Zapraszamy do przeczytania kolejnego artykułu z cyklu: „Poznaj świat nauki o żywności”. Nasi naukowcy przybliżą nam zagadnienie kiszonek.  Temat nie tylko modny ale i  zdrowy. 

Kiszona kapusta i ogórki? – nie tylko!

Kto nie zna smaku kiszonej kapusty i kiszonych ogórków? Można śmiało stwierdzić, że ich smak jest nam powszechnie znany i bliski. Doceniamy także walory prozdrowotne tych produktów, które w porze jesienno-zimowej dostarczają nam porcji witamin. Zdrowotne właściwości kiszonej kapusty były dobrze znane już we wczesnych cywilizacjach. Hipokrates zalecał kiszoną kapustę przy nadwadze, a Rzymianie spożywali ją w celu zapobiegania infekcjom jelitowym. Ten niepozorny produkt odegrał także istotną rolę ratując tzw. „wiek żagli”, czyli okres mniej więcej od XVI do połowy XIX wieku (Peñas i in., 2017). Popularne wówczas handlowe i wojenne wyprawy morskie wiązały się z istotnym zagrożeniem zdrowia i życia żeglarzy z powodu szkorbutu. Idealnym lekiem okazała się kiszona kapusta, zawierająca może mniej witaminy C niż świeże owoce, ale znacznie bardziej od nich trwała.

Żywność fermentowana prawdopodobnie bardzo szybko pojawiła się wśród pierwszych pokarmów spożywanych przez ludzi. Fermentacja była nieuchronnym procesem dotyczącym pozostawionej bez zabezpieczenia lub niedostatecznie zabezpieczonej żywności. Prawdopodobnie w taki właśnie sposób człowiek poznał smak kwaśnego mleka, wina powstałego ze sfermentowanych owoców, czy też kiszonych warzyw, które prawdopodobnie uległy fermentacji w wyniku niedostatecznego ich zasolenia. Solenie warzyw było praktykowane przez tysiące lat, głównie w Azji, na Bliskim Wschodzie, ale także w Europie. Gdy stężenie soli było niewystarczające mogły wytworzyć się odpowiednie warunki dla bytowania i rozwoju bakterii kwasu mlekowego. Powstały w wyniku fermentacji kwas mlekowy wykazywał dodatkowe właściwości konserwujące, jednocześnie zmieniając w sposób istotny smak i zapach uzyskanych produktów (Hutkins, 2006). Ten nowy rodzaj żywności zyskał akceptację i dał początek doskonalonej przez wieki biologicznej metody utrwalania – fermentacji mlekowej.

Głównym czynnikiem decydującym o trwałości kiszonek jest kwas mlekowy. Kwaśne środowisko eliminuje wzrost bakterii proteolitycznych (gnilnych) oraz bakterii z grupy coli, przeważających liczebnie w pierwszej fazie fermentacji mlekowej. W czasie fermentacji powstaje także szereg innych związków, takich jak nadtlenek wodoru, bakteriocyny oraz niskocząsteczkowe produkty przemiany materii – reuteryna, diacetyl czy kwasy tłuszczowe, hamujących rozwój licznych bakterii, ale także drożdży i pleśni (Nasrollahzadeh i in., 2022). Dlatego prawidłowo ukiszone warzywa nie potrzebują dodatkowych czynników utrwalających, jak stosowane czasami substancje konserwujące (kwas sorbowy lub sorbinian potasu), ani procesu pasteryzacji. Wystarczy je przechowywać w warunkach chłodniczych z ograniczonym dostępem światła i cieszyć się ich walorami przez długie miesiące.

Rolą fermentacji mlekowej jest nie tylko przedłużanie trwałości poddanych temu procesowi surowców. Proces ten zmienia w sposób istotny walory organoleptyczne, nadając charakterystyczny i pożądany aromat i smak, a także zmieniając teksturę. Fermentacja wpływa na wartość odżywczą kiszonych surowców, redukując zawartość cukrów, obniżając tym samym kaloryczność, wzbogacając w szereg związków wykazujących aktywność biologiczną oraz zwiększając ich przyswajalność. Istotną rolą fermentacji jest także zdolność do usuwania toksyn i substancji antyodżywczych, np. poprzez redukcję glikozydów cyjanogennych w przetwórstwie manioku, czy rozkład fitynianów w produkcji pieczywa na zakwasie. Należy także podkreślić ekonomiczną stronę tej metody utrwalania i przetwarzania żywności. Technologia ta nie wymaga bowiem posiadania skomplikowanego parku maszynowego ani dużego nakładu energii (Rhee i in., 2011; Nasrollahzadeh i in., 2022; Iwuoha i in., 2013).

Obecnie najbardziej znane na świecie kiszone produkty roślinne to kiszona kapusta (w Korei Południowej kapusta pekińska poddawana jest fermentacji w celu uzyskania bardziej pikantnej wersji o nazwie kimchi), ogórki oraz oliwki (Steinkraus, 2002; Hutkins, 2006; Di Cagno i in., 2016). Jednak na mniejszą skalę w samej Europie fermentuje się łącznie około dwudziestu różnych gatunków warzyw, z czego najbardziej popularne, oczywiście poza ścisłą czołówką, to: buraki, rzodkiewki, kalafior, kalarepa, czosnek, papryka, pomidory czy marchew. Do kiszenia nadają się również owoce, głównie jabłka, gruszki i śliwki, a także owocniki grzybów jadalnych (Hutkins, 2006; Jabłońska-Ryś i in., 2019).

Grzyby w postaci kiszonej są dziś produktem znanym i cenionym głównie w krajach południowo-wschodniej Azji, gdzie procesy fermentacji są powszechnie używane w produkcji żywności, co pozwala zagospodarować odpady lub surowce niejadalne. W Japonii, w prefekturze Nagano, popularną przekąską są czerwone muchomory (Amanita muscaria), które po pokrojeniu i obgotowaniu są solone i poddawane fermentacji mlekowej. Prawdopodobnie w procesie technologicznym usuwanych zostaje większość substancji toksycznych i w postaci kiszonej grzyby te są bezpieczne do spożycia (Phipps i in., 2000). W Polsce i w innych krajach europejskich biologiczne utrwalanie owocników grzybów jadanych przy wykorzystaniu fermentacji mlekowej nie ma obecnie zastosowania na skalę przemysłową, choć w połowie ubiegłego wieku metoda ta była bardzo popularna. Umożliwiała bowiem w czasie urodzaju w szybki i tani sposób zagospodarować i zabezpieczyć nadmiar surowca (Mering, 1955). Jednak w niektórych regionach Europy istnieje nadal tradycja domowego kiszenia owocników grzybów. Naszym polskim przykładem są chociażby kiszone rydze z gminy Uście Gorlickie, wpisane na listę produktów tradycyjnych.

Pracownicy Zakładu Technologii Owoców, Warzyw i Grzybów od lat prowadzą badania związane z zastosowaniem procesu fermentacji mlekowej do biokonserwacji owocników grzybów jadalnych. Tematem badań jest ocena wpływu tej biologicznej metody utrwalania na wartość odżywczą, właściwości prozdrowotne i wybrane parametry fizyczne (barwa, tekstura) grzybów. Do tej pory kiszeniu poddawane były zarówno owocniki popularnych gatunków grzybów uprawnych – pieczarka dwuzarodnikowa biała i brązowa, boczniak ostrygowaty i twardnik japoński, jak też grzybów leśnych – borowik szlachetny, koźlarz babka, lejkowiec dęty, mleczaj rydz, opieńka miodowa, pieprznik jadalny i wiele innych.

Istotnym osiągnięciem jest uzyskanie izolatów bakterii mlekowych, pochodzących ze spontanicznej fermentacji mlekowej owocników pieczarki, które potencjalnie mogą być stosowane jako kultury startowe w kiszeniu grzybów oraz innych surowców (Skrzypczak i in., 2020). Część badań prowadzonych jest w ramach projektu „Systemy produkcji i pakowania żywności zapewniające zachowanie jej bioaktywnych składników ważnych w profilaktyce chorób cywilizacyjnych” realizowanego przez Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, finansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki, jako zadanie 5.2.: „Metody przetwarzania surowców pochodzenia grzybowego w celu uzyskania żywności wzbogaconej w substancje aktywne biologicznie”. W badania związane z tematyką fermentacji mlekowej włączają się także studenci kierunków technologia żywności i żywienie człowieka, gastronomia i sztuka kulinarna oraz dietetyka, którzy w ramach prac dyplomowych między innymi oceniają jakość kiszonych owoców, warzyw, ziół i grzybów. Oczywiście jednym z istotniejszych etapów badań jest ocena organoleptyczna uzyskanych kiszonek.

Produkty kiszone są ważnym elementem polskiej tradycji kulinarnej i dziś, gdy świadomi konsumenci poszukują żywności nisko przetworzonej, o dużym potencjale prozdrowotnym, powracają do łask. W sklepach ze „zdrową żywnością” bez problemu można nabyć szeroki asortyment kiszonek. Warto jednak poszerzyć swoją wiedzę w tym zakresie i samodzielnie przygotowywać kiszone specjały.

[Cykl „Poznaj świat nauki o żywności” to seria artykułów popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowców z Wydziału Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].

Literatura:

Di Cagno R., Filannino P., Gobbetti M. (2016). Vegetable and fruit fermentation by lactic acid bacteria. W: F. Mozzi, R. R. Raya, G. M. Vignolo (Ed.), Biotechnology of lactic acid bacteria: Novel applications, (s. 216–230). Chichester, United Kingdom: John Wiley & Sons, Ltd

Hutkins R. W. (2006). Microbiology and technology of fermented foods. Ames, IA: Blackwell Publishing

Iwuoha G. N., Ubeng G. G., Onwuachu U. I. (2013). Detoxification effect of fermentation on cyanide content of cassava tuber. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 17(4), 567-570.

Jabłońska‐Ryś E., Skrzypczak K., Sławińska A., Radzki W., Gustaw W. (2019). Lactic acid fermentation of edible mushrooms: Tradition, technology, current state of research: A review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 18(3), 655-669.

Mering, A. (1955). Przetwory grzybowe. Warszawa: Wydawnictwo Przemysłu Lekkiego i Spożywczego.

Nasrollahzadeh A., Mokhtari S., Khomeiri M., Saris P. E. (2022). Antifungal preservation of food by lactic acid bacteria. Foods, 11(3), 395.

Peñas E., Martinez-Villaluenga C., Frias J. (2017). Sauerkraut: production, composition, and health benefits. W: Fermented foods in health and disease prevention (s. 557-576). Academic Press.

Phipps A. G., Bennett B.C., Downum K. R. (2000). Japanese use of Beni-tengu-dake (Amanita muscaria) and the efficacy of traditional detoxification methods. Miami, FL: Florida International University.

Rhee S. J., Lee J. E., Lee C. H. (2011). Importance of lactic acid bacteria in Asian fermented foods. Microbial Cell Factories, 10(1), 1-13.

Skrzypczak K., Gustaw K., Jabłońska-Ryś E., Sławińska A., Gustaw W., Winiarczyk S. (2020). Spontaneously fermented fruiting bodies of Agaricus bisporus as a valuable source of new isolates of lactic acid bacteria with functional potential. Foods, 9(11), 1631.

Steinkraus K.H. (2002). Fermentations in world food processing. Comprehensive Revievs in Food Science and Food Safety, 1, 23–32.

Tekst: dr inż. Ewa Jabłońska-Ryś
Zakład Technologii Owoców, Warzyw i Grzybów
Katedra Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego i Gastronomii
Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii