Fermentacja była w Polsce metodą przechowywania żywności na długo przed tym, zanim stała się tematem badań naukowych. Beczka z kapustą w piwnicy, słoje z ogórkami i zakwas na żurek to rozwiązania praktyczne, wypracowane w czasach bez chłodziarek. Dopiero później opisano, co zachodzi w tych procesach na poziomie mikrobiologicznym. Poniżej porządkujemy podstawy.
Jak działa fermentacja
Fermentacja to beztlenowy proces, w którym mikroorganizmy przetwarzają składniki surowca, pozyskując z nich energię. W kiszonkach i produktach mlecznych główną rolę odgrywają bakterie kwasu mlekowego, obecne naturalnie na warzywach lub dodane jako kultury startowe.
Zgodnie ze stanowiskiem ISAPP z 2021 roku żywność fermentowana to produkty wytworzone w wyniku kontrolowanego wzrostu mikroorganizmów i przemian składników żywności.
Co się dzieje z cukrami
Punktem wyjścia są cukry obecne w surowcu: w kapuście i ogórkach cukry proste z soku komórkowego, w mleku laktoza, w mące żytniej skrobia.
Bakterie przetwarzają je, wydzielając kwas mlekowy, a w mniejszych ilościach kwas octowy, dwutlenek węgla i inne związki. To one odpowiadają za kwaśny smak, zapach i pęcherzyki gazu w słoiku.
Dlaczego produkt się nie psuje
Kluczowe jest obniżenie odczynu pH, czyli zakwaszenie środowiska, które ogranicza rozwój wielu mikroorganizmów odpowiedzialnych za psucie się żywności.
Drugim elementem jest sól, pełniąca funkcję technologiczną. Wyciąga wodę z tkanek roślinnych, tworząc solankę, i wpływa na to, które mikroorganizmy rozwiną się w początkowej fazie procesu.
Trzecim czynnikiem jest brak dostępu powietrza: warzywa powinny pozostawać zanurzone w solance, bo na styku z powietrzem łatwiej rozwijają się drożdże i pleśnie.
Kiszone czy kwaszone – dlaczego to nie to samo
W polszczyźnie oba określenia bywają używane zamiennie: „kwaszona kapusta” w części kraju to po prostu kapusta kiszona. Językowo jest to kwestia lokalnego zwyczaju.
Istotna różnica dotyczy jednak technologii. Produkt kiszony powstaje w wyniku fermentacji prowadzonej przez bakterie, a zakwaszony to taki, do którego dodano kwas, najczęściej ocet, bez udziału procesu mikrobiologicznego.
Ma to znaczenie przy zakupach: ogórki w occie i ogórki kiszone to dwa różne wyroby mimo podobnego wyglądu, a rozstrzyga wykaz składników.
Warto też sprawdzić, czy produkt był pasteryzowany. Obróbka termiczna po fermentacji przedłuża trwałość, ale kończy aktywność mikroorganizmów.
Polskie klasyki fermentacji
| Produkt | Surowiec | Charakter procesu | Cecha rozpoznawcza |
|---|---|---|---|
| Kapusta kiszona | Kapusta biała, sól | Fermentacja spontaniczna | Kwaśny smak, wyraźny zapach |
| Ogórki kiszone | Ogórki gruntowe, sól, przyprawy | Fermentacja spontaniczna | Mętna zalewa, kwaśny smak |
| Zakwas buraczany | Buraki, woda, sól | Fermentacja spontaniczna | Ciemny kolor, kwaśny smak |
| Zakwas żytni na żurek | Mąka żytnia, woda | Fermentacja mieszana | Kwaśny aromat |
| Kefir | Mleko, ziarna kefirowe | Fermentacja mlekowo-alkoholowa | Lekko gazowany, śladowy alkohol |
| Maślanka i zsiadłe mleko | Mleko | Fermentacja mlekowa | Gęsta konsystencja, łagodna kwasowość |
Kapusta kiszona
Kapusta kiszona powstaje w wyniku fermentacji spontanicznej, prowadzonej przez mikroorganizmy naturalnie obecne na surowcu. Typowe przepisy podają ilość soli bliską dwóm procentom masy kapusty.
Proces przebiega etapami, a skład mikroorganizmów zmienia się wraz z zakwaszaniem środowiska. Rezultat zależy od odmiany, temperatury i czasu, dlatego smak kiszonki z tej samej receptury bywa różny.
Ogórki kiszone
Ogórki kisi się w solance z wody i soli, z dodatkiem czosnku, kopru i chrzanu. Zalewa mętnieje w trakcie procesu, co wynika z rozwoju mikroorganizmów.
Ważne jest utrzymanie ogórków pod powierzchnią zalewy przez cały czas fermentacji, bo elementy wystające ponad płyn najczęściej ulegają niepożądanym zmianom.
Zakwas z buraków i żurek
Zakwas buraczany przygotowuje się z buraków, wody i soli, często z czosnkiem i przyprawami. W tradycji kulinarnej służy jako baza barszczu.
Zakwas żytni na żurek powstaje z mąki żytniej i wody. To przykład fermentacji mieszanej, w której obok bakterii kwasu mlekowego biorą udział drożdże, podobnie jak w zakwasie chlebowym.
Kefir, maślanka, zsiadłe mleko
Kefir wytwarza się z użyciem ziaren kefirowych, czyli skupisk bakterii i drożdży. Fermentacja ma więc charakter mlekowo-alkoholowy, a produkt zawiera niewielkie ilości dwutlenku węgla i alkoholu.
Maślanka jest tradycyjnie produktem ubocznym wyrobu masła, a dziś także napojem fermentowanym z kulturami bakterii. Zsiadłe mleko powstawało dawniej przez samoistne ukwaszenie mleka surowego, a wyroby handlowe produkuje się z mleka po obróbce cieplnej, zaszczepionego kulturami.
Warto zaznaczyć jedno rozróżnienie: produkt fermentowany nie jest tożsamy z probiotykiem, czyli żywymi mikroorganizmami podanymi w odpowiedniej ilości, o właściwościach opisanych dla konkretnego szczepu.
Więcej: Probiotyk, prebiotyk, synbiotyk, postbiotyk – cztery pojęcia, które ciągle się mylą
Co powstaje w trakcie fermentacji
W trakcie procesu skład produktu zmienia się względem surowca. Powstają kwasy organiczne, przede wszystkim mlekowy, dwutlenek węgla oraz związki obecne w bardzo małych ilościach, decydujące o zapachu i smaku.
Bakterie wytwarzają też peptydy, czyli krótkie łańcuchy aminokwasów, oraz egzopolisacharydy, czyli wielocukry wydzielane na zewnątrz komórki. Zbiorczo związki te określa się jako metabolity.
Więcej: Czym są metabolity bakteryjne i skąd biorą się w procesie fermentacji
Skład tej mieszaniny nie jest stały: zależy od surowca, mikroorganizmów, temperatury i czasu, dlatego dwie partie tego samego wyrobu mogą się różnić.
Żywność fermentowana pozostaje przy tym elementem diety, a nie preparatem. Opis składu nie jest równoznaczny z przypisywaniem działania zdrowotnego, a w komunikacji o żywności obowiązują wyłącznie oświadczenia dopuszczone rozporządzeniem (UE) nr 432/2012.
Więcej: Mikrobiota jelitowa – jak powstaje i co ją kształtuje przez całe życie
O czym warto pamiętać
Zawartość soli
Kiszonki warzywne zawierają znaczne ilości soli, bo jest ona niezbędnym elementem technologii ich wytwarzania. Dotyczy to wyrobów domowych i handlowych.
Osoby stosujące dietę o ograniczonej zawartości sodu powinny uwzględnić kiszonki w bilansie dobowym. Zawartość soli podaje się na etykiecie produktów pakowanych, zgodnie z przepisami o znakowaniu żywności.
Przy wyrobach domowych oszacowanie jest trudniejsze, bo ilość soli zależy od receptury. W razie wątpliwości dotyczących diety niskosodowej warto omówić tę kwestię z lekarzem lub dietetykiem.
Fermentacja domowa i higiena
Nieprawidłowo przeprowadzona fermentacja lub konserwowanie żywności w domu może być niebezpieczne. W środowisku o niedostatecznym zakwaszeniu i przy ograniczonym dostępie powietrza mogą rozwijać się niepożądane mikroorganizmy, w tym wytwarzające toksyny.
Podstawowe zasady bezpieczeństwa są proste:
- Czyste naczynia i narzędzia. Słoje, kamionki i pokrywki należy umyć i wyparzyć przed użyciem.
- Świeży surowiec. Warzywa uszkodzone, nadgniłe lub długo przechowywane nie nadają się do kiszenia.
- Odpowiednia ilość soli. Zmniejszanie ilości soli poniżej wartości z receptury zmienia przebieg procesu.
- Zanurzenie w zalewie. Surowiec powinien pozostawać pod powierzchnią płynu przez cały czas fermentacji.
- Kontrolowana temperatura. Zbyt wysoka przyspiesza proces i sprzyja niepożądanym zmianom.
- Ocena przed spożyciem. Nietypowy zapach, pleśń, śluzowata konsystencja, wybrzuszone wieczko lub nietypowy kolor to powody, by produktu nie spożywać.
Zasada nadrzędna: w razie wątpliwości produktu nie należy próbować ani spożywać. Szczegółowe wytyczne dotyczące domowego przetwarzania żywności publikuje Państwowa Inspekcja Sanitarna.
Fermentacja przemysłowa a domowa
Produkcja przemysłowa opiera się na powtarzalności: stosuje się kultury startowe o znanym składzie oraz kontroluje temperaturę i czas, co pozwala uzyskać zbliżony wyrób w kolejnych partiach.
Fermentacja domowa jest bardziej zmienna, bo przebiega z udziałem mikroorganizmów obecnych na surowcu i w otoczeniu. Daje to różnorodność smaków, ale mniejszą przewidywalność.
Trzecia różnica dotyczy trwałości. Część wyrobów handlowych poddaje się pasteryzacji, co wydłuża okres przydatności, ale kończy aktywność mikroorganizmów.
Podsumowanie
Fermentacja to beztlenowy proces, w którym mikroorganizmy przetwarzają cukry surowca, wytwarzając kwas mlekowy i inne związki. Zakwaszenie w połączeniu z solą i ograniczonym dostępem powietrza pozwalało przechowywać żywność na długo przed chłodziarkami.
Polskie klasyki to kiszona kapusta i ogórki, zakwas buraczany i żytni oraz mleczne napoje fermentowane. Produkt kiszony nie jest przy tym tym samym co zakwaszony octem.
Warto pamiętać o dwóch kwestiach: kiszonki zawierają znaczne ilości soli, co ma znaczenie przy diecie niskosodowej, a fermentacja domowa wymaga przestrzegania zasad higieny, bo przeprowadzona nieprawidłowo może być niebezpieczna.
Więcej: Błonnik pokarmowy – ile go realnie jemy, a ile zalecają instytucje
FAQ
Czy kiszonki z supermarketu są takie same jak domowe?
Nie zawsze. Część wyrobów handlowych to produkty fermentowane, część zakwaszona octem, a niektóre poddaje się po fermentacji pasteryzacji. Rozstrzyga wykaz składników.
Czy sok z kiszonek trzeba wylewać?
To kwestia kulinarnej preferencji, a nie bezpieczeństwa. Warto natomiast pamiętać, że zalewa zawiera sól z całego procesu, co ma znaczenie dla osób ograniczających sód.
Czy kefir zawiera alkohol?
Tak, w śladowych ilościach, ponieważ w fermentacji kefirowej biorą udział również drożdże. Zawartość jest niewielka i zależy od czasu oraz warunków fermentacji.
Po czym poznać, że kiszonka się nie udała?
Sygnałami ostrzegawczymi są: pleśń, nietypowy lub gnilny zapach, śluzowata konsystencja, nienaturalny kolor oraz wybrzuszone wieczko słoika. W takiej sytuacji produktu nie należy próbować ani spożywać.
Źródła
- Marco M.L., Sanders M.E., Gänzle M. i wsp., The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on fermented foods, Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2021, t. 18, nr 3, s. 196-208.
- Hill C., Guarner F., Reid G. i wsp., Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic, Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2014, t. 11, nr 8, s. 506-514.
- Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1169/2011 z dnia 25 października 2011 r. w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności.
- Rozporządzenie Komisji (UE) nr 432/2012 z dnia 16 maja 2012 r. ustanawiające wykaz dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych dotyczących żywności, innych niż oświadczenia odnoszące się do zmniejszenia ryzyka choroby oraz rozwoju i zdrowia dzieci.
- Główny Inspektorat Sanitarny, materiały informacyjne dotyczące bezpieczeństwa żywności, https://www.gov.pl/web/gis
- Rozporządzenie (WE) nr 178/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 stycznia 2002 r. ustanawiające ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego.