Kad mlijeko postaje jogurt, kupus postaje kiseli kupus ili sok od grožđa postaje vino, iza svega toga stoji isti biokemijski trik: mikroorganizmi prerađuju šećere jer im nije dostupan kisik. Taj se proces naziva fermentacija. Jedan je od najstarijih procesa koje čovjek koristi u prehrani — dugo prije nego što je itko znao da su pritom na djelu bakterije i kvasci.
Tijek je jednostavno opisati, ali raznolik u ishodima: mikroorganizam — najčešće bakterije mliječne kiseline, kvasci ili određene plijesni — koristi šećer kao izvor energije. Budući da kisik nije dostupan, šećer ne može u potpunosti razgraditi do ugljikovog dioksida i vode. Umjesto toga nastaju međuprodukti koji ostaju u namirnici: mliječna kiselina, octena kiselina, etanol, ugljikov dioksid, te aromatske tvari i plinovi. Ti nusproizvodi najčešće snižavaju pH i čine fermentat nepogodnim za druge, neželjene mikrobe. Upravo zbog toga je metoda izvorno i razvijena: kao način konzerviranja.
Giuffrè & Giuffrè sažimaju u Frontiers in Bioscience (Elite Edition) 2024 da su fermentirane namirnice nastale izvorno iz potrebe za produljivanjem roka trajnosti kvarljivih sirovina te da uključeni mikroorganizmi rade poput malih biokemijskih tvornica: pretvaraju polazne hranjive tvari u druge biomolekule. Şanlıer et al. opisuju u Critical Reviews in Food Science and Nutrition 2019 da bakterije mliječne kiseline tijekom fermentacije sintetiziraju vitamine i minerale, stvaraju bioaktivne peptide putem enzima poput proteinaza i peptidaza te mogu razgraditi određene antinutritivne tvari. To objašnjava zašto se sastav hranjivih tvari fermentirane namirnice često bitno razlikuje od polaznog materijala.
Dobro istražen primjer je kimchi. Park et al. navode u Journal of Medicinal Food 2014 da kimchi nastaje fermentacijom kupusa s bakterijama mliječne kiseline. Tijekom soljenja i naknadne fermentacije bakterije mliječne kiseline preuzimaju prednost nad mikroorganizmima truljenja, a dodaci poput češnjaka, đumbira i čili paprike utječu na tijek procesa. Kimchi se time — slično kao jogurt među mliječnim proizvodima — može svrstati u biljne probiotičke namirnice.
Nije svaka fermentacija ista po ishodima. Clark opisuje u FEMS Microbiology Reviews 1989 metaboličke puteve fermentacije Escherichia coli i pokazuje koliko snažno pH i polazni supstrat određuju koji se krajnji produkti stvaraju i u kakvom omjeru: acetat, etanol, formijat, nešto sukcinata, te vodik i ugljikov dioksid kao plinovi. Metabolički put je razgranat, a bakterija usmjerava razgrananja tako da elektronska bilanca glikolize bude uravnotežena. To načelo — razgranati putevi pod utjecajem uvjeta okoline — vrijedi za mnoge fermentacijske organizme i objašnjava zašto se aroma, tekstura i sastav kiselog tijesta, vina ili kiselog kupusa mogu razlikovati od serije do serije.
Jedno od područja primjene je i probiotička fermentacija biljnih sirovina. Zhang et al. opisuju u iMeta 2023 da fermentacija tradicionalnih kineskih ljekovitih biljaka s probioticima može promijeniti udio određenih sastojaka i preoblikovati teško apsorbirane spojeve. Autori naglašavaju da sastav i funkcija korištenih mikroorganizama snažno utječu na ishod.
Jedan jednostavan izračun dočarava dimenzije: pri fermentaciji kiselog kupusa tipično je dovoljno oko 2 % soli u odnosu na masu kupusa, dakle 20 grama soli po kilogramu kupusa. pH u tijeku procesa pada s otprilike 6 na oko 3,5 do 4. To znači: koncentracija vodikovih iona raste više od 100 puta (svaka pH-jedinica odgovara faktoru 10). Upravo taj učinak zakiseljavanja čini sredinu nepogodnom za mikroorganizme truljenja.
Što istraživanja dosad nisu razriješila: ne postoji jedinstvena, za sve fermentirane namirnice valjana tvrdnja o zdravstvenim učincima na ljude. Sastav ovisi o sirovini, mikroorganizmima, temperaturi, slanosti i trajanju — svaki je fermentat zasebni proizvod. I količina živih kultura koje stvarno dosegnu crijevo znatno varira i rijetko je standardizirana. Tko se bavi fermentacijom, tu bi raznolikost trebao razumjeti kao samu srž teme, a ne kao nedostatak dostupnih podataka.
Poznato i kao
Fermentiranje, vrenje
