Nauka fermentacji

Co się dzieje w słoiku? Fermentacja mlekowa wyjaśniona bez straszenia

Jak bakterie kwasu mlekowego zamieniają warzywa w kiszonkę, dlaczego kwas nas chroni przed zatruciem i co naprawdę mówią badania o kiszonkach a zdrowiu jelit.

Bąbelki fermentacji w słoiku pod światło

Kiedy pierwszy raz zostawiłam warzywa w słonej wodzie na blacie na tydzień, byłam pewna, że łamię wszystkie zasady, jakie wpoiła mi mama („nie zostawiaj jedzenia na wierzchu!”). A jednak zamiast się zepsuć, zrobiły się kwaśne, chrupiące i, jak się później okazało, całkiem zdrowe. Zajęło mi trochę, zanim zrozumiałam, dlaczego to działa. I gdy już zrozumiałam, przestałam się bać słoika. O to właśnie chodzi w tym tekście.

Bohaterki: bakterie kwasu mlekowego

Na kapuście, ogórku czy marchwi żyją miliony mikroorganizmów. Wśród nich są bakterie kwasu mlekowego, po angielsku LAB (lactic acid bacteria) — rodzina, do której należą między innymi Leuconostoc i Lactobacillus. Mają dwie cechy, przez które nadają się do kiszenia idealnie: radzą sobie bez tlenu i znoszą sól lepiej niż konkurencja.

Kiszenie polega na tym, żeby te dwie cechy zamienić w przewagę. Nie zabijasz niczego od razu. Po prostu ustawiasz start wyścigu tak, żeby faworytki miały fory.

Krok pierwszy: sól robi selekcję

Kiedy dodajesz 2% soli, dzieje się kilka rzeczy naraz. Sól wyciąga wodę z warzyw (dlatego kapusta po ugnieceniu pływa we własnym soku) i tworzy solankę. To słone, pozbawione tlenu środowisko jest nieprzyjemne dla bakterii gnilnych i pleśni, a całkiem znośne dla LAB. Szala się przechyla.

Krok drugi: znika tlen, zaczyna się uczta

Gdy zanurzysz warzywa i odetniesz powietrze, tlen w słoiku szybko się kończy. Bakterie tlenowe milkną, a LAB biorą się do pracy. Zjadają cukry obecne w warzywach i wydzielają dwie rzeczy, które definiują kiszonkę: kwas mlekowy, odpowiedzialny za kwaśny smak i za konserwację, oraz dwutlenek węgla, czyli te bąbelki, które widzisz, i syk, który słyszysz przy otwieraniu.

Bąbelki w pierwszych dniach zawsze mnie cieszą. To najbardziej namacalny dowód, że mikroby pracują.

Krok trzeci: kwas zamyka drzwi

Tu dzieje się rzecz najważniejsza dla bezpieczeństwa, więc chcę ją opisać precyzyjnie, bo w internecie krąży sporo półprawd.

W miarę jak przybywa kwasu mlekowego, pH w słoiku spada. Zaczyna od obojętnego, około 6,5, a po kilku dniach dobrze poprowadzona kiszonka schodzi do zakresu pH 3,5–4,0. I teraz konkret, który warto zapamiętać: bakteria odpowiedzialna za jad kiełbasiany, Clostridium botulinum, nie namnaża się i nie produkuje toksyny przy pH 4,6 lub niższym. Ten próg 4,6 to nie jest liczba z sufitu, tylko granica, na której amerykańska FDA opiera podział żywności na „kwaśną” i „niskokwasową”.

Właśnie dlatego prawidłowo poprowadzona kiszonka jest bezpieczna mimo braku lodówki: schodzi znacznie poniżej tego progu. Ciekawostka, która mnie kiedyś uspokoiła: fermentowane warzywa zostały w USA wyłączone spod rygorystycznych przepisów o żywności zakwaszanej, bo w praktyce nie odnotowano z ich powodu zatruć jadem kiełbasianym.

Dlatego kwaśny zapach to dobra wiadomość. Kwas znaczy, że LAB wygrały wyścig i zakwasiły słoik do poziomu, w którym nic groźnego nie przetrwa. Zapach gnilny znaczy coś odwrotnego: że coś poszło nie tak, zanim kwas zdążył zadziałać. Najczęstsze przyczyny to za mało soli albo warzywa wystające ponad zalewę.

Sztafeta, nie jeden bieg

Fermentacja nie jest jednostajna. To raczej sztafeta różnych mikrobów, które przekazują sobie pałeczkę:

  • Przez pierwsze 3 dni rządzi głównie Leuconostoc. Produkuje najwięcej dwutlenku węgla (stąd najwięcej bąbelków) i pierwsze kwasy oraz aromaty.
  • Między 4. a 10. dniem pałeczkę przejmują bardziej kwasoodporne Lactobacillus. Wytwarzają więcej kwasu i pogłębiają smak. Bąbelki cichną.
  • Później kwas osiąga poziom, przy którym proces sam zwalnia. Smak się stabilizuje, a lodówka niemal wszystko zatrzymuje.

To dlatego ta sama kiszonka próbowana piątego i piętnastego dnia smakuje inaczej. Dosłownie zmienia się obsada przy sterach.

Skąd wiemy, że kiszonki są zdrowe

Tu muszę być uczciwa, bo temat obrósł mitami z obu stron. Jedni mówią, że kiszonki leczą wszystko, drudzy, że to tylko słona woda. Prawda jest ciekawsza.

Najmocniejszego jak dotąd argumentu dostarczyło badanie zespołu ze Stanford opublikowane w 2021 roku w czasopiśmie Cell. Przez 10 tygodni obserwowano 36 zdrowych osób. Część z nich jadła dużo produktów fermentowanych (jogurt, kefir, kiszonki, kombucha), część dużo błonnika. U grupy „fermentowanej” wzrosła różnorodność mikrobioty jelitowej i spadły markery stanu zapalnego (aż 19 białek zapalnych obniżyło się w tej grupie, czego nie zaobserwowano u jedzących sam błonnik). To realny, mierzalny efekt, a nie obietnica z opakowania suplementu.

Do tego dochodzi historia, którą uwielbiam. W 1768 roku kapitan James Cook zabrał na pokład HMS Endeavour blisko 3,5 tony kapusty kiszonej. Wrócił po latach rejsu bez ani jednego marynarza zmarłego na szkorbut, chorobę z niedoboru witaminy C, która wtedy dziesiątkowała załogi. Fermentacja potrafi znacząco podnieść zawartość witaminy C w kapuście względem surowej, a Cook, sam o tym nie wiedząc dlaczego, właśnie to wykorzystał.

Zachowajmy jednak proporcje. Część korzystnych bakterii ginie w kwasie żołądkowym, efekty zależą od ilości i regularności, a kiszonki są wartościowym elementem diety, nie lekiem. Przy chorobach, w ciąży czy przy obniżonej odporności, kiedy żywe kultury bywają przeciwwskazane, decyzję warto omówić z lekarzem. Piszę o tym więcej na stronie o mnie, bo to dla mnie kwestia uczciwości wobec Ciebie.

Co z tego wynika przy blacie

Następnym razem, gdy otworzysz słoik i usłyszysz to „pyk”, nie będzie to już przypadek ani szczęście. To miliony bakterii, które przez tydzień robiły dokładnie to, na co liczyłeś: zjadały cukry, produkowały kwas i po cichu zamykały drzwi przed wszystkim, co mogłoby Ci zaszkodzić. Chcesz zobaczyć to od kuchni? Zajrzyj do przewodnika, jak nastawić pierwszy słoik.

Źródła

  • Wastyk H.C. i in., „Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status”, Cell 184(16), 2021, DOI: 10.1016/j.cell.2021.06.019 — recenzowana publikacja naukowa. Omówienie: Stanford Medicine
  • U.S. Food and Drug Administration, 21 CFR część 114 (Acidified Foods) — próg pH 4,6 dla Clostridium botulinum: fda.gov
  • Historia kapusty kiszonej na wyprawie kpt. Jamesa Cooka a szkorbut — The British Library