Что образуется при квашении
Квашение
На Руси квашение считалось одним из самых любимых и популярных методов приготовления пищи. Регулярное употребление квашеных овощей делало этот народ особенно сильным и выносливым.
Квашение – это разновидность консервации овощей, ягод и фруктов, в ходе которой, под воздействием физико-химических факторов, образуется молочная кислота, являющаяся природным консервантом.
Квашению подвергаются яблоки и арбузы, огурцы и томаты, лук и чеснок, но главная роль в этом виде консервации принадлежит, бесспорно, капусте. Капусту обычно квасят зимой и ранней весной, а также поздней осенью с целью укрепления организма, и профилактики всевозможных сезонных заболеваний.
Это интересно:
Во время Великой Отечественной войны во многих русских семьях квашеная капуста на столе была самым главным блюдом. Наверное, именно это помогло русскому народу сохранить защитные силы организма и выжить в такое нелегкое время. Ели капусту на завтрак, обед и ужин. И хотя это блюдо казалось всем уже приевшимся, огромное количество витамина С, который содержится в квашеной капусте, защищал ослабленный войной и лишениями организм русского народа!
Общее описание метода
Для закваски овощей используется раствор, состоящий из 7-8 граммов поваренной соли, растворенных в 1 литре воды. Для квашения раньше всегда использовались бочки. Сегодня же люди чаще используют эмалированные кастрюли, а иногда и трехлитровые банки. Можно использовать и другие кастрюли, но специалисты рекомендуют застилать их двумя слоями полиэтилена, чтобы избежать контакта квашеных овощей с металлом.
После того, как выбор посуды сделан, можно приступать к предварительной подготовке овощей.
Овощи должны соответствовать следующим характеристикам:
Овощи очищают от несъедобных частей растений (ботвы, листьев, шелухи и поврежденных частей, в которых могут находиться патогенные микроорганизмы).
Если размер овоща такой, что не позволяет квасить его целиком – его измельчают (например, капусту).
Залитые рассолом овощи помещаются под гнет (трехлитровая банка, бутылка, наполненная водой). В процессе квашения, часть рассола может вытечь. Чтобы этого не допустить, желательно, ежедневно удалять скопившиеся газы путем прокалывания толщи овощей ножом или длинной вилкой.
Овощи ежедневно проверяются на степень готовности.
Второй метод квашения подойдет для овощей в измельченном виде. Такие овощи тщательно перетираются с солью, плотно наталкиваются в трехлитровые банки, или укладываются в эмалированную посуду. А сверху ставится гнет (например, трехлитровая банка с водой на большой тарелке). В среднем, через 3 – 4 дня квашения, овощи можно ставить в прохладное место. Квашеный продукт готов!
Полезные свойства пищи, приготовленной квашением
В результате квашения сахара, находящиеся в овощах, под воздействием молочнокислых бактерий, превращаются в молочную кислоту, которая подавляет развитие патогенной микрофлоры в организме.
Пищевая ценность квашеных овощей не имеет себе равных! Практически без изменений остается клетчатка. Уровень сахаров понижается, а вместо них образуются органические кислоты, которые оказывают благотворное воздействие на желудочно-кишечный тракт, повышают иммунитет и препятствуют различным инфекционным заболеваниям, что очень важно в осенне-зимний период.
Опасные свойства пищи, приготовленной квашением
Не рекомендуется употреблять квашеные овощи людям, у которых имеются такие заболевания, как язва желудка, гастрит, дивертикулит и прочие заболевания ЖКТ, связанные с повышенной кислотностью.
Всем остальным употреблять квашеные овощи не только можно, но и очень полезно!
Внимание! Информация носит ознакомительный характер и не предназначена для постановки диагноза и назначения лечения. Всегда консультируйтесь с профильным врачом!
Русский суперфуд: 6 научных фактов о пользе и вреде квашеной капусты
Вместе с гастроэнтерологом рассказываем о пользе и вреде квашеной капусты, а вместе с шеф-поваром объясняем, как правильно ее готовить.
Алена Поташева, гастроэнтеролог, диетолог, кандидат медицинских наук, ведущий специалист сети клиник «Семейная» ;
Квашеную капусту готовят методом ферментации, с помощью молочнокислого брожения. Бактерии, которые есть на самой капусте, а также в воздухе и на человеческих руках, начинают размножаться в ней, поглощая углеводы. Благодаря их активности срок хранения капусты увеличивается до нескольких месяцев, а ее вкус становится более кислым. Кроме того, бактерии насыщают блюдо органическими кислотами и другими полезными веществами. Примерно то же самое происходит при закваске йогурта.
Что нужно знать о квашеной капусте
Квашеная капуста — один из самых старых и распространенных способов ферментации овощей. Ее готовили еще древние римляне. Писатель Плиний Секунд, который жил в начале I века нашей эры, писал: «Капуста помогает кормящим матерям давать больше молока, помогает от мутности зрения, устраняет головные боли и, вероятно, действует как лекарство при отравлении алкоголем» [1]. Его наблюдения оказались верными.
Больше всего квашеная капуста популярна у народов Центральной и Восточной Европы — немцев, поляков, чехов, русских, прибалтов. В других странах она известна прежде всего под немецким названием sauerkraut.
Разные народы делают квашеную капусту по-своему. Немцы и северные славяне мелко шинкуют ее, а жители Балкан солят целиком в больших бочках. Поляки, прибалты и русские добавляют в капусту другие плоды, например, морковь или яблоки, а также ягоды клюквы. Немцы и австрийцы квасят ее с тмином и можжевельником.
В кулинарии у квашеной капусты есть множество применений: ее жарят, тушат или едят в сыром виде, добавляют в супы, пироги и мясные блюда. В национальной кухне каждой страны Восточной или Центральной Европы найдется уникальное блюдо с квашеной капустой. Вот самые популярные и интересные из них:
В Южной Азии и на Дальнем Востоке у квашеной капусты есть много дальних родственников. В Корее и Японии готовят кимчи — ферментированную китайскую капусту в остром рассоле. Непальцы запасают на зиму гундрук — квашеные листовые овощи. Бирманцы маринуют овощи, в том числе и капусту, в рисовом вине — это блюдо называется моньин тджин.
Питательная ценность и калорийность квашеной капусты
Квашеная капуста — это диетический продукт, богатый минералами и витаминами. В одной чашке (140 г) содержится:
Минералы и витамины (в процентах от дневной нормы):
Польза квашеной капусты
Квашеная капуста содержит в себе пробиотики, которые улучшают работу кишечника, а также витамины и минералы, повышающие иммунитет и укрепляющие кости. Исследования показывают, что квашеная капуста и другие продукты с пробиотиками могут положительно влиять на настроение человека и помогать в борьбе с депрессией.
Полезна для пищеварения
Квашеная капуста полезна для кишечника и улучшает общее состояние его микрофлоры. Бактерии, с помощью которых происходит ферментация капусты, называются пробиотиками. Такие же бактерии есть и в нашем кишечнике, и они играют роль первой линии защиты от токсинов, воспаления и вредных микроорганизмов [3]. Кроме того, как отмечает Алена Поташева, в квашеной капусте содержится много клетчатки, благодаря которой это соленье эффективно предотвращает запоры.
Хороший источник железа
Железо — важный элемент для нашего организма. Оно необходимо для производства крови и обмена веществ. Дефицит железа ухудшает иммунитет и приводит к упадку сил. Основную часть этого минерала мы получаем из мясной пищи. Он содержится и во многих растениях, но в таком виде усваивается гораздо хуже. Исследование европейских ученых показало, что бактерии, содержащиеся в квашеной капусте и других ферментированных овощах, улучшают усвоение железа, повышая его биодоступность [4].
Защищает нервную систему и улучшает настроение
В Австрии есть старинная поговорка: «Кислое делает радостным» — она означает, что квашеная капуста повышает аппетит и добавляет удовольствия любому приему пищи. Но недавние исследования вносят в эту поговорку новые смыслы. Пробиотики, содержащиеся в ферментированной пище, влияют на работу мозга и нервной системы, улучшая настроение и способствуя лечению депрессивных симптомов [5].
Недавнее исследование китайских ученых показало, что состояние микрофлоры кишечника влияет на риск развития болезни Альцгеймера, а пробиотики из ферментированной пищи способны снизить вероятность ее развития [6].
Точные механизмы работы этих эффектов слабо изучены. Ученые говорят о существовании «сигнальной системы», связывающей микробиоту кишечника с мозгом и действующей через иммунную, эндокринную системы, а также нейронные и метаболические пути. Но точный принцип ее работы неизвестен.
Укрепляет иммунитет
Сто лет назад несколько бочек с квашеной капустой всегда можно было найти на любом корабле. Моряки ели ее для того, чтобы избежать цинги, ведь в такой капусте много витамина C, который очень важен для иммунитета и многих органов нашего организма. Он участвует в выработке лейкоцитов, стимулирует регенерацию клеток и способствует образованию коллагена, необходимого для упругости кожи и многих других тканей. А пробиотики, согласно недавнему исследованию немецких врачей, усиливают полезные свойства [7].
Помогает сохранить крепкие кости
Комбинация витаминов и минералов, содержащихся в квашеной капусте, делают ее почти идеальным продуктом для поддержания здоровья костей. Витамин К регулирует производство белков, регулирующих их минерализацию. Марганец, калий, фосфор и магний делают кости более прочными.
Помогает от похмелья
«И сама капуста, и рассол от нее — это отличное средство от похмелья, — рассказывает гастроэнтеролог Алена Поташева. — Это связано с тем, что она содержит янтарную кислоту, помогающую обезвредить вредный ацетальдегид, и разные соли».
Вред квашеной капусты
Главная опасность квашеной капусты — высокое содержание соли, которая используется при приготовлении этого продукта. Избыток соли приводит к задержке воды в организме и отекам, повышает давление, увеличивает риск мочекаменной болезни и других заболеваний почек, инфарктов и инсультов.
Еще один недостаток этого продукта — большая концентрация гистамина. Именно это вещество выбрасывается в кровь при аллергии. Из-за этого квашеная капуста увеличивает риск реакций на другие продукты [8].
Наконец, важно помнить, что все полезно в меру. Исследования показывают, что квашеная капуста улучшает пищеварение, но только в том случае, если есть ее небольшими порциями. А в большом количестве она способна вызвать диарею.
Как приготовить квашеную капусту: советы шеф-повара
Заквасить капусту очень просто. Для самого простого рецепта понадобятся лишь капуста и соль.
Сперва стоит проверить капусту на свежесть — нет ли на ней повреждений или признаков гниения. Соль должна составлять примерно 2–2,5% от массы капусты, то есть на 10 кг вам понадобится 200–250 г. Очистите кочан от внешних листьев, а затем мелко нарубите или нашинкуйте его с помощью специальной терки. Можно добавить моркови, но немного — 10–15% от массы капусты.
Перемешайте капусту с солью и как следует отожмите ее руками, чтобы она дала сок, — так она заквасится скорее и равномернее. Положите эту массу в чистую банку или другую тару. Сверху можно установить гнет. Капуста должна кваситься 3–4 дня при комнатной температуре или чуть выше. Несколько раз в день ее нужно протыкать ножом, чтобы выпустить углекислый газ, иначе она будет горчить.
Алена Солодовиченко, шеф-повара ресторана «Гранд-кафе Dr.Живаго»
Комментарий эксперта
Алена Поташева, гастроэнтеролог, диетолог, кандидат медицинских наук, ведущий специалист сети клиник «Семейная»
Чем может быть вредна квашеная капуста, особенно в больших количествах?
При всех полезных свойствах квашеной капусты не каждый сможет ее хорошо переварить. Поэтому начинать есть капусту лучше с небольшого количества. Она может вызвать избыточное газообразование в кишечнике, приводящее к вздутию живота и метеоризму.
Кому не стоит есть квашеную капусту?
Пациентам с воспалительными заболеваниями кишечника надо быть особенно осторожными с квашеной капустой — она может спровоцировать обострение.
Скорее всего, ее будет сложно есть пациентам с гастритом или дуоденитом и тем более с часто встречающейся сейчас язвенной болезнью — ведь клетчатка капусты довольно грубая. Если при квашении в капусту добавляют сахар (а такие рецепты есть), то ею не стоит увлекаться пациентам с инсулинорезистентностью и сахарным диабетом. Если же в ней слишком много соли, то проблемы могут возникнуть у пациентов с заболеваниями сердца.
Если квашеная капуста «перекиснет», ей можно отравиться?
«Перекисание» капусты — это нарушение правил ее приготовления или хранение. В такой капусте могут «вырасти» не только полезные бактерии. Если в ней появилась плесень, рассол стал мутным или запах — неприятным, то такую капусту есть, разумеется, не стоит. Просто «перекисшая» капуста скорее просто невкусная, чем вредная, поэтому ее зачастую подвергают термической обработке (тушат или добавляют в щи).
О закваске капусты с научной точки зрения
Один из популярных способов закваски капусты подразумевает использование эмалированного ведра, деревянного круга, булыжника и таза для стока рассола. А начинается все с того, что капуста шинкуется комбайном, затем засыпается соль, ни в коем случае не йодированная, иначе капуста получится совсем нехрустящей. Наконец, туда же добавляется натертая морковь и прочие ингредиенты — клюква, яблоки и т.д. Такая капуста будет храниться до весны и не портиться. Это значит, что в ней не заведутся микроорганизмы, которые превратят ценные вещества во всякую гадость.
Лучший способ избавиться от плохих бактерий — завести хороших.
В отечественной пищевой литературе можно прочесть, что за этот процесс отвечают специальные штаммы молочнокислых бактерий Lactobacillus и дрожжей.
При промышленной заготовке чистые культуры этих штаммов специально замешивают в капусту. В интернете попадаются рецепты самостоятельного приготовления закваски для капусты, но они вызывают много вопросов. А особенно большое количество дрожжей: все же их фирменная реакция — превращение сахара в спирт и углекислый газ — не совсем то, что требуется в данном случае.
Вообще-то если капуста росла не в космической оранжерее, а в открытом грунте, то на ней всегда бывают ее собственные бактерии и дрожжевые грибки. Как показал многовековой опыт, для квашения они вполне пригодны.
Состав этого микробного коллектива сильно варьируется, и наверняка нашу кислую капусту производят совсем другие штаммы, нежели немецкую.
Да и с видами полной ясности нет. В середине ХХ века считалось, что в хорошей кислокапустной экосистеме лидируют четыре вида бактерий. Потом появилась наука метагеномика, исследующая генетический материал сразу всех микроскопических обитателей конкретного образца, и испортила стройную картину, найдя в капусте множество ранее не выявлявшихся видов.
Если вернуться к биологической составляющей процесса, то можно вспомнить, что посоленная капуста под гнетом щедро испускает сок, который и является питательной средой для бактерий. За этот богатый сахарами сок разгорается бурная межвидовая борьба с подавлением соперников и выживанием сильнейших.
Сперва размножаются торопливые виды, превращающие сахар во множество продуктов: молочную и уксусную кислоту, этанол, СО2.
Образуются также эфиры, придающие капусте пикантный запах. Углекислый газ, понятное дело, вспенивает сок — он может даже потечь через край, и на этом этапе ведро-«биореактор» лучше поставить в таз.
Можно время от времени протыкать капусту деревянной палкой, давая выход газу. А вот перемешивать не надо: правильным бактериям нужны анаэробные (бескислородные) условия.
Постепенно среда их обитания закисляется так, что выжить в ней становится под силу не каждому. Остаются самые стойкие, в первую очередь представители рода лактобацилл, а среди реакций доминирует превращение глюкозы в молочную кислоту, то есть сладкой свежей капусты в кислую. Это продолжается, пока запасы сахаров не иссякают, а кислота не подавляет жизнедеятельность всех микроорганизмов, в том числе и вредных.
Чем теплее, тем быстрее протекает процесс. Идеалом считается 20 °C, при более низких температурах брожение затягивается, при более высоких вредные бактерии могут взять верх над полезными. Поэтому лучше поставить капусту рядом с балконом.
А когда процесс завершится, можно и на балкон вынести, если, конечно, за бортом не минус тридцать.
Молочная кислота, как и вообще все кислоты, вызывает коррозию металлов, поэтому готовить и хранить капусту надо в деревянной, эмалированной или стеклянной посуде. По этой же причине на капусту и рассол не следует налегать тем, кто страдает гастритом или язвой желудка. Главное полезное свойство квашеной капусты, унаследованное от капусты свежей, — высокое содержание витамина С, а также других витаминов и антиоксидантов. В самый раз для зимы.
Данный текст опубликован в «Газете.Ru» в рамках информационного партнерства с журналом «Кот Шредингера».
Физика и химия процесса квашения овощей
В практике переработки овощей и технической литературе употребляют термины «соление» и «квашение» овощей. Солят огурцы, томаты, арбузы, а капусту и свеклу квасят.
Такое деление этих сходных по сущности консервирования видов переработки имеет свое историческое обоснование. В прошлом капусту и огурцы квасили без применения соли. Затем огурцы стали сохранять, заливая их раствором соли. Позднее применять соль стали и при квашении капусты. Еще до сих пор кое-где на Украине сохранился обычай квасить рубленую капусту без соли.
В настоящее время между квашением и солением как методами консервирования принципиальной разницы нет, так как в том и в другом случае консервантами являются молочная кислота и соль.
В процессе консервирования овощей при помощи молочнокислого брожения коллоиды клеточной ткани под действием соли и кислоты частично разрушаются или необратимо коагулируют, сильно набухая. Это приводит к утрате клеткой жизненных функций, вследствие чего в ней прекращаются все биохимические процессы гидролитического и окислительного характера, свойственные живой ткани. Под влиянием кислоты и соли прекращается или тормозится также жизнедеятельность большинства микроорганизмов (гнилостных бактерий и многих плесеней), действие которых в обычных условиях приводит к гибели овощей.
Возбудителями молочнокислого брожения являются различные виды молочнокислых бактерий, среди которых главное место занимают В. cucumeris fermentati и его газообразующие вариететы, В. brassicae fermentati, В. acidi lactici. По данным Я. Я. Никитинского и Б. С. Алеева, кроме этих бактерий, в квашеных овощах встречаются также В. beyerincki, В. cuntheri v. inactiva, В. ventricocus, В. listeri, В. brassicae acidae, В. leichmanni, В. hayducki, В. opacus и некоторые другие. Все эти виды молочнокислых бактерий различаются по силе кислотообразования и условиям развития. Одни из них выделяют газы, другие превращают сахар в молочную кислоту без образования газов. Некоторые бактерии вырабатывают ароматические вещества (сложные эфиры). Встречающаяся иногда в огурцах длинная палочка В. abderhaldi вызывает ослизнение рассола, делает его тягучим.
Овощи солят и квасят, используя в основном самопроизвольное брожение, т. е. брожение, возбудителем которого является вся эпифитная микрофлора овощей. Следовательно, в процессе брожения принимают участие не только молочнокислые бактерии, но и ряд других микробов — дрожжи, маслянокислые и уксуснокислые бактерии, бактерии группы coli aerogenes и пр.
Обсемененность свежих огурцов молочнокислыми бактериями составляет всего 3—6%, а свежей капусты — от 5 до 20% общего количества микробов. Значительное место в эпифитной микрофлоре занимают гнилостные бактерии и бактерии группы coli aerogenes. Обсеменение овощей микрофлорой значительно возрастает при их хранении.
Вследствие большого разнообразия эпифитной микрофлоры процесс самопроизвольного брожения принимает весьма сложный характер, так как при этом образуются продукты жизнедеятельности всех участвующих в брожении микробов. Если все же при солении и квашении овощей преобладает молочнокислое брожение, то это является результатом воздействия человека на его направленность, результатом избирательной способности самих бактерий и изменения рН среды вследствие образования молочной кислоты.
Молочнокислые бактерии находят в овощах необходимые для их развития питательные вещества: белки и небелковые азотистые соединения, минеральные соли — калиевые, кальциевые, магниевые, фосфорные и пр. Легко сбраживаемые сахара овощей используются молочнокислыми бактериями в качестве источника энергии. Многие виды молочнокислых бактерий успешно развиваются в самых разнообразных температурных условиях, вплоть до 1—2° выше нуля. Это недоступно целому ряду других микробов, которые сопутствуют молочнокислым бактериям при брожении. Если это учесть, то становится понятным преимущественное развитие молочнокислых бактерий при солении и квашении овощей. Развитию молочнокислых бактерий способствует также торможение роста конкурирующей микрофлоры путем воздействия на нее различных химических и физических факторов.
Но самым существенным фактором, который задерживает развитие всех других микробиологических процессов, является образование молочной кислоты — продукта жизнедеятельности молочнокислых бактерий.
Кислотообразующая способность отдельных видов молочнокислых бактерий различна. В. cucumeris fermentati, доминирующей в солении огурцов, — 0,88%, В. brassiсае fermentati — основного вида бактерий при квашении капусты — 1,46%, В. delbrucki — 1,7%.
Оптимум развития большинства видов молочнокислых бактерий находится в пределах от 34 до 40° выше нуля. Но соление и квашение овощей никогда не проводят при оптимальных температурах развития молочнокислых бактерий потому, что при таких высоких температурах брожения интенсивно развиваются маслянокислые бактерии и различные потребители молочной кислоты, снижающие ее концентрацию (дрожжи типа torula, mycoderma, oidium lactis, penicillium, aspergillus и др). Вследствие развития этой нежелательной микрофлоры при повышенных температурах к концу брожения обычно накапливается молочной кислоты меньше, чем при низких температурах. Так, при ферментации огурцов в неохлаждаемых складах с температурой около 12—20° накапливалось кислоты максимум 0,95%, а в ледниках — 1,18%. При ферментации квашеной капусты при 21° — 1,46%, а при 2,5° — 1,59%.
Хотя при солении овощей (огурцов, томатов, арбузов) и квашении капусты к концу ферментации при низких температурах молочной кислоты накапливается больше, чем при высоких, все же квашение капусты более эффективно проходит при температуре 18—24°, а соление огурцов, томатов и арбузов — при 1—5°. Это объясняется тем, что участвующие при самопроизвольном брожении молочнокислые бактерии принадлежат преимущественно к видам газообразующих. С повышением температуры брожения оно протекает интенсивнее и, следовательно, образуется больше газов. Бурное выделение газов при солении огурцов, томатов и арбузов приводит к разрыхлению их мякоти, внутренним ее разрывам и образованию пустот. Поэтому при солении овощей молочнокислую ферментацию необходимо вести замедленными темпами, избегая значительного газообразования, что достигается проведением ферментации при низких температурах. Исключение составляет лишь первоначальный период брожения при солении огурцов и томатов, или так называемая выдержка на ферментационной площадке. Эту выдержку необходимо проводить при 25—30° до накопления 0,25—0,35% молочной кислоты. Продолжается она от 24 до 48 час. и задачей ее является ускорение развития молочнокислых бактерий.
При квашении капусты бурное выделение газов не ухудшает ее качества. А так как квашение проводят в открытых чанах, то брожение должно быть ускорено, чтобы предупредить образование плесеней на поверхности капусты. Выделяющийся из капусты углекислый газ препятствует развитию поверхностной микрофлоры, подавляя ее жизнедеятельность. Однако по окончании ферментации усиленное выделение углекислого газа прекращается и создаются благоприятные условия для развития потребителей молочной кислоты. Чтобы предупредить развитие этой нежелательной микрофлоры, заквашенную капусту хранят при низких температурах (от –2 до 0°).
Проведение ферментации при солении плодовых овощей и квашении капусты в разных температурных условиях составляет основное различие этих одинаковых по существу видов консервирования.
ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ОВОЩАХ В ПРОЦЕССЕ КВАШЕНИЯ
С самого начала квашения в овощах начинаются процессы, изменяющие их физические свойства и химический состав. Основные изменения сырья происходят под влиянием сбраживания сахаров молочнокислыми бактериями, являющимися факультативными анаэробами. Этот процесс (дыхание), как правило, происходит в них без участия кислорода.
Однако процесс превращения сахаров в молочную кислоту, как показывают многие исследования, весьма сложен и проходит ряд фаз с образованием разнообразных промежуточных продуктов. Схема молочнокислого брожения представлена ниже.
Схема молочнокислого брожения
Как следует из этой схемы, видную катализирующую роль в превращениях сахара играет фосфорная кислота, а молочная кислота является лишь конечным продуктом сложной цепи превращений: гексозодифосфат— триозофосфат — фосфорно-глицериновая кислота — пировиноградная кислота — молочная кислота.
Заслуживает внимания то, что процесс превращения сахаров в спирт в большей своей части аналогичен процессу превращения их в молочную кислоту. Спиртовое брожение проходит по схеме (см. ниже): глюкоза + фосфорная кислота — гексозодифосфат, превращающийся в триозофосфат, с выделением из последнего глицерино-фосфата и фосфорно-глицериновой кислоты, которая Затем превращается в пировиноградную кислоту с восстановлением фосфорной. Схемы молочнокислого и спиртового брожения тождественны до образования пировиноградной кислоты. Но дальше при молочнокислом брожении происходит восстановление пировиноградной кислоты в молочную, а при спиртовом — пировиноградная кислота распадается на ацетальдегид и углекислоту. Затем ацетальдегид восстанавливается в этиловый спирт.
Схема спиртового брожения
Видимо, этой общностью большей части превращений следует объяснить постоянное наличие спирта при молочнокислом брожении овощей. Появление спирта вызывается не только наличием дрожжей в бродящей массе, но и образованием его некоторыми видами молочнокислых бактерий. Отмечается способность к образованию спирта у В. brassicae fermentati (бактерии квашения капусты), которые в благоприятных условиях, (в сусле с мелом) могут довести его содержание до 2,4 объемного процента. В наших опытах мы наблюдали образование спирта в квашеной капусте даже при низких температурах квашения — 2—5°, при которых деятельность дрожжей почти прекращается. При этом спирт накапливался в пределах 0,2—0,3%. При более высоких температурах в капусте накапливается до 0,7% спирта.
В превращениях сахаров активную роль играют и бактерии coli aerogenes. Брожение сахаров, вызываемое этими бактериями, сопровождается выделением углекислоты, водорода, а иногда и метана.
Иногда же при брожении, вызываемом этими бактериями, образуются янтарная, пропионовая и муравьиная кислоты. Таким образом, участие В. coli в брожении сахаров приводит к накоплению большого количества продуктов, наличие которых нежелательно в квашеных овощах. Этого нельзя сказать о спирте, наличие которого в небольших количествах (до 0,7%) в квашеной капусте приводит к образованию сложных эфиров, придающих ей характерный аромат и повышающих ее вкусовые достоинства.
В известных условиях в превращении сахаров принимают участие и маслянокислые бактерии, которые в качестве источников энергии используют, кроме сахаров, соли органических кислот, крахмал, пектиновые вещества, глицерин и др.
В зависимости от состава питательной среды и условий брожения маслянокислые бактерии выделяют в качестве продуктов обмена масляную кислоту, углекислый газ, водород, а в некоторых случаях этиловый и бутиловый спирты, уксусную и муравьиную кислоты, ацетон и др.
В результате брожения сахаров и под влиянием внесенной соли происходят изменения химического состава овощей и их физических свойств. Взамен сбраживаемого сахара в овощах появляются молочная кислота, спирт и другие продукты. Уменьшается содержание азотистых веществ, часть которых затрачивается на развитие микрофлоры. Коллоиды овощей под влиянием кислот набухают, что вызывает изменение структуры плодовой мякоти и ее консистенции. Объем одних овощей (огурцы, капуста) уменьшается, других (свекла) — увеличивается. Удельный вес овощей, как правило, увеличивается, так как утраченный ими сахар, азотистые и минеральные вещества с излишком компенсируются введенной солью и образовавшимися продуктами брожения — кислотой, спиртом и пр. Кроме того, значительная часть воздуха в плодовой ткани замещается рассолом. Изменяется объем и абсолютный вес овощей, резко меняются их вкусовые м ароматические достоинства, как следствие изменения химического состава под влиянием брожения и введенных специй.
В результате всех этих изменений при квашении вырабатываются совершенно новые продукты как по химическому составу, так и по физическим свойствам и вкусовым особенностям, зачастую лишь по внешнему виду напоминающие свежие овощи.
РОЛЬ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ В ОБРАЗОВАНИИ КОНЕЧНЫХ ПРОДУКТОВ БРОЖЕНИЯ
Несмотря на большое разнообразие микрофлоры при самопроизвольном квашении овощей, правильным ведением процесса квашения удается обеспечить преобладание молочнокислого брожения и в большей или меньшей степени подавить все остальные побочные процессы. Достигается это воздействием на бродящую массу некоторых химических и физических факторов, к которым, прежде всего, необходимо отнести наличие соли, образующуюся при брожении молочную кислоту, эфирные масла и фитонциды специй, употребляемых при квашении, температуру квашения и газовую среду, в которой проходит брожение. К этим же факторам следует отнести и предварительную мойку овощей.
При мойке овощей значительная часть эпифитной микрофлоры смывается. Опытами установлено, что хорошо проведенной мойкой овощей удается смыть с них до 90% первоначального состава микроорганизмов. А это имеет существенное значение, особенно в первый период брожения, до накопления в овощах достаточного количества молочной кислоты.
Соль при правильной ее дозировке оказывает положительное воздействие на процесс квашения овощей, помогая затормозить развитие нежелательной микрофлоры и обеспечить развитие молочнокислых бактерий. 2% соли значительно ослабляют развитие бактерий типа coli и маслянокислых, а 3—6% задерживают развитие этих же бактерий. Отношение к соли молочнокислых бактерий несколько иное.
Из этих опытов следует, что 3%-ная концентрация соли оказывает весьма незначительное влияние на кислотообразование, уменьшая накопление кислоты на 10-й день всего на 12,8% по сравнению с суслом без соли. Но уже 5%-ный раствор соли снижает накопление кислоты на одну треть. Следовательно, устанавливая концентрацию соли в заквашиваемых овощах в 2—3%, можно задержать развитие бактерий группы coli и маслянокислых, не оказывая существенного влияния на развитие молочнокислых бактерий.
Такую дозировку соли (2—3%) применяют при квашении капусты и солении огурцов. Если в таре помещается 60% огурцов и 40% рассола, то, заливая огурцы 6—8%-ным раствором соли, достигают ее среднего содержания в готовом продукте от 2,4 до 3,2%.
Для того чтобы несколько задержать кислотообразование, можно повысить концентрацию соли.
Влияние образующейся при квашении овощей молочной кислоты очень эффективно при подавлении различных побочных процессов. Так, с подкислением среды, которое происходит в первые же часы квашения, прекращаются все гнилостные процессы, так как гнилостные бактерии требуют для своего развития рН среды, равной 7 и выше. Кроме того, накопление кислоты до 0,45% подавляет развитие дрожжей torula и некоторых других нежелательных микроорганизмов. Способность молочнокислых бактерий к кислотообразованию в значительной мере обеспечивает их борьбу с разнообразной микрофлорой, не обладающей этим свойством. Однако следует иметь в виду, что наличие молочной кислоты в заквашиваемых продуктах не оказывает влияния на развитие спиртовых и пленчатых дрожжей, микодермы и различных плесеней, которые хорошо развиваются в кислой среде. На эту группу организмов оказывает влияние температура среды.
Влияние температуры очень существенно. По данным микробиологов, которые подтверждаются многолетней практикой соления и квашения овощей, развитие различных плесеней (тусо-derma, torula, oidium lactis, penicillium, aspergillus и пр.), а также маслянокислых бактерий подавляется низкими температурами. Известно также, что температурный минимум развития бактерий группы соli находится около 4°, дрожжей — 3—5° и уксуснокислых бактерий — 4—5°.
Но температура около 0—3° не подавляет жизнедеятельности молочнокислых бактерий, а лишь замедляет процесс кислотообразования. Несмотря на то, что ферментация в ледниках затягивается до 50—60 дней, многочисленными опытами и многолетней практикой соления огурцов установлено, что именно при этих условиях накапливается в огурцах наибольшее количество молочной кислоты. На нежинских заводах Укрторгплодоовощтреста при ледниковой ферментации огурцов содержание кислоты в них иногда достигает 1,2%, тогда как в неохлаждаемых складах такой концентрации достичь не удается.
Эффект кислотообразования при низких температурах ферментации состоит в подавлении, во-первых, всей нежелательной микрофлоры, использующей для брожения сахар, в том числе дрожжей, маслянокислых бактерий и бактерий группы coli, и, во-вторых, в подавлении жизнедеятельности различных плесеней — потребителей кислоты.
Поэтому нельзя согласиться, что для предохранения соленых огурцов от развития в них потребителей молочной кислоты огурцы следует перенести в помещение с сильно пониженной температурой, как только будет достигнут максимум кислотности при повышенных температурах брожения. Максимум кислотности может быть достигнут только при условии проведения главного периода брожения в низких температурах.
Побочное брожение безусловно подавляется и применением при посоле различных пряных растений, эфирные масла и фитонциды которых губительно действуют на многие микроорганизмы. Б. П. Токин на основании своих исследований и исследований других авторов пришел к заключению, что чеснок, хрен и красный перец обладают сильными бактерицидными свойствами. В то же время, бактерии молочнокислого брожения оказались устойчивыми против фитонцидов чеснока. Судя же по практике соления овощей, применение при консервировании специй не только не оказывает губительного влияния на молочно-кислые бактерии, но, повидимому, улучшает условия развития этих бактерий, устраняя с их пути конкурентов.
К числу факторов, регулирующих процесс квашения, необходимо отнести также и состав газовой среды. Молочнокислые бактерии, являясь факультативными анаэробами, не нуждаются в кислороде, а при развитии некоторых из них (бактерия Дельбрука) приток воздуха даже препятствует образованию кислоты. В то же время развитие спиртовых дрожжей в присутствии кислорода происходит энергичнее, чем без него. Пленчатые дрожжи, частые спутники всякого брожения, очень требовательны к кислороду, поэтому они развиваются преимущественно на поверхности бродящей массы. Уксуснокислые бактерии, микодерма и многие плесени являются чистыми аэробами и без доступа кислорода воздуха не развиваются. Этим в значительной мере объясняется факт предохранения от развития плесеней и уксусного скисания соленых овощей в закрытых бочках, полностью залитых рассолом. Если чаны открыты и не полностью залиты рассолом, то на поверхности квашеной капусты и других соленых овощей наблюдается дружное развитие плесеней.
Углекислый газ в количествах, образующихся при брожении не оказывает на молочнокислые бактерии отрицательного влияния.
Учитывая требовательность к кислороду многих видов сопутствующей молочнокислому брожению микрофлоры, соление и квашение овощей следует вести с максимальным ограничением притока кислорода, чтобы не допустить развития нежелательной микрофлоры.
При наиболее полном использовании всего комплекса рассмотренных нами физических и химических факторов можно и при самопроизвольном квашении обеспечить сравнительную чистоту молочнокислого брожения и получить готовые продукты высокого качества.
В некоторых случаях, желая придать молочнокислому брожению большую направленность и чистоту, овощи заквашивают чистыми культурами: В. cucumeris fermentati (для огурцов), В. brassicae fermentati (для капусты) и др.
Об эффективности применения чистых культур молочнокислых бактерий имеются разные мнения.
С одной стороны общее направление микробиологических процессов при квашении огурцов и капусты чистыми культурами и обычным способом по сути одинаково. Отличие заключается лишь в скорости прохождения основных процессов — при квашении чистыми культурами быстрее накапливается молочная кислота.
С другой стороны, применение чистых культур при квашении овощей не только ускоряет кислотообразование, но придает молочнокислому брожению большую направленность и чистоту и способствует повышению качества квашеных овощей.
Отсутствие единого мнения у исследователей этого вопроса объясняется разными условиями экспериментирования. Результаты исследований зависят от многих факторов: степени обсемененности эпифитной микрофлорой сырья, условий ферментации овощей с применением чистых культур и без них, хозяйственно-ботанических сортов сырья и прочих, которые у разных авторов были различными. Не останавливаясь на разборе отдельных исследований, мы все же должны отметить единодушное мнение о том, что применение чистых культур при квашении овощей ускоряет процесс кислотообразования. Это настолько существенно, что делает желательным применение чистых культур, как одного из регулятивных факторов. Особенно желательно применение чистой культуры негазообразующего вида В. cucumeris fermentati при солении плодовых овощей (например, арбузов). Это имеет наибольшее значение при проведении ферментации в неохлаждаемых помещениях. При самопроизвольном брожении развиваются газообразующие вариететы В. cucumeris fermentati и другие газообразующие виды молочнокислых бактерий. Под давлением образующихся газов, что зависит от интенсивности брожения, плодовая мякоть разрыхляется, образуются пустоты, а иногда (в арбузах) происходит почти полное разрушение мякоти. Таким образом, применение чистых культур негазообразующих бактерий будет способствовать сохранению структуры плодовой ткани консервируемых овощей и, следовательно, повышению их качества.
Результаты применения чистых культур при квашении капусты несколько иные. При квашении капусты применяют чистую культуру газообразующего вида В. brassica fermentati в смеси с чистой культурой дрожжей. Ввиду некоторых особенностей квашения капусты образование газов, скопляющихся на поверхности капусты в дошниках, при ее ферментации очень желательно.
Применение чистых культур при квашении капусты улучшает ее вкусовые качества. Если квашение производится поздней осенью при низких температурах, то применение чистых культур ускоряет процесс кислотообразования. Качество квашеной капусты в случае окончания ее ферментации при оптимальных температурах (21—24°) улучшается, если применяются чистые культуры и если готовый продукт хранится при низких температурах. Если же капуста хранится в неохлаждаемых помещениях, то эффект повышения качества, достигнутый при ферментации, утрачивается при хранении, и применение чистых культур, в конечном итоге, не дает положительных результатов.