O fermentácii, kyslej kapuste a jej 6 výhodách
Autor: Ing. Rastislav Bobček, PhD
Z histórie skladovania potravín
Ľudia už od pradávna hľadali nástroje ako si zachovať a uskladniť potravu keď prídu horšie časy. Príroda nám ponúkla dar kvasenie pre naše prežitie aj mimo vegetačného obdobia (zimu). Tento dar kvasenia (hlavne pre nápoje) bol dokumentovaný už z roku 7000-6600 pred nl v Číne , 6000 pred nl v Gruzínsku, 3150 pred nl v starovekom Egypte, 3000 p.n.l. v Babylone a fermentované potraviny mali náboženský význam už v judaizme a kresťanstve.
Napríklad Baltický boh Rugutis bol uctievaný ako agent kvasenia. Prvý dôkaz príčiny kvasenia prítomnosti živých kvasiniek zistili nezávisle až v rokoch 1837 a 1838 vedci (C. Cagniard de la Tour, T. Swann a F. Kuetzing) ako výsledok mikroskopického vyšetrenia. Preto prvé štúdie fermentácie boli vykonané s kvasinkami vyselektované z výroby chleba, vína alebo piva.
Prvé vedecké snahy
Neskôr až Louis Pasteur v rokoch 1850 až 1860 ukázal že fermentácia je proces iniciovaný živými mikroorganizmami. Týmto objavom L. Pasteur potvrdil, že kyselina mliečna je produkt fermentácie spôsobený živými mikroorganizmami. Takto v roku 1860 demonštroval, že baktérie spôsobujú kysnutie v mlieku. K zabráneniu tohoto kazenia potravín zaviedol proces pasterizácie. Potom Pasteur vydal svoju knihu o kvasení, kde definoval fermentáciu ako život bez vzduchu špecifických mikroorganizmov spôsobujúcich kultivované kvasenie s výsledkom špecifických konečných výrobkov.
Neskôr sa dostavil úspech až v roku 1897, keď nemecký chemik Eduard Buechner zistil, že táto „mŕtva“ kvapalina skvasujúca cukry na alkohol a oxid uhličitý sú enzými, ktoré sú produkované mikroorganizmami. Odvtedy sa začal výskum a vývoj enzýmov v rôznych kontrolovaných fermentoroch pri rozmnožovaní a selektovaní špecifických užitočných mikroorganizmov. Pokroky v mikrobiológií a fermentačných technológiách umožňujú selektovanie a hybridizáciu špecifických kmeňov tolerantných na prostredie a rýchlejšie rastúcich kolónií ovplyvňuje väčšinu moderných potravín kvasenia naďalej až do súčasnosti.
Fermentácia v bežnom živote
Takže jednoducho, Fermentácia je metabolický proces mikrorganizmov, ktorý prevádza cukor na kyseliny, plyny a alkohol podľa druhu mikroorganizmov. Fermentácia prebieha vďaka kvasinkám a baktériám (napr. mliečneho kvasenia). Kvasenie môžeme nazvať tiež ako hromadné rozmnožovanie mikroorganizmov v rastovom médiu.
Takto si aj sami doma vieme vyrobiť kyslú kapustu, ktorú jemne narežeme, rýchlo dôkladne utlačíme do suda aby sme sa zbavili vzduchu až kapustová šťava úplne zakryje povrch a uzavrieme pred slnkom pre pokračujúce anaeróbne (bez kyslíka) kvasenie baktérií mliečneho kvasenia vrátane kmeňov Leuconostoc, Lactobacillus a Pediococcus.
Takto sfermentovaná kapusta má dlhú trvanlivosť a výraznú kyslú chuť, z kyseliny mliečnej, ktorá sa tvorí, keď baktérie kvasia cukry v kapuste. Toto je typický príklad kontrolovanej anaeróbnej fermentácie v malom objeme.
Kyslá kapusta ako príklad superpotraviny
Zdravotné prínosy kyslej kapusty (vrátane kvapaliny) sú jej výživové hodnoty v 100g: energia 78 kJ, sacharidy – 4,3 g z toho cukry – 1,8 g, vláknina – 2,9 g, tuk – 0,14 g, bielkovina – 0,9 g, voda – 92 g, vitamín B6 – 0,13 mg (10%), vitamín C – 15 mg (18%), železo – 1,5 mg (12%), sodík – 661 mg (44%). Percentá sú hrubé doporučenia denného príjmu dospelých (Zdroj: USDA).
Najpreferovanejšie zdravotné výhody kyslej kapusty:
- Veľmi vysoký obsah vitamínov C , B a K, lebo proces fermentácie zvyšuje biologickú dostupnosť živín kapusty ešte výživnejšie než pôvodná kapusta. Tiež nízky obsah kalórií a vysoký obsah vápnika a horčíka a tiež je veľmi dobrým zdrojom vlákniny, kyseliny listovej, železa, draslíka, medi a mangánu.
- Ak je nepasterizovaná kapusta tiež obsahuje živé laktobacily a z prospešných mikróbov je bohatá na enzýmy. Vláknina a probiotiká zlepšujú trávenie a podporujú rast zdravej črevných flóry, takto chráni proti mnohým ochoreniam tráviaceho traktu.
- Kapusta je starodávny ľudový liek na vredy a preto v Európe bola pevne zakotvená v rade štúdií ako účinný liek pre upokojenie zažívacieho traktu.
- Tiež je používaná na vyplachovanie úst s kyslou kapustovou šťavou asi 30 sekúnd niekoľkokrát denne, alebo ako zábaly na postihnuté miesta (rany).
- Kapusta má vysoký obsah antioxidantov luteín a zeaxantín, významné pre zachovanie zdravých očí.
- Baktérie mliečneho kvasenia produkujú vitamíny: napríklad, druh Lactobacillus produkujú kyselinu listovú a vitamín B12.
Fermentácia nemusí nutne byť vykonané v anaeróbnom prostredí. Napríklad v prítomnosti kyslíka kvasinkové bunky výrazne fermentujú cukry na alkohol, oxid uhličity alebo špecifické mikroroganizmy pri výrobe antibiotík preferujú aeróbnu fermentáciu a zároveň inhibuje aeróbny metabolizmus kvasiniek.
Preto fermentáciu rozdělujeme na základe niekoľkých procesov:
- alkoholová fermentácia , čiže kvasenia za účelom výroby etanolu a oxidu uhličitého. Kvasinky fermentujú cukry pri výrobe etanolu v pive, víne a iných alkoholických nápojov , spolu s výrobou veľkého množstva oxidu uhličitého.
- mliečna fermentácia sa týka dvoch typov produkujúcich kyselinu mliečnu:
- 1. Homolactická fermentácia je výroba kyseliny mliečnej výlučne.
- 2. Heterolactická fermentácia je výroba kyseliny mliečnej, rovnako ako iné kyseliny a alkoholy. Cukry sú najčastejšie ako substrát fermentácie transformované na fermentačné produkty: etanol, manitol, kyselina mliečna, oxid uhličitý a ďalšie nežiadúce kyseliny, ako je napríklad kyselina maslová a actová (acetón). Túto fermentáciu by sme tiež mohli nazvať nekontrolovanú alebo divoko spontánu.
Fermentácia prebieha dokonca aj vo svaloch cicavcov v období intenzívneho cvičenia, kde prívod kyslíka sa stáva obmedzený, čo vedie k tvorbe kyseliny mliečnej, ktorú pociťujeme ako svalovica.
Využitie fermentácie v priemysle
Medzi najväčšie priemyselné fermentácie na svete patrí jednoznačne siláž pre kŕmenie ploygastrických zvierat (prežúvavcov).
Siláž prechádza anaeróbna fermentácia, ktorá začína asi 48 hodín po tom, čo silo je plné a uzavreté a začne prevádzať cukry na kyseliny. Fermentácia je v podstate dokončená asi za dva až štyri týždne, podľa podmienok a kvality silážovanej hmoty.
Pred začatím anaeróbnej fermentácie, je aeróbna fáza, pri ktorej sa zbytkoví kyslík spotrebuje. Zhutnenie objemového krmiva pri naskladňovaní a uzavretí jamy alebo vaku neraz rozhoduje kvalitu výslednej siláže, lebo reguláciou prístupu kyslíka umožníme fermentáciu len mliečnym baktériám, ktoré sa bežne vyskytujú v čerstvom krmive alebo sú pridávané na podporu fermentácie.
Potom je nevyhnutné objem hmoty čo najtesnejšie uzavrieť a zabrániť tak prístupu vzduchu. Takto uzavreté krmivo fermentáciou rozkladá sacharidy na kyselinu mliečnu, octovú a aj maslovú. Keďže maslová je nebezpečná pre zdravie zvierat a octová dráždivá a znižujúca príjem krmiva zierat apäť je najvýhodnejšie túto obrovskú fermentáciu urýchliť a kontrolovať v smere len mliečneho kvasenia.
Pri nedostatočnom utlačení a uzavretí silážnej jamy umožníme kvasinkám sa rozmnožovať zo živín ktoré agronómovia dopestovali a takto produkovať alkohol, oxid uhličitý a hlavne prehrievanie tejto siláže a straty živýn sú obrovské. Niekde som nameral až 15°C prehrievanie siláže.
Samozrejme fermentácia vždy potrebuje veľa vody aby vôbec prebiehala a od množstva vody a kyslíka závisí akým baktériám sa darí a aké produkty produkujú. Napríklad vlhké nevysušené seno sa môže v senníku až vznietiť. Dusíkaté zložky krmiva tiež počas fermentácie podliehajú změnám: pri výrobe siláže, pomalej a nekontrolovanej fermentácií sa pôvodné dusíkaté látky v čerstvom objeme štiepia až niekedy polovica vyše 1/3 na aminokyseliny a amóniové zlúčeniny (čpavok) a následne sa takto znižuje hodnota krmiva a zvyšuje zdravotná závadnosť krmiva.
Preto sa snažíme čo najrýchlejšie znížiť pH v siláži alebo senáži fermentáciou mliečneho kvasenia aby takto kyselina mliečna vytvorila nevhodné prostredie pre konkurenčné baktérie , ktoré môžu spôsobiť pokazenia siláže. Táto konzervačná činnosť je obzvlášť dôležitá v zimnom období v miernych oblastiach , kedy zelené krmivo nie je k dispozícii . Niekoľko baktérií mliečneho kvasenia (Lactobacillus …) produkujú vitamíny : kyselinu listovú a vitamín B12.
Z uvedeného vyplýva, že aj živé organizmy pod mikroskopom bojujú o svoje prežitie, všemožne sa chcú podielať s nami na rozklade mŕtvych vyšších živých organizmov, aby kolobeh prírody bol zachovaný.
Je len na nás aké podmienky im vytvoríme a tak podporíme tie mikroorganizmy, ktoré pre nás produkujú užitočné produkty. Minimálne ich oddelíme podľa ich konečného produktu aby sme nastolili medzi nimi poriadok a kontrolu. To je naša práca a úloha v poľnohospodárstve a potravinárstve.