Соль, микроорганизмы, кислота и нагрев при консервировании продуктов питанияСоль, микроорганизмы, кислота и нагрев при консервировании продуктов питания
В эпоху продуктовых супермаркетов и домашних холодильников легко упустить из виду тот факт, что на протяжении большей части истории люди были связаны с сезонностью появления продуктов.
Эта реальность уже давно поставила человечество перед проблемой: чем питаться после того, как урожай собран? В регионах мира, где отсутствует продовольственная безопасность, "голодная пропасть", или период времени между исчерпанием продовольственных ресурсов предыдущего сезона и появлением следующего урожая, остается реальной и постоянной проблемой. Хороший урожай и способность сделать так, чтобы он продержался как можно дольше, были песней жизни и смерти для человечества на протяжении тысячелетий.
Способы сохранения продуктов питания в постные сезоны на протяжении всей истории человечества претерпевали удивительные изменения в зависимости от региона и культуры. Это и любимые вонючие сыры Франции, и терпкая квашеная капуста Германии (которая на самом деле родом из Китая), и паста мисо в Японии, и соленая рыба в Исландии, и вяленое мясо в разных культурах, уходящих корнями в глубокую древность, - вот лишь некоторые из них. Некоторые методы консервирования направлены на то, чтобы свести к минимуму участие микробов, делая продукты враждебными для их заселения, в то время как другие используют микробы для создания многих фирменных блюд, которые мы знаем и любим сегодня.
Возможно, это не совпадение, что некоторые из ключевых компонентов вкуса также помогают защитить пищу от микробов-мизантропов! Давайте рассмотрим несколько проверенных временем способов сделать пищу недружелюбной к микробам и при этом сохранить ее съедобной для человека.
Соль и солнце: вяление и сушка
Соление рыбы и мяса насчитывает тысячелетия человеческой истории и используется во многих культурах по всему миру. Охота или забой крупного животного позволяют получить сразу много богатого питательными веществами мяса - гораздо больше, чем может съесть средняя семья, прежде чем оно испортится. До того как морозильные камеры получили широкое распространение в 1940-х годах, людям нужны были другие способы сохранить питательные вещества в мясе, и соль стала одним из самых эффективных способов.
Соль обезвоживает мясо и действует как антисептик. Большое количество натрия снижает так называемую "водную активность" продукта, или количество свободной воды, которую могут использовать бактерии. Хотя не все микробы погибают от высокой солености, многие потенциальные патогены погибают в результате осмоса, поскольку соль вытягивает из них всю воду. Другие просто находят, что выживание слишком энергозатратно.
Современные дегидраторы позволяют сделать то, что раньше делала солнечная сушка. В данном случае помидоры обезвоживаются для длительного хранения. Обезвоживание поможет не дать бактериям обосноваться в помидорах и испортить их после сбора урожая.
Пищевая промышленность и сегодня использует соль для консервирования продуктов, хотя и не так, как раньше. Например, продукты высокой степени переработки печально известны тем, что содержат астрономически много натрия (более 70% от дневной нормы потребления среднего человека). Отчасти это делается для того, чтобы упакованные продукты могли годами лежать на полках и не портиться.
Однако соль - не единственный способ обезвоживания. Солнце также помогает многим садоводам, которые собирают корзины помидоров, фруктов и других продуктов. Как и в случае с солеными продуктами, в продуктах, обезвоженных солнцем (или современными дегидраторами), отсутствует большая часть воды, которая необходима микробам для выживания, и это не позволяет им завестись.
Кислота и нагревание: консервирование
Несколько подзабытое старинное искусство (сродни взбиванию масла), домашнее консервирование возвращается в полную силу. В то время как вяление традиционно используется для мяса и рыбы, консервирование отлично подходит для сохранения фруктов и овощей, в которых больше естественного содержания воды. Принцип консервирования состоит из 2 основных элементов: тепла и кислоты. Температура, необходимая для стерилизации продуктов, зависит от содержания кислоты в консервируемом продукте. Это связано с тем, что Clostridium botulinum, спорообразующая бактерия (возбудитель ботулизма), может сохраняться и процветать при pH выше 4,6, даже после кипячения. По этой причине во многие консервы добавляют натуральные кислые продукты, а также лимонный сок или другие кислоты для снижения pH в среде консервирования.
Герметизация - еще один способ обеспечить надлежащую температуру для уничтожения спорообразующих микробов. Споры C. botulinum, вызывающие основную озабоченность с точки зрения безопасности консервирования, очень трудно уничтожить при обычной температуре кипения. Однако, создав давление в среде консервирования, можно достичь температуры, необходимой для полного уничтожения спор C. botulinum и других спорообразующих микроорганизмов. Поэтому продукты с низким содержанием кислоты должны консервироваться под давлением, чтобы обеспечить достижение надлежащих безопасных температур.
Ферментация: если вы не можете победить их, то присоединяйтесь к ним!
Многих людей не нужно убеждать в том, что они любят некоторые продукты брожения, такие как сыр, пиво, вино, мисо или комбуча. Более того, по мере того как ученые начали раскрывать тайны микробиома кишечника, ферментированные продукты заслужили свою репутацию суперзвезд для здоровья кишечника. Тем не менее, многие ферментированные продукты имеют скромные истоки в стремлении человечества сохранить пищу.
Многие ферментированные продукты используют молочнокислые бактерии (МКБ) для метаболизма сахаров в молочную кислоту и углекислый газ. Подобно пользе кислоты при консервировании, молочная кислота, вырабатываемая МКБ, снижает pH консервированных продуктов и помогает держать патогенные микробы на расстоянии. Эта кислотность также придает многим ферментированным продуктам характерный острый или кислый вкус. Выделение газа при метаболизме молочной кислоты может также способствовать появлению шипучих или пузырчатых свойств таких напитков, как комбуча или пиво, или подъему хлеба на закваске.
Различные виды МКБ производят уникальные органические соединения, которые изменяют вкусовой профиль продуктов, подвергающихся ферментации. Например, некоторые МКБ производят эфиры, которые могут придавать фруктовый вкус. Другие МКБ производят такие соединения, как диацетил, которые придают сливочные нотки таким продуктам, как йогурт и сыр.
Многие МКБ - наши давние знакомые: Lactobacillus и Bifidobacteria, известные многим по обычным пробиотикам. Но в категорию метаболизирующих молочную кислоту бактерий входят и некоторые другие роды, такие как Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus и Enterococcus. Каждое из этих семейств бактерий вырабатывает уникальные ароматические соединения и витамины, которые влияют на вкус, текстуру и питательный профиль продукта.
Например, йогурт производится путем относительно короткой ферментации лактозы в молоке в течение 8-12 часов. За это время Lactobacillus, Streptococcus acidophilus и иногда Bifidobacteria объединяются для переваривания лактозы и производства молочной кислоты, которая денатурирует и свертывает белки в молоке для получения более густого и терпкого продукта.
С сыром, напротив, все немного сложнее. Практически все сыры изначально выглядят одинаково. Но в течение нескольких дней, недель и даже месяцев в условиях хранения разных сыров формируются уникальные микробные экосистемы, которые превращаются в особые, порой резкие вкусы, которые мы узнаем. За это мы должны благодарить сотни видов бактерий и грибков! Помимо МКБ, которые переваривают лактозу и со временем сворачивают молочные белки в творог, другие бактерии, дрожжи и плесени также используются для придания сыру знакомых вкусов и текстур. Например, Propionibacterium freudenreichii вырабатывает газ, который создает характерные отверстия в швейцарском сыре. А плесень Penicillium roqueforti создает характерные голубые прожилки, которые проступают на сырах рокфор и блю.
Разные сорта сыра имеют разные экосистемы микроорганизмов. Здесь показаны идентифицированные микробы из нескольких видов сыра: а) мягкий сыр; б) полутвердый сыр; в) твердый сыр; г) сырная корка. Источник: Quigley et al./Applied and Environmental Microbiology, 2012.
Не все ферментированные продукты содержат МКБ. Такие распространенные соевые продукты, как мисо и тэмпе, в своих основных свойствах полагаются на грибки. Тэмпе, например, - это слегка ферментированный соевый жмых из Индонезии, который заквашивается с помощью грибка из рода Rhizopus. Этот род грибков, переваривающих органические вещества, часто встречается на растениях при достаточно высокой влажности. При производстве тэмпе Rhizopus oligosporus образует вокруг соевых бобов сплошную сеть и расщепляет белки, делая их более усвояемыми. Подобно МКБ, Rhizopus выделяет газ, который аэрирует тэмпе, и производит соединения, подавляющие рост патогенов.
Существует бесчисленное множество других историй о том, как мы получаем пиво, вино, закваску, кимчи, квашеную капусту и многие другие ферментированные продукты, и в каждом из них присутствуют уникальные популяции микробов. Для многих из них характерны бактерии МКБ, а также грибки, дрожжи и плесень.
Споры Rhizopus из рода грибов, используемых для производства соевых ферментов.Источник: Wikimedia commons
Зачем консервировать продукты сегодня?
При наличии всех современных удобных и экономящих время гаджетов какой смысл в заквашивании или хранении продуктов? Одним из долгосрочных преимуществ сохранения продуктов является минимизация отходов и сохранение местных продуктов питания. Хотя многим людям больше не нужно питаться в соответствии с сезоном, выбор в пользу этого позволяет сократить расход ископаемого топлива, которое использовалось бы для транспортировки несезонных продуктов. Это может положительно сказаться на углеродном следе нашего рациона. Ограничение пищевых отходов также уменьшает потери воды и других ресурсов, используемых для выращивания этих продуктов. Не говоря уже о том, что каждый, кто наслаждался обилием свежих помидоров в саду, знает, что выращенная дома еда зачастую вкуснее, чем та, что была собрана до того, как созрела и отправилась в кругосветное путешествие.
Ферментированные продукты, в частности, также являются природными пробиотиками. Не случайно многие коммерческие пробиотики содержат те же виды бактерий - лактобациллы и бифидобактерии, - которые способствуют созданию многих любимых ферментированных продуктов. Хотя этот вопрос все еще активно изучается и обсуждается, некоторые исследования показывают, что ферментированные продукты могут оказывать противовоспалительное и оздоровительное воздействие на организм, особенно при регулярном употреблении. Кроме того, МКБ производят множество витаминов и короткоцепочечных жирных кислот, которые, как было доказано, приносят пользу здоровью человека.
Покупая продукты, которые традиционно подвергались ферментации, убедитесь, что в них действительно содержится активная культура. Развитие науки о продуктах питания, к сожалению, позволило легко подделать знакомый вкус ферментированных продуктов (например, соленых огурцов) без использования микробов, которые делают их такими полезными. А еще лучше - попробуйте создать собственные ферментированные шедевры! Ферментирование собственных продуктов - это просто и вкусно. Йогурт - самый простой способ начать, но есть и множество других популярных и вкусных способов погрузиться в процесс!
