소금에 절인 양배추, 피클, 김치, 요구르트 등 우리 모두가 알고 사랑하는 신맛이 나는 음식을 만드는 과정인 젖산 발효 과학에 대해 자세히 살펴보세요.
발효 전문가인 마라 제인 킹(Mara Jane King)과 산도르 카츠(Sandor Katz)가 이 지역의 산업 및 가정식 발효를 연구하기 위해 쓰촨으로 여행했을 때 가정 발효에 정통한 현지인을 어디에서 찾을 수 있는지 몰랐습니다. 그곳에는 인맥도, 가이드도, 개인적 지인도 없었습니다. 다행히도 그 쌍은 멀리 볼 필요가 없었습니다. 그들이 첫날에 거리를 배회하는 동안 Katz는 현관에서 구워지고 있는 소시지를 발견했습니다. 그가 사진을 찍는 동안, 딩 부인이라는 여성이 그녀의 집에서 나타났습니다. 짧은 대화를 나눈 후 그녀는 정중하게 그들을 자신의 집으로 초대했습니다. "그녀는 부엌에 있었습니다."라고 King이 말했습니다. “그녀는 고추로 발효되는 냄비 하나를 가지고 있습니다. 그녀는 대추와 생강으로 발효시키는 냄비 하나를 가지고 있습니다. 그녀는 집에서 만든 doubanjiang으로 발효시키는 또 다른 냄비를 가지고 있습니다. 그리고 그것은 그녀에게 큰 문제가 아닙니다. 그것은 그녀의 일부일 뿐입니다.”
김치 , 소금에 절인 양배추 , 우메보시 , 요구르트 , 반신 딜 피클 , 딩 부인의 절인 고추와 대추, 심지어 노마의 새콤한 블루베리 음식의 공통점은 무엇입니까? 그것들은 모두 신맛이 나는 것이 확실하지만 그렇게 강압적이지는 않습니다. 그들은 펑키하고 자극적입니다. 그러나 명백히 비열하다. 그리고 그들의 존재는 박테리아와 주변 환경 사이의 역동적인 관계에 달려 있습니다. 이러한 식품은 유산균(LAB)에 의해 발효되거나 락토 발효됩니다. 그러나 LAB 발효는 무엇입니까? 어떻게 작동합니까? 그리고 그것이 우리에게 왜 중요합니까?
락토발효의 역사
젖산 발효와 발효는 일반적으로 유행이 아닙니다. 소셜 미디어에서 무엇을 원하던지 간에 발효는 흰색 식탁보(또는 흰색 셰프)가 있는 레스토랑, 200달러 저녁 식사 탭 또는 Michepn 스타를 위해 예약된 새로운 학교의 일시적인 셰프 기술이 아닙니다. 발효는 문명만큼 오래되었고 우리가 숨쉬는 공기만큼 넓습니다. 광범위하게 정의하면 발효는 혐기성 대사작용(산소가 없는 상태에서 영양소를 에너지로 전환하는 것)입니다. 이 과정의 중심에는 균류, 효소 및 발효 박테리아가 있습니다. 모두 땅, 공기, 식물, 우리 및 우리에게서 발견되며, 이들은 지구의 초기 수프에서 나온 것으로 믿어집니다. 유산소 운동을 지원하는 분위기가 있기 오래 전에.
LAB 발효가 가장 오래된 보존 방법 중 하나인 것은 당연합니다. 고고학자들은 고대 메소포타미아에서 기원전 2400년까지 절인 음식의 가장 귀한 사례를 추적합니다. 오늘날 젖산 발효는 거의 모든 도자기 전통과 전통의 직물로 짜여져 있습니다. pst에는 김치, 소금에 절인 양배추, 장아찌 등의 잘 알려진 절임 제품이 포함됩니다. 여러 스타일의 핫 소스와 칠리 페이스트; cptured 유제품 pke 요구르트, 크렘 프레슈 및 치즈; 콤부차, 살라미 소시지, 그리고 심지어 사워도우 빵. Sandor Katz는 Art of Fermentation에서 이렇게 썼습니다. 실제로 발효는 많은 요리, 아마도 대부분의 요리에서 핵심적인 특징입니다.”
젖산 발효는 어떻게 그리고 왜 작동합니까?
"Lactobacillus는 탄수화물을 먹고 젖산을 배설합니다."라고 Christina Ward는 씁니다. 사실, 그녀는 멀리 있지 않습니다. 보다 정확하고 일반적으로 유산균은 이산화탄소, 에탄올, 때로는 아세트산 외에 단순 탄수화물을 소화하여 젖산을 생성하는 산 및 염 내성(또는 할로 내성) 세균입니다. LAB은 분해되는 식물, 유제품, 야채와 과일의 껍질, 심지어는 자신의 손에서도 찾을 수 있습니다. 이 모든 미생물 발효는 산소가 없는 상태에서 발생하는 혐기성입니다.
간단히 말해서, LAB 발효는 단맛(단순 탄수화물)을 신맛(산성)으로 변환합니다. 농산물을 가져다가 잘게 자르고 소금이나 소금물을 넣고 용기에 담고 뚜껑을 덮고 1~2주를 기다리십시오. 그 시간 동안 산 수준은 음식의 pH를 증가시키고 낮추어 절인 음식에 특유의 주름을 부여합니다. 낮은 pH는 또한 부패를 유발할 수 있는 바람직하지 않은 미생물을 억제하여 식품을 보존하고 식품의 보관 품질을 향상시킵니다. 관련된 선수들을 만나보자.
랩 패밀리를 만나보세요
유산균은 수십 종의 박테리아를 포함하는 분류학적 목 Lactobacillales로 분류됩니다. 그런 종류의 다양성은 프로세스에 대한 생성을 어렵게 만듭니다. 예를 들어, 그 순서 내의 두 가지 famipes는 수확 및 보존과 관련이 있습니다: 및 Lactobacillaceae . 한편, 유제품 및 치즈 생산에는 Streptococcus과의 미생물이 포함되며, 그 중 Lactococcus 속의 박테리아가 주요 발효 미생물을 나타냅니다. 이 기사에서는 채취 및 보존에 중점을 둘 것입니다. LAB 발효 유제품 pke 요구르트 및 치즈 wopd에는 자체 품목이 여러 개 필요합니다. Leuconostocaceae 및 Lactobacillaceae famipes 내에서 Leuconostoc , 페디오코커스 및 Lactobacillus 속은 LAB 발효와 가장 자주 관련된 속입니다.
깊이 들어가기 전에 이 박테리아가 두 그룹으로 분류된다는 점을 이해하는 것이 도움이 됩니다.
Homofermentative (또는 homolactic) LAB는 젖산만 생성합니다. 그들은 낮은 온도에서도 자랍니다. 그들은 유제품, 크림 또는 요구르트 향이 특징인 풍미를 생산합니다.
이종 발효(또는 헤테로락트) LAB는 조건에 따라 젖산뿐만 아니라 아세트산, 에탄올, 심지어 이산화탄소까지 생성합니다. 이 박테리아는 59~72°F(15~22°C)의 온도에서 번성하지만 훨씬 더 넓은 범위에서도 자랄 수 있습니다. 그들은 아세트산의 추가 생산으로 인해 음식에 더 날카롭고 더 식초 같은 느낌을 줍니다.
Leuconostoc
Leuconostoc 속의 박테리아는 일반적으로 구형입니다. 그들은 다른 대사 물질 중에서 에탄올, 젖산, 아세트산 및 이산화탄소를 생성할 수 있는 이종 발효 박테리아입니다. LAB 발효와 관련하여 L. mesenteroides는 발효 시작에 관여하는 일반적인 종입니다. 다른 어떤 유산균보다 더 넓은 범위의 염(및 설탕) 농도에서 번성합니다. 39°F(3.9°C)에서 86°F(30°C)까지의 온도를 견딜 수 있습니다. 그리고 그것은 넓은 pH 범위(4.5-7.0, 5.5-6.5에서 번성하지만) 내에서 자랄 수 있습니다. 마지막으로, L. mesenteroides는 혐기성 혐기성균입니다. 산소가 있는 곳에서는 생존할 수 있지만 산소가 없는 곳에서만 발효됩니다.
Pediococcus
이 속의 박테리아는 구형이고 균질 발효입니다. 그들은 주로 젖산을 생산합니다. 그들은 염분 농도를 최대 8%(일부 경우 더 높음)까지 견딜 수 있고, 유사한 넓은 pH 범위(4.5-8.2, pH가 감소함에 따라 Leuconostoc보다 더 나은 성능을 보임)에서 자랄 수 있으며, 60°F에서 95°의 온도에서 생존합니다.NS. 젖산 발효에 가장 적합한 종은 P. cerevisiae입니다.
유산균
발효에 관여하는 가장 잘 알려진 속인 락토바실러스는 일반적으로 막대 모양이며 이종 발효 종과 동종 발효 종을 모두 포함합니다. 가장 관련성이 높은 두 종은 L. brevis와 L. plantarum입니다. 그러나 발효 제품에 따라 L. fermentum , L. delbrueckii 및 L. pentosus도 일반적입니다. 일반적으로 Lactobacillus속은 Lactobacillales목 중에서 가장 내산성이 강한 속입니다. 예를 들어, L. plantarum은 53.6°F(12°C)~104°F(40°C)의 온도 범위 내에서 pH 3.3과 8.8 사이에서 자라는 것으로 나타났습니다. 어떤 경우에는 최대 18%의 염분 농도를 견딜 수 있습니다.
딜 피클의 삶
이 미생물 사이의 복잡한 춤을 가장 잘 이해하기 위해 겸손한 딜 피클을 살펴보겠습니다. 오이를 수확하고 자르는 즉시 발효가 발생합니다. Leuconostoc , Pediococcus 및 Lactobacillus 종은 오이의 피부에 서식하며 식물의 총 미생물 군집의 평균 1% 미만입니다. 자른 오이를 소금물에 담그면 내염성 혐기성 미생물이 자라기에 이상적인 혐기성 무산소 환경을 효과적으로 만들 수 있습니다. 소금은 삼투를 통해 미생물 세포에서 수분을 끌어내는 삼투 충격을 통해 많은 미생물의 성장을 억제하여 해당 미생물을 효과적으로 죽입니다.
초기 단계에서 L. mesenteroides가 작용하여 발효를 시작합니다.* 이 박테리아는 오이의 당과 영양소를 대사하여 젖산, 이산화탄소, 에탄올 및 아세트산을 생성합니다. pH는 이 종의 이상적인 범위인 7.0(중성, pke 물)에서 4.5(신맛, pke 소다수 또는 커피)로 낮아집니다. 며칠 이내에 혼합물이 버블링을 시작하여 이산화탄소 형성을 나타냅니다. L. mesenteroides는 또한 원치 않는 미생물의 성장을 추가로 억제하는 박테리오신이라는 단백질을 생성합니다.
*사우어크라우트 생산과 같은 많은 경우에 다른 미생물인 Klebsiella와 Enterobacter가 초기에 pH를 낮추어 L. mesenteroides가 더 잘 정착할 수 있는 조건을 제공합니다.
산이 축적되고 pH가 더 낮아짐에 따라(4.5 미만으로 떨어짐), 더 많은 내산성 박테리아가 그 자리를 차지합니다. P. cerevisiae , L. brevis 및 L. plantarum 은 번식을 시작하여 L. mesenteroides 를 능가합니다. 이 세 가지 종은 시스템이 3.3(대략 오렌지 주스의 pH)에 도달할 때까지 pH를 더 낮춥니다. 시간이 지나면서 P. cerevisiae의 개체수는 pH와 염 농도에 따라 줄어들 수 있습니다. 예를 들어, 8% 염수에서 P. cerevisiae 활동은 pH가 37 미만으로 떨어지면 중단되고 L. plantarum은 발효의 최종 단계를 완료하기 위해 남겨집니다. 결국 오이는 절임으로 변신해 신맛과 아삭한 식감이 매력적이다. 가장 중요한 것은 이 피클이 상온에서 안정적이고 부패 위험이 최소화된다는 것입니다.
이러한 미생물 상호작용은 오이 발효에 특이적이라는 점에 주목했습니다. opves와 같은 다른 발효는 서로 다른 미생물 쌍(L. plantarum 및 L. pentosus)에 의해 구동됩니다. 치즈의 경우 L. lactis와 L. cremoris가 스타터의 주요 균주입니다(위에서 언급했듯이 유제품 발효는 자체적으로 논의할 가치가 있는 매우 다른 젖산 발효 과정입니다).
실제 발효: 주요 개념
특정 발효에 필요한 기술은 전통과 전통에 따라 크게 다릅니다. 예를 들어, 김치를 담그는 전통적인 방법은 인도 피클의 방법과는 거리가 멉니다. 그러나 pickpng와 관련하여 특정 핵심 개념은 상수입니다.
공기 제거
LAB 발효에 성공하려면 혐기성 환경을 조성하는 것이 필수적입니다. 산소가 거의 또는 전혀 없다는 것은 효모균이 증식할 수 없고 잠재적으로 발효물의 풍미를 망칠 수 있음을 의미합니다. 물론 사용자의 편안함과 사용 가능한 장비에 따라 공기를 제거하는 여러 방법이 있습니다.
가장 간단한 방법은 제품을 소금물에 담그는 것입니다. 염수 표면 아래의 모든 것은 산소가 부족합니다. 두 번째 방법은 제품(예: 고추 으깬 것)을 섞거나 으깨서 으깬 것을 만드는 것입니다. 미생물에 노출된 잠재적 표면적을 크게 확장하는 것 외에도 매시를 만들면 일반적으로 오징어가 방출됩니다. 매시를 발효 용기에 단단히 포장하고 추로 덮으면 오징어가 공기의 틈이나 주머니를 채우고 효과적으로 무산소 환경을 조성합니다.
마지막으로, 물리적으로 산소를 제거하는 것과 관련된 첨단 방법이 있습니다. 에어록은 이산화탄소가 용기를 빠져나갈 수 있도록 하는 모든 장치입니다. 동시에 장치는 산소가 들어가는 것을 방지합니다. 발효가 진행됨에 따라 이산화탄소가 축적되어 용기의 모든 산소를 대체하고 배출되어 무산소 환경을 보장합니다.
당신이 정말로 부엌 가제트(수비드 애호가를 바라보며)에 열중하거나 레스토랑에서 일하는 경우, 진공 실러는 산소 제거를 위한 이상적인 솔루션을 제공합니다. (비록 발효 중에 생성되는 이산화탄소를 가두는 이상적인 솔루션을 만들기도 합니다. 더 오래 발효하면 결국 가방이 터져 풍선이 과도하게 부풀려질 수 있으므로 계속 주시하십시오. 이를 방지하려면 지나치게 부풀린 진공 가방을 열고 옮기십시오. 그들의 내용을 새로운 것으로.)
적절한 성분 선택
발효의 성공 여부는 성분의 양과 그 성분을 어떻게 처리했는지에 달려 있습니다. 매사추세츠에 거주하는 발효 전문가인 Rich Shih는 "핫 소스를 만들고 있다면 똥 고추를 사용하지 마십시오"라고 경고합니다. 즉, 표면 처리되지 않은 농약, 왁스 코팅 또는 방사선 조사를 통해 보관 기간을 연장하지 않은 농산물을 선택해야 합니다. 유기농 제품은 이 확인란을 선택하는 경향이 있지만 유기농 라벨이 이를 보장하지는 않습니다. Mara Jane King은 "매우 좋은 성분을 사용하려고 노력합니다."라고 동의합니다. “그들은 밀랍으로 덮이지 않고 쇼핑했습니다. 당신이 찾을 수있는 일부 칠레는 석유 기름이나 그들을 보존하기 위해 덮인 것입니다. 많은 사람들이 그것에 대해 문제를 겪으면서도 알지 못할 수 있습니다.” 이러한 모든 표면 처리는 발효를 시작하는 데 필수적인 이용 가능한 미생물을 고갈시킵니다.
소금물을 사용하는 경우 사용하는 물도 중요합니다. 순하게 염소 처리되고 여과되지 않은 물은 미생물 활동을 억제할 수 있으므로 여과 또는 증류수를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 최소한 수돗물은 뚜껑을 덮지 않은 채 하룻밤 동안 그대로 두어 발효에 사용하기 전에 염소가 증발하도록 하는 것이 좋습니다.
소금을 넣다
소금은 도움이 되며 대부분의 경우 LAB 발효에 필수적입니다. 그것은 바람직하지 않은 미생물의 성장을 억제하고 내염성 미생물이 번성할 수 있는 조건을 제공합니다. 그러나 이상적인 염분 농도는 얼마입니까? 많은 응용 프로그램의 경우 약 2%의 염 농도로 충분합니다. 그러나 산업 환경에서 농도는 최대 10%에 이릅니다(염수 농도 또는 제품 중량의 백분율). 매운 소스를 위한 후추 발효와 함께 높은 염도 농도를 종종 볼 수 있습니다. 몇 달 또는 몇 년 동안 숙성시킨 다음 식초, 향신료 및 기타 조미료와 혼합하여 최종 염도를 더 맛있는 것으로 희석합니다. 다음은 몇 가지 일반적인 관찰입니다.
낮은 염 농도:
전반적인 미생물 활동을 많이 억제하지 않아 빠른 발효가 가능합니다.
미생물 활동이 더 느리고 억제가 덜한 더 낮은 온도에 더 적합합니다.
harmfp 미생물이 억제되지 않기 때문에 부패 가능성이 높아집니다.
펙틴 세포벽 강도를 손상시킬 수 있으며, 특히 따뜻하게 발효된 경우 흐릿할 수 있는 발효물에서 휴식을 취합니다.
높은 염 농도:
전반적인 미생물 활동을 크게 억제하지만 부패 위험을 최소화합니다.
따뜻한 조건에서 도움이 될 수 있는 발효를 조절합니다.
펙틴 세포벽의 약한 미생물 분해로 인해 더 단단하고 선명한 제품을 보장할 수 있습니다.
궁극적으로 염도는 선호도의 문제이며 사용하는 야채나 과일에 따라 크게 좌우됩니다. 그러나 특정 농도에서 P. cerevisiae와 같은 특정 유익한 미생물은 발효되지 않습니다. 또한 염분 농도가 10%인 피클은 심하게 짠 맛이 날 수 있습니다.