Stosowanie fermentacji w konserwowaniu żywności i napojów jest dobrze znaną starożytną praktyką. Sfermentowana żywność zajmuje stałe miejsce w kuchni niemal wszystkich kultur na świecie. W ostatnich latach jej popularność wzrosła także w Polsce, głównie ze względu na potencjalne korzyści zdrowotne. Spożywanie produktów fermentowanych wpływa m.in. na poprawę trawienia, zwiększa biodostępność witamin i minerałów. Jakie jeszcze znaczenie dla zdrowia ma żywność fermentowana i co pokazują wyniki badań? O tym w artykule.
[aktualizacja: 12’2022]
Żywność fermentowaną definiuje się jako: „żywność lub napoje wyprodukowane w wyniku kontrolowanego wzrostu drobnoustrojów i przemiany składników żywności w wyniku działania enzymatycznego”. Powstaje ona w wyniku zasiedlenia surowców roślinnych przez korzystne mikroorganizmy, których enzymy, m.in. amylazy, proteazy i lipazy, hydrolizują polisacharydy, białka i lipidy do nietoksycznych substancji smakowych, zapachowych i modyfikujących teksturę. Wpływają na właściwości atrakcyjne dla konsumentów.
Metody fermentacji żywności
Istnieją dwie główne metody fermentacji żywności. Pierwsza to żywność, która może podlegać naturalnej fermentacji, często nazywanej „dziką fermentacją” lub „spontaniczną fermentacją”, dzięki czemu mikroorganizmy są naturalnie obecne w surowej żywności lub środowisku przetwarzania, np. kapusta kiszona, kimchi i niektóre fermentowane produkty sojowe.
Druga to żywność, którą można poddać fermentacji poprzez dodanie kultur starterowych, znanych jako „fermenty zależne od kultury”, np. kefir, kombucha czy natto.
W poniższej tabelce znajduje się porównanie dwóch wyżej wymienionych fermentacji żywności:
Co możemy zaliczyć do żywności fermentowanej?
W Polsce najczęściej spożywanymi produktami fermentowanymi są ogórki, kapusta, buraki oraz, z produktów mlecznych: jogurt, kefir i maślanka. W Azji bardzo popularne są solone produkty fermentowane, jak np. kimchi oraz natto czyli fermentowana soja. Zarówno w Azji jak i Afryce procesowi fermentacji poddaje się także soki owocowe, suszone owoce, pikle owocowe i warzywne a nawet ziarna.
- warzywa: głównie kiszone ogórki, kapusta, buraki itp.;
- mleczne napoje: jogurt, maślanka, kefir;
- natto – sfermentowana soja;
- tempeh – ziarna sfermentowanej soi;
- kimchi – danie koreańskie, złożone z fermentowanych warzyw;
- napoje: wino, piwo, herbata, kwas chlebowy
Fermentacji można poddawać wiele rodzajów żywności, w tym nabiał, warzywa, rośliny strączkowe, zboża, skrobiowe korzenie i owoce, a także mięso i ryby.
Sfermentowana żywność i napoje stanowią od 5 do 40% diety człowieka w niektórych populacjach.
Należy zaznaczyć, że nie każda sfermentowana żywność zawiera żywe organizmy. Na przykład piwo i wino przechodzą etapy, które usuwają te organizmy. Inne sfermentowane produkty, takie jak chleb, są poddawane obróbce cieplnej, w wyniku czego żywe organizmy są dezaktywowane.
Znaczenie żywności fermentowanej dla zdrowia człowieka
Żywność fermentowaną można uznać za żywność funkcjonalną. Wiele tradycyjnych fermentowanych produktów spożywczych przyczynia się do utrzymania dobrego zdrowia, zapobiega rozwojowi chorób lub nawet pomaga w leczeniu.
Przede wszystkim fermentacja sprawia, że taka żywność jest dla nas lepiej przyswajalna, dzięki obniżeniu wielu substancji antyodżywczych jak fityniany czy inhibitory proteaz. Dodatkowo fermentowane produkty wykazują działanie probiotyczne – dostarczają jelitom „dobrych” bakterii. To jest kluczowe dla naszej odporności, przyswajania substancji odżywczych oraz prawidłowego trawienia.
Przeczytaj także: Jak stres wpływa na powstawanie chorób?
Wyniki kilku najnowszych badań
W dwóch badaniach z 2018 r. naukowcom udało się udowodnić, że spożycie produktów fermentowanych, zawierających między innymi Bacillus (np. B. longum, B. Breve i B. child) i Clostridium (np. IA acetobutylicum, Lb. rhamnosus) poprawiło stan zdrowia pacjentów z zaburzeniami psychicznymi, jak depresja czy zaburzenia obsesyjno-kompulsywne. Polepszyła się także ich zdolność do zapamiętywania oraz wzrosła odporność na stres. Wynika to z faktu, że mikrobiota jelitowa jest ściśle powiązana z wytwarzaniem licznych neuroprzekaźników, odpowiedzialnych za zdrowe psychiczne (czyli komunikację jelitowo-mózgową).
Z kolei 2005 r. zbadano biodostępność składników mineralnych w fermentowanym soku z marchwi. Sok ten, powstały przy pomocy Lactobacillus pentosus FSC1 i Leuconostoc mesenteroides FSC2, spowodował znaczną poprawę wchłaniania żelaza.
Uważa się również, że regularne spożycie produktów fermentowanych przyczynia się do obniżenia ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych oraz poprawy profilu lipidowego.
Badania z 2010 r. wykazały, że spożywanie kefiru z Lactobacillus kefiranofaciens M1 wykazuje działanie antyalergiczne. Z kolei bogate w witaminę K2 natto, stymuluje formowanie się w młodym organizmie układu kostnego i zapobiega osteoporozie w wieku starszym.
Fermentowane produkty mleczne
Według Organizacji ds. Wyżywienia i Rolnictwa/Światowej Organizacji Zdrowia (FAO/WHO) oraz Międzynarodowej Federacji Mleczarskiej (IDF/ FIL) napoje mleczne fermentowane są to „produkty otrzymane z mleka pełnego, częściowo lub całkowicie odtłuszczonego, zagęszczonego lub regenerowanego w proszku, poddanego fermentacji przez specyficzne mikroorganizmy, które fermentując laktozę, obniżają pH mleka i powodują jego koagulację. Mikroflora ta musi pozostać żywa, aktywna i liczna w produkcie finalnym, aż do ostatniego dnia przydatności do spożycia”.
Tą grupę produktów spożywczych można podzielić na 4 generacje:
- Generacja I – zaliczamy do niej np. zsiadłe mleko. Fermentacja przebiega spontanicznie za sprawą bakterii Lactobacillus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus;
- Generacja II – zaliczmy do niej głównie kefiry i jogurty. Dodaje się do nich zazwyczaj bakterie typu Lactobacillus acidophilus oraz bifidobakterie;
- Generacja III – produkuje się je w oparciu o procesy fermentacyjne probiotyków. Używa się w tym celu bakterii jelitowych jak np.: Lactobacillus plantarum i Lactobacillus casei. Są to napoje mleczne i lody wzbogacone kulturą probiotyków, które dodawane są do schłodzonego mleka (4°C) i dalej utrzymywane w niskiej temperaturze;
- Generacja IV – wśród napojów nowej generacji możemy wyróżnić biojogurty. Charakteryzują się one dodatkiem szczepów o potwierdzonych korzystnych cechach, dzięki czemu nadają jogurtom dodatkowych wartości zdrowotnych.
Jak donoszą badania z 2018 r. przeprowadzone in vivo, fermentowane produkty mleczne posiadają działanie antyoksydacyjne (wymiatające wolne rodniki). Działanie przeciwutleniające jogurtu lub innych napojów fermentacyjnych jest wyższe niż klasycznego mleka. Jest to głównie spowodowane przez uwalnianie bioaktywnych peptydów w następstwie proteolizy białek mleka, zwłaszcza α-laktoalbuminy, β-laktoglobuliny i α-kazeiny.
Produkty mleczne są ważnym źródłem witaminy B12, która jest niezbędna do utrzymania prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego i tworzenia się czerwonych krwinek. Jej zawartość można zwiększyć nawet 10-krotnie przez fermentację.
Produkty zawierające mezofilne gatunki kwasu mlekowego, jako kultury starterowe, mają również wysoką zawartość witaminy K. Ma to ogromne znaczenie. Badania obserwacyjne wykazały korzystny związek między spożyciem menachinonów (witamina K2) a zdrowym układem kostnym, jak i sercowo-naczyniowym.
Podczas fermentacji może także wystąpić proteoliza wywołana przez enzymy mikroorganizmów. W związku z tym w sfermentowanej żywności występuje wyższa zawartość peptydów i wolnych aminokwasów. Naukowcy stwierdzili również lepszą strawność białka w produktach typu jogurty, uzyskanych w wyniku fermentacji z Lb. Rhamnosus SP1, Weissella confusa DSM 20194 i Lb. Plantarum T6B10.
Powszechnie wiadomo, że spożywanie laktozy przez osoby z brakiem odpowiedniego poziomu laktazy w jelicie cienkim, może skutkować biegunką, wzdęciami czy bólami brzucha. Dlatego osoby z niedoborem laktazy zwykle unikają mleka. Fermentowane produkty mleczne, takie jak np. jogurt, mogą być spożywane z mniejszą liczbą występujących objawów lub nawet bez objawów. Bakterie kwasu mlekowego używane do produkcji jogurtu mogą powodować degradację laktozy, a tym samym zmniejszać objawy.
Fermentowane zboże
Zboża w większości krajów stanowią podstawę diety. Są przede wszystkim źródłem węglowodanów, białka, błonnika, witamin i minerałów. Jednakże dostępność tych związków odżywczych może być utrudniona przez występowanie w nich substancji antyodżywczych jak np. kwas fitynowy.
Wpływ fermentacji na zboże przez ostatnie lata został dosyć dobrze poznany. Mówiąc jak najbardziej ogólnie, fermentacja zwiększa aktywność przeciwutleniającą zboża oraz poprawia strawialność białek poprzez zmniejszenie poziomów składników antyodżywczych. A mówiąc jeszcze bardziej dokładnie, sfermentowane produkty zbożowe zawierają składniki o prozdrowotnym działaniu:
- przeciwutleniającym – naukowcy przebadali całą gamę różnych zbóż – począwszy od klasycznej pszenicy, gryki czy komosy, skończywszy na nasionach roślin strączkowych jak ciecierzyca czy soczewica. Sfermentowana żywność na bazie zboża dostarczała substancji przeciwutleniających jak: związki fenolowe, GABA oraz bioaktywne peptydy.
- obniżającym ciśnienie – to działanie zawdzięczamy aktywności bakterii kwasu mlekowego, które przekształcają białka macierzy zbożowej w bioaktywne peptydy;
- przeciwcukrzycowym – to działanie przebadano głównie in vivo i in vitro, nie ustalając jednak dokładnego mechanizmu działania. Naukowcy uważają, że działanie przeciwcukrzycowe jest wywołane przez obecność w sfermentowanych produktach zbożowych takich substancji, jak związki fenolowe, przeciwutleniacze i GABA. Dodatkowo użycie fermentacji na zakwasie do wypieku chleba, pozwoliło użyskać produkt o niskim indeksie glikemicznym oraz o obniżonej zawartości skrobi.
- zmniejszającym ilość FODMAP – naukowcy odkryli również, że fermentacja odgrywa bardzo istotną rolę w obniżeniu FODMAP. Wyizolowane różne szczepy z zakwasu (np. S. cerevisiae, Torulaspora delbrueckii, S. Kluyveromyces marxianus) powodowały redukcję fruktanów nawet o 90%.
Sfermentowane owoce i warzywa
Warzywa i owoce to idealne produkty nadające się do fermentacji. Dzięki temu procesowi zyskują nowe właściwości odżywcze przez zawartość aktywnych enzymów oraz mikroorganizmów, powstałych oczywiście podczas procesu fermentacyjnego.
Niezaprzeczalnie fermentowane warzywa i owoce są dla nas źródłem substancji przeciwutleniających oraz bogactwem aktywności probiotycznych.
Ogólnie wiadomo, że warzywa jak i owoce są dla nas codziennym źródłem antyoksydantów. Naukowcy zbadali jednak wpływ aktywności przeciwutleniającej owoców i warzyw po fermentacji mlekowej. A dokładniej kilku naukowców przebadało produkty owocowe po fermentacji głównie L. Plantarum. Zaobserwowali oni wzrost aktywności przeciwutleniających oraz większą zawartość fenoli.
Najbardziej popularna żywność fermentowana w Polsce
Kefir
Jest sfermentowanym napojem mlecznym, pochodzącym z Kaukazu. Charakteryzuje się orzeźwiającym, kwaskowym smakiem. Ma kremową konsystencję. By go wyprodukować, do mleka dodaje się kultury starterowe, zwane „ziarnami kefiru”. Składają się one głównie z symbiotycznych drożdży, fermentujących laktozę (np. kluyveromyces marxianus) i drożdży niefermentujących laktozy (np. saccharomyces cerevisiae, saccharomyces unisporus), a także bakterii wytwarzających kwas mlekowy i octowy. Do specyficznego smaku i tekstury kefiru przyczyniają się: kwas mlekowy, składniki aromatyczne, etanol oraz dwutlenek węgla, które są produktami ubocznymi fermentacji.
Pojawiło się dość sporo publikacji naukowych odnośnie oddziaływania kefiru na nasz organizm. Jedno z badań wykazało, iż niektóre szczepy wyizolowane z kefiru przylegają do ludzkich komórek Caco-2 podobnych do enterocytów. To wskazuje na potencjalną zdolność do kolonizacji ludzkiego jelita.
Udowodniono również, że kefir lub jego szczepy wywierają istotny wpływ na populację mikroflory jelitowej. Zwiększają ilość lactobacillus, lactococcus i bifidobacterium. Tym samym zmniejszają ilość proteobacteria i enterobacteriaceae – co wykazano w licznych badaniach na zwierzętach. Inne badania informują o innych prozdrowotnych działaniach, takich jak: przeciwutleniające, przeciwnadciśnieniowe, przeciwrakotwórcze i obniżające poziom cholesterolu i glukozy.
Kapusta kiszona
Pierwsze wzmianki o kiszeniu kapusty pochodzą już z IV wieku p.n.e. Otrzymuje się ją z rozdrobnionej kapusty. Zawiera 2,3% – 3,0% soli, która poddawana jest spontanicznej fermentacji, zwykle przy udziale Leuconostoc spp., Lactobacillus spp. i Pediococcus spp. Dodatkowo niskie pH produktu końcowego naturalnie konserwuje kapustę.
Kapusta kiszona jest dobrym źródłem glukozynolanów, askorbinianu i kwasu askorbinowego. Substancje te odpowiadają za zmniejszenie uszkodzeń DNA oraz współczynnika mutacji komórek u pacjentów z rakiem. Stężenie tych związków jak pokazują badania jest ściśle powiązane z fermentacją kapusty. Badania dotyczące działania przeciwnowotworowego kapusty kiszonej są niestety bardzo niejednoznaczne.
Sok z buraka kiszonego
Powstaje wskutek fermentacji spontanicznej, poprzez zalanie przegotowaną soloną wodą rozdrobnionych buraków. Czasami dodaje się skórkę od chleba na zakwasie żytnim. Uzyskany sok z buraka ma mniejszą kaloryczność od klasycznego buraka ćwikłowego. Dzieje się tak za sprawą procesu fermentacji i bakterii kwasu mlekowego. Podczas procesów biochemicznych dochodzi do spadku zawartości węglowodanów, będących podstawowym substratem. W skład soku z buraka wchodzą bakterie kwasu mlekowego następujących rodzajów: Leuconostoc, Lactobacillus i Pediococcus.
Sok z buraka wykazuje on działanie hipotensyjne, przeciwzakrzepowe. Jest polecany dla anemików ze względu na dobrze przyswajalne źródło żelaza. Sok jest także bogaty w substancję zwaną betalainą, która posiada działanie antyoksydacyjne oraz wspomaga detoksykację organizmu.
Żywność fermentowana – słowem podsumowania
Żywność fermentowana w dobie dominacji żywności przetworzonej i bardzo sterylnej, może odgrywać istotną rolę w zachowaniu prawidłowej mikrobioty.
Szereg przemian chemicznych zachodzących podczas fermentacji sprawia, że produkty te charakteryzują się lepszą przyswajalnością, wyższą zawartością bioaktywnych cząstek oraz mocniejszym działaniem antyoksydacyjnym. Taka żywność jako żywność funkcjonalna, może wpływać na lepsze samopoczucie, dzięki działaniu probiotycznemu. Inne właściwości takie jak przeciwcukrzycowe, regulujące ciśnienie czy obniżające zawartość FODMAP przemawiają za wprowadzeniem i regularnym spożyciem produktów fermentowanych.
Podsumowując wpływ produktów fermentowanych na zdrowie:
- zwiększają biodostępność witamin i minerałów,
- poprawią trawienie,
- obniżają ryzyko chorób serca,
- działają antyalergicznie,
- zapobiegają osteoporozie,
- dodatkowo peptydy oraz frakcje peptydowe wykazują działanie przeciwnadciśnieniowe, przeciwzakrzepowe, przeciwutleniające, immunomodulacyjne.
Sięgajmy po żywność fermentowaną jak najczęściej, na zdrowie!
Sprawdź także: Wolne rodniki – kiedy są dla nas zagrożeniem?
Bibliografia
- Wyka J, Tajner-Czopek A, Rytel E, Habanova M, Malczyk E, Misiarz M, Żywność fermentowana – znaczenie dla człowieka, Acta Sci. Pol. Biotechnol, 2017, 16(1-4), s. 101-106;
- Kołożyn-Krajewska D, Żywność probiotyczna w aspekcie bezpieczeństwa zdrowotnego, Żywność, 2001, 4(29), s. 95-105;
- Dietz Michael, Żywność fermentowana i probiotyczna, Vital, Wydanie I, Białystok, 2017;
- Zielińska M, Hoffmann M, Waszkiewicz-Robak B, Tradycyjne roślinne napoje fermentowane o działaniu prozdrowotnym, Przemysł fermentacyjny i owocowo-warzywny, 2015, 5, s. 6-9;
- Rezac S, Reen Kok C, Heermann M, Hutkins R, Fermented Foods as a Dietary Source of Live Organisms, Front. Microbiol, 2018, 9, s. 1-44;
- Bell V., Ferrao J, Pimentel L, Pintado M, Fernandes T, One Health, Fermented Foods, and Gut Microbiota, Foods, 2018, 7, s. 1-17;
- Dimidi E., Rose Cox S., Rossi M, Whelan K., Fermented Foods: Definitions and Characteristics, Impact on the Gut Microbiota and Effects on Gastrointestinal Health and Disease, Nutrients, 2019, 11, s. 1-26;
- Melini F., Melini V., Luziatelli F., Grazia Ficca A., Ruzzi M., Health-Promoting Components in Fermented Foods: An Up-to-Date Systematic Review, Nutrients, 2019,11, s. 1-24;
- Mojka K, Charakterystyka mlecznych napojów fermentowanych, Probl Hig Epidemiol, 2013, 94(4), s. 722-729;
- Raak C., Ostermann T., Boehm K, Molsberger F., Regular Consumption of Sauerkraut and Its Effect on Human Health: A Bibliometric Analysis, Glob Adv Health Med. 2014, 3(6), s. 12–18;
- Trząskowska M., Probiotyki w produktach pochodzenia roślinnego, Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 2013, 4 (89), s. 5-20.
