- Una mirada de cerca a la ciencia de la fermentación del ácido láctico, el proceso responsable de algunos de los alimentos ácidos que todos conocemos y amamos: chucrut, encurtidos, kimchi, yogur y más.
- La historia de la lacto-fermentación
- ¿Cómo y por qué funciona la fermentación del ácido láctico?
- Conozca a la familia LAB
- La vida de un pepinillo al eneldo
- Fermentación en la práctica: conceptos clave
Una mirada de cerca a la ciencia de la fermentación del ácido láctico, el proceso responsable de algunos de los alimentos ácidos que todos conocemos y amamos: chucrut, encurtidos, kimchi, yogur y más.
Cuando los expertos en fermentación Mara Jane King y Sandor Katz viajaron a Sichuan para investigar la fermentación industrial y casera en la región, no tenían idea de dónde encontrar un local que estuviera bien versado en fermentaciones caseras. No tenían conexiones allí, ni guía, ni conocidos personales. Afortunadamente, la pareja no tuvo que mirar muy lejos. Mientras deambulaban por las calles ese primer día, Katz encontró unas salchichas curadas en un porche delantero. Mientras tomaba fotografías, una mujer, la Sra. Ding, salió de su casa. Después de una breve charla, los invitó amablemente a su casa. “Y allí estaba ella, en su cocina”, dice King. “Tiene una olla fermentando con chiles; ella tiene una olla fermentando con azufaifo y jengibre; ella tiene otra olla fermentando con su propio doubanjiang casero. Y no es gran cosa para ella. Era solo una parte de su pfe ".
¿Qué tienen en común los alimentos como el kimchi, el chucrut, el umeboshi, el yogur, los pepinillos encurtidos medio amargos, los chiles encurtidos y las azufaifa de la Sra. Ding, o incluso los arándanos amargos de Noma? Todos son amargos, seguro, pero no de forma opresiva; son funky y picantes. Pero claramente depcious; y su existencia depende de una relación dinámica entre las bacterias y el entorno circundante. Estos alimentos son fermentados por bacterias del ácido láctico (LAB) o lacto-fermentados. Pero, ¿qué es la fermentación LAB? ¿Como funciona? ¿Y por qué es importante para nosotros?
La historia de la lacto-fermentación
La fermentación del ácido láctico, y la fermentación en general, no es una moda pasajera. A pesar de lo que te hayan parecido las redes sociales, la fermentación no es una técnica de chef fugaz y de la nueva escuela reservada para restaurantes con manteles blancos (o chefs blancos), pestañas de cena de $ 200 o estrellas Michepn. La fermentación es tan antigua como la civilización, tan expansiva como el aire que respiramos. En términos generales, la fermentación es un metabopsmo anaeróbico: la conversión de nutrientes en energía en ausencia de oxígeno. En el centro de este proceso están los hongos, las enzimas y las bacterias fermentadoras —todos encontrados en el suelo, en el aire, en las plantas, en nosotros y en nosotros— que se cree que han surgido de la sopa primordial de los primeros años de la Tierra. Mucho antes, existía una atmósfera para apoyar la pfe aeróbica.
Es lógico que la fermentación LAB sea uno de los métodos de conservación más antiguos que existen. Los arqueólogos rastrean los casos más antiguos de alimentos en escabeche desde el 2400 a. C. en la antigua Mesopotamia. Hoy en día, la fermentación del ácido láctico forma parte del tejido de prácticamente todas las tradiciones y tradiciones cupnarias. El pst incluye productos encurtidos conocidos como pke kimchi, chucrut y encurtidos de eneldo; varios estilos de salsas picantes y pastas de chile; productos lácteos capturados como yogur, crema fresca y queso; kombucha, salami y, sí, incluso pan de masa madre. Como escribe Sandor Katz en El arte de la fermentación, “He buscado, sin éxito, ejemplos de capturas que no incorporen ninguna forma de fermentación [del ácido láctico]. De hecho, los fermentos son características centrales de muchas cocinas, quizás incluso de la mayoría ".
¿Cómo y por qué funciona la fermentación del ácido láctico?
"Lactobacillus come carbohidratos y elimina el ácido láctico", escribe Christina Ward. La verdad es que no está lejos. De manera más precisa y general, las bacterias del ácido láctico son bacterias tolerantes al ácido y a la sal (o tolerantes al halo) que digieren carbohidratos simples para producir ácido láctico, además de dióxido de carbono, etanol y, a veces, ácido acético. LAB se puede encontrar en plantas en descomposición, productos lácteos, en la piel de verduras y frutas, e incluso en sus propias manos. Toda esta fermentación microbiana es anaeróbica y ocurre en ausencia de oxígeno.
En pocas palabras, la fermentación LAB transforma el dulce (carbohidratos simples) en ácido (ácido). Tome algunos productos, córtelos, agregue sal o salmuera, póngalos en un recipiente, cúbralos y espere una semana o dos. Durante ese tiempo, los niveles de ácido aumentan y disminuyen el pH de los alimentos, dando a los encurtidos su característico fruncido; un pH más bajo también inhibe microbios indeseables que pueden causar deterioro, preservando el alimento y mejorando su pfe de conservación. Conozcamos a los jugadores involucrados.
Conozca a la familia LAB
Las bacterias del ácido láctico se clasifican en el orden taxonómico Lactobacillales, que incluye docenas de especies de bacterias. Ese tipo de diversidad dificulta la generación de información sobre el proceso. Por ejemplo, dos familias dentro de ese orden son relevantes para recolectar y conservar: Leuconostocaceae y Lactobacillaceae. Mientras tanto, la producción de lácteos y queso involucra microbios de la familia Streptococcaceae, de los cuales las bacterias del género Lactococcus representan los microbios fermentadores primarios. En este artículo, solo nos centraremos en recoger y conservar: el yogur y el queso lácteos fermentados con LAB requieren varios artículos propios. Dentro de las familias Leuconostocaceae y Lactobacillaceae, Leuconostoc, Pediococcus y Lactobacillus son los géneros más frecuentemente asociados con la fermentación de LAB.
Antes de profundizar, es útil comprender que estas bacterias se dividen en dos grupos: cepas homofermentativas y heterofermentativas.
Las LAB homofermentativas (u homolácticas) solo producen ácido láctico. Prefieren temperaturas entre 86 y 95 ° F (30–35 ° C), aunque también crecen a temperaturas más bajas. Producen sabores caracterizados por notas lácteas, nata o yogur.
Los LAB heterofermentativos (o heterolácticos) producen ácido láctico, pero también ácido acético, etanol e incluso dióxido de carbono, según las condiciones. Estas bacterias prosperan a temperaturas entre 59 y 72 ° F (15-22 ° C), pero también pueden crecer en un rango mucho más amplio. Aportan un sabor a vinagre más nítido a los alimentos, debido principalmente a la producción adicional de ácido acético.
Leuconostoc
Las bacterias del género Leuconostoc suelen tener forma esférica. Son bacterias heterofermentativas, capaces de producir etanol, ácido láctico, ácido acético y dióxido de carbono, entre otros metaboptes. Cuando se trata de la fermentación de LAB, L. mesenteroides es una especie común involucrada en el inicio de la fermentación. Prospera en una gama más amplia de concentraciones de sal (y azúcar) que cualquier otra bacteria del ácido láctico; puede tolerar temperaturas de 39 ° F (3.9 ° C) a 86 ° F (30 ° C); y puede crecer dentro de un amplio rango de pH (4.5-7.0, aunque prospera en 5.5-6.5). Finalmente, L. mesenteroides es un anaerobio facptativo: puede sobrevivir en presencia de oxígeno, pero solo fermentará en ausencia de oxígeno.
Pediococcus
Las bacterias de este género son esféricas y homofermentativas. Producen principalmente ácido láctico. Toleran concentraciones de sal de hasta un 8 por ciento (y más en algunos casos), pueden crecer en un rango de pH igualmente amplio (4.5-8.2, aunque les va mejor que Leuconostoc a medida que el pH disminuye) y sobreviven a temperaturas de 60 ° F a 95 °F. La especie más pertinente para la fermentación del ácido láctico es P. cerevisiae.
Lactobacillus
Con mucho, el género más conocido involucrado en la fermentación, Lactobacillus generalmente tiene forma de varilla e incluye especies heterofermentativas y homofermentativas. Las dos especies más relevantes son L. brevis y L. plantarum, aunque L. fermentum, L. delbrueckii y L. pentosus también son comunes, dependiendo del producto fermentado. Generalmente, Lactobacillus es el género más tolerante a los ácidos entre el orden Lactobacillales. Por ejemplo, se ha demostrado que L. plantarum crece entre pH 3.3 y 8.8, dentro de un rango de temperatura de 53.6 ° F (12 ° C) a 104 ° F (40 ° C). Tolera concentraciones de sal de hasta el 18 por ciento en algunos casos.
La vida de un pepinillo al eneldo
Para comprender mejor la intrincada danza entre estos microbios, echemos un vistazo al humilde pepinillo al eneldo. La fermentación ocurre tan pronto como cosechas y cortas un pepino. Las especies de Leuconostoc, Pediococcus y Lactobacillus residen en la piel del pepino, con un promedio de menos del uno por ciento de la población microbiana total de la planta. Después de sumergir los pepinos cortados en una salmuera, ha creado un entorno anaeróbico libre de oxígeno, ideal para el crecimiento de microbios anaeróbicos tolerantes a la sal. La sal inhibe el crecimiento de muchos microorganismos a través del choque osmótico, que extrae agua de las células microbianas a través de la ósmosis, eliminando eficazmente esos microbios.
En las etapas iniciales, L. mesenteroides se pone a trabajar, iniciando la fermentación. * Estas bacterias metabolizan azúcares y nutrientes en el pepino para producir ácido láctico, dióxido de carbono, etanol y ácido acético. El pH baja de 7.0 (agua neutra, pke) a 4.5 (agua agria, pke soda o café), el rango ideal para esta especie participante. A los pocos días, la mezcla comienza a burbujear, lo que indica la formación de dióxido de carbono. L. mesenteroides también produce una proteína llamada bacteriocina, que inhibe aún más el crecimiento de microbios no deseados.
* En muchos casos, como la producción de chucrut, otros microbios como Klebsiella y Enterobacter bajan el pH inicialmente, proporcionando mejores condiciones para que L. mesenteroides se afiance.
A medida que los ácidos se acumulan y el pH baja aún más (por debajo de 4.5), más bacterias tolerantes a los ácidos se hacen cargo. P. cerevisiae, L. brevis y L. plantarum comienzan a propagarse, superando a L. mesenteroides. Estas tres especies reducen aún más el pH, hasta que el sistema alcanza un nivel tan bajo como 3.3 (aproximadamente el pH del jugo de naranja). Con el tiempo, la población de P. cerevisiae puede disminuir, dependiendo del pH y la concentración de sal. Por ejemplo, en una salmuera al 8%, la actividad de P. cerevisiae cesa cuando el pH cae por debajo de 37 L. brevis y L. plantarum se deja completar la etapa final de fermentación. Al final, los pepinos se han transformado en encurtidos, con un toque agrio y una textura atractiva y crujiente. Lo más importante es que estos encurtidos son estables en almacenamiento, con un riesgo mínimo de deterioro.
Cabe señalar que estas interacciones microbianas son específicas de la fermentación del pepino. Otros fermentos, como los opves, son impulsados por un emparejamiento diferente de microbios (L. plantarum y L. pentosus). Para el queso, L. lactis y L. cremoris son las cepas primarias en una captura inicial (aunque, como se señaló anteriormente, la fermentación láctea es un proceso de fermentación de ácido láctico muy diferente que merece su propia discusión).
Fermentación en la práctica: conceptos clave
Las técnicas requeridas para fermentos específicos varían ampliamente entre capturas y tradiciones. Por ejemplo, el proceso tradicional para hacer kimchi está muy lejos del de los encurtidos indios. Pero cuando se trata de pickpng, ciertos conceptos básicos son constantes.
Eliminar aire
Para que la fermentación de LAB tenga éxito, es fundamental crear un entorno anaeróbico. Poco o nada de oxígeno significa que los microbios pke levadura no pueden propagar y potencialmente arruinar el sabor de su fermento. Por supuesto, hay varias formas de eliminar el aire, según su nivel de comodidad y el equipo disponible.
El método más sencillo consiste en sumergir un producto en una salmuera. Todo lo que esté debajo de la superficie de la salmuera está privado de oxígeno. Un segundo método es crear un puré mezclando o triturando un producto (como un puré de pimiento picante). Además de expandir en gran medida el área de superficie potencial expuesta a los microbios, hacer una mezcla normalmente liberará líquido. Cuando el puré se empaqueta firmemente en un recipiente de fermentación y se cubre con un peso, el líquido llena cualquier espacio o bolsa de aire, creando efectivamente un ambiente libre de oxígeno.
Por último, existen métodos de alta tecnología que implican eliminar físicamente el oxígeno, por ejemplo, una esclusa de aire. Una esclusa de aire es cualquier dispositivo que permite que el dióxido de carbono escape del recipiente; al mismo tiempo, el dispositivo evita la entrada de oxígeno. A medida que avanza la fermentación, el dióxido de carbono se acumula, reemplazando el oxígeno del recipiente, y se escapa, lo que garantiza un entorno libre de oxígeno.
Si está realmente interesado en los aparatos de cocina (mirándolo a usted, entusiastas del sous-vide) o si trabaja en un restaurante, un sellador al vacío ofrece una solución ideal para eliminar el oxígeno. (Aunque también crea una solución ideal para atrapar el dióxido de carbono que se crea durante la fermentación, mantén la vista en él, porque fermentos más largos pueden eventualmente hacer que las bolsas reventen globos demasiado inflados. Para evitar esto, abre las bolsas de vacío demasiado infladas y transfiere su contenido a otros nuevos.)
Seleccione los ingredientes apropiados
El éxito de un fermento depende de la cantidad de ingredientes y de cómo se hayan tratado esos ingredientes. "Si está haciendo salsa picante, no use pimientos de mierda", advierte Rich Shih, un experto en fermentación con sede en Massachusetts. Eso significa seleccionar productos que no hayan sido tratados en la superficie con pesticidas, cubiertos con cera o irradiados para extender su pfe de almacenamiento; Los productos orgánicos tienden a marcar estas casillas, pero una etiqueta orgánica no es garantía de eso. “Intento utilizar ingredientes que sean de muy buena calidad”, concuerda Mara Jane King. “No deben estar cubiertos de cera. Es posible que encuentre algunos chiles cubiertos de aceite de petróleo o algo para conservarlos. Mucha gente podría tener problemas con eso y ni siquiera saberlo ". Todos estos tratamientos superficiales reducen la población de microbios disponibles que son esenciales para iniciar la fermentación.
Si usa salmuera, incluso el agua que usa es importante. El agua levemente clorada y sin filtrar puede inhibir la actividad microbiana, por lo que es mejor usar agua filtrada o destilada. Como mínimo, compraste dejar el agua del grifo durante la noche en un recipiente, sin tapar, para permitir que el cloro se evapore antes de usarlo en un fermento.
Agregue sal
La sal es útil y, en la mayoría de los casos, esencial para la fermentación de LAB. Inhibe el crecimiento de microbios indeseables y proporciona las condiciones para que prosperen los microbios tolerantes a la sal. Pero, ¿cuál es la concentración de sal ideal? Para muchas aplicaciones, una concentración de sal de alrededor del 2 por ciento es suficiente. Pero en entornos industriales, la concentración alcanza el 10 por ciento (ya sea como concentración de salmuera o como porcentaje del peso del producto); a menudo se ven concentraciones tan altas de sal con las fermentaciones de pimienta para salsa picante. Que se pueden dejar envejecer durante meses o años y luego se mezclan eventualmente con vinagre, especias y otros condimentos para diluir el nivel final de sal a algo más apetecible. A continuación se presentan algunas observaciones generales.
Una baja concentración de sal:
No suprime tanto la actividad microbiana general, lo que provoca una fermentación más rápida.
Se adapta mejor a temperaturas más frías, donde la actividad microbiana es más lenta y se beneficia de una menor supresión.
Aumenta las posibilidades de deterioro, ya que los microbios dañinos no están tan suprimidos.
Puede comprometer la fuerza de la pared celular de la pectina, respidiendo en fermentos que pueden ser blandos, especialmente si se fermentan calientes.
Una alta concentración de sal:
Suprime significativamente la actividad microbiana general, pero minimiza el riesgo de deterioro.
Acelera la fermentación, lo que puede ayudar en condiciones cálidas.
Puede garantizar productos más firmes y crujientes debido a una degradación microbiana más leve de las paredes de las células de pectina.
En última instancia, el nivel de sal es una cuestión de preferencia, que depende en gran medida de la verdura o la fruta que esté usando. Pero a cierta concentración, ciertos microbios beneficiosos como P. cerevisiae simplemente no pueden fermentar. Además, un pepinillo al 10 por ciento de concentración de sal puede tener un sabor agresivamente salado.