- Perhatikan secara dekat sains penapaian asid laktik, proses yang bertanggungjawab untuk beberapa makanan masam yang kita semua tahu dan suka: sauerkraut, acar, kimchi, yogurt, dan banyak lagi.
- Sejarah Fermentasi Lakto
- Bagaimana dan Mengapa Fermentasi Asid Laktik Berfungsi?
- Jumpa Keluarga LAB
- Kehidupan Acar Dill
- Fermentasi dalam Amalan: Konsep Utama
Perhatikan secara dekat sains penapaian asid laktik, proses yang bertanggungjawab untuk beberapa makanan masam yang kita semua tahu dan suka: sauerkraut, acar, kimchi, yogurt, dan banyak lagi.
Ketika pakar fermentasi Mara Jane King dan Sandor Katz pergi ke Sichuan untuk meneliti fermentasi gaya industri dan rumah di rantau ini, mereka tidak tahu di mana untuk mencari orang tempatan yang berpengalaman dalam penapaian di rumah. Mereka tidak mempunyai hubungan di sana, tidak ada panduan, tidak ada kenalan peribadi. Nasib baik, pasangan itu tidak perlu kelihatan jauh. Ketika mereka mengembara di jalan pada hari pertama, Katz menemui beberapa sosej yang menyembuhkan di beranda depan. Semasa dia mengambil gambar, seorang wanita, Puan Ding, muncul dari rumahnya. Setelah berbual pantas, dia dengan ramah mengajak mereka masuk ke rumahnya. "Dan dia ada di dapurnya," kata King. "Dia mempunyai satu periuk yang diperam dengan cabai; dia mendapat satu periuk penapaian dengan jujube dan halia; dia mempunyai periuk periuk lain dengan dwanjiang buatan sendiri. Dan itu bukan masalah besar baginya. Itu hanya sebahagian dari dia. "
Apa sajakah makanan pke kimchi, sauerkraut, umeboshi, yogurt, acar dill setengah masam, chile dan jujubes Mrs Ding, atau bahkan blueberry masam di Noma? Semuanya masam, pasti, tetapi tidak menindas; mereka funky dan pedih. Tetapi jelas berharga; dan keberadaannya bergantung pada hubungan dinamik antara bakteria dan persekitarannya. Makanan ini diperam oleh bakteria asid laktik (LAB), atau fermentasi lakto. Tetapi apakah penapaian LAB? Bagaimanakah ia berfungsi? Dan mengapa penting bagi kita?
Sejarah Fermentasi Lakto
Fermentasi asid laktik - dan fermentasi secara umum - bukan satu mode. Walaupun media sosial yang anda miliki, fermentasi bukanlah teknik baru, teknik koki yang disediakan untuk restoran dengan taplak meja putih (atau koki putih), tab makan malam $ 200, atau bintang Michepn. Fermentasi setua dengan civipzation, sama luasnya dengan udara yang kita hirup. Secara umum, fermentasi adalah metabopsm anaerob: penukaran nutrien menjadi tenaga sekiranya tiada oksigen. Inti dari proses ini adalah kulat, enzim, dan fermentasi bakteria - semuanya dijumpai di tanah, di udara, di tumbuh-tumbuhan, pada kita dan di dalam kita - yang diharapkan muncul dari sup primordial tahun-tahun Bumi. Jauh sebelum ada suasana untuk menyokong pfe aerobik.
Sudah pasti bahawa penapaian LAB adalah salah satu kaedah pemeliharaan tertua di luar sana. Ahli arkeologi mengesan kejadian makanan acar paling awal sejak 2400 SM di Mesopotamia kuno. Hari ini, penapaian asid laktik ditenun ke dalam kain dari hampir setiap tradisi dan cpture. Pst merangkumi produk acar terkenal pke kimchi, sauerkraut, dan acar dill; beberapa gaya sos panas dan pasta chile; produk tenusu cpt pk yogurt, crème fraîche, dan keju; kombucha, salami, dan, ya, walaupun roti masam. Seperti yang ditulis Sandor Katz dalam The Art of Fermentation, "Saya telah mencari - tanpa kejayaan - untuk contoh cptures yang tidak menggabungkan bentuk fermentasi [asid laktik]. Sesungguhnya, fermentasi adalah ciri utama banyak, bahkan mungkin kebanyakan, masakan. "
Bagaimana dan Mengapa Fermentasi Asid Laktik Berfungsi?
"Lactobacillus memakan karbohidrat dan mengeluarkan asid laktik," tulis Christina Ward. Sebenarnya, dia tidak jauh. Lebih tepat dan umum, bakteria asid laktik adalah bakteria yang tahan asid dan garam (atau halo-toleran) yang mencerna karbohidrat sederhana untuk menghasilkan asid laktik, selain karbon dioksida, etanol, dan kadang-kadang asid asetik. LAB boleh didapati pada tanaman pengurai, produk tenusu, pada kulit sayur-sayuran dan buah-buahan, dan juga di tangan anda sendiri. Semua fermentasi mikroba ini bersifat anaerobik, berlaku kerana ketiadaan oksigen.
Ringkasnya, fermentasi LAB mengubah manis (karbohidrat sederhana) menjadi masam (asid). Ambil sebilangan hasil, potong, tambahkan garam atau air garam, masukkan ke dalam bekas, tutupnya, dan tunggu seminggu atau dua minggu. Selama masa itu, kadar asid meningkat dan menurunkan pH makanan, menjadikan makanan acar menjadi ciri khasnya; pH yang lebih rendah juga menghalang mikroba yang tidak diingini yang boleh menyebabkan kerosakan, memelihara makanan dan memperbaiki raknya. Mari berjumpa dengan pemain yang terlibat.
Jumpa Keluarga LAB
Bakteria asid laktik dikelaskan mengikut taksonomi Lactobacillales, yang merangkumi puluhan spesies bakteria. Kepelbagaian semacam itu membuat penjanaan mengenai prosesnya sukar. Sebagai contoh, dua famipes dalam urutan itu relevan dengan pickpng dan pengawetan: Leuconostocaceae dan Lactobacillaceae. Sementara itu, pengeluaran susu dan keju melibatkan mikroba dalam keluarga Streptococcaceae, di mana bakteria dalam gen Lactococcus mewakili mikroba penapaian utama. Untuk artikel ini, kami hanya akan memfokuskan pada pengambilan dan pemeliharaan — yogurt pke susu yang diperam LAB dan keju wopd memerlukan beberapa artikel mereka sendiri. Di dalam famili Leuconostocaceae dan Lactobacillaceae, Leuconostoc, Pediococcus, dan Lactobacillus adalah genera yang paling sering dikaitkan dengan fermentasi LAB.
Sebelum mengetahui secara mendalam, membantu memahami bahawa bakteria ini tergolong dalam dua kumpulan: strain homofermentatif dan heterofermentatif.
Homofermentative (atau homolactic) LAB hanya menghasilkan asid laktik. Mereka lebih suka suhu antara 86 hingga 95 ° F (30–35 ° C), walaupun mereka juga tumbuh pada suhu yang lebih rendah. Mereka menghasilkan rasa yang dicirikan oleh nota tenusu, krim, atau yogurt.
Heterofermentatif (atau heterolaktik) LAB menghasilkan asid laktik, tetapi juga asid asetik, etanol, dan juga karbon dioksida, bergantung pada keadaan. Bakteria ini berkembang pada suhu antara 59 dan 72 ° F (15–22 ° C), tetapi boleh tumbuh juga dalam jarak yang lebih luas. Mereka memberikan rasa yang lebih tajam dan lebih cuka kepada makanan, mungkin disebabkan oleh pengeluaran asid asetik yang lebih banyak.
Leuconostoc
Bakteria dalam genus Leuconostoc biasanya berbentuk bulat. Mereka adalah bakteria heterofermentatif, mampu menghasilkan etanol, asid laktik, asid asetik, dan karbon dioksida, antara metabopt lain. Ketika datang ke fermentasi LAB, L. mesenteroides adalah spesies biasa yang terlibat dalam memulakan penapaian. Ia berkembang dengan kepekatan garam (dan gula) yang lebih luas daripada bakteria asid laktik lain; ia boleh bertolak ansur dengan suhu dari 39 ° F (3.9 ° C) hingga 86 ° F (30 ° C); dan ia dapat tumbuh dalam julat pH yang luas (4.5-7.0, walaupun berkembang pada 5.5-6.5). Akhirnya, L. mesenteroides adalah anaerobe fakultatif: Ia boleh bertahan dengan adanya oksigen, tetapi hanya akan fermentasi sekiranya tiada oksigen.
Pediococcus
Bakteria genus ini berbentuk sfera dan homofermentatif. Mereka terutamanya menghasilkan asid laktik. Mereka bertolak ansur dengan kepekatan garam hingga 8 persen (dan lebih tinggi dalam beberapa kes), dapat tumbuh dalam julat pH yang sama (4.5-8.2, walaupun harganya lebih baik daripada Leuconostoc ketika penurunan pH), dan bertahan suhu dari 60 ° F hingga 95 °F. Spesies yang paling berkaitan dengan penapaian asid laktik ialah P. cerevisiae.
Lactobacillus
Sejauh ini genus paling terkenal yang terlibat dalam penapaian, Lactobacillus umumnya berbentuk batang, dan merangkumi kedua-dua spesies heterofermentatif dan homofermentatif. Dua spesies yang paling relevan adalah L. brevis dan L. plantarum — walaupun L. fermentum, L. delbrueckii, dan L. pentosus juga biasa, bergantung pada produk yang ditapai. Secara amnya, Lactobacillus adalah gen yang paling toleran terhadap asid di antara urutan Lactobacillales. Sebagai contoh, L. plantarum telah terbukti tumbuh antara pH 3.3 dan 8.8, dalam julat suhu 53.6 ° F (12 ° C) hingga 104 ° F (40 ° C). Ia menahan kepekatan garam setinggi 18 peratus dalam beberapa kes.
Kehidupan Acar Dill
Untuk memahami tarian yang rumit antara mikroba ini, mari kita lihat acar dill yang rendah hati. Fermentasi berlaku sebaik sahaja anda menuai dan memotong timun. Spesies Leuconostoc, Pediococcus, dan Lactobacillus berada di kulit timun, rata-rata kurang dari satu peratus daripada jumlah populasi mikroba tumbuhan. Setelah merendam timun yang dipotong dalam garam garam, anda telah berjaya mewujudkan persekitaran bebas anaerobik, bebas oksigen yang sesuai untuk mikroba anaerobik yang tahan garam. Garam menghalang pertumbuhan banyak mikroorganisma melalui kejutan osmotik, yang mengeluarkan air dari sel-sel mikroba melalui osmosis, dengan berkesan melancarkan mikroba tersebut.
Pada peringkat awal, L. mesenteroides mulai berfungsi, memulakan penapaian. * Bakteria ini memetikan gula dan nutrien dalam timun untuk menghasilkan asid laktik, karbon dioksida, etanol, dan asid asetik. PH turun dari 7.0 (neutral, air pke) hingga 4.5 (masam, air soda pke atau kopi), julat ideal untuk spesies ini. Dalam beberapa hari, campuran itu mulai berbuih, menunjukkan pembentukan karbon dioksida. L. mesenteroides juga menghasilkan protein yang disebut bacteriocin, yang seterusnya menghalang pertumbuhan mikroba yang tidak diingini.
* Dalam banyak kes, seperti pengeluaran sauerkraut, mikroba lain pke Klebsiella dan Enterobacter menurunkan pH pada awalnya, memberikan keadaan yang lebih baik untuk L. mesenteroides bertahan.
Apabila asid bertambah dan pH semakin rendah (merosot di bawah 4.5), bakteria lebih tahan toleran mengambil alih. P. cerevisiae, L. brevis, dan L. plantarum mula cenderung, mengatasi L. mesenteroides. Ketiga spesies ini menurunkan pH lebih jauh, hingga sistem mencapai serendah 3.3 (kira-kira pH jus oren). Lama kelamaan, populasi P. cerevisiae mungkin berkurang, bergantung pada kepekatan pH dan garam. Sebagai contoh, dalam air garam 8%, aktiviti P. cerevisiae berhenti kerana pH turun di bawah 37 L. brevis dan L. plantarum dibiarkan untuk menyelesaikan tahap akhir penapaian. Pada akhirnya, timun telah berubah menjadi acar, dengan pukulan masam dan tekstur renyah yang menarik. Yang paling penting, acar ini stabil, dengan risiko kerosakan minimum.
Perlu diketahui bahawa interaksi mikroba ini khusus untuk penapaian timun. Fermentasi lain, seperti opves, dikuasakan oleh pasangan mikroba yang berbeza (L. plantarum dan L. pentosus). Untuk keju, L. lactis dan L. cremoris adalah strain utama dalam starter cpture (walaupun, seperti yang dinyatakan di atas, fermentasi susu adalah proses penapaian asid laktik yang sangat berbeza yang memerlukan perbincangan sendiri).
Fermentasi dalam Amalan: Konsep Utama
Teknik yang diperlukan untuk fermentasi tertentu sangat berbeza antara cptures dan tradisi. Contohnya, proses tradisional membuat kimchi jauh dari acar pme India. Tetapi ketika datang ke pickpng, konsep teras tertentu adalah pemalar.
Keluarkan Udara
Untuk sebarang penapaian LAB kejayaan, penting untuk mewujudkan persekitaran anaerobik. Sedikit tanpa oksigen bererti mikroba pke yis tidak dapat disukai dan berpotensi merosakkan rasa fermentasi anda. Sudah tentu, ada beberapa cara untuk membuang udara, bergantung pada tahap keselesaan anda dan peralatan yang ada.
Kaedah yang paling mudah melibatkan menenggelamkan produk dalam garam garam. Apa sahaja di bawah permukaan air garam kekurangan oksigen. Kaedah kedua adalah membuat mash dengan mengisar atau menghancurkan produk (seperti tumbuk lada panas). Selain memperluas potensi luas permukaan yang terkena mikroba, membuat mash biasanya akan melepaskan pquid. Apabila mash dikemas rapat di dalam kapal fermentasi dan ditutup dengan berat, pquid mengisi celah atau kantong udara, dengan berkesan mewujudkan persekitaran bebas oksigen.
Akhirnya, ada kaedah berteknologi tinggi yang melibatkan penyingkiran oksigen secara fizikal, sebagai kunci udara. Kunci udara adalah sebarang alat yang membolehkan karbon dioksida keluar dari kapal; pada masa yang sama, peranti menghalang oksigen masuk. Ketika fermentasi berlangsung, karbon dioksida berkumpul - menggantikan oksigen di dalam kapal - dan melarikan diri, memastikan persekitaran bebas oksigen.
Sekiranya anda benar-benar berminat dengan alat dapur (melihat anda, peminat sous-vide), atau bekerja di restoran, penyedut vakum menawarkan penyelesaian yang ideal untuk menghilangkan oksigen. (Walaupun ini juga menghasilkan penyelesaian yang ideal untuk memerangkap karbon dioksida yang dihasilkan semasa fermentasi - perhatikanlah anda, kerana fermentasi yang lebih lama akhirnya boleh menyebabkan beg muncul di belon yang terlalu banyak. Untuk mengelakkan ini, buka beg vakum yang terlalu banyak dan pindahkan kandungannya kepada yang baru.)
Pilih Bahan yang Sesuai
Kejayaan fermentasi bergantung pada kelayakan ramuan dan bagaimana ramuan tersebut dirawat. "Jika Anda membuat saus panas, jangan gunakan lada kotoran," memberi amaran kepada Rich Shih, pakar fermentasi yang berpusat di Massachusetts. Itu bermaksud memilih produk yang belum dirawat permukaan dengan racun perosak, dilapisi lilin, atau disinari untuk memanjangkan raknya; hasil organik cenderung mencentang kotak-kotak ini, tetapi label organik bukan jaminannya. "Saya cuba menggunakan bahan-bahan yang sangat baik," kata Mara Jane King. "Mereka tidak berbaju lilin. Sebilangan cabai yang mungkin anda temui ditutupi minyak petroleum, atau sesuatu untuk menyimpannya. Banyak orang mungkin menghadapi masalah dengan itu dan bahkan tidak tahu. " Semua rawatan permukaan ini menghabiskan populasi mikroba yang tersedia yang penting untuk memulakan penapaian.
Sekiranya anda menggunakan air garam, air yang anda gunakan adalah penting. Air tanpa klorin yang tidak difilter dapat menghalang aktiviti mikroba, jadi lebih baik menggunakan air yang disaring atau disuling. Sekurang-kurangnya, anda membiarkan air paip anda keluar semalaman di dalam bekas, yang tidak ditutup, untuk membiarkan klorin menguap sebelum menggunakannya dalam fermentasi.
Masukkan Garam
Garam sangat membantu dan, dalam kebanyakan kes, penting untuk penapaian LAB. Ia menghalang pertumbuhan mikroba yang tidak diingini dan memberi syarat agar mikroba yang bertolak ansur dengan garam berkembang maju. Tetapi apakah kepekatan garam yang ideal? Bagi banyak aplikasi, kepekatan garam sekitar 2 peratus sudah mencukupi. Tetapi dalam persekitaran industri, kepekatan mencapai setinggi 10 peratus (sama ada kepekatan air garam, atau sebagai peratus berat produk); anda sering melihat kepekatan garam tinggi seperti penapaian lada untuk sos panas. Yang boleh dibiarkan menjadi tua selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun dan kemudian akhirnya dicampur dengan cuka, rempah-rempah, dan perasa lain untuk mencairkan tahap garam akhir menjadi sesuatu yang lebih enak. Berikut adalah beberapa pemerhatian umum.
Kepekatan garam rendah:
Tidak menekan aktiviti mikrob secara keseluruhan, yang mempercepat penapaian.
Lebih sesuai untuk suhu yang lebih sejuk, di mana aktiviti mikroba lebih perlahan dan mendapat faedah daripada penekanan yang kurang.
Meningkatkan kemungkinan kerosakan, kerana mikroba harmfp tidak ditekan.
Dapat menjejaskan kekuatan dinding sel pektin, muncul dalam fermentasi yang dapat lembek, terutama jika diperam hangat.
Kepekatan garam yang tinggi:
Menindas aktiviti mikrob secara keseluruhan, tetapi mengurangkan risiko kerosakan.
Fermentasi pendikit, yang dapat membantu dalam keadaan hangat.
Dapat memastikan produk yang lebih tegas dan lebih tajam kerana degradasi mikroba dinding sel pektin yang lebih ringan.
Pada akhirnya, tahap garam menjadi pilihan - sangat bergantung pada sayur atau buah yang anda gunakan. Tetapi pada kepekatan tertentu, mikroba bermanfaat seperti P. cerevisiae tidak dapat ditapai. Tambahan, acar pada kepekatan garam 10 peratus mungkin terasa masin secara agresif.