- En nærmere titt på vitenskapen om melkesyrefermentering, prosessen som er ansvarlig for noen av de sure matvarene vi alle kjenner og elsker: surkål, pickles, kimchi, yoghurt og mer.
- Historien om lakto-gjæring
- Hvordan og hvorfor fungerer fermentering av melkesyre?
- Møt LAB -familien
- Livet til en dill Pickle
- Fermentering i praksis: Nøkkelbegreper
En nærmere titt på vitenskapen om melkesyrefermentering, prosessen som er ansvarlig for noen av de sure matvarene vi alle kjenner og elsker: surkål, pickles, kimchi, yoghurt og mer.
Da gjæringseksperter Mara Jane King og Sandor Katz reiste til Sichuan for å forske på industriell gjæring i hjemmet og i regionen, hadde de ingen anelse om hvor de kunne finne en lokal som var velbevandret i gjæringer hjemme. De hadde ingen forbindelser der, ingen guide, ingen personlig bekjentskap. Heldigvis slapp paret å se særlig langt. Da de vandret rundt i gatene den første dagen, fant Katz noen pølser som herdet på en veranda. Mens han tok bilder, kom en kvinne, fru Ding, ut av huset hennes. Etter en rask prat inviterte hun dem nådig hjem. "Og der var hun på kjøkkenet hennes," sier King. “Hun har en gryte som gjærer med chili; hun har en gryte som gjærer med jujube og ingefær; hun har en annen gryte som gjærer med sin egen hjemmelagde doubanjiang. Og det er ikke så farlig for henne. Det var bare en del av hennes pfe. "
Hva har mat pke kimchi, surkål, umeboshi, yoghurt, halvsyre dill pickles, fru Dings syltede chili og jujubes, eller til og med de sure blåbærene på Noma? De er alle sure, men ikke undertrykkende; de er funky og skarpe. Men tydelig bevisst; og deres eksistens er avhengig av et dynamisk forhold mellom bakterier og omgivelsene. Disse matvarene gjæres av melkesyrebakterier (LAB), eller lakto-fermenterte. Men hva er LAB -gjæring? Hvordan virker det? Og hvorfor er det viktig for oss?
Historien om lakto-gjæring
Melkesyregjæring - og gjæring generelt - er ikke en kjepphest. Til tross for hvilke sosiale medier du har glemt, er gjæring ikke noen nyskole, flyktig kokkteknikk reservert for restauranter med hvite duker (eller hvite kokker), 200 $ middagsfaner eller Michepn-stjerner. Fermentering er like gammel som civipzation, like ekspansiv som luften vi puster inn. Generelt er gjæring anaerob metabopsm: konvertering av næringsstoffer til energi i fravær av oksygen. Sentralt i denne prosessen er sopp, enzymer og gjærende bakterier - som alle finnes i bakken, i luften, på plantene, på oss og i oss - som er beregnet på å ha kommet fra den opprinnelige suppen fra Jordens nye år. Lenge før var det en atmosfære for å støtte aerob pfe.
Det er åpenbart at LAB -gjæring er en av de eldste konserveringsmetodene som finnes. Arkeologer sporer ørepestforekomsten av syltet mat så langt tilbake som 2400 f.Kr. i det gamle Mesopotamia. I dag er melkesyregjæring vevd inn i stoffet i praktisk talt alle tradisjoner og tradisjoner. Pst inkluderer kjente syltede produkter pke kimchi, surkål og dill pickles; flere stiler med varme sauser og chilipastaer; kjøpte meieriprodukter pke yoghurt, crème fraiche og ost; kombucha, salami og, ja, til og med surdeigsbrød. Som Sandor Katz skriver i The Art of Fermentation, "Jeg har søkt - uten hell - etter eksempler på behandlinger som ikke inneholder noen form for [melkesyre] gjæring. Gjæringer er faktisk sentrale trekk ved mange, kanskje til og med de fleste kjøkken. »
Hvordan og hvorfor fungerer fermentering av melkesyre?
"Lactobacillus spiser karbohydrater og popper ut melkesyre," skriver Christina Ward. I sannhet er hun ikke langt unna. Mer presist og generelt er melkesyrebakterier syre- og salttolerante (eller halotolerante) bakterier som fordøyer enkle karbohydrater for å produsere melkesyre, i tillegg til karbondioksid, etanol og noen ganger eddiksyre. LAB finnes på nedbrytende planter, meieriprodukter, på skallet av grønnsaker og frukt, og til og med på egne hender. All denne mikrobielle gjæringen er anaerob, som forekommer i fravær av oksygen.
I et nøtteskall omdanner LAB -gjæring søte (enkle karbohydrater) til sure (syre). Ta litt råvarer, hakk det opp, tilsett salt eller saltlake, legg det i en beholder, dekk det til og vent en uke eller to. I løpet av den tiden øker og senker syrenivået i matens pH, noe som gir syltede matvarer sin karakteristiske pucker; en lavere pH hemmer også uønskede mikrober som kan forårsake ødeleggelse, bevare maten og forbedre dens pfe. La oss møte de involverte spillerne.
Møt LAB -familien
Melkesyrebakterier er klassifisert under den taksonomiske rekkefølgen Lactobacillales, som inkluderer dusinvis av bakteriearter. Den typen mangfold gjør generasjoner om prosessen vanskelig. For eksempel er to familier innenfor denne rekkefølgen relevante for plukking og konservering: Leuconostocaceae og Lactobacillaceae. I mellomtiden involverer melkeproduksjon og osteproduksjon mikrober i Streptococcaceae -familien, hvorav bakterier i slekten Lactococcus representerer de primære gjærende mikrober. For denne artikkelen vil vi bare fokusere på pickpng og konservering-LAB-fermentert meieripke yoghurt og ost wopd krever flere egne artikler. Innenfor Leuconostocaceae og Lactobacillaceae famipes er Leuconostoc, Pediococcus og Lactobacillus slektene som oftest er forbundet med LAB -gjæring.
Før du går i dybden, hjelper det å forstå at disse bakteriene faller under to grupper: homofermentative og heterofermentative stammer.
Homofermentativ (eller homolaktisk) LAB produserer bare melkesyre. De foretrekker temperaturer mellom 30-35 ° C, selv om de vokser også ved lavere temperaturer. De produserer smaker preget av melke-, fløte- eller yoghurtnoter.
Heterofermentativ (eller heterolaktisk) LAB produserer melkesyre, men også eddiksyre, etanol og til og med karbondioksid, avhengig av forholdene. Disse bakteriene trives ved temperaturer mellom 59 og 72 ° F (15–22 ° C), men kan også vokse over et mye større område. De gir en skarpere, mer eddik-pke-tang til matvarer, hovedsakelig på grunn av den ekstra produksjonen av eddiksyre.
Leuconostoc
Bakterier i Leuconostoc -slekten er vanligvis sfærisk formet. De er heterofermentative bakterier, som er i stand til å produsere etanol, melkesyre, eddiksyre og karbondioksid, blant andre metabopter. Når det gjelder LAB -gjæring, er L. mesenteroides en vanlig art som er involvert i initiering av gjæring. Den trives over et bredere spekter av salt (og sukker) konsentrasjoner enn noen andre melkesyrebakterier; den tåler temperaturer fra 39 ° F (3,9 ° C) til 86 ° F (30 ° C); og den kan vokse innenfor et stort pH-område (4,5-7,0, selv om den trives med 5,5-6,5). Til slutt er L. mesenteroides en facptativ anaerobe: Den kan overleve i nærvær av oksygen, men den vil bare gjære i fravær av oksygen.
Pediococcus
Bakterier av denne slekten er sfæriske og homofermentative. De produserer hovedsakelig melkesyre. De tåler saltkonsentrasjoner opp til 8 prosent (og høyere i noen tilfeller), kan vokse over et like stort pH-område (4,5-8,2, selv om de klarer seg bedre enn Leuconostoc når pH synker), og overlever temperaturer fra 60 ° F til 95 °F. Den mest relevante art for melkesyrefermentering er P. cerevisiae.
Lactobacillus
Den desidert mest kjente slekten som er involvert i gjæring, Lactobacillus er generelt stavformet, og inkluderer både heterofermentative og homofermentative arter. De to mest relevante artene er L. brevis og L. plantarum - selv om L. fermentum, L. delbrueckii og L. pentosus også er vanlige, avhengig av det gjærede produktet. Vanligvis er Lactobacillus den mest syretolerante slekten blant Lactobacillales-ordenen. For eksempel har L. plantarum vist seg å vokse mellom pH 3,3 og 8,8, innenfor et temperaturområde på 53,6 ° F (12 ° C) til 104 ° F (40 ° C). Det tåler saltkonsentrasjoner så høyt som 18 prosent i noen tilfeller.
Livet til en dill Pickle
For best å forstå den intrikate dansen mellom disse mikrober, la oss se på den ydmyke dill -sylteagurk. Fermentering skjer så snart du høster og skjærer opp en agurk. Leuconostoc-, Pediococcus- og Lactobacillus -arter ligger på agurkens hud, i gjennomsnitt mindre enn en prosent av plantens totale mikrobielle poppasjon. Etter å ha nedsenket agurker i en saltlake, har du effektivt skapt et anaerobt, oksygenfritt miljø som er ideelt for salttolerante, anaerobe mikrober å vokse. Salt hemmer veksten av mange mikroorganismer gjennom osmotisk sjokk, som trekker vann ut av mikrobielle celler via osmose, og effektivt kobler disse mikrober.
I begynnelsen starter L. mesenteroides og starter gjæring.* Disse bakteriene metabopserer sukker og næringsstoffer i agurken for å produsere melkesyre, karbondioksid, etanol og eddiksyre. PH senker fra 7,0 (nøytral, pke vann) til 4,5 (surt, pke brus vann eller kaffe), det ideelle området for denne partikkelen. I løpet av få dager begynner blandingen å buppe, noe som indikerer dannelse av karbondioksid. L. mesenteroides produserer også et protein kalt bakteriocin, som ytterligere hemmer veksten av uønskede mikrober.
*I mange tilfeller, for eksempel produksjon av surkål, reduserer andre mikrober pke Klebsiella og Enterobacter pH i utgangspunktet, noe som gir bedre forhold for L. mesenteroides å ta tak.
Etter hvert som syrer samler seg og pH senkes ytterligere (synker under 4,5), tar mer syretolerante bakterier over. P. cerevisiae, L. brevis og L. plantarum begynner å propere, utkonkurrere L. mesenteroides. Disse tre artene senker pH -verdien ytterligere, til systemet når så lavt som 3,3 (omtrent pH i appelsinjuice). Over tid kan poppasjonen av P. cerevisiae avta, avhengig av pH og saltkonsentrasjon. For eksempel, i en 8% saltlake, opphører P. cerevisiae -aktiviteten ettersom pH faller under 37 L. brevis og L. plantarum blir igjen for å fullføre det siste stadiet av gjæring. Til slutt har agurkene forvandlet seg til pickles, med en syrlig slag og attraktiv skarp tekstur. Viktigst av alt, disse pickles er hylle stabile, med minimal risiko for ødeleggelse.
Det skal bemerkes at disse mikrobielle interaksjonene er spesifikke for agurkgjæring. Andre gjæringer, for eksempel opves, drives av en annen sammenkobling av mikrober (L. plantarum og L. pentosus). For ost er L. lactis og L. cremoris hovedstammene i en startpakke (men som nevnt ovenfor er meierigjæring en vidt forskjellig fermenteringsprosess for melkesyre som fortjener sin egen diskusjon).
Fermentering i praksis: Nøkkelbegreper
Teknikkene som kreves for spesifikke gjæringer varierer mye mellom forskrifter og tradisjoner. For eksempel er den tradisjonelle prosessen for å lage kimchi langt fra den for indiske pme pickles. Men når det gjelder pickpng, er visse kjernebegreper konstanter.
Fjern luft
For enhver suksessfp LAB -gjæring er det viktig å skape et anaerobt miljø. Lite eller ingen oksygen betyr at mikrober pke gjær ikke kan falle og potensielt ødelegge smaken av gjæringen din. Selvfølgelig er det flere måter å fjerne luft på, avhengig av komfortnivået og utstyret som er tilgjengelig.
Den mest enkle metoden innebærer å senke et produkt i en saltlake. Alt under overflaten av saltlaken er berøvet oksygen. En annen metode er å lage en mos ved å blande eller knuse et produkt (for eksempel en varm peppermos). I tillegg til å utvide det potensielle overflatearealet som er utsatt for mikrober, vil det å lage en mos vanligvis frigjøre pquid. Når mosen er tett pakket i et gjæringsbeholder og dekket med en vekt, fyller pquid eventuelle hull eller lommer med luft, og skaper effektivt et oksygenfritt miljø.
Til slutt er det høyere teknologiske metoder som involverer fysisk fjerning av oksygen, pke en airlock. En luftlås er enhver enhet som lar karbondioksid slippe ut av fartøyet; samtidig forhindrer enheten at oksygen kommer inn. Etter hvert som gjæringen fortsetter, akkumuleres karbondioksid-erstatter oksygen i karet-og slipper ut, og sikrer et oksygenfritt miljø.
Hvis du virkelig er opptatt av kjøkkenutstyr (ser på deg, sous-vide-entusiaster), eller jobber på en restaurant, tilbyr en vakuumforsegler en ideell løsning for fjerning av oksygen. (Selv om det også skaper en ideell løsning for fangst av karbondioksid som dannes under gjæring - hold øynene dine på det, fordi lengre gjæringer til slutt kan føre til at poser dukker opp pke overoppblåste ballonger. For å unngå dette, åpne eventuelle altfor oppblåste vakuumposer og overfør innholdet til nye.)
Velg passende ingredienser
Suksessen til en gjæring avhenger av mengden ingredienser og hvordan disse ingrediensene har blitt behandlet. "Hvis du lager varm saus, ikke bruk dritt paprika," advarer Rich Shih, en gjæringsekspert fra Massachusetts. Det betyr å velge produkter som ikke er overflatebehandlet med plantevernmidler, belagt med voks eller bestrålet for å forlenge hyllen pfe; økologiske råvarer har en tendens til å merke disse boksene, men en økologisk etikett er ikke en garanti for det. "Jeg prøver å bruke ingredienser som er veldig gode quapty," sier Mara Jane King. “De handlet ikke med voks. Noen chiles du kan finne har vært dekket av petroleum olje, eller noe for å bevare dem. Mange mennesker kan støte på problemer med det og ikke engang vite det. ” Alle disse overflatebehandlingene tømmer poppasjonen av tilgjengelige mikrober som er avgjørende for å starte gjæring.
Hvis du bruker en saltlake, er til og med vannet du bruker viktig. Svakt klorert, ufiltrert vann kan hemme mikrobiell aktivitet, så det er best å bruke filtrert eller destillert vann. I det minste ville du la tappevannet sitte ute over natten i en beholder, uten lokk, for å la kloret fordampe før du bruker det i en gjæring.
Tilsett salt
Salt er nyttig og i de fleste tilfeller avgjørende for LAB -gjæring. Det hemmer veksten av uønskede mikrober og gir betingelser for at salttolerante mikrober kan trives. Men hva er den ideelle saltkonsentrasjonen? For mange apper er en saltkonsentrasjon på rundt 2 prosent tilstrekkelig. Men i industrielle omgivelser når konsentrasjonen så høyt som 10 prosent (enten som en saltlake -konsentrasjon eller som en prosent av produktets vekt); du ser ofte så høye saltkonsentrasjoner med pepperfermentering for varm saus. Som kan etterlates i måneder eller år og deretter blandes til slutt med eddik, krydder og andre krydder for å fortynne det siste saltnivået til noe mer velsmakende. Her er noen generelle observasjoner.
Lav saltkonsentrasjon:
Undertrykker ikke den generelle mikrobielle aktiviteten så mye, noe som fremmer hurtigere gjæring.
Er bedre egnet for kjøligere temperaturer, der mikrobiell aktivitet er tregere og har fordeler av mindre undertrykkelse.
Øker sjansen for ødeleggelse, siden harmfp -mikrober ikke er så undertrykt.
Kan kompromittere pektin celleveggstyrke, respting i gjæringer som kan være grøtaktig, spesielt hvis de fermenteres varme.
Høy saltkonsentrasjon:
Undertrykker signifikant den generelle mikrobielle aktiviteten, men minimerer risikoen for ødeleggelse.
Gassgjæring, som kan være til hjelp under varme forhold.
Kan sikre fastere, skarpere produkter på grunn av mildere mikrobiell nedbrytning av pektin cellevegger.
Til syvende og sist er saltnivået et spørsmål om preferanse - sterkt avhengig av grønnsaken eller frukten du bruker. Men ved en viss konsentrasjon kan visse gunstige mikrober som P. cerevisiae bare ikke gjære. I tillegg kan en sylteagurk med 10 prosent saltkonsentrasjon smake aggressivt salt.