanā.
• Iekaisuma mazināšana: Hronisks iekaisums ir saistīts ar depresiju un trauksmi. Probiotikas var palīdzēt mazināt iekaisumu, potenciāli uzlabojot garīgo veselību.
• Stresa reakcijas modulēšana: Probiotikas var palīdzēt modulēt stresa reakciju, samazinot stresa hormonu, piemēram, kortizola, ražošanu.

Uzlabota barības vielu pieejamība

Fermentācijas process var palielināt noteiktu barības vielu biopieejamību, padarot tās vieglāk uzsūcamas organismā. Piemēram, fermentācija var sašķelt fitātus – savienojumus, kas atrodami graudos un pākšaugos un kas var kavēt tādu minerālvielu kā dzelzs un cinka uzsūkšanos. Fermentācija var arī palielināt noteiktu vitamīnu, piemēram, B grupas vitamīnu un K vitamīna, līmeni.

Piemērs: Sojas pupiņu fermentēšana tempē samazina fitātu līmeni, padarot sojas pupiņās esošo dzelzi un cinku bioloģiski pieejamākus.

Fermentēti produkti visā pasaulē: kulinārs ceļojums

Fermentēti produkti ir neatņemama pasaules virtuvju sastāvdaļa, kas atspoguļo dažādu reģionu daudzveidīgās kultūras un tradīcijas. Šeit ir daži fermentētu produktu piemēri no dažādām valstīm:

• Jogurts (dažādi): Daudzās kultūrās pamatprodukts, jogurts tiek gatavots, fermentējot pienu ar pienskābes baktērijām. Tas ir daudzpusīgs produkts, ko var baudīt vienu pašu vai izmantot dažādos ēdienos. Šķirnes ir dažādas, sākot no grieķu jogurta līdz Indijas dahi.
• Skābēti kāposti (Vācija): Fermentēti kāposti, skābēti kāposti ir tradicionāls vācu ēdiens, kas ir bagāts ar probiotikām un C vitamīnu.
• Kimči (Koreja): Korejas virtuves pamatprodukts kimči tiek gatavots, fermentējot dārzeņus, parasti kāpostus un redīsus, ar garšvielām un pienskābes baktērijām. Ir simtiem kimči šķirņu, katrai no tām ir savs unikāls garšas profils.
• Miso (Japāna): Fermentēta sojas pupiņu pasta, miso ir galvenā sastāvdaļa japāņu virtuvē. To izmanto miso zupas, mērču un marināžu pagatavošanai. Dažādi miso veidi, piemēram, baltais miso, sarkanais miso un miežu miso, piedāvā atšķirīgas garšas un tekstūras.
• Tempe (Indonēzija): Gatavota no fermentētām sojas pupiņām, tempe ir populāra gaļas alternatīva Indonēzijas virtuvē. Tai ir stingra tekstūra un riekstu garša.
• Kombuča (Ķīna/visā pasaulē): Fermentēts tējas dzēriens, kombuča tiek gatavota, fermentējot saldinātu tēju ar SCOBY (simbiotiska baktēriju un rauga kultūra). Tā ir pazīstama ar nedaudz skābu un dzirkstošu garšu.
• Kefīrs (Austrumeiropa): Fermentēts piena dzēriens, kefīrs ir līdzīgs jogurtam, bet tam ir šķidrāka konsistence un asāka garša. To gatavo, fermentējot pienu ar kefīra graudiem, kas ir sarežģīta baktēriju un rauga kultūra.
• Ierauga maize (dažādi): Ierauga maize tiek gatavota, izmantojot savvaļas rauga un baktēriju "ierauga" kultūru. Tā piešķir maizei raksturīgu skābenu garšu un staipīgu tekstūru.
• Idli un Dosa (Indija): Fermentēta rīsu un lēcu mīkla, ko izmanto tvaicētu kūciņu (Idli) vai plānu pankūku (Dosa) pagatavošanai, kas ir izplatītas Dienvidindijas virtuvē.
• Natto (Japāna): Fermentētas sojas pupiņas ar ļoti spēcīgu, asu garšu un lipīgu tekstūru.
• Dawadawa (Rietumāfrika): Fermentētas ceratonijas pupiņas, ko izmanto kā aromatizētāju.

Fermentētu produktu pagatavošana mājās

Daudzus fermentētus produktus var viegli pagatavot mājās, kas ļauj kontrolēt sastāvdaļas un fermentācijas procesu. Šeit ir daži padomi, kā droši un veiksmīgi pagatavot fermentētus produktus:

• Izmantojiet augstas kvalitātes sastāvdaļas: Sāciet ar svaigām, augstas kvalitātes sastāvdaļām, lai nodrošinātu vislabāko garšu un novērstu bojāšanos.
• Uzturiet tīru vidi: Tīrība ir ļoti svarīga, lai novērstu kaitīgo baktēriju augšanu. Pirms lietošanas sterilizējiet visu aprīkojumu.
• Kontrolējiet temperatūru: Uzturiet optimālo temperatūru fermentācijai, jo dažādi mikroorganismi attīstās dažādās temperatūrās.
• Pārraugiet pH līmeni: Pārraugiet fermentējamā produkta pH līmeni, lai nodrošinātu, ka tas ir pietiekami skābs, lai kavētu kaitīgo baktēriju augšanu.
• Rūpīgi ievērojiet receptes: Rūpīgi ievērojiet uzticamas receptes, lai nodrošinātu, ka fermentācijas process tiek veikts pareizi.
• Vērojiet bojāšanās pazīmes: Esiet informēts par bojāšanās pazīmēm, piemēram, pelējuma augšanu, nepatīkamu smaku vai neparastu tekstūru. Izmetiet jebkuru fermentētu produktu, kam ir bojāšanās pazīmes.

Drošības apsvērumi

Lai gan fermentēti produkti parasti ir droši lietošanai uzturā, ir svarīgi apzināties iespējamos drošības apsvērumus:

• Histamīna nepanesamība: Daži fermentēti produkti satur daudz histamīna, kas var izraisīt simptomus cilvēkiem ar histamīna nepanesamību.
• Tiramīna saturs: Nogatavināti sieri un citi fermentēti produkti var saturēt augstu tiramīna līmeni, kas var mijiedarboties ar noteiktiem medikamentiem, piemēram, MAO inhibitoriem.
• Nātrija saturs: Daži fermentēti produkti, piemēram, skābēti kāposti un kimči, var saturēt daudz nātrija.
• Botulisms: Nepareizi fermentēti produkti var radīt botulisma risku, kas ir nopietna saindēšanās ar pārtiku. Ir ļoti svarīgi ievērot drošas fermentācijas prakses, lai samazinātu šo risku.

Nobeigums

Fermentēti produkti piedāvā aizraujošu kulinārijas baudījuma, veselības ieguvumu un kultūras nozīmes apvienojumu. No senām pārtikas konservēšanas metodēm līdz mūsdienu izpratnei par zarnu mikrobiomu, fermentācijai joprojām ir būtiska loma cilvēka veselībā un uzturā. Izprotot zinātni, kas slēpjas aiz fermentētiem produktiem, mēs varam novērtēt to unikālās īpašības un iekļaut tos savā uzturā drošā un labvēlīgā veidā. Neatkarīgi no tā, vai jūs baudāt bļodiņu jogurta, nogaršojat kimči gabaliņu vai malkojat glāzi kombučas, jūs piedalāties globālā tradīcijā, kas gadsimtiem ilgi ir uzturējusi un barojusi kopienas.

Fermentēto produktu pasaule ir plaša un daudzveidīga. Eksperimentējiet ar dažādiem fermentētu produktu veidiem un atrodiet tos, kas jums garšo. Jūsu zarnu trakts (un jūsu garšas kārpiņas) jums pateiksies!