stringtranslate.com

Ферментация в пищевой промышленности

Виноград давят , чтобы извлечь сок и превратить его в вино в кувшинах для хранения. Гробница Нахта , 18-я династия , Фивы , Древний Египет .
Закваска из верхнего источника
Закваска.

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 требуется действие микроорганизмов. Наука о ферментации известна как зимология или зимургия.

Термин «ферментация» иногда относится конкретно к химическому превращению сахаров в этанол , производя алкогольные напитки, такие как вино , пиво и сидр . Однако аналогичные процессы происходят при заквашивании хлеба (CO2 , вырабатываемый дрожжевой активностью) и при консервировании кислых продуктов с образованием молочной кислоты , например, в квашеной капусте и йогурте .

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

История и предыстория

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

Пивоварение и виноделие

Естественная ферментация предшествует человеческой истории. С древних времен люди использовали процесс ферментации. Самым ранним археологическим свидетельством ферментации являются остатки пива возрастом 13 000 лет, имеющие консистенцию кашицы, найденные в пещере недалеко от Хайфы в Израиле. [1] Другой ранний алкогольный напиток, приготовленный из фруктов, риса и меда, датируется периодом от 7000 до 6600 г. до н. э. в неолитической китайской деревне Цзяху , [2] а виноделие датируется примерно 6000 г. до н. э. в Грузии , в районе Кавказа . [3] Семитысячелетние кувшины, содержащие остатки вина, которые сейчас экспонируются в Университете Пенсильвании, были раскопаны в горах Загрос в Иране . [4] Существуют веские доказательства того, что люди сбраживали алкогольные напитки в Вавилоне примерно в 3000 г. до н. э., [5] Древнем Египте примерно в 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 он связал дрожжи с брожением. [8] Изучая брожение сахара в спирт дрожжами , Пастер пришел к выводу, что брожение катализируется жизненной силой, называемой « ферментами », внутри дрожжевых клеток. Считалось, что «ферменты» функционируют только внутри живых организмов. Пастер писал, что «спиртовое брожение — это акт, 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 могут сбраживать сахар даже при отсутствии живых дрожжевых клеток . Изучая этот процесс в 1897 году, немецкий химик и зимолог Эдуард Бухнер из Берлинского университета имени Гумбольдта , Германия, обнаружил, что сахар сбраживался даже тогда, когда в смеси не было живых дрожжевых клеток, [10] с помощью ферментного комплекса, выделяемого дрожжами, который он назвал зимазой . [11] В 1907 году он получил Нобелевскую премию по химии за свои исследования и открытие «бесклеточной ферментации».

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

Использует

Пиво и хлеб — два основных применения ферментации в пище

Пищевая ферментация — это преобразование сахаров и других углеводов в спирт или консервирующие органические кислоты и углекислый газ . Все три продукта нашли применение у человека. Производство алкоголя используется, когда фруктовые соки превращаются в вино , когда зерно превращается в пиво , и 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 придания вкуса овощам и молочным продуктам. [13]

Ферментация продуктов питания служит пяти основным целям: обогащение рациона за счет создания разнообразных вкусов, ароматов и текстур в пищевых субстратах; сохранение значительных объемов продуктов питания за счет молочнокислой , спиртовой, уксуснокислой и щелочной [14] ферментации; обогащение пищевых субстратов белком, незаменимыми аминокислотами и витаминами; устранение антинутриентов ; сокращение времени приготовления и связанного с этим использования топлива. [15]

Ферментированные продукты по регионам

Натто — японская ферментированная соевая пища, приготовленная с использованием видов Bacillus .

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 досы

Амазаке , 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 , смешанные соленья , квашеная капуста , индийские соленья , гундрук , турсу

Ферментация какао-бобов

Фрукты

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

Мед

Медовуха , метеглин , тедж

Молочный

Сыры в искусстве: Натюрморт с сыром, миндалем и крендельками , Клара Петерс , ок. 1615 г.

Некоторые виды сыра , а также кефир , кумыс (кобылье молоко), шубат (верблюжье молоко), айран , кисломолочные продукты, такие как творог , филмйолк , крем-фреш , сметана , скир и йогурт.

Рыба

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

Мясо

Чин сом мок — северотайское фирменное блюдо, которое готовится из жареной свинины (как кожи, так и мяса), завернутой в банановые листья и ферментированной с клейким рисом.

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

Чай

Чай пуэр , комбуча , лахпет , гоишича

Риски

Стерилизация является важным фактором, который следует учитывать при ферментации продуктов. Неполное удаление микробов из оборудования и емкостей для хранения может привести к размножению вредных организмов в ферменте, что потенциально увеличивает риск пищевых заболеваний, таких как ботулизм. Однако ботулизм в овощных ферментах возможен только при неправильном консервировании. Появление неприятных запахов и изменение цвета могут быть признаками того, что в пищу могли попасть вредные бактерии.

С 1985 года на Аляске 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 , когда продукты животного происхождения, такие как целая рыба, головы рыб, ласты моржей , морских львов и китов , хвосты бобра , тюлений жир и птицы, подвергаются ферментации в течение длительного периода времени перед употреблением. Риск усугубляется, когда для этой цели используется пластиковый контейнер вместо старомодного традиционного метода — выстланной травой ямы, поскольку бактерии Clostridium botulinum процветают в анаэробных условиях, создаваемых герметичным пластиковым корпусом. [16]

Исследования показали, что ферментированная пища содержит канцерогенный побочный продукт, этилкарбамат (уретан). [17] «Обзор существующих исследований, проведенных в Азии в 2009 году, пришел к выводу, что регулярное употребление в пищу маринованных овощей примерно вдвое увеличивает риск развития плоскоклеточного рака пищевода ». [18]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Исследователи утверждают, что в пещере в Израиле обнаружена «самая старая пивоварня в мире». British Broadcasting Corporation. 15 сентября 2018 г. Архивировано из оригинала 8 августа 2019 г. Получено 15 сентября 2018 г.
  2. ^ Макговерн, П.Е.; Чжан, Дж.; Тан, Дж.; Чжан, З.; Холл, ГР; Моро, РА; Нуньес, А.; Бутрим, Э.Д.; Ричардс, М.П.; Ван, К.-С.; Чэн, Г.; Чжао, З.; Ван, К. (2004). «Ферментированные напитки до- и протоисторического Китая». Труды Национальной академии наук . 101 (51): 17593–17598. Bibcode : 2004PNAS..10117593M. doi : 10.1073/pnas.0407921102 . PMC 539767. PMID  15590771 . 
  3. ^ "В Джорджии найдено вино возрастом 8000 лет". The Independent . 2003-12-28. Архивировано из оригинала 2019-10-09 . Получено 2007-01-28 .
  4. ^ "Сейчас на выставке... самая старая в мире известная винная банка". Архивировано из оригинала 2012-08-26 . Получено 2007-01-28 .
  5. ^ ab "Ферментированные фрукты и овощи. Глобальная перспектива". Бюллетени сельскохозяйственных служб ФАО - 134. Архивировано из оригинала 19 января 2007 г. Получено 28.01.2007 .
  6. ^ Cavalieri, D.; McGovern PE; Hartl DL; Mortimer R.; Polsinelli M. (2003). "Доказательства ферментации S. cerevisiae в древнем вине" (PDF) . Journal of Molecular Evolution . 57 (Suppl 1): S226–32. Bibcode :2003JMolE..57S.226C. CiteSeerX 10.1.1.628.6396 . doi :10.1007/s00239-003-0031-2. PMID  15008419. S2CID  7914033. 15008419. Архивировано из оригинала (PDF) 9 декабря 2006 г. . Получено 28.01.2007 . 
  7. ^ Дирар, Х. (1993). Ферментированные продукты питания коренных народов Судана: исследование африканской еды и питания . CAB International.
  8. ^ "Ферментация" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2012-05-30.
  9. ^ Дюбо, Дж. (1951). «Луи Пастер: Свободное копье науки», Голланц. Цитируется в Manchester KL (1995) Луи Пастер (1822–1895) — случай и подготовленный разум». Тенденции в биотехнологии . 13 (12): 511–515. doi :10.1016/S0167-7799(00)89014-9. PMID  8595136.
  10. ^ "Биография лауреата Нобелевской премии Эдуарда Бухнера". Архивировано из оригинала 29-06-2016 . Получено 26-08-2009 .
  11. ^ "Нобелевская премия по химии 1929". Архивировано из оригинала 2006-08-27 . Получено 2007-01-28 .
  12. ^ Harden, A.; Young, WJ (октябрь 1906 г.). «Спиртовое брожение дрожжевого сока». Труды Лондонского королевского общества . 78 (526) (Серия B, содержащая статьи биологического характера, ред.): 369–375. doi : 10.1098/rspb.1906.0070 .
  13. ^ Hui YH, Meunier-Goddik L, Josephsen J, Nip WK, Stanfield PS (2004). Справочник по технологии ферментации пищевых продуктов и напитков. CRC Press. С. 27 и везде. ISBN 978-0-8247-5122-7. Архивировано из оригинала 2023-03-17 . Получено 2016-10-22 .
  14. ^ Саркар, Прабир К.; Нут, М. Дж. Роберт (2014). Справочник по местным продуктам питания, включающим щелочную ферментацию . CRC Press. 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 . Получено 18 июля 2011 года .
  17. ^ "Новая связь между вином, ферментированной пищей и раком". ScienceDaily. Архивировано из оригинала 11 марта 2007 г. Получено 10 октября 2012 г.
  18. ^ "ВОЗ заявляет, что мобильные телефоны и соленья могут вызывать рак". Slate. Июнь 2011 г. Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 г. Получено 10 октября 2012 г.

Внешние ссылки