Представьте, что вы человек древности. У вас нет ни холодильника, ни технологии консервации или пастеризации. Вы наверняка хотите сохранить какую-то пищу, например, у вас был отличный урожай овощей или охота выдалась уж очень успешной. Вам нужно завялить или засолить еду, либо же уповать на силу таинственных заквасок и грибков. С их помощью удается не только сберечь продукты, но и создать новые, с другими вкусоароматическими свойствами.
Вероятно, процесс ферментации возник в эпоху неолита и изрядно поспособствовал росту популяции нашего биологического вида, поскольку существенно повысил уровень пищевой безопасности.
В процессе ферментации накапливаются вещества с антимикробной активностью. Например, молочная кислота в кисломолочных продуктах и этанол в продуктах спиртового брожения (в неолите-то и было вероятно изобретено пиво!). Оказывается, что бактериальные и грибковые культуры, которые ответственны за ферментацию продуктов, способны составить конкуренцию зловредным микроорганизмам в желудочно-кишечном тракте. Нетрудно представить, какое чувство уважения к закваскам и бабкультурам испытывали древние люди!
Так что ферментация продуктов совершенно точно началась еще в древности с целью сначала сохранить продукты, а затем и получить более вкусные и необычные блюда. С развитием науки стало известно, что этот процесс происходит благодаря деятельности микроорганизмов, которые превращают сахара и крахмалы в кислоты, спирты и другие вещества.
Ученые, состоящие в Международной научной ассоциации по пробиотикам и пребиотикам (ISAPP), называют ферментированными продуктами те продукты, которые были получены в результате желаемого роста микроорганизмов и ферментативных превращений пищевых компонентов. Процесс ферментации может происходить естественным образом, когда продукты хранятся в определенных условиях и оно само ферментируется (так мы обычно делаем при ферментации в домашних условиях). Или же искусственным, когда микроорганизмы добавляются в продукт специально. Такая «рукотворная» ферментация позволяет контролировать процесс и получать продукты со стандартными свойствами.
В настоящее время применение основных «мастеров» ферментации – бактерий, дрожжей и грибков – позволяет получать не только традиционные продукты, но и совершенно новые – готовый пищевой продукт с определенными заданными свойствами. Функциональные свойства готовых пищевых продуктов могут быть обусловлены или наличием живых клеток микроорганизмов, или наличием различных продуктов метаболизма.
Исходя из определения ISAPP, в процессе ферментации основную роль играют именно микроорганизмы, а не отдельные ферменты. Но откуда же берутся эти микроорганизмы в продуктах? Оказывается, часто они живут на поверхности сырья. Так, например происходит с исконно русским продуктом – квашеной капустой.
Ее рецепт очень прост: в классическом исполнении мелко нарубленную капусту щедро посыпают солью и сахаром и оставляют под прессом на несколько дней. В некоторых рецептах для поддержания бактериальной флоры добавляют ржаную муку или кусочек черного хлеба.
Главные «игроки» в процессе квашения капусты – это молочнокислые бактерии семейств Aerococcaceae, Carnobacteriaceae, Enterococcaceae, Lactobacillaceae, Leuconostocaceae и Streptococcaceae. Их объединяет способность производить из глюкозы молочную кислоту, то есть осуществлять процесс молочнокислого брожения.
С химической и микробиологической точки зрения процесс квашения капусты достаточно сложен и сопровождается сменой «поколений» бактерий (где в большинстве своем преобладают молочнокислые бактерии). Не вдаваясь в глубины микробиологии, скажем только, что на первом этапе преобладают бактерии, которые кроме молочной кислоты продуцируют уксусную кислоту и углекислый газ. Благодаря быстрому накоплению уксусной кислоты блокируется рост и размножение патогенных микроорганизмов. На втором этапе изменяется пропорция численности разных бактерий, углекислый газ перестает вырабатываться, зато накапливаются этанол и манит.
Весь процесс продолжается, пока не закончится весь сахар в капусте. Или пока уровень кислотности не достигнет значения примерно 3,5, что соответствует достаточно кислой среде. В таких условиях рост и развитие молочнокислых бактерий останавливается. Капуста готова!
С точки зрения пользы квашеная капуста – настоящий суперфуд. Во-первых, она богата витаминами и минералами, такими как витамин С, кальций и магний. Более того, квашеная капуста содержит пробиотики – те самые полезные бактерии, которые могут улучшить работу ЖКТ. И наконец, квашеная капуста является хорошим источником клетчатки и позволяет разнообразить рацион при невысокой калорийности.
В Корее есть близкий к нашей квашеной капусте продукт – кимчи, которое готовится из пекинской капусты с острыми специями. Исторически кимчи готовили в огромных чанах на сотни кочанов капусты. Чаны вкапывали в землю и выжидали от одного до трех месяцев. Кимчи – национальная гордость Кореи. Сейчас годовой объем производства кимчи превышает 2 миллиона тонн в год! Кимчи считается одним из самых популярных блюд в Корее и эталоном корейской кухни. Сегодня существует множество разновидностей этого блюда, и некоторые из них могут содержать морепродукты, мясо или грибы.
Для получения качественного кимчи необходимо ферментировать капусту без доступа воздуха. Ключевые бактерии, ответственные за производство этого блюда, не переносят кислород, то есть являются анаэробами.
На первой стадии нарезанную китайскую капусту смачивают и засыпают солью, что приводит к разрушению растительных клеток и вытеканию сока примерно за 6 часов. После этого капуста промывается, чтобы избавиться от избытка соли. А потом засыпается свежая порция соли, сахара и острых специй.
В процессе ферментации кимчи задействованы десятки, а то и сотни отдельных штаммов микроорганизмов, но ключевые – примерно те же, что и в процессе квашения нашей родной капусты. В первую очередь это Lactobacillus plantarum, которые живут на поверхности пекинской капусты. Для лучшей ферментации кимчи следует уложить в плотно закрытый контейнер, благодаря этому туда не попадет воздух, который так губителен для микроорганизмов, участвующих в процессе.
Корейцы убеждены в том, что кимчи исключительно полезное блюдо. Так и есть, кимчи действительно богато витаминами и другими низкомолекулярными веществами – продуктами работы бактерий. А кроме этого острый перец в составе кимчи стимулирует выработку желудочного сока, что способствует пищеварению.
Растительное сырье используют не только для производства пищи, но и для производства напитков, и здесь для ферментации настоящее раздолье. Можно ферментировать сначала сырье, а потом изготавливать напиток, можно ферментировать уже в жидкой среде.
Среди ферментированных напитков и хорошо знакомые нам чай и квас, и, казалось бы, экзотическая комбуча (которая на самом деле знакома многим из нас как чайный гриб).
Привычный нам черный чай – это лишь одна из разновидностей напитка из огромной чайной вселенной. Однако вся она начинается с листьев растения камелии китайской. Камелия китайская была обнаружена исследователями в Китае (на острове Хайнань) и в Индии, в штате Ассам. Вот они, две великие чайные державы. Сейчас разнообразие сортов чая поражает воображение. Здесь и темпераментный плотный пуэр, и легкий дарджилинг, и классический зеленый чай. Как из одного растения удалось получить такой ассортимент вкусов и оттенков?
У нас для вас есть два ответа. Первый – климатические отличия между регионами произрастания чая. Как вина из одного сорта винограда, выращенного в разных терруарах[8], будут отличаться по вкусу, так и чайные листья, выращенные в прохладных горах и жарких долинах, тоже будут разными по вкусу.
Второй ответ кроется, конечно, в ферментации чайного сырья. Но в отличие от ранее рассмотренных примеров, когда за ферментацию отвечали микроорганизмы с поверхности растительного сырья, в чае ферментация происходит за счет собственных ферментов. Когда лист сминается или растирается, разрушаются клетки растения и высвобождаются ферменты – оксидазы. Они окисляют полифенолы чая – катехины, сложные органические молекулы с мощной антиоксидантной активностью. Это приводит к образованию совершенно новых веществ – теафлавинов и теарубигинов. Они отвечают за дополнительные особенности вкуса и аромата ферментированного чая. Так получаются новые сорта – из листьев одного растения.
В зависимости от интенсивности ферментации можно получать улуны – слабоферментированные чаи или привычный для нас черный чай. Улун – это чай, который находится между зеленым и черным чаем по степени ферментации.
Листья чая окисляются в течение нескольких часов, но не полностью, после чего они сушатся и упаковываются. В целом, чем дольше длится процесс ферментации, тем более темным и насыщенным получается чай.
Исключением в чайном мире является чай пуэр. Для его производства задействуют плесневелые грибки Aspergillus acidus. Технология чаще всего подразумевает длительную ферментацию зеленого чая – так получается классический шэн пуэр, хотя на сегодняшний день есть и ускоренная технология, по которой получают «скороспелый» чай шу пуэр. Ферментация пуэра может длиться несколько лет!
В любом случае в процессе ферментации теафлавины и теарубигины продолжают трансформироваться, и в пуэре накапливается вещество теаброунин, а также липополисахариды и ряд других соединений – все они обеспечат исключительный необычный вкус чая и его многогранное действие на организм. Пуэр очень бодрит, способствует пищеварению, обладает антиоксидантным действием.
Как мы уже сказали, особенность чая пуэр заключается в том, что он подвергается процессу ферментации, который длится несколько лет. В результате этого чай приобретает свой особый вкус и аромат. Более того, есть пуэр с добавлением фруктов или ягод, а также пуэр с различными специями.
По всей средней полосе России произрастает скромное растение с нарядными цветами фиолетового цвета – иван-чай узколистный из семейства Кипрейных. Особенно любит иван-чай уральские и алтайские просторы, а вот к сытым почвам Черноземья не привык. Его настой, получивший название «копорский чай», долгое время заменял небогатому населению Российской империи чай китайский, который был буквально в сто раз дороже. Копорским чай назвали по имени небольшого селения Копорье недалеко от Санкт-Петербурга, где чай начали заготавливать для коммерческой реализации.
Сохранилось описание технологии изготовления копорского чая. Это цитата из книги крупного экономиста XIX века Андрея Павловича Субботина (1852–1906) «Чай и чайная торговля»:
«Настоящий сбор производится в начале осени, когда иван-чай совершенно отцветет и листья его начнут желтеть и сохнуть. Период сбора продолжается 4–6 недель; […] дома, в укромном месте – на чердаке, на гумне или в сарае [листья] расстилаются и сушатся. […] Высушенные листья кладут в кадку и обваривают кипятком; для того чтобы они лучше обварились, бросают туда докрасна раскаленные камни. Когда лист достаточно проварится и разопреет, его перекладывают в корыто и перетирают с черноземом или болотной землею, после чего сушат в жарко натопленной русской печи. Чернозем или болотную землю примешивают потому, что от содержащихся в них кислот чай делается бурым; кроме того, от примеси чернозема листья лучше скручиваются и перетираются. Высушенный в печи чай предварительно просевают на грохоте или решете, чтобы удалить золу и излишнюю землю. После этого чай опять перетирают руками до тех пор, пока он по измельченности не будет походить на китайский»[9].
Отчего же крупные экономисты интересовались крестьянским аналогом элитного китайского напитка? Все дело в том, что хитрые заготовители иван-чая могли сбывать доверчивым покупателям свой продукт под видом настоящего чая, по сути, предлагая фальсификат.
Сегодня мы понимаем, что иван-чай представляет собой достаточно интересный продукт. Помимо приятного вкуса настой абсолютно не содержит кофеин. Развитие производства напитков из отечественного растительного сырья – интересная задача не только для биотехнологов и специалистов пищевого производства, но и для представителей бизнес-среды. Еще один знаменитый напиток, получаемый с помощью ферментации, это конечно квас! Квас – это поистине русский напиток, который изготавливается из хлеба или других продуктов, содержащих крахмал. Надеемся, что по мере прочтения книги уважаемый читатель уже «раскусил» идею: крахмал – отличная пища для микроорганизмов, которые извлекают из него глюкозу, а взамен дарят получаемому ферментированному продукту новые вкусы и ароматы.
Один из самых популярных видов кваса – это хлебный квас. Он изготавливается из ржаного хлеба, который замачивают в воде, а затем добавляют дрожжи и сахар. Такой квас имеет темный цвет и насыщенный вкус.
Еще один вид кваса – фруктовый. Для его приготовления используются различные фрукты и ягоды, которые измельчают и добавляют в воду вместе с дрожжами и сахаром.
Также существует квас на основе меда, который называется медовухой. Медовуха изготавливается из меда, воды и дрожжей. Она имеет сладкий вкус и может содержать различные добавки: специи или травы.
Существует даже квас на основе овощей, например на основе свеклы или моркови.
Но давайте рассмотрим технологию производства самого традиционного хлебного кваса. Она представляет собой результат двух видов брожения, спиртового и молочнокислого, так называемого сусла. А откуда берется сусло?
Сначала смешивают муку и солод с водой, делая так называемый затор. Долгое выдерживание затора в умеренно жаркой печи способствует частичному гидролизу крахмала до олигосахаридов за счет собственных ферментов у злаков. После этого частично ферментированный затор разбавляют водой и вносят дрожжи, преимущественно Saccharomyces cerevisiae, ответственные за основной процесс спиртового брожения. В то же время за молочнокислое брожение отвечают лактобактерии Lactobacillus casei и Leuconostoc mesentericus. Интересно, что при недобросовестном отношении к очистке чанов, в которых идет брожение, может «запуститься» и третий тип брожения – маслянокислый, и его продукты уже опасны для здоровья человека.
Дальним родственником кваса может считаться напиток комбуча, знакомый старшему поколению под названием «чайный гриб». Вероятно, культура приготовления этого напитка зародилась в северном Китае, но также известны древние образцы из России и Германии, а также из Японии, Индии, Кореи, Индонезии. С научной точки зрения комбуча – это тоже продукт действия симбиоза дрожжей и бактерий, для которого в иностранной литературе устоялось название SCOBY – Symbiotic culture of bacteria and yeast.
Технология приготовления комбучи достаточно простая – в кипящей воде растворяют сахар, а затем вводят чайные листья или даже чайные пакетики, в среднем на 5 минут. В охлажденный до 20 °C сладкий чай вводят ту самую SCOBY и небольшую порцию (обычно одну пятую от общего объема) готовой комбучи. Последняя помогает повысить кислотность среды (то есть понизить значение pH), что предохраняет итоговый продукт от развития патогенных Clostridium perfringens, Bacillus cereus, и Clostridium botulinum. Ферментация идет в среднем 1–2 недели.
В отличие от кваса, в котором параллельно протекают процессы спиртового и молочнокислого брожения, в комбуче молочнокислые бактерии встречаются крайне редко, а спиртового брожения нет вовсе. Зато есть бактерии Acetobacteraceae – уксуснокислые бактерии, а иногда даже встречаются плесневые грибки. Описано не менее 17 родов уксуснокислых бактерий, задействованных в ферментации комбучи. Самой «типичной» для чайного гриба бактерией является Komagataeibacter xylinus. Примечательна она своей способностью производить бактериальную целлюлозу и используется в других ферментированных продуктах, например филиппинском десерте «Ната де коко»[10].
Что касается дрожжей, то до сих пор не выделены те самые особые дрожжи, связанные именно с комбучей. В SCOBY представлены разнообразные виды из класса сахаромицетов Saccharomyces, а также Zygosaccharomyces и Dekkera.
Бабушкин «чайный гриб» из девяностых ворвался в списки модных функциональных напитков.
Пока на европейской территории экспериментировали с ферментацией мясных и молочных продуктов, на Востоке большое внимание уделяли продуктам из сои. Вероятно, соя – это бобовое с самой «подмоченной» репутацией. Сами по себе бобы сои ни в чем не виноваты, более того, они – прекрасный источник белка, который легко усваивается организмом. Соя содержит ненасыщенные жиры, витамины группы B, витамин E, кальций, фосфор, магний, железо и цинк. Это буквально кладезь питательных веществ в достаточно недорогом продукте. Вот эта доступность сои и сыграла не на руку.
После того как соевым белком стали замещать животные белки в недорогих мясных продуктах, к сое сформировалось скептическое отношение – мол, дешевый заменитель. Более того, именно для сои получено множество генно-инженерных сортов с измененными свойствами. Учитывая недоверие людей к ГМО, соя была, казалось бы, обречена на коммерческий провал, если бы не одно но.
Во многих азиатских кухнях, например китайской, японской, корейской и вьетнамской, соя издревле была надежным источником белка. В Китае люди выращивали сою как минимум тысячу лет назад (по оценкам некоторых ученых, возможно, даже 3–4 тысячи лет назад). На сегодняшний день сою выращивают на всех континентах, кроме Антарктиды. Хотя, шутки ради, вспомним про исследовательское судно «Соя», которое под флагом Японии ходило к Антарктиде шесть раз. Была ли на борту ледокола в тех экспедициях соя – доподлинно узнать трудно, но, учитывая пристрастие японцев к соевому соусу, – почему бы и нет?
Крупнейшим производителем сои в 2020 году, кстати, стала вовсе не азиатская страна, а Бразилия, вырастившая почти 122 миллиона тонн бобов! Зачем же так много? Из сои пищевая промышленность научилась производить множество продуктов: от всемирно известного соевого соуса и тофу до весьма специфической пасты натто.
Начнем, пожалуй, с любимца широкой публики – соевого соуса. В России по данным компании ACG темпы производства соевого соуса постоянно растут. В 2021 году в России было произведено 136 миллионов банок соевого соуса! Секрет успеха кроется в ярком вкусе.
Еще в 1908 году он был включен в список основных вкусов наравне со сладким, горьким, кислым и соленым под названием умами.
Спустя более столетия мы понимаем, что вкус умами обусловлен глутаминовой кислотой и ее солями – глутаматами. Помните главный улучшитель вкуса в девяностые годы – глутамат натрия? Так вот, он был призван создавать тот самый вкус умами, вкус пищи, богатой белком. Помимо этого за вкус умами отвечают гуанилат натрия (в составе мы обычно видим эту добавку под номером E627) и инозинат натрия (E631). Кроме мяса и соевого соуса этот вкус присущ, например, спелым помидорам и даже грецким орехам. Сегодня умами – это один из пяти основных вкусов, но каждый человек может ощущать вкус умами по-разному, в зависимости от своего индивидуального восприятия.
Интерес к умами возрос в последние годы. Многие люди стали обращать внимание на свое здоровье и выбирать продукты с более натуральными вкусами. Вкус умами может быть достигнут с помощью различных продуктов, включая морепродукты, мясо, овощи и фрукты, что вполне соответствует рекомендованному ВОЗ рациону.
Соевый соус может придать вкус умами практически любому продукту, и конечно, это связано с особенностями ферментации соевых бобов.
Технология производства соевого соуса подразумевает ферментацию бобов под действием плесневых грибков Aspergillus oryzae. На первый взгляд, несимпатичная черная плесень издревле помогала жителям Восточной Азии производить различные продукты из растительного сырья.
В рецептуре классического соевого соуса присутствуют только соевые бобы, соль и вода. Измельченная соя смешивалась с солью, заливалась водой и отправлялась на ферментацию в кувшинах на как минимум полгода. Появлялся неприятный запах гниения белковых продуктов, но после длительной ферментации исходное сырье расщеплялось практически до свободных аминокислот. Высвобожденная в их числе глутаминовая кислота и ее соли как раз обеспечивали желанный вкус умами.
На сегодняшний день для ускорения ферментации при приготовлении добавляют обжаренную измельченную пшеницу, а соевые бобы дополнительно обрабатывают паром. К четырехкомпонентной смеси (соя, пшеница, вода, соль) добавляют культуру «кодзи» – Aspergillus oryzae, и через три дня предшественник соевого соуса – сеюкодзи – готов. Его смешивают с подсоленным раствором и подвергают длительной ферментации в течение нескольких месяцев. Кроме Aspergillus oryzae в процессе ферментации задействованы бактерии Pediococcus soyae, дрожжи Saccharomyces rouxii и дрожжи рода Torulopsis. Дальше продукт пастеризуют, чтобы остановить все биохимические процессы, фильтруют и отстаивают – так получают классический соевый соус.
Дальним родственником соевого соуса можно считать мисо-пасту. Это традиционный японский продукт, получаемый путем ферментации соевых бобов, риса и других ингредиентов. У мисо-пасты густая консистенция, ярко выраженный вкус и множество полезных свойств.
Ее готовят путем ферментации пасты из отварных соевых бобов. Вероятно, это один из самых долгоферментируемых продуктов – в среднем нужно 3 года работы того же «кодзи» Aspergillus oryzae, но в составе смеси кроме соевых бобов могут быть еще рис или ячмень.
Существует несколько видов мисо-пасты, которые отличаются друг от друга ингредиентами и степенью ферментации. Наиболее популярными являются белая, красная и черная мисо-пасты. Белая мисо-паста содержит меньше всего кислоты и имеет мягкий вкус. Красная – обладает более выраженным вкусом и ароматом, а черная является самой кислой и острой. Мисо-пасты используются в японской кухне для приготовления различных блюд: супов, салатов, тушеных блюд и маринадов. Они помогают обогатить вкус обычных продуктов и разнообразить блюда.
Другой продукт, получаемый из соевых бобов, распространен в первую очередь на японском рынке. Это паста натто, получаемая из ферментированных бобов.
По легенде, название натто происходит от фразы «Бобы для генерала». В XI веке рядом с городом Мито в префектуре Ибараки с войском стоял генерал Минамото-но Ёсииэ. Отварными соевыми бобами солдаты кормили своих лошадей, но однажды, отражая внезапную атаку неприятеля, спрятали «корм» в солому.
Через несколько дней бобы покрылись слизью и узнаваемыми «нитями» и приобрели яркий вкус! Новым продуктом угостили генерала, который, согласно легенде, остался доволен. Аналогичный продукт есть и в Непале, и в Бутане, и на севере Индии – кинема. Она отличается лишь небольшими нюансами процесса производства.
В чем же секрет ферментации натто? В отличие от соевого соуса, в котором трудятся плесневелые грибки, для производства натто используется бактерия – сенная палочка. Это непатогенная бактерия, которая встречается повсеместно, выделяется из сена при кипячении настоя.
Сенная палочка (Bacillus subtilis) – настоящий друг человека, используется и в защите растений от фитопатогенов (есть даже коммерческие препараты, доступные каждому дачнику!). Она также нужна при производстве антибиотиков и для наработки ценных ферментов.
Bacillus subtilis также используется для очистки сточных вод, способна разлагать поллютанты, такие как нефть, пластик и пестициды, что делает ее полезной для борьбы с загрязнением окружающей среды.
И конечно, Bacillus subtilis легко справляется с соевыми бобами. На сегодняшний день натто изготавливают из мелких бобов с высоким содержанием сахара. Размокшие и пропаренные бобы (по сути, просто отваренные) обрабатывают препаратом сенной палочки и оставляют бродить до 20 часов в маленьких контейнерах в тепле и влажности. Еще 8 часов в прохладном сухом месте – и продукт готов!
Но что японцу хорошо, то русскому – экзотический продукт. В следующем разделе мы сполна погрузимся в мир молочнокислого брожения, ведь на арене – любимые в нашей стране кефир, йогурт и творог.
С молочнокислым брожением человек познакомился очень давно, вероятно, одновременно с развитием скотоводства, когда у древних людей в избытке появилось молоко, которое хотелось преобразовать в продукты более длительного хранения. Например, йогурт был впервые произведен на Балканах не меньше 5000 лет назад. Люди заметили, что если оставить молоко в тепле на некоторое время, то оно начинает густеть и приобретает кислый вкус. Они поняли, что это стоит использовать для приготовления нового продукта, который можно употреблять в пищу и у которого достаточно большой срок хранения.
Сегодня понятно, что молочнокислое брожение представляет собой анаэробный процесс разложения сахаров ферментами молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты и других продуктов. В зависимости от вида бактерий, производящих этот процесс, конечные продукты могут быть разными. Различают:
• Гомоферментативное молочнокислое брожение, при котором молочный сахар образует только молочную кислоту.
• Гетероферментативное, при котором кроме молочной кислоты образуются и другие вещества, отвечающие за индивидуальный вкус продукта, например спирты (слабоалкогольные кисломолочные напитки так и получают!).
Главных игроков гомоферментативного молочнокислого брожения всего четыре. Это Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, знаменитая болгарская палочка Lactobacterium bulgaricum, Lactobacterium acidophilum (последняя связана с производством ацидофильных продуктов). Еще есть так называемая огуречная палочка, но она, как мы понимаем, встречается в рассолах огурцов.
Интересным примером симбиоза бактерий в молочнокислых продуктах является кефирный гриб. В нем существуют и молочнокислые стрептококки (Streptococcus lactis), и болгарская палочка, и кефирные дрожжи (Saccharomyces kefirii). На данный момент кефир – это единственный биотехнологический пищевой продукт, который производят в больших объемах на закваске (кефирном грибе). Если вводить в молоко не гриб, а микроорганизмы по отдельности, то есть без симбиоза, вкус кефира будет в лучшем случае просто «не такой», но чаще всего полученный продукт и вовсе не будет похож на кефир.
Кефир нельзя отнести к исконно русским напиткам, он пришел в среднюю полосу России только в XIX веке. Родом культура приготовления кефира из Осетии, где и был, вероятно, получен первый кефирный гриб.
Из коровьего молока на Кавказе придумали получать кефир, а на степных просторах кочевые народы освоили приготовление кумыса – кисломолочного напитка из кобыльего молока. Культура приготовления кумыса очень древняя и насчитывает не менее 5 тысяч лет. В Центральной Азии и Монголии были найдены образцы посуды, в которой хранили кумыс.
Примерно за пять столетий до Рождества Христова Геродот писал об особенном напитке древних скифов – «молочном вине» из кобыльего молока.
В традиционной культуре свежее молоко наливали в бурдюк из натуральной кожи, в котором оставалось немного кумыса. Так происходила передача закваски – «бродило», которое получали из смеси разваренного пшена, солода, кислого молока.
Бурдюки прикрепляли к седлам, что обеспечивало длительное перемешивание и взбалтывание. Сейчас же на производстве кумыс перемешивают с помощью механических устройств.
Из интересных особенностей кумыса – его терапевтическая ценность. Еще Авиценна писал о применении кумыса для лечения мочекаменной болезни, а до изобретения противотуберкулезных антибиотиков кумыс назначали чахоточным больным. Великий русский врач С.П. Боткин рекомендовал кумыс как один из лучших продуктов для помощи больным с легочной формой туберкулеза.
Сейчас известно, что в состав кумысной закваски входят молочнокислые палочки, в небольшом количестве стрептококки и молочные дрожжи. Эта закваска очень жизнестойкая – народы Средней Азии сохраняют ее годами, оставляя с осени промытый и высушенный осадок кумыса. Этот осадок весной, в новый «кумысный сезон», проявляет высокую активность и запускает процесс ферментации.
Одним из древнейших молочных продуктов, получаемых с помощью ферментации, является йогурт. Молоко сначала термически обрабатывают, а затем вносят йогуртовую закваску на основе бактерий: Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus. Вместе они отвечают за кислинку йогурта и за вязкую текстуру за счет синтеза внеклеточных полимеров, а болгарская палочка продуцирует ацетальдегид, ответственный за узнаваемый вкус.
Знаменитый, «эталонный» продукт ферментации – это, конечно, сыр.
По древней легенде, сыр получили случайно, перевозя свежее молоко во фляге из части коровьего желудка – сычуга.
Действительно, в сычуге, особенно у новорожденных телят и козлят, очень активен специальный фермент – химозин, который долгое время носил название реннин или сычужный фермент. С химической точки зрения химозин разрезает пополам (то есть является эндопротеазой) полипептидную цепочку казеина. Внешнее проявление работы сычужного фермента – сворачивание молока, или коагуляция. В результате этого процесса образуется сгусток, который затем нарезается на кусочки.
Сыры, которые производятся с использованием сычужного фермента, имеют более плотную текстуру и более насыщенный вкус, чем те, которые производятся без него. Но это лишь первый этап производства всего разнообразия сортов сыра, а их не менее 900! Дальше в дело вступают разнообразные микроорганизмы.
Красивой иллюстрацией работы микроорганизмов в сыроделии являются, конечно, сыры с благородной плесенью. За их яркий вкус и необычную текстуру отвечают микроскопические грибки. Рассмотрим пару самых известных примеров – сыры бри и рокфор.
Сыр бри известен нежной белой корочкой и сливочной внутренней частью. Для изготовления сыра бри используют коровье молоко и сычужный фермент – вполне стандартная технология. Единственное отличие заключается в отсутствии стадии прессования, чтобы сохранить текстуру сырного сгустка на первом этапе. Спустя несколько дней после формирования сырной головки начинается главный этап – заселение поверхности спорами благородных плесневых грибов – культурой Penicillium candidum или Penicillium camemberti. Именно они ответственны за образование тонкой белой корочки на поверхности, появление характерного изысканного аромата и слегка пикантного вкуса. На эту работу плесневелым грибкам требуется от одного до трех месяцев! Часто именно с бри начинается увлечение благородными сырами – его вкус более нежный и сливочный по сравнению с такими «мастодонтами», как рокфор.
Не зря рокфор во Франции называют «сыром королей и пап» и защищают специальными законодательными директивами. С его «открытием» связана романтичная легенда.
Юный пастух собрался было пообедать хлебом и овечьим творогом, как вдруг увидел прекрасную девушку. Чтобы не упустить ее из виду, юноша припрятал свой обед в пещере в Комбалу.
Спустя несколько дней он вернулся и обнаружил, что и без того яркий аромат овечьего творога стал еще более интенсивным, а сам творог посинел! Да и не творог был это уже, а что-то напоминающее к слову сыр! Юноша рискнул попробовать и остался очень доволен новым вкусом. Кто не рискует, тот… не изобретает благородные сыры!
Как давно это случилось, сказать трудно, но что известно достоверно, так это то, что в XI веке сыр рокфор уже встречается в письменных источниках, а в 1411 году король Карл VI дарует особую милость жителям деревушки Рокфор-сюр-Сульзон около горы Комбалу, разрешая производить сыр с вызреванием в тех самых пещерах.
Так что такого особенного было в Комбалу? Дело в том, что изначально пещеры – последствие обвала плато Комбалу. Естественные разломы в скалах помогают поддерживать подходящие температуру и влажность для жизнедеятельности плесневелого грибка Penicillium Roqueforti. Именно он, развиваясь во всем объеме творожной массы, дарит ей узнаваемый рисунок голубых прожилок, очень яркие вкус и аромат.
Настоящий рокфор – капризный сыр, который получают из непастеризованного молока от местных овец специальных пород (Лакон, Манек или Баско-Беарнез). И вызревать он должен именно в тех самых пещерах. Конечно, на весь мир ценителей сыра такого рокфора не хватит. Сегодня есть надежные технологии, помогающие развиваться грибкам Penicillium Roqueforti в менее романтичных, но более контролируемых условиях пищевых производств.
Как обычно, молоко сначала нагревают, добавляют сычужный фермент, получившуюся массу нарезают и отделяют сыворотку. Дальше, в отличие от бри, перед прессованием и формовкой вносят культуру Penicillium Roqueforti. Ну а затем сыр вызревает несколько недель, причем иногда головы сыра протыкают длинными иглами, чтобы грибки росли во всем объеме равномерно. В итоге весь процесс приготовления рокфора занимает от трех месяцев до полугода!
В славянский культурах часто говорят – хлеб всему голова! И немудрено, ведь именно хлеб на протяжении столетий был важной частью рациона каждого человека: от крестьянина до императора.
К слову сказать, современники свидетельствовали, что император Александр III мог за одно чаепитие съесть полтора килограмма ситного (сделанного из «ситной» – то есть просеянной муки высшего сорта) хлеба!
Думается, многие с удовольствием и сейчас поедят ароматного и пышного белого хлеба.
Но если вернуться на тысячи лет назад, то мы обнаружим, что древние люди еще не были знакомы с таким чудом гастрономии, как батон белого хлеба. Они ели лепешки, сделанные из муки и воды. Как же случился этот переход?
По легенде, во всем виноват один египетский или вавилонский раб, который приготовил тесто для лепешек, но забыл его на жарком солнце. Тесто скисло, но раб, побоявшись наказания, все же испек из него лепешки. О чудо! Они стали пышными и очень ароматными! История умалчивает, наградили ли изобретательного раба, но то, что человечество освоило дрожжевое хлебопечение – это факт.
Давайте уделим побольше внимания крохотным помощникам пекарей. Пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae – это одноклеточные грибки, но не плесневые, о которых мы уже успели поговорить, а совсем другого класса – сахаромицетов. Они довольно крупные, и за отдельными клетками дрожжей можно даже наблюдать в микроскоп.
Дрожжи, как и многие другие организмы, охотно потребляют сахар и выделяют углекислый газ и этанол. Но не все дрожжи используют в хлебопечении – в пивоварении тоже участвуют дрожжи, только другой «расы».
Процесс брожения в дрожжевом тесте происходит в два этапа.
Первый этап, разгоночный, или, как его еще называют, «лаг-фаза». Грибки как бы «осматриваются» в новой среде и начинают размножаться. Лаг-фаза при благоприятных условиях сменяется фазой роста, при которой дрожжи начинают очень активно размножаться и насыщать тесто углекислым газом.
Выделяемый углекислый газ способствует увеличению объема теста и его разрыхлению. Если вы когда-нибудь ставили тесто на пирожки, то вас не удивить резким «разрастанием» теста и попыткой его «убежать» из формы. Особенно это ярко проявляется для сладкого теста, в составе которого есть добавленный сахар. Но и в несладком тесте дрожжи способны расти. Это происходит за счет крахмала муки, ведь в нем тоже «спрятано» много глюкозы, а уже грибки до нее точно доберутся!
Для работы дрожжей, то есть для ферментации теста, оптимальна температура немного выше комнатной – 27–30 °C, в крайнем случае до 40 °C. Бабушки советовали убрать тесто поближе к батарее именно для того, чтобы дрожжи равномерно нарабатывали углекислый газ, способствовали развитию глютена, который отвечает за эластичность и пружинистость теста.
При выпекании дрожжи, конечно, погибают, этанол и углекислый газ улетучиваются, но оставляют нам пышный, мягкий и ароматный хлеб с узнаваемой сладостью и румяной корочкой.
Сегодняшние хозяйки могут запросто купить в любом магазине дрожжи на любой вкус – мячосухие и прессованные, с разной подъемной силой и скоростью работы. Но хозяйки на Руси использовали комплексный вариант – так называемую закваску.
Закваска была очень почитаема на Руси и даже входила в состав приданого девушки. Есть свидетельства о заквасках-долгожительницах, которые служили не одну сотню лет. Такие закваски обычно использовали для приготовления ржаного хлеба. Почему? В отличие от хлеба из белой просеянной муки для стола императоров хлеб крестьянский может плохо пропечься без закваски. Да и вкус будет не тот.
Вы наверняка заметите небольшую аналогию с закваской для кумыса: ржаная закваска делалась из остатков теста и добавлялась к тесту свежему. Для уверенного роста микроорганизмов и усиления вкусоароматических свойств добавляли еще и мед. Так получали пышный и выразительный по вкусу хлеб.
Если бы брались только дрожжи – получилось бы хуже. Как так? В закваске помимо дрожжей присутствуют молочнокислые бактерии, и их совместная работа придает хорошей закваске приятный, довольно интенсивный аромат сухофруктов и добавляет легкую кислинку.
Сегодня на рынке представлено бесчисленное число сортов хлеба, дрожжевого и на закваске, из белой, ржаной или смешанной муки. Есть оригинальные сорта хлеба с сухофруктами и орешками, а есть пряные со специями. Словом, на любой вкус. И во многом за это разнообразие мы можем поблагодарить крохотные микроорганизмы – бактерии и дрожжи.
Мясо! Продукт, любимый человечеством с самых древних времен. Охота – на мамонта, на оленя, да хоть на медведя – имела цель добыть помимо шкур, рогов, кожи, ценный продукт – мясо. Чистый белок и калорийный жир, высокое содержание железа, незабываемый вкус (тот самый умами) – все это мотивировало древнего человека становиться охотником или скотоводом.
Сегодня мир обожает мясо, как бы ни были сильны позиции зоозащитников и вегетарианцев. По данным организации экономического сотрудничества и развития, за 2021 год в мире употребили 187 миллионов тонн мяса всех сортов.
На первом месте по потреблению этого продукта США – там каждый гражданин съедает чуть больше сотни килограмм мяса в год! В день получается по уверенному 250 граммовому стейку. Россия на почетном 11 месте с показателем потребления мяса около 63 кг на человека в год. По данным Росстата, большинство наших граждан едят хотя бы несколько раз в неделю свинину, говядину или курятину.
И конечно, мировая кухня не обошлась без приемов ферментации мяса, чтобы не только сберечь добытое на охоте, но и чтобы найти новые совершенные вкусы. С них, пожалуй, и начнем.
В хороших мясных ресторанах часто можно увидеть специальные камеры с прозрачными стенками, за которыми «вызревает» мясо. Часто это первоклассные отрубы, которые и без дополнительных манипуляций порадуют любого мясоеда. Но истинные ценители за хорошо вызревший стейк готовы платить большие деньги.
Как часто вы слышали выражение, мол, мясо свежайшее, парное? Но для мяса, особенно если речь идет о стейках и иных элитных сортах, ферментация может оказаться очень важной. Помните, в главе про чай мы говорили, что разрушение клеток листа приводит к высвобождению ферментов, запускающих процесс ферментации? В случае с мясом происходит похожая ситуация.
При разрушении животных клеток после забоя высвобождаются ферменты – протеазы. Их работа – расщеплять белки. Этот процесс является частью процесса автолиза.
Итак, парное мясо – несколько часов с момента забоя. Оно упругое, содержит много воды, а вкус скорее хорошо подходит для диетического питания: паровых котлет и нежирных бульонов.
Пока в мясе сохраняется запас АТФ – универсальной энергетической валюты клетки и гликогена, оно сохраняет свойства «парного». Расходуется АТФ на сокращение мышечных волокон, то есть на окоченение.
А расход гликогена приводит к снижению рН за счет постепенного превращения в пировиноградную кислоту, а затем в молочную кислоту. Насколько существенен этот эффект? В живом организме рН мышечной ткани составляет примерно 7, что соответствует нейтральной среде. Уже через час рН падает до 6,2–6,4, а через сутки рН может дойти до 5,5.
Именно в кислой среде активируются ферменты – протеазы. Начинается новый этап – окоченение.
Этап окоченения занимает пару дней при температуре холодильной камеры. Если поспешить и попробовать такое мясо, разочарования не избежать – уйдет влажность и упругость парного мяса, а вот новые вкусы и ароматы вызревшего отруба еще не разовьются. Так получаются стейки-«подошвы», которые с трудом можно прожевать.
Мясо на стадии окоченения не стоит даже замораживать, оно будет жестким и совсем не сочным.
За пиком окоченения наступает его разрешение[11], которое открывает дорогу к финальным стадиям созревания мяса, улучшению его вкуса и появлению мягкости. Под действием протеаз мышечные волокна расслабляются и фрагментарно разрушаются. Происходят изменения в соединительной ткани, частично расщепляется коллаген.
Надо подождать хотя бы неделю. За этот срок протеазы успеют частично расщепить белки и высвободить отдельные пептиды и аминокислоты, появится тот самый вкус и аромат хорошего стейка. Наилучшие результаты достигаются при двух-трехнедельной ферментации.
Разработаны четыре варианта ферментации мяса:
• сухая;
• влажная;
• комбинированная;
• химическая.
Наиболее распространены первые два варианта.
Влажная ферментация подразумевает упаковку стейков в вакуумные полиэтиленовые пакеты, где мясо может вызревать до 30 суток! Это несложная технология, здесь минимизированы риски развития патогенов, и при этом удается сохранить вес мяса. Ведь потери составляют не более 10 %. При таком способе ферментации мясо часто приобретает металлический привкус, который может сильно выделяться в основной гамме вкусов и ароматов.
С другой стороны, самый дорогой и изысканный вариант ферментации – сухая выдержка. Не стоит думать, что мясо отправляется в пустыню Сахару, где влажность воздуха совсем мизерная. В камере поддерживают примерно 75 %-ную влажность и низкую температуру, не выше 4 °C.
Спустя 2–4 недели на мясе образуется несъедобная жесткая корочка, а также наблюдается существенная потеря веса продукта за счет испарения влаги. В итоге в процессе сухой выдержки можно потерять до половины массы мяса!
Конечно, такой стейк становится очень дорогим, но именно так получаются самые необычные гурманские блюда. Заметьте, все это благодаря только внутренним ферментам мяса! Что же будет, если в дело вступят микроорганизмы – помощники ферментации?
Прекрасным примером использования заквасок и стартовых культур в мясной промышленности – это ферментированные сыровяленые колбасы.
Такую колбасу готовят из сырого фарша, специй, шпика и других добавок, но главное – стартовая культура. Понятно, что в фарше есть свои бактерии, но не всегда безопасно рассчитывать на естественную ферментацию. Помимо недостаточной скорости этого процесса есть риски развития патогенов, в том числе таких грозных, как возбудителей ботулизма. Со стартовыми культурами процесс проходит гораздо более безопасно. В современном производстве сыровяленой колбасы применяются и бактерии, и дрожжи, и плесневые грибки.
Очень распространены молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus curvatus и Lactobacillus pentisus, а также Pediococcus acidilactici и Pediococcus pentosaceus и другие.
Знатоки высококачественных колбас – итальянцы – производят традиционные деликатесы с более чем 150 штаммами молочнокислых бактерий. Кроме распространенного вида Lactobacillus curvatus встречались также штаммы Lactobacillus sakei. Исследования показали, что эти штаммы могут синтезировать валериановую, изовалериановую, изомасляную кислоты. Эти органические кислоты дополняют вкус и аромат колбасы.
Наработка молочной кислоты способствует снижению уровня рН и предотвращает рост патогенных бактерий (как и в случае автолиза мяса). Ряд штаммов выступают антагонистами патогенам, например Е. coli, Proteus vulgaris и др. Присутствие молочной кислоты помогает снизить сродство фарша к воде, по сути, делает колбасу более сухой.
Дополнительно, из бактерий в производстве высококачественной колбасы задействованы стафилококки и микрококки, они отвечают за усиление вкуса и аромата колбасы, осуществляя ферментацию фарша. Дрожжи Debaryomyces hansenii используют для создания специфического вкуса.
Рекордсмен по содержанию дрожжей – турецкая колбаса суджук, в ней найдено более 200 различных штаммов дрожжей.
Поэтому неудивительно, что суджук отличается очень ярким вкусом и отлично хранится. Известно, что эти дрожжи выступают антагонистами неблагородным плесневым грибам.
Но некоторые виды благородной плесени служат для производства деликатесных сортов колбасы. Среди них представители вездесущего рода Penicillium – Penicillium chrysogenum и Penicillium nalgiovensis.
Споры грибков наносят на сформированное колбасное изделие, и через некоторое время поверхность покрывается корочкой – примерно так, как это происходит с сыром бри (об этом – в главе про сыр).
Один из самых известных сортов колбасы с корочкой плесени – это испанская колбаса фуэт. Белую корочку создают Penicillium nalgiovensis и Penicillium candidum. Кстати, она не имеет ничего общего с 32 фуэте балерины в Большом театре! В переводе с испанского фуэт – это кнут, и названа была колбаса так за сходство формы.
Ферментирование фарша – не только европейская идея. В Юго-Восточной Азии, во Вьетнаме и Таиланде, где разведение мясных пород животных было более сложным делом, сложился свой специфический подход к ферментированным колбасам.
Так, например, блюдо нем чуа (или наем), для приготовления которого фарш с растертым рисом заворачивают в банановые листья. Зеленая оболочка ограничивает доступ воздуха, а рис нужен для дополнительной «подкормки» лактобактерий и ускорения ферментации. Преимущественно в этом процессе задействованы Lactobacillus plantarum, L. brevis и L. Farciminis. Нужно буквально 1–2 дня, и деликатес по-азиатски готов.
Но что мы все о фарше? Ведь из цельного куска мяса тоже можно приготовить настоящий деликатес!
Прошутто, пармская ветчина, хамон, пршут готовят обычно из свиного окорока лучшего качества. Никакой термической обработки – только соль, ветер и, конечно, микроорганизмы. В процессе длительного выдерживания в соли из мяса удаляется лишняя вода, а затем несколько месяцев окорок вялится. В это время работают бактерии Micrococcus и Staphylococcus, которые добавляют мясу неповторимые вкус и аромат.
И немного об опасностях дегустации непривычных продуктов. Иногда от этого можно и умереть! Так, у народов Крайнего Севера (чукчи, ханты, эскимосы) есть ферментированное блюдо из мяса под названием копальхен. Его готовят из доступных животных, чукчи и ненцы предпочитают моржей и оленей, а эскимосы – китов.
Копальхен – своеобразный запас на случай неудачной охоты или рыбалки. У кого-то в морозилке лежат дежурные пельмени, а копальхен играет примерно ту же роль для народов, живущих в гораздо более сложных условиях. Этнографы отмечают, что место «хранения» копальхена помечали разноцветными лоскутами. До сих пор существует традиция: выкопал запас – организуй новый.
Если в дело идет олень, его не кормят несколько дней и затем душат. Важно не повредить шкуру, чтобы внутрь стерильного мяса не попали чужеродные микроорганизмы. Тушу прячут в болоте и присыпают торфом, то есть предотвращают доступ воздуха. Через несколько месяцев деликатес готов.
Местные будут есть копальхен спокойно, а турист получит серьезнейшее отравление трупным ядом (в первую очередь амином нейрина). Если человек ест копальхен с раннего детства, его организм успевает адаптироваться и интоксикации не происходит. Так что иногда от угощений радушных хозяев безопаснее отказаться. Отдать предпочтение чему-то более знакомому, хоть той же колбасе…
Вопрос безопасной еды волновал людей всех сословий – и даже не людей. Воланд в романе Михаила Булгакова «Мастер и Маргарита» вступает в диалог с буфетчиком Андреем Фокичем, обсуждая с точки зрения микробиологии интереснейшие вещи! Попробуйте посчитать, сколько «опасных» объектов нашел Воланд в буфете?
– Нет, нет, нет! Ни слова больше! Ни в каком случае и никогда! В рот ничего не возьму в вашем буфете! Я, почтеннейший, проходил вчера мимо вашей стойки и до сих пор не могу забыть ни осетрины, ни брынзы. Драгоценный мой! Брынза не бывает зеленого цвета, это вас кто-то обманул. Ей полагается быть белой. Да, а чай? Ведь это же помои! Я своими глазами видел, как какая-то неопрятная девушка подливала из ведра в ваш громадный самовар сырую воду, а чай между тем продолжали разливать. Нет, милейший, так невозможно!
– Я извиняюсь, – заговорил ошеломленный этим внезапным нападением Андрей Фокич, – я не по этому делу, и осетрина здесь ни при чем.
– То есть как это ни при чем, если она испорчена!
– Осетрину прислали второй свежести, – сообщил буфетчик.
– Голубчик, это вздор!
– Чего вздор?
– Вторая свежесть – вот что вздор! Свежесть бывает только одна – первая, она же и последняя. А если осетрина второй свежести, то это означает, что она тухлая![12]
Здесь как минимум три проблемы микробиологического характера!
Во-первых, брынза, которая по технологии не предполагает использование зеленой плесени (это вам не рокфор!). Во-вторых, это сырая вода из неизвестного источника в чае, да еще и сотрудница явно пренебрегает правилами безопасности на пищевом производстве («неопрятная девица» – со слов Воланда – о многом говорит). Ну и конечно, знаменитая осетрина второй свежести!
Если когда-нибудь у вас пропадала рыба, тот самый запах вы уже не забудете. При самом неблагоприятном стечении обстоятельств этот запах не забудут еще и соседи.
Но что делать, если рыба в вашем регионе – не деликатес для театрального буфета, а основной продукт питания и источник белка? Для многих стран с протяженной береговой линией вопрос сохранения рыбы имел самый высокий приоритет. Среди этих стран Япония, страны Скандинавии, Исландия и т. д. Что же им делать? Укрощать строптивых, конечно. То есть – использовать микроорганизмы в своих целях!
Например, в Японии есть технология быстрой ферментации. Свежевыловленную рыбу смешивают с рисовыми отрубями или с бродящим рисом. Более длительная и тщательная ферментация лежит в основе блюда нарэдзуси – дедушки современных суши.
А вы знали, что даже иероглиф суши означает дословно маринованная рыба? По некоторым данным, первые ферментированные суши появились в Японии уже в 718 году! Это была рыба, смешанная со свежим или забродившим рисом, полежавшая под прессом несколько дней.
Рецептура блюда нарэдзуси оформилась лишь четыре столетия назад. Очищенную от чешуи и внутренностей рыбу посыпают солью, укладывают в бочки и запечатывают тяжелыми камнями. Два года рыба просаливается, отдает лишнюю влагу, и лишь затем, после промывки, ее соединяют с вареным рисом для годичной ферментации.
В противовес сегодняшним быстрым суши, нарэдзуси готовится около трех лет. В доставку такое блюдо не включить, да и вкус слишком специфический. Его ели в благородных семьях, часто – как закуску к сакэ.
В России тоже есть свои специалисты по ферментации рыбы. Перенесемся на Байкал. Суровая природа, тайга и озеро со своим уникальным эндемиком (видом, который живет только в этом озере) – байкальским омулем Coregonus migratorius. Как только его не заготавливают – и солят, и коптят, и вялят. У этой рыбы очень нежное жирное мясо и почти нет костей между мышцами.
У народов Байкала, особенно в Баргузинском и Кабанском районах Бурятии есть свой способ ферментации омуля. Это знаменитый «омуль с душком». Эта технология помогала сохранить рыбу при хорошем летнем улове.
На сегодня нет стандартизированной технологии производства, поэтому впечатления от блюда разнятся. Ведь неконтролируемая ферментация всегда чревата размножением патогенных микроорганизмов и излишне вариабельным вкусом готового продукта.
Одни источники описывают «омуля с душком» как деликатес со своеобразным запахом и нежным, пикантным вкусом. Другие – как неимоверно пахучее блюдо, от запаха которого из глаз текут слезы. Как обычно, истина где-то посередине, но то, что к запаху надо быть готовыми, следует даже из названия.
Специалисты Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления идентифицировали основные виды микроорганизмов, задействованных в ферментации байкальского омуля. В первую очередь это Pseudoalteromonas agarivorans, Cobetia marina, Vibrio litoralis, Pseudoalteromonas haloplanktis, а содержание лактобактерий составляет не более 10 %. Это необычно, поскольку до этого, как мы видели, в ферментации принимали участие в первую очередь именно лактобактерии!
За специфический вкус и аромат ферментированного омуля отвечают органические кислоты (бутановая, 3‑метилбутановая, октановая, бензолпропановая) и серосодержащие органические соединения (метиональ, метионол). Эти вещества придают рыбе сырные и луковые ароматы.
Похожий продукт есть и у народов Скандинавии. Шведская гастрономия славится блюдом сюрстремминг из мелкой сельди. Выловленную в конце весны – начале лета рыбу (перед нерестом) сначала засаливают (сравните с ферментацией рыбы в Японии), а через пару дней разделывают и закладывают в бочки с солью. Хранят бочки при невысокой температуре (до 20 °C – это вполне соответствует скандинавскому лету) до месяца.
За это время в рыбе происходит расщепление гликогена, накопление молочной кислоты и частичное расщепление белков. Окисляются липиды (чем жирнее сельдь, тем ярче этот эффект). Из наиболее характерных соединений в сюрстремминге накапливаются амины, органические кислоты (пропионовая, масляная и уксусная) и даже сероводород.
Среди микроорганизмов в ферментации сюрстремминга наиболее заметна роль бактерий рода Halanaerobium, в том числе Halanaerobium praevalens и Halanaerobium alcaliphilum.
Через месяц ферментированную рыбу с рассолом упаковывают в консервные банки. Еще спустя месяц продукт поступает в продажу – уже со вздутой крышкой. Обычно мы такие консервы выбрасываем, но только не в случае сюрстремминга! Донесите банку до дома и откройте под водой – иначе селедочного взрыва не избежать! А уж какой будет запах… Сильный запах гнилой рыбы. Не удивительно, что туристов просят в качестве сувенира из Швеции выбрать что-то менее ароматное.
У соседей-норвежцев тоже есть свое блюдо – ракфиск из ферментированной форели. Потрошеная рыба без чешуи и жабр, тщательно промытая соленой водой, укладывается брюшком вверх, щедро просаливается и ставится под гнет. Ферментация идет долго (до года – сравните со шведским экспресс-вариантом) и при низких температурах (не выше 10 °C!). При таких условиях достаточно сильны и собственные процессы автолиза, и действие микроорганизмов, в том числе знакомых нам лактобактерий L. sakei (те самые, что работали в итальянских колбасах).
У островитян-исландцев рыба для ферментирования более грозная, чем форель или селедка. Они используют ни много ни мало мясо гренландской полярной акулы.
И на то есть веские причины! Без дополнительной обработки такое мясо малосъедобно из-за высокого содержания аммиака и мочевины. Для рыбы эти вещества – один из продуктов метаболизма азота, а для человека при употреблении с пищей – яды (нашатырный спирт не в счет). Однако акул в водах Исландии было много, а викингам хотелось есть.
Ферментированное мясо акулы – хаукартль – готовят из промытых морской водой кусков акулы, заложенных в специальные контейнеры на открытом воздухе. Выделяющийся сок сливается через специальные отверстия – и так до полутора месяцев. Дальше снова промывка и сушка. И только после этого акулье мясо становится съедобным.
С химической точки зрения мочевина в акульем мясе довольно быстро перерабатывается ферментом уреазой из бактерий (преимущественно Acinetobacter и Lactobacillus), это приводит к защелачиванию продукта до заметного уровня рН 9,0. Дальнейшая сушка позволяет избавиться от аммиака.
Производство хаукартль основано на естественной ферментации без внесения стартовых культур. Кроме упомянутых бактерий исследователи обнаружили широкий спектр других микроорганизмов, например Tissierella, Pseudomonas, Oceanobacillus, Abyssivirga и Lactococcus, а также несколько родов дрожжей, в том числе Candida и Saccharomyces.
В Китае также есть ферментированная целиком рыба Suan yu, причем в отличие от скандинавских блюд здесь используют совсем немного соли, зато добавляют специи, например чили и корицу. Естественная ферментация идет несколько месяцев при невысокой температуре (около 10 °C). Как обычно, задействован самый широкий спектр микроорганизмов – от привычных уже лактобактерий до дрожжей и плесневых грибков.
Но куда богаче азиатская кухня на продукты ферментации рыбы в виде соусов и паст. Например, во Вьетнаме и Камбодже есть рыбная паста (называется мам чуа или прахок). Ее производят из потрошеной давленой рыбы путем брожения сроком в несколько недель. За ферментацию здесь отвечают лактобактерии Lactobacillus farciminis и стафилококки Staphylococcus hominis. Стафилококки же ответственны за интенсивный запах японской пасты сиокара, которая готовится из разнообразных даров моря, перетертого риса и соли.
И напоследок мы оставили, пожалуй, самый коммерчески успешный продукт ферментации рыбы – рыбный соус.
Рыбный соус готовят по всему побережью Юго-Восточной Азии – в водах много рыбы, а климат жаркий и не позволяет сохранить улов или долго ферментировать целые рыбы. Особенно, если весь улов – это маленькие рыбешки анчоусы. Их даже рыбаки едят целиком, с косточками и потрохами, потому что, если их почистить, от рыбы ничего не останется. Но что, если этот мелкий улов отправить ферментироваться?
Например, во Вьетнаме делают так. Рыбок щедро засыпают морской солью, перемешивают и оставляют в бочке на год. Прямо на жаре, когда днем температура может переваливать за отметку в 40 °C. Спустя год жидкость из рыбок приобретает яркий цвет. И главное – вкус умами, ведь в «сок» перешла щедрая порция аминокислот и пептидов, высвободившихся в процессе естественной ферментации. Так получают знаменитый рыбный соус – ныок мам.
Преимущественно ферментацию в рыбном соусе осуществляют вновь молочнокислые бактерии, причем для каждого региона будет характерен свой набор штаммов.
В Таиланде есть разновидность рыбного соуса, для приготовления которого рыбу смешивают с солью и жареным рисом, который выступает дополнительным питанием для микроорганизмов. Смесь укладывают в глиняные чаны и оставляют на год, а то и три бродить при жаре. В Китае же вместо риса могут добавит соевые бобы, это один из самых древних рецептов азиатских рыбных соусов.
Кстати, в Европе рыбные соусы тоже в ходу. От древнеримского соуса гарум, который делался из нескольких видов средиземноморской рыбы, до британского вустерского соуса из анчоусов, без которого не обойтись в классическом рецепте салата цезарь.
Ферментированные продукты распространены по всему миру – от крайнего Севера до жарких стран Юго-Восточной Азии. Археологи обнаруживают следы ферментации на раскопках и подтверждают, что человечество знакомо с этой технологией не одно тысячелетие. Изначально этот процесс позволял сохранить добычу или урожай в отсутствие доступа к холодильникам (погребам, ледникам и т. д.). Потом оказалось, что ферментированные продукты не только дольше хранятся, но и обладают новыми текстурами, вкусами и ароматами.
Особенно ярко это проявилось для ферментированных овощей (квашеной капусты и кимчи), а также ферментированных мяса и рыбы. Столько вариантов ароматных, но вкусных продуктов, пожалуй, без ферментации было бы не собрать.
Возможность ферментации овощей особенно важна для северных регионов, где зимой есть сложности с доступом к свежим овощам и фруктам. Не заморозкой единой, но и квашеной капустой можно разнообразить рацион и сохранить адекватный уровень потребления клетчатки.
Микроорганизмы часто «спасают» нас от избыточного содержания сахаров в продуктах. Так, ферментация позволяет уменьшить содержание лактозы при превращении молока в кефир. Симбиоз микроорганизмов в кефирном грибе быстро расщепляет молочный сахар, что снижает гликемический индекс и делает продукт более доступным для людей с лактазной недостаточностью.
При ферментации мяса и рыбы происходит автолиз, благодаря которому мышечные волокна не только расщепляются, но и накапливаются свободные аминокислоты и пептиды, придающие продукту выраженный вкус умами. Для жирных продуктов ферментация также помогает за счет частичного гидролиза повысить усвояемость.
Отдельный существенный плюс ферментированных продуктов – высокий уровень содержания ряда витаминов.
Известно, что одну из разновидностей витамина К обнаружили в подгнившей люцерне, многие микроорганизмы способны сами синтезировать витамины. И эти же микроорганизмы осуществляют ферментацию и обогащают готовый продукт витаминами группы В (рибофлавином, фолиевой кислотой, цианкобаламином) и витамином К. Накапливаются и другие ценные органические вещества с высокой биодоступностью – аминокислоты и пептиды, производные полифенолов и жирных кислот.
Многие считают, что ферментированные продукты помогают восстановить нарушенную микрофлору кишечника. Сегодня в научном сообществе обсуждают возможность признать наш микробиом отдельным органом, но, по крайней мере, очевидны симбиотические черты взаимодействия между человеком и населяющими его бактериями. Поговорим немного о микробиоме перед тем, как обсуждать влияние ферментированных продуктов на него.
Состав микробиома кишечника начинает формироваться сразу после рождения ребенка – до этого организм полностью стерилен. Удивительно, но даже способ родоразрешения (естественно или через операцию кесарева сечения) влияет на микробиом малыша.
При появлении на свет через естественные родовые пути кишечник новорожденного заселяют бактерии, с которыми он успел проконтактировать в родах, например Lactobacillus, Prevotella и Sneathia.
Если все прошло благополучно, малыша прикладывают к маме кожа к коже примерно на час. Это называется «золотой час». Психологи убеждены, что он помогает наладить привязанность между мамой и малышом, но с точки зрения микробиома это тоже очень полезный процесс – мама делится с новорожденным своей микрофлорой.
При оперативном родоразрешении малыш сталкивается с большим числом микроорганизмов, например с Staphylococcus, Corynebacterium и Propionibacterium. В случае кесарева сечения мама после появления на свет ребенка еще некоторое время будет занята, поэтому сейчас активно практикуют передачу новорожденного на руки отцу. Так ребенок знакомится с «семейной» микрофлорой.
Дальше новорожденному положено крепко спать и хорошо есть. Интересно, много ли младенцев видел тот, кто придумал фразу «спит как младенец»? И как раз от того, чем кормят малыша, существенно зависит состав микробиома.
Грудное молоко – «авторский» продукт, результат взаимодействия организма матери и малыша. Его состав зависит от возраста ребенка, его состояния и даже от времени суток.
У детей на грудном вскармливании в микробиоме кишечника преобладают Bifidobacterium, в то время как у ровесников, питающихся смесью, представлено гораздо большее разнообразие семейств бактерий. В любом случае бактерии, заселяющие кишечник малыша, могут помочь с перевариванием пищи и выработкой витаминов, а также с поддержанием иммунитета.
С возрастом на микробиом начинает влиять широкий круг факторов.
В первую очередь это тип диеты. Например, при употреблении большого количества клетчатки или приверженности вегетарианской диете в кишечнике активно размножается Prevotella.
У мясоедов, напротив, существенно возрастает популяция Bacteroides, при этом человек хорошо себя чувствует при большом количестве пептидов и белков. Такой микробиом характерен, например, для народов – охотников и скотоводов, где мяса достаточно, а вот злаков дефицит.
Для земледельцев же, потребляющих много крахмала с пищей (пшеница, рис, картофель), в кишечнике характерно наличие Bifidobacterium, эффективно преобразующей крахмал.
Может ли человек с откровенно посредственным питанием, где преобладает глубоко переработанная пища, рассчитывать на восстановление микробиома кишечника за счет употребления ферментированных продуктов? На этот счет идут интенсивные дискуссии, однозначного ответа «да» пока нет, но, увы, есть довольно много обнадеживающих результатов.
Во-первых, доказано, что бактерии из ферментированных продуктов могут проходить через кислую среду желудка и попадать в кишечник. Могут ли они там остаться навсегда? Скорее нет, чем да. Относительно нашего микробиома их в сто, а то и тысячу раз меньше, и побороть сложившийся альянс такими малыми силами непросто.
Тогда неужели все бесполезно? А вот и нет! Находясь в кишечнике, «хорошие» бактерии из ферментированных продуктов успевают выработать дополнительные питательные вещества, подавляющие рост патогенной микрофлоры и провзаимодействовать с клетками кишечника.
В ряде исследований показан положительный эффект кисломолочных продуктов на здоровье людей с синдромом раздраженного кишечника. Некоторые вещества в ферментированных продуктах (короткоцепочечные жирные кислоты, некоторые частично гидролизованные белки и т. д.) могут благотворно влиять на иммунную систему. Но здесь хочется предостеречь от преждевременного ликования – нам предстоит еще большая работа по изучению действия ферментированных продуктов на иммунитет.
Что точно могут ферментированные продукты, так это добавить рациону яркости и разнообразия. Психологи, исследующие пищевое поведение, обращают внимание, что однообразные вкусы и текстуры, повторяющиеся изо дня в день, буквально обрекают человека искать для себя новые интересные гастрономические впечатления.
Редко, когда поиски новых вкусов заканчиваются мишленовским рестораном, и часто – потреблением глубоко переработанной пищи с большим количеством соли и жира. Чипсы, фастфуд, промышленные сладости – обычно это попытка добрать недостающих гастрономических впечатлений.
И вот здесь ферментированные продукты – прекрасный инструмент! Разнообразие кимчи и квашеной капусты может добавить любому обеду неожиданный вкус, хрустящую текстуру и т. д.
Ограничения употребления ферментированных продуктов связаны, с одной стороны, с часто избыточным содержанием соли. В день взрослому человеку рекомендовано ограничиться 1 чайной ложкой соли, но в современном мире очень непросто соблюдать эту рекомендацию.
В некоторых ферментированных продуктах, например рыбном соусе или прошутто, содержится очень много соли, и это ограничивает дневную норму потребления. В этом смысле кисломолочные продукты, особенно нежирные, гораздо проще интегрировать в рацион.
С другой стороны, для продуктов естественной ферментации очень важен вопрос безопасности. Если на производстве не используют стартовые культуры (кефирный гриб, дрожжи в тесто), а позволяют размножаться всем микроорганизмам, следует уделить особое внимание предотвращению развития бактерий ботулизма и других грозных патогенов: гнилостных грибков и др.
Как ни крути, ферментированные продукты сопровождают человечество на протяжении всей его истории. Но прогресс движется вперед, и вместо древних технологий ферментации иногда целесообразно использовать отдельные ферменты в пищевой промышленности. Об этом и пойдет речь в следующей главе.