1. Внимательный взгляд на науку о молочнокислом брожении, процессе, который отвечает за некоторые кислые продукты, которые мы все знаем и любим: квашеную капусту, соленые огурцы, кимчи, йогурт и многое другое.
2. История лакто-ферментации
3. Как и почему работает молочная ферментация?
4. Познакомьтесь с семьей LAB
5. Жизнь маринованного укропа
6. Ферментация на практике: основные концепции

Внимательный взгляд на науку о молочнокислом брожении, процессе, который отвечает за некоторые кислые продукты, которые мы все знаем и любим: квашеную капусту, соленые огурцы, кимчи, йогурт и многое другое.

Когда эксперты по ферментации Мара Джейн Кинг и Сандор Кац отправились в Сычуань, чтобы исследовать промышленное и домашнее брожение в этом регионе, они понятия не имели, где найти местного жителя, который хорошо разбирался в домашнем брожении. У них там не было ни связей, ни гида, ни личных знакомых. К счастью, паре не пришлось заглядывать далеко. Когда они бродили по улицам в тот первый день, Кац обнаружил, что некоторые сосиски лечились на крыльце. Пока он фотографировал, из своего дома вышла женщина, миссис Дин. После короткой беседы она любезно пригласила их к себе домой. «И вот она, на своей кухне», - говорит Кинг. «У нее есть одна кастрюля, ферментирующая чили; у нее есть одна кастрюля, в которой бродят мармелад и имбирь; у нее есть еще одна кастрюля, в которой ферментируется ее собственный домашний доубаньцзян. И для нее это не страшно. Это было просто частью ее жизни ».

Что общего между продуктами, приготовленными из кимчи, квашеной капустой, умэбоши, йогуртом, солеными огурцами с укропом, маринованными чили и мармеладом миссис Дин или даже кислой черникой в ​​Номе? Конечно, все они кислые, но не так угнетающе; они напуганные и острые. Но явно отвратительно; и их существование зависит от динамических отношений между бактериями и окружающей средой. Эти продукты ферментируются молочнокислыми бактериями (LAB) или молочнокислыми бактериями. Но что такое LAB-ферментация? Как это работает? И почему это важно для нас?

История лакто-ферментации

Молочно-кислотная ферментация - и ферментация в целом - не дань моде. Несмотря на то, что вы делаете в социальных сетях, ферментация - это не какая-то мимолетная техника новой школы, предназначенная для ресторанов с белыми скатертями (или белыми поварами), закусками за 200 долларов или звездами Michepn. Ферментация так же стара, как цивилизация, и столь же обширна, как воздух, которым мы дышим. В широком смысле ферментация - это анаэробный метаболизм: преобразование питательных веществ в энергию в отсутствие кислорода. Центральное место в этом процессе занимают грибы, ферменты и ферментирующие бактерии - все они находятся в земле, в воздухе, на растениях, на нас и в нас, - предполагается, что они возникли из первобытного бульона первых лет существования Земли. Задолго до того, как появилась атмосфера, поддерживающая аэробную физкультуру.

Само собой разумеется, что LAB-ферментация - один из старейших методов консервирования. Археологи прослеживают самые громкие случаи маринованной пищи еще в 2400 году до нашей эры в древней Месопотамии. Сегодня молочнокислое брожение стало неотъемлемой частью практически всех кулинарных традиций и традиций. В этот ассортимент входят хорошо известные маринованные продукты, такие как кимчи, квашеная капуста и соленые огурцы с укропом; несколько стилей острых соусов и паст чили; замороженные молочные продукты, например, йогурт, крем-фреш и сыр; чайный гриб, салями и даже хлеб на закваске. Как пишет Сандор Кац в книге «Искусство брожения»: «Я безуспешно искал примеры сортов, которые не включают в себя какие-либо формы [молочной кислоты] брожения. Действительно, закваски являются центральным элементом многих, а может быть, и большинства кухонь ».

Как и почему работает молочная ферментация?

«Lactobacillus потребляет углеводы и выделяет молочную кислоту», - пишет Кристина Уорд. По правде говоря, она не за горами. Точнее и в целом, молочнокислые бактерии - это кислото- и солеустойчивые (или галогенотолерантные) бактерии, которые переваривают простые углеводы с образованием молочной кислоты в дополнение к диоксиду углерода, этанолу и иногда уксусной кислоте. LAB можно найти на разлагающихся растениях, молочных продуктах, на кожуре овощей и фруктов и даже в ваших собственных руках. Вся эта микробная ферментация анаэробна и происходит в отсутствие кислорода.

Короче говоря, LAB-ферментация превращает сладкое (простые углеводы) в кислое (кислое). Возьмите продукты, нарежьте их, добавьте соль или рассол, положите в емкость, накройте крышкой и подождите неделю или две. За это время уровень кислоты увеличивается и понижает pH пищи, придавая маринованным продуктам характерную морщинистость; более низкий pH также подавляет нежелательные микробы, которые могут вызвать порчу, сохраняя пищу и улучшая ее качество при хранении. Давайте познакомимся с вовлеченными игроками.

Познакомьтесь с семьей LAB

Молочнокислые бактерии классифицируются в таксономическом порядке Lactobacillales, который включает десятки видов бактерий. Такое разнообразие затрудняет понимание процесса. Например, два семейства в этом порядке важны для сбора и сохранения: Leuconostocaceae и Lactobacillaceae. Между тем, в производстве молочных продуктов и сыра используются микробы семейства Streptococcaceae, из которых бактерии рода Lactococcus представляют собой основные ферментирующие микробы. В этой статье мы сосредоточимся только на сборке и консервировании - молочный йогурт и сырный сыр, ферментированные LAB, требуют нескольких собственных статей. В пределах семейств Leuconostocaceae и Lactobacillaceae, роды Leuconostoc, Педиококк и Lactobacillus наиболее часто связаны с ферментацией LAB.

Прежде чем углубляться в детали, необходимо понять, что эти бактерии делятся на две группы: гомоферментативные и гетероферментативные штаммы.

Гомоферментативные (или гомолактические) LAB производят только молочную кислоту. Они предпочитают температуру от 86 до 95 ° F (30–35 ° C), хотя растут и при более низких температурах. Они производят ароматы с молочными, сливочными или йогуртовыми нотками.

Гетероферментативные (или гетеролактические) LAB производят молочную кислоту, а также уксусную кислоту, этанол и даже диоксид углерода, в зависимости от условий. Эти бактерии процветают при температуре от 59 до 72 ° F (15–22 ° C), но также могут расти в гораздо более широком диапазоне. Они придают продуктам более резкий, уксусный привкус, особенно из-за дополнительного производства уксусной кислоты.

Leuconostoc

Бактерии рода Leuconostoc обычно имеют сферическую форму. Это гетероферментативные бактерии, способные производить этанол, молочную кислоту, уксусную кислоту и углекислый газ, среди других метаболитов. Когда дело доходит до ферментации LAB, L. mesenteroides является обычным видом, участвующим в инициации ферментации. Он процветает в более широком диапазоне концентраций соли (и сахара), чем любые другие молочнокислые бактерии; он может выдерживать температуру от 39 ° F (3,9 ° C) до 86 ° F (30 ° C); и он может расти в широком диапазоне pH (4,5-7,0, хотя он процветает при 5,5-6,5). Наконец, L. mesenteroides - факультативный анаэроб: он может выжить в присутствии кислорода, но он будет ферментировать только в его отсутствие.

Pediococcus

Бактерии этого рода имеют шаровидную форму и гомоферментативны. В основном они производят молочную кислоту. Они переносят концентрации соли до 8 процентов (и в некоторых случаях выше), могут расти в таком же широком диапазоне pH (4,5-8,2, хотя они лучше, чем Leuconostoc, когда pH снижается), и выдерживают температуры от 60 ° F до 95 °.Ф. Наиболее подходящим видом для молочнокислого брожения является P. cerevisiae.

Лактобациллы

Безусловно, самый известный род, участвующий в ферментации, Lactobacillus обычно имеет палочковидную форму и включает как гетероферментативные, так и гомоферментативные виды. Двумя наиболее подходящими видами являются L. brevis и L. plantarum, хотя L. fermentum, L. delbrueckii и L. pentosus также являются обычными, в зависимости от ферментированного продукта. Как правило, Lactobacillus - это самый кислотоустойчивый род среди отряда Lactobacillales. Например, было показано, что L. plantarum растет при pH от 3,3 до 8,8 в диапазоне температур от 53,6 ° F (12 ° C) до 104 ° F (40 ° C). В некоторых случаях он выдерживает концентрацию соли до 18 процентов.

Жизнь маринованного укропа

Чтобы лучше понять запутанный танец между этими микробами, давайте посмотрим на скромный маринованный укроп. Брожение происходит, как только вы собираете урожай и разрезаете огурец. Виды Leuconostoc, Pediococcus и Lactobacillus обитают на кожуре огурца, составляя в среднем менее одного процента от общего микробного покрова растения. Погрузив разрезанные огурцы в солевой раствор, вы эффективно создали анаэробную бескислородную среду, идеально подходящую для роста солеустойчивых анаэробных микробов. Соль подавляет рост многих микроорганизмов посредством осмотического шока, который вытягивает воду из микробных клеток посредством осмоса, эффективно уничтожая эти микробы.

На начальных стадиях L. mesenteroides начинает работать, инициируя ферментацию. * Эти бактерии метаболизируют сахар и питательные вещества в огурце с образованием молочной кислоты, двуокиси углерода, этанола и уксусной кислоты. PH снижается с 7,0 (нейтральная, безалкогольная вода) до 4,5 (кислая, без газированной воды или кофе), что является идеальным диапазоном для данного вида. Через несколько дней смесь начинает пузыриться, что указывает на образование углекислого газа. L. mesenteroides также производит белок, называемый бактериоцином, который дополнительно подавляет рост нежелательных микробов.

* Во многих случаях, например, при производстве квашеной капусты, другие микробы, такие как Klebsiella и Enterobacter, изначально снижают pH, обеспечивая лучшие условия для приживания L. mesenteroides.

По мере накопления кислот и дальнейшего снижения pH (ниже 4,5) преобладают более устойчивые к кислоте бактерии. P. cerevisiae, L. brevis и L. plantarum начинают размножаться, опережая L. mesenteroides. Эти три вида еще больше снижают pH, пока система не достигнет 3,3 (примерно pH апельсинового сока). Со временем рост P. cerevisiae может уменьшаться в зависимости от pH и концентрации соли. Например, в 8% -ном солевом растворе активность P. cerevisiae прекращается, когда pH падает ниже 37 L. brevis и L. plantarum остаются для завершения последней стадии ферментации. В конце концов, огурцы превратились в соленые огурцы с кисловатым пуншем и привлекательно хрустящей текстурой. Самое главное, что эти соленые огурцы стабильны при хранении с минимальным риском порчи.

Следует отметить, что эти микробные взаимодействия специфичны для ферментации огурца. Другие ферменты, такие как opves, питаются другой парой микробов (L. plantarum и L. pentosus). Что касается сыра, L. lactis и L. cremoris являются основными штаммами в закваске (хотя, как отмечалось выше, молочная ферментация - это совершенно другой процесс молочнокислого брожения, который заслуживает отдельного обсуждения).

Ферментация на практике: основные концепции

Техники, необходимые для определенных ферментов, сильно различаются в зависимости от традиций и традиций. Например, традиционный процесс приготовления кимчи сильно отличается от индийских солений pme. Но когда дело доходит до pickpng, некоторые основные концепции являются константами.

Удалить воздух

Для любой успешной ферментации LAB важно создать анаэробную среду. Мало или совсем нет кислорода означает, что микробы, такие как дрожжи, не могут размножаться и потенциально испортить вкус вашего закваски. Конечно, есть несколько способов удалить воздух, в зависимости от вашего уровня комфорта и имеющегося оборудования.

Самый простой способ - погрузить продукт в солевой раствор. Все, что находится ниже поверхности рассола, лишено кислорода. Второй метод - приготовление пюре путем смешивания или измельчения продукта (например, пюре из острого перца). Помимо значительного увеличения потенциальной площади поверхности, подверженной воздействию микробов, приготовление сусла обычно приводит к высвобождению pquid. Когда сусло плотно упаковано в сосуд для ферментации и покрыто грузом, pquid заполняет любые зазоры или карманы с воздухом, эффективно создавая бескислородную среду.

Наконец, существуют более высокотехнологичные методы, которые включают физическое удаление кислорода, например, воздушную пробку. Воздушный шлюз - это любое устройство, позволяющее углекислому газу покинуть судно; в то же время устройство предотвращает попадание кислорода. В процессе ферментации углекислый газ накапливается, заменяя кислород в сосуде, и улетучивается, обеспечивая бескислородную среду.

Если вы действительно увлекаетесь кухонными приспособлениями (смотрите на себя, любители су-видео) или работаете в ресторане, вакуумный упаковщик предлагает идеальное решение для удаления кислорода. (Хотя он также представляет собой идеальное решение для улавливания углекислого газа, образующегося во время ферментации - следите за ним, потому что более длительные ферменты могут в конечном итоге привести к тому, что из мешков лопнут надутые воздушные шары. Чтобы избежать этого, откройте любые чрезмерно надутые вакуумные мешки и перенесите их содержимое в новые.)

Выберите подходящие ингредиенты

Успех закваски зависит от количества ингредиентов и их обработки. «Если вы готовите острый соус, не используйте дерьмовый перец», - предупреждает Рич Ши, эксперт по ферментации из Массачусетса. Это означает выбор продуктов, поверхность которых не была обработана пестицидами, не покрыта воском или не облучена для увеличения срока хранения; органические продукты, как правило, отмечают эти флажки, но этикетка органического происхождения не является гарантией этого. «Я стараюсь использовать ингредиенты очень хорошего качества, - соглашается Мара Джейн Кинг. «Они не должны быть покрыты воском. Некоторые чили, которые вы могли найти, были залиты вазелиновым маслом или чем-то еще для их консервации. Многие люди могут столкнуться с проблемами, даже не подозревая об этом ». Все эти виды обработки поверхности истощают скопление доступных микробов, необходимых для начала ферментации.

Если вы используете рассол, важна даже вода, которую вы используете. Слегка хлорированная нефильтрованная вода может подавлять активность микробов, поэтому лучше использовать фильтрованную или дистиллированную воду. Как минимум, вы должны дать водопроводной воде постоять на ночь в контейнере без крышки, чтобы дать хлору испариться, прежде чем использовать его в закваске.

Добавить соль

Соль помогает и в большинстве случаев необходима для ферментации LAB. Он подавляет рост нежелательных микробов и создает условия для развития солеустойчивых микробов. Но какова идеальная концентрация соли? Для многих приложений достаточно концентрации соли около 2 процентов. Но в промышленных условиях концентрация достигает 10 процентов (либо как концентрация рассола, либо как процент от веса продукта); вы часто видите такие высокие концентрации соли при ферментации перца для острого соуса. Которые можно оставить на несколько месяцев или лет, а затем в конечном итоге смешать с уксусом, специями и другими приправами, чтобы разбавить конечный уровень соли до чего-то более вкусного. Вот несколько общих наблюдений.

Низкая концентрация соли:

Не так сильно подавляет общую микробную активность, что способствует более быстрой ферментации.

Лучше подходит для более низких температур, где микробная активность медленнее и требует меньшего подавления.

Повышает вероятность порчи, поскольку вредные микробы не так подавлены.

Может снизить прочность стенок пектиновых клеток из-за того, что ферменты могут быть мягкими, особенно если ферментированные теплые.

Высокая концентрация соли:

Значительно подавляет общую микробную активность, но сводит к минимуму риск порчи.

Дросселирует брожение, что может помочь в теплых условиях.

Обеспечивает более плотные и хрустящие продукты за счет более мягкой микробной деградации стенок пектиновых клеток.

В конце концов, уровень соли - это вопрос предпочтений и во многом зависит от того, какой овощ или фрукт вы используете. Но при определенной концентрации некоторые полезные микробы, такие как P. cerevisiae, просто не могут ферментироваться. Кроме того, маринад с концентрацией соли 10 процентов может иметь агрессивно соленый вкус.