Ферментовані продукти та пробіотичні бактерії – пліч-о-пліч для здоров’я людини

Ферментовані харчові продукти та напої існують вже тисячі років, але у споживачів, які прагнуть вести здоровий спосіб життя та споживати натуральні продукти, до них виник новий інтерес. Ми всі знаємо кімчі, квашену капусту та вино як ферментовані продукти, однак є менш очевидні приклади, такі як кава та какао в зернах, місо або оцет.

Що таке ферментація? Як це змінює продукти?

Процес ферментації, як правило, це біологічні зміни, спричинені дією дріжджів або бактерій, що іноді призводить до появи бульбашок або нагрівання. Весь процес може відбуватись в присутності солі і контролюватися часом і температурою. Через ферментацію молоко може перетворюватися на йогурт, оскільки бактерії, що виробляють молочну кислоту, споживають цукри (у випадку продуктів на основі молока – лактозу) та інші поживні речовини, змінюючи його смак та структуру. Лише нещодавно міжнародна група вчених, скликана Міжнародною науковою асоціацією пробіотиків та пребіотиків (ISAPP), узгодила визначення ферментованих продуктів харчування та напоїв. Це «продукти, отримані завдяки бажаному зростанню мікроорганізмів та ферментативним перетворенням компонентів їжі».

Які харчові продукти можна назвати ферментованими? Які їх переваги?

Згідно з визначенням, для виробництва таких продуктів необхідні як ріст мікроорганізмів, так і ферментативні процеси. Це означає, що якщо ферменти або ферментовані інгредієнти просто додають до продукту, його не можна вважати ферментованим. Для процесу ферментації необхідні мікроорганізми, хоча “їх наявність чи життєздатність” під час споживання не є обов’язковими. Йогурт, кефір, сир або кімчі все ще містять живі мікроорганізми, коли ми їх їмо, але це не стосується хліба, солінь, вареної ковбаси, оцту, вина, більшості пива чи кавових зерен. Останні піддаються подальшій обробці: пастеризація, випікання або обсмажування, що вбиває живі бактерії, але вони залишаються ферментованими харчовими продуктами. Іншим важливим аспектом ферментованих харчових продуктів є те, що контрольований ріст мікроорганізмів є метою, а не випадковим чи небажаним процесом, як це відбувається при псуванні їжі. Окрім поліпшення текстури або смаку, ферментація може підвищити вміст вітамінів та біоактивних сполук у продуктах, запобігти утворенню токсичних речовин та запобігти псуванню їжі. Сприятливий вплив біоактивних сполук на здоров’я людини може допомогти зменшити ризик деяких хронічних захворювань.

Ферментовані продукти та продукти з пробіотиками – яка різниця?

Щоб продукти могли кваліфікуватися як пробіотичні, вони повинні містити не тільки живі бактерії, але також відповідні типи та кількості. Більше того, повинна бути продемонстрована науково підтверджена користь для здоров’я. Ферментовані продукти, такі як комбуча, квашена капуста або темпе, створюються за допомогою бактерій природньо присутніх у продуктах, або з додаванням живих бактерій. Якщо ферментовані продукти в подальшому піддаються процесам пастеризації, випікання або фільтрування, які вбивають живі бактерії, то продукт не можна вважати пробіотичним.

Це і є причиною невідповідності вищезазначеним критеріям: неможливо визначити рівень живих бактерій, які споживаються, або науково довести їх користь для здоров’я. Однак, навіть якщо ферментовані продукти не є пробіотичними, вони все одно можуть бути поживними та сприяти збалансованому харчуванню.

Зв’яжіться з нами

Зв’яжіться з нами, щоб дізнатися більше про наші унікальні рішення та партнерство

Що таке ферментація? Визначення та приклади

Ферментація – це процес, який використовується для виробництва вина, пива, йогурту та інших продуктів. Ось погляд на хімічний процес, який відбувається під час бродіння.

Ключові висновки: ферментація

• Ферментація – це біохімічна реакція, яка витягує енергію з вуглеводів без використання кисню.
• Організми використовують бродіння для життя, крім того, воно має багато комерційних застосувань.
• Можливі продукти бродіння включають етанол, газоподібний водень і молочну кислоту.

Ферментація Визначення

Ферментація – це метаболічний процес, під час якого організм перетворює вуглеводи , такі як крохмаль або цукор , на спирт або кислоту. Наприклад, дріжджі здійснюють бродіння для отримання енергії шляхом перетворення цукру в спирт. Бактерії здійснюють бродіння, перетворюючи вуглеводи в молочну кислоту. Вивчення бродіння називається зимологією .

Історія бродіння

Термін «фермент» походить від латинського слова fervere , що означає «кипіти». Ферментація була описана алхіміками кінця XIV століття, але не в сучасному розумінні. Хімічний процес бродіння став предметом наукових досліджень близько 1600 року.

Бродіння – природний процес. Люди застосовували бродіння для виготовлення таких продуктів, як вино, мед, сир і пиво задовго до того, як був зрозумілий біохімічний процес. У 1850-х і 1860-х роках Луї Пастер став першим цимургом або вченим, який вивчав бродіння, коли він продемонстрував, що бродіння викликане живими клітинами. Однак Пастеру не вдалося витягнути з дріжджових клітин фермент, відповідальний за бродіння. У 1897 році німецький хімік Едуард Бюхнер подрібнив дріжджі, витягнув з них рідину і виявив, що ця рідина може зброджувати розчин цукру. Експеримент Бюхнера вважається початком науки біохімії, що принесло йому Нобелівську премію з хімії 1907 року .

Приклади продуктів, утворених ферментацією

Більшість людей знають про їжу та напої, які є продуктами бродіння, але можуть не усвідомлювати, що багато важливих промислових продуктів є результатом бродіння.

• пиво
• Вино
• Йогурт
• Сир
• Деякі кислі продукти, що містять молочну кислоту, включаючи квашену капусту, кімчі та пепероні
• Розпушування хліба на дріжджах
• Очищення стічних вод
• Деяке промислове виробництво спирту, наприклад для біопалива
• Газ водень

Ферментація етанолу

Дріжджі та деякі бактерії здійснюють етанолове бродіння, де піруват (від метаболізму глюкози) розщеплюється на етанол і вуглекислий газ . Суттєве хімічне рівняння виробництва етанолу з глюкози виглядає так:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза) → 2 C ₂ H ₅ OH (етанол) + 2 CO ₂ (вуглекислий газ)

Етанолове бродіння використовувалося для виробництва пива, вина та хліба. Варто зазначити, що бродіння за наявності високих рівнів пектину призводить до виробництва невеликої кількості метанолу, який є токсичним при споживанні.

Молочнокисле бродіння

Молекули пірувату в результаті метаболізму глюкози (гліколізу) можуть бути ферментовані в молочну кислоту. Молочнокисле бродіння використовується для перетворення лактози в молочну кислоту при виробництві йогурту. Це також відбувається в м’язах тварин, коли тканина потребує енергії з більшою швидкістю, ніж кисень. Наступне рівняння для виробництва молочної кислоти з глюкози:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза) → 2 CH ₃ CHOHCOOH (молочна кислота)

Виробництво молочної кислоти з лактози та води можна узагальнити як:

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (лактоза) + H ₂ O (вода) → 4 CH ₃ CHOHCOOH (молочна кислота)

Видобуток водню та метану

У процесі бродіння можуть утворюватися водень і метан.

Метаногенні археї проходять реакцію диспропорціонування, під час якої один електрон переноситься від карбонілу групи карбонової кислоти до метильної групи оцтової кислоти з утворенням метану та вуглекислого газу.

Багато типів бродіння дають водень. Продукт може бути використаний організмом для регенерації NAD + з NADH. Газоподібний водень може бути використаний як субстрат сульфат-відновниками та метаногенами. Люди відчувають вироблення газоподібного водню кишковими бактеріями, викликаючи газоутворення .

Факти бродіння

• Ферментація є анаеробним процесом, тобто для його здійснення не потрібен кисень. Однак, навіть коли кисень надлишок, дріжджові клітини віддають перевагу бродінню, ніж аеробному диханню, за умови наявності достатнього запасу цукру.
• Бродіння відбувається в травній системі людини та інших тварин.
• У рідкісному медичному стані, який називається синдромом кишкової ферментації або синдромом автопивоварні, бродіння в травному тракті людини призводить до отруєння через утворення етанолу.  
• Ферментація відбувається в м’язових клітинах людини. М’язи можуть витрачати АТФ швидше, ніж кисень. У цій ситуації АТФ виробляється шляхом гліколізу, який не використовує кисень.
• Хоча бродіння є поширеним шляхом, це не єдиний спосіб, який використовують організми для отримання енергії анаеробним шляхом. Деякі системи використовують сульфат як кінцевий акцептор електронів у ланцюзі транспортування електронів .

Додаткові посилання

• Хуей, YH (2004). Довідник із консервування та переробки овочів . Нью-Йорк: М. Деккер. стор. 180. ISBN 0-8247-4301-6.
• Кляйн, Дональд В.; Лансінг М.; Харлі, Джон (2006). Мікробіологія (6-е вид.). Нью-Йорк: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255678-0.
• Пурвес, Вільям К.; Садава, Девід Е.; Оріанс, Гордон Х.; Хеллер, Х. Крейг (2003). Життя, наука біологія (7-е вид.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. С. 139–140. ISBN 978-0-7167-9856-9.
• Стейнкраус, Кіт (2018). Довідник місцевих ферментованих продуктів (2-е вид.). CRC Press. ISBN 9781351442510.

1. Ахаван, Бобак, Луїс Остроскі-Зейхнер та Ерік Томас. « П’яний без пиття: випадок синдрому автопивоварні ». ACG Case Reports Journal , том. 6, № 9, 2019, стор. e00208, doi:10.14309/crj.0000000000000208