stringtranslate.com

Ферментация в пищевой промышленности

Виноград вытаптывают для извлечения сока и превращают в вино в банках для хранения. Гробница Нахта , 18-я династия , Фивы , Древний Египет
Закваска сверху
Стартер для закваски

В пищевой промышленности ферментация это преобразование углеводов в спирт или органические кислоты с использованием микроорганизмовдрожжей или бактерий — в анаэробных (бескислородных) условиях. Ферментация обычно подразумевает, что желательно действие микроорганизмов. Наука о ферментации известна как зимология или зимургия.

Термин «брожение» иногда относится конкретно к химическому превращению сахаров в этанол , при котором производятся алкогольные напитки, такие как вино , пиво и сидр . Однако аналогичные процессы происходят при закваске хлеба (CO 2 образуется в результате активности дрожжей) и при консервировании кислых продуктов с выработкой молочной кислоты , например, в квашеной капусте и йогурте .

Другие широко потребляемые ферментированные продукты включают уксус , оливки и сыр . Более локализованные продукты, приготовленные путем ферментации, также могут быть основаны на бобах, зерне, овощах, фруктах, меде, молочных продуктах и ​​рыбе.

История и предыстория

Конические буханки хлеба , оставленные в качестве погребального инвентаря , точно такие же, как лежат в Великой гробнице в Гебелейне , Египет , 2435-2305 гг. до н.э.

Пивоварение и виноделие

Естественная ферментация предшествует истории человечества. С древних времен люди использовали процесс ферментации. Самым ранним археологическим свидетельством ферментации являются остатки пива возрастом 13 000 лет, имеющие консистенцию каши, найденные в пещере недалеко от Хайфы в Израиле. [1] Другой ранний алкогольный напиток, приготовленный из фруктов, риса и меда, датируется периодом с 7000 по 6600 год до нашей эры в неолитической китайской деревне Цзяху , [2] а виноделие датируется ок. 6000 г. до н. э., в Грузии , на Кавказе . [3] Кувшины семитысячелетней давности с остатками вина, которые сейчас выставлены в Пенсильванском университете, были раскопаны в горах Загрос в Иране . [4] Существуют убедительные доказательства того, что люди в Вавилоне брожили алкогольные напитки ок. 3000 г. до н.э., [5] Древний Египет ок. 3150 г. до н. э., [6] доиспанская Мексика, ок. 2000 г. до н.э., [5] и Судан ок. 1500 г. до н.э. [7]

Открытие роли дрожжей

Французский химик Луи Пастер основал зимологию , когда в 1856 году связал дрожжи с брожением. [8] Изучая ферментацию сахара в спирт под действием дрожжей , Пастер пришел к выводу, что ферментация катализируется жизненной силой, называемой « ферментами », внутри дрожжевых клеток. Считалось, что «ферменты» действуют только внутри живых организмов. Пастер писал, что «спиртовое брожение — это процесс, связанный с жизнью и организацией дрожжевых клеток, а не со смертью или гниением клеток». [9]

«Бесклеточная ферментация»

Тем не менее, было известно, что дрожжевые экстракты способны сбраживать сахар даже в отсутствие живых дрожжевых клеток . Изучая этот процесс в 1897 году, немецкий химик и зимолог Эдуард Бюхнер из Берлинского университета Гумбольдта , Германия, обнаружил, что сахар ферментируется даже тогда, когда в смеси не было живых дрожжевых клеток [10] с помощью ферментного комплекса, секретируемого дрожжами. он назвал зимазу . [11] В 1907 году он получил Нобелевскую премию по химии за исследования и открытие «бесклеточного брожения».

Годом ранее, в 1906 году, исследования ферментации этанола привели к раннему открытию окисленного никотинамидадениндинуклеотида (НАД + ). [12] [ необходима проверка ]

Использование

Пиво и хлеб — два основных применения ферментации в продуктах питания

Пищевая ферментация — это превращение сахаров и других углеводов в спирт или консервирующие органические кислоты и углекислый газ . Все три продукта нашли применение человеку. Производство алкоголя используется, когда фруктовые соки перерабатываются в вино , когда зерно превращается в пиво , а также когда продукты, богатые крахмалом, такие как картофель , ферментируются, а затем перегоняются для получения спиртных напитков, таких как джин и водка . Производство углекислого газа используется для закваски хлеба. Производство органических кислот используется для консервирования и ароматизации овощей и молочных продуктов. [13]

Пищевая ферментация служит пяти основным целям: обогатить рацион за счет развития разнообразия вкусов, ароматов и текстур пищевых субстратов; сохранить значительное количество пищи посредством молочнокислого , спиртового, уксуснокислого и щелочного [14] брожения; обогащать пищевые субстраты белком, незаменимыми аминокислотами и витаминами; исключить антинутриенты ; и сократить время приготовления и связанный с этим расход топлива. [15]

Ферментированные продукты по регионам

Натто — японское блюдо из ферментированных соевых бобов .

Ферментированные продукты по типу

Бобы

Чхонгукчжан , тёнчжан , творог из фасоли , мисо , натто , соевый соус , вонючий тофу , темпе , онком, соевая паста, пекинское молоко из маша, кинама, иру , тхуа нао

Зерно

Тесто из риса и чечевицы ( Vigna mungo ), приготовленное и ферментированное для выпечки идли и доса.

Амазакэ , пиво , хлеб , чоджиу , гамджу , инджера , квас , макколли , мурри , оги , реджувелак , саке , сикхе , закваска , сованс , рисовое вино , солодовый виски , зерновой виски , идли , доса , бангла (пить) водка , боза и Чича , среди других.

Овощи

Кимчи , микс маринованных огурцов , квашеная капуста , индийский маринованный огурец , гундрук , турсу

Ферментация какао-бобов

Фрукты

Вино , уксус , сидр , перри , бренди , атчара , ната де кокос , буронг манга , асинан , маринование , вишината , шоколад , ракы , араг саги , чача.

Мед

Медовуха , метеглин

Молочный

Сыры в искусстве: Натюрморт с сырами, миндалем и кренделями , Клара Питерс , ок. 1615 г.

Также некоторые виды сыра , кефир , кумыс (кобылье молоко), шубат (верблюжье молоко), айран , кисломолочные продукты, такие как творог , фильмджёлк , крем-фреш , сметана , скир и йогурт.

Рыба

Багунг , фасик , рыбный соус , гарум , хакарл , чотгал , нгапи , падаек , пла ра , прахок , ракфиск , креветочная паста , сюрстрёмминг , шидал

Мясо

Чин сом мок — это фирменное блюдо северного Таиланда , приготовленное из жареной на гриле свинины, завернутой в банановые листья (кожа и мясо), ферментированной с клейким рисом.

Чоризо , салями , сучук , пепперони , нем чуа, сом му , соусиссон , ферментированная колбаса

Чай

Чай Пуэр , Чайный гриб , Лахпет , Гойшича

Риски

Стерилизация является важным фактором, который следует учитывать во время ферментации пищевых продуктов. Неспособность полностью удалить микробы из оборудования и сосудов для хранения может привести к размножению вредных организмов внутри фермента, что потенциально увеличивает риск заболеваний пищевого происхождения, таких как ботулизм. Однако ботулизм в овощных заквасках возможен только при неправильном консервировании. Неприятный запах и изменение цвета могут указывать на то, что в пищу могли попасть вредные бактерии.

На Аляске с 1985 года наблюдается устойчивый рост случаев ботулизма. [16] Здесь зарегистрировано больше случаев ботулизма, чем в любом другом штате Соединенных Штатов Америки. Это вызвано традиционной практикой коренных жителей Аляски , позволяющей продуктам животного происхождения, таким как целая рыба, рыбьи головы, ласты моржа , морского льва и кита , бобровые хвосты, тюлений жир и птица, ферментироваться в течение длительного периода времени перед употреблением. . Риск усугубляется, когда для этой цели используется пластиковый контейнер вместо старомодного традиционного метода - ямы с травой, поскольку бактерии Clostridium botulinum процветают в анаэробных условиях, создаваемых герметичным пластиковым корпусом. [16]

Всемирная организация здравоохранения классифицировала маринованные продукты как потенциально канцерогенные на основании эпидемиологических исследований. [17] Другие исследования показали, что ферментированные продукты содержат канцерогенный побочный продукт — этилкарбамат (уретан). [18] «Обзор существующих исследований, проведенных в Азии в 2009 году, показал, что регулярное употребление маринованных овощей примерно удваивает риск развития плоскоклеточного рака пищевода у человека ». [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «В пещере в Израиле найдена старейшая пивоварня в мире, говорят исследователи» . Британская радиовещательная корпорация. 15 сентября 2018 года. Архивировано из оригинала 8 августа 2019 года . Проверено 15 сентября 2018 г.
  2. ^ Макговерн, ЧП; Чжан, Дж.; Тан, Дж.; Чжан, З.; Холл, Греция; Моро, РА; Нуньес, А.; Бутрим, ЭД; Ричардс, член парламента; Ван, К.-С.; Ченг, Г.; Чжао, З.; Ван, К. (2004). «Ферментированные напитки до- и протоисторического Китая». Труды Национальной академии наук . 101 (51): 17593–17598. Бибкод : 2004PNAS..10117593M. дои : 10.1073/pnas.0407921102 . ПМК 539767 . ПМИД  15590771. 
  3. ^ «В Грузии обнаружено 8000-летнее вино» . Независимый . 28 декабря 2003 г. Архивировано из оригинала 09.10.2019 . Проверено 28 января 2007 г.
  4. ^ «Теперь выставлена ​​​​... самая старая известная винная банка в мире» . Архивировано из оригинала 26 августа 2012 г. Проверено 28 января 2007 г.
  5. ^ ab «Ферментированные фрукты и овощи. Глобальная перспектива». Бюллетени ФАО по сельскохозяйственным услугам - 134 . Архивировано из оригинала 19 января 2007 года . Проверено 28 января 2007 г.
  6. ^ Кавальери, Д.; Макговерн ЧП; Хартл Д.Л.; Мортимер Р.; Полсинелли М. (2003). «Доказательства ферментации S. cerevisiae в старинном вине» (PDF) . Журнал молекулярной эволюции . 57 (Приложение 1): S226–32. Бибкод : 2003JMolE..57S.226C. CiteSeerX 10.1.1.628.6396 . дои : 10.1007/s00239-003-0031-2. PMID  15008419. S2CID  7914033. 15008419. Архивировано из оригинала (PDF) 9 декабря 2006 г. Проверено 28 января 2007 г. 
  7. ^ Дирар, Х. (1993). Местные ферментированные продукты Судана: исследование африканской еды и питания . КАБ Интернешнл.
  8. ^ «Ферментация» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 мая 2012 г.
  9. ^ Дубос, Дж. (1951). «Луи Пастер: свободный научный сотрудник, Голланц. Цитируется в Manchester KL (1995). Луи Пастер (1822–1895) - случай и подготовленный ум». Тенденции в биотехнологии . 13 (12): 511–515. дои : 10.1016/S0167-7799(00)89014-9. ПМИД  8595136.
  10. ^ "Биография нобелевского лауреата Эдуарда Бюхнера" ​​. Архивировано из оригинала 29 июня 2016 г. Проверено 26 августа 2009 г.
  11. ^ «Нобелевская премия по химии 1929 года». Архивировано из оригинала 27 августа 2006 г. Проверено 28 января 2007 г.
  12. ^ Харден, А.; Янг, WJ (октябрь 1906 г.). «Алкогольная закваска дрожжевого сока». Труды Лондонского королевского общества (серия B, содержащие статьи биологического характера, ред.). 78 (526): 369–375. дои : 10.1098/rspb.1906.0070 .
  13. ^ Хуэй Ю.Х., Менье-Годдик Л., Джозефсен Дж., Нип В.К., Стэнфилд П.С. (2004). Справочник по технологии ферментации пищевых продуктов и напитков. ЦРК Пресс. стр. 27 и пассим. ISBN 978-0-8247-5122-7. Архивировано из оригинала 17 марта 2023 г. Проверено 22 октября 2016 г.
  14. ^ Саркар, Прабир К.; Ноут, MJ Роберт (2014). Справочник по местным продуктам питания, содержащим щелочную ферментацию . ЦРК Пресс. ISBN 9781466565302.
  15. ^ Стейнкраус, К.Х., изд. (1995). Справочник местных ферментированных продуктов . Марсель Деккер.
  16. ^ ab «Почему на Аляске больше ботулизма» . Центры по контролю и профилактике заболеваний (федеральное агентство США). Архивировано из оригинала 7 августа 2006 года . Проверено 18 июля 2011 г.
  17. ^ «Агенты, классифицированные монографиями IARC, тома 1–105» (PDF) . Международное агентство по исследованию рака (агентство Всемирной организации здравоохранения ООН). Архивировано (PDF) из оригинала 24 декабря 2017 года . Проверено 10 октября 2012 г.
  18. ^ «Новая связь между вином, ферментированной пищей и раком». ScienceDaily. Архивировано из оригинала 11 марта 2007 года . Проверено 10 октября 2012 г.
  19. ^ «ВОЗ заявляет, что мобильные телефоны и соленые огурцы могут вызвать рак» . Шифер. Июнь 2011. Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 года . Проверено 10 октября 2012 г.

Внешние ссылки