Fermentation in der Lebensmittelverarbeitung - Fermentation in food processing
In der Lebensmittelverarbeitung ist Fermentation die Umwandlung von Kohlenhydraten in Alkohol oder organische Säuren unter Verwendung von Mikroorganismen – Hefen oder Bakterien – unter anaeroben (sauerstofffreien) Bedingungen. Die Fermentation impliziert normalerweise, dass die Wirkung von Mikroorganismen erwünscht ist. Die Wissenschaft der Fermentation ist als Zymologie oder Zymurgie bekannt.
Der Begriff "Fermentation" bezieht sich manchmal speziell auf die chemische Umwandlung von Zucker in Ethanol , wodurch alkoholische Getränke wie Wein , Bier und Apfelwein hergestellt werden . Ähnliche Prozesse laufen jedoch beim Treiben von Brot (CO 2 durch Hefeaktivität erzeugt) und bei der Konservierung von sauren Lebensmitteln mit der Produktion von Milchsäure ab , wie beispielsweise in Sauerkraut und Joghurt .
Andere weit verbreitete fermentierte Lebensmittel sind Essig , Oliven und Käse . Lokalisiertere Nahrungsmittel, die durch Fermentation hergestellt werden, können auch auf Bohnen, Getreide, Gemüse, Obst, Honig, Milchprodukten und Fisch basieren.
Geschichte und Vorgeschichte
Die natürliche Gärung geht der Menschheitsgeschichte voraus. Seit der Antike hat der Mensch den Fermentationsprozess ausgenutzt. Der früheste archäologische Beweis für die Gärung sind 13.000 Jahre alte Rückstände eines Bieres mit der Konsistenz von Brei, die in einer Höhle in der Nähe von Haifa in Israel gefunden wurden. Ein weiteres frühes alkoholisches Getränk, hergestellt aus Obst, Reis und Honig, Datteln von 7000 bis 6600 vor Christus, in dem neolithischen chinesischen Dorf Jiahu und Weinbereitung stammt aus ca. 6000 v. Chr., in Georgien , im Kaukasus . Siebentausend Jahre alte Krüge mit Weinresten, die heute an der University of Pennsylvania ausgestellt sind, wurden im Zagros-Gebirge im Iran ausgegraben . Es gibt starke Beweise dafür, dass die Menschen in Babylon ca. 3000 v. Chr., altes Ägypten ca. 3150 v. Chr., vorspanisches Mexiko Ca. 2000 v. Chr. und Sudan ca. 1500 v. Chr.
Der französische Chemiker Louis Pasteur begründete die Zymologie , als er 1856 die Hefe mit der Gärung verband. Bei der Untersuchung der Gärung von Zucker zu Alkohol durch Hefe kam Pasteur zu dem Schluss, dass die Gärung durch eine Lebenskraft, die „ Fermente “ genannt wird, innerhalb der Hefezellen katalysiert wird . Es wurde angenommen, dass die "Fermente" nur in lebenden Organismen funktionieren. "Alkoholische Gärung ist ein Akt, der mit dem Leben und der Organisation der Hefezellen korreliert, nicht mit dem Tod oder der Verwesung der Zellen", schrieb er.
Dennoch war bekannt, dass Hefeextrakte auch ohne lebende Hefezellen Zucker vergären können. Während dieses Prozesses im Jahr 1897 das Studium der deutsche Chemiker und zymologist Eduard Buchner der Humboldt - Universität zu Berlin , Deutschland , wurde gefunden , dass Zucker auch fermentiert , wenn es in der Mischung keine lebenden Hefezellen waren, durch einen Enzymkomplex abgesondert von Hefe , dass er es nannte zymase . 1907 erhielt er für seine Forschung und Entdeckung der „zellfreien Fermentation“ den Nobelpreis für Chemie .
Ein Jahr zuvor, im Jahr 1906, führten Studien zur Ethanolfermentation zur frühen Entdeckung von NAD + .
Verwendet
Lebensmittelfermentation ist die Umwandlung von Zuckern und anderen Kohlenhydraten in Alkohol oder organische Säuren und Kohlendioxid als Konservierungsmittel . Alle drei Produkte haben menschliche Anwendungen gefunden. Die Alkoholproduktion wird genutzt, wenn Fruchtsäfte zu Wein verarbeitet werden , Getreide zu Bier verarbeitet wird , stärkereiche Lebensmittel wie Kartoffeln fermentiert und anschließend zu Spirituosen wie Gin und Wodka destilliert werden . Die Produktion von Kohlendioxid wird verwendet, um Brot zu säuern . Die Produktion organischer Säuren wird genutzt, um Gemüse und Milchprodukte zu konservieren und zu aromatisieren.
Die Fermentation von Nahrungsmitteln dient fünf Hauptzwecken: die Ernährung durch die Entwicklung einer Vielfalt von Geschmacksrichtungen, Aromen und Texturen in Nahrungsmittelsubstraten zu bereichern; um beträchtliche Mengen von Lebensmitteln durch Milchsäure , Alkohol , Essigsäure und alkalische Gärungen zu konservieren ; zur Anreicherung von Nahrungssubstraten mit Protein, essentiellen Aminosäuren und Vitaminen; Antinährstoffe zu eliminieren ; und die Kochzeit und den damit verbundenen Brennstoffverbrauch zu reduzieren.
Fermentierte Lebensmittel nach Region
- Weltweit: Alkohol ( Bier , Wein ), Essig , Oliven , Joghurt , Brot , Käse
-
Asien
- Osten und Südostasien : amazake , Atchara , belacan , burong mangga , com Ruou , Doenjang , Douchi , lambanog , Kimchi , Kombucha , leppet-so , zu , Miso , nata de coco , Natto , oncom , Prahok , Ruou Nisse , Sake , soju , Sojasoße , stinkenden Tofu , Band , Tempeh , Tsa Tsai
- Zentralasien : Kumis , Kefir , Shubat
- Südasien : Achar , Appam , Dosa , Dhokla , Dahi ( Joghurt ), Idli , Mixed Pickle , Ngari , Sinki , Tongba , Paneer
- Afrika : garri , Injera , laxoox , mageu , ogi , ogiri , IRU
- Amerika : Chicha , Schokolade , Vanille , Hot Sauce , Tibicos , Pulque , Muktuk , Kiviak , Parakari
- Mittlerer Osten : Torshi , Boza
- Europa : Sauerteigbrot , Holunderwein , Kombucha , Beizen , Rakfisk , Sauerkraut , Gurken , Surströmming , Met , Salami , sucuk , Schinken , kultivierte Milchproduktewie Quark , Kefir , Filmjölk , Creme fraiche , Smetana , skyr , rakı , Tupí .
- Ozeanien : Poi , Kaanga Pirau
Fermentierte Lebensmittel nach Typ
Bohnen
Cheonggukjang , Doenjang , fermentierten Tofu , Miso , Natto , Sojasauce , stinkenden Tofu , Tempeh , oncom, Sojabohnenpaste, Beijing Mungobohnenmilch, Kinama, IRU
Getreide
Amazake , Bier , Brot , choujiu , gamju , Injera , Kwas , makgeolli , murri , ogi , Rejuvelac , Sake , Sikhye , Sauerteig , sowans , Reiswein , Malt Whisky , Grain Whisky , idli , Dosa , Bangla (Getränk) Wodka , boza und Chicha , unter anderem.
Gemüse
Kimchi , Mixed Pickle , Sauerkraut , Indian Pickle , Gundruk , Tursu
Frucht
Wein , Essig , Apfelwein , Birnenwein , Brandy , Atchara , Nata de Coco , Burong Manga , Asinan , Beizen , Vişinată , Schokolade , Rakı , Aragh Sagi , Chacha (Brandy)
Schatz
Molkerei
Einige Arten von Käse auch, Kefir , kumis (Stutenmilch), Shubat (Kamelmilch), Milchkulturprodukte wie Quark , Filmjölk , Creme fraiche , Smetana , skyr und Joghurt
Fisch
Bagoong , Faseekh , Fischsauce , Garum , Hákarl , Jeotgal , Rakfisk , Garnelenpaste , Surströmming , Shidal
Fleisch
Chorizo , Salami , sucuk , Pepperoni , NEM Chua, som MOO , saucisson , Rohwurst
Tee
Pu-Erh-Tee , Kombucha , Lahpet , Goishicha
Risiken
Die Sterilisation ist ein wichtiger Faktor bei der Fermentation von Lebensmitteln. Wenn keine Mikroben vollständig aus Geräten und Lagerbehältern entfernt werden, kann dies zur Vermehrung von Schadorganismen im Ferment führen, was möglicherweise das Risiko von durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten wie Botulismus erhöht. Die Bildung von unangenehmen Gerüchen und Verfärbungen können Anzeichen dafür sein, dass schädliche Bakterien in das Lebensmittel eingebracht wurden.
Alaska hat seit 1985 einen stetigen Anstieg von Botulismus- Fällen erlebt . Es gibt mehr Botulismus-Fälle als in jedem anderen Bundesstaat der Vereinigten Staaten von Amerika. Dies wird durch die traditionelle Eskimo- Praxis verursacht, die tierische Produkte wie ganze Fische, Fischköpfe, Walross , Seelöwen und Walflossen , Biberschwänze , Robbenöl und Vögel über einen längeren Zeitraum fermentieren lässt, bevor sie verzehrt werden. Das Risiko wird verschärft, wenn statt der altmodischen, traditionellen Methode, eines mit Gras ausgekleideten Lochs, hierfür ein Plastikbehälter verwendet wird, da die Bakterien Clostridium botulinum unter den anaeroben Bedingungen gedeihen, die durch die luftdichte Einschließung in Plastik entstehen.
Die Weltgesundheitsorganisation hat eingelegte Lebensmittel aufgrund epidemiologischer Studien als möglicherweise krebserregend eingestuft . Andere Untersuchungen ergaben, dass fermentierte Lebensmittel ein krebserregendes Nebenprodukt, Ethylcarbamat (Urethan), enthalten . "Eine 2009 durchgeführte Überprüfung bestehender Studien in ganz Asien ergab, dass der regelmäßige Verzehr von eingelegtem Gemüse das Risiko einer Person für Plattenepithelkarzinome des Ösophagus ungefähr verdoppelt ."
Siehe auch
- Bletting – Erweichungsprozess, den bestimmte fleischige Früchte über die Reifung hinaus durchlaufen
- Maisbrand – Eine pilzartige Pflanzenkrankheit an Mais und Teosint
- Fermentation – Anaerobe enzymatische Umwandlung organischer Verbindungen
- Gärung bei der Weinherstellung – Weinherstellungsprozess
- Gärschleuse
- Lebensmittelmikrobiologie
- Industrielle Fermentation
- Industrielle Mikrobiologie
- Milchsäurebakterien – Ordnung der Bakterien
- Milchsäuregärung
- Hefe in der Weinherstellung
- Beizen
- Brining
- Aushärtung (Lebensmittelkonservierung)
- Rauchen (Kochen)