Ферментацията - въплъщение на жаждата за живот

Доц. д-р Димитър ПОПОВ


Може би мнозина ще се затруднят да отговорят на въпроса: какво е общото между хляба, виното, спирта, бирата, киселото мляко, туршията и киселото зеле, които присъстват на трапезата на човека от незапомнени времена? А отговорът е прост, всички изброени продукти са резултат от един природен феномен – ферментацията. От общонаучна гледна точка ферментацията е процес, с помощта на който живите организми – от едноклетъчните до висшите, си осигуряват енергия, подлагайки на анаеробно (в отсъствие на кислород) разграждане различни органични вещества, най-често въглехидрати.

Учените са единодушни, че ферментацията е най-древният и единствен начин, чрез който в онези далечни времена, когато кислородът е липсвал или е бил съвсем малко на нашата планета, живите организми са си осигурявали необходимата за съществуването им енергия. Този уникален процес продължава да е присъщ на почти всички живи клетки. В този смисъл ферментацията въплъщава в себе си жаждата, невероятния стремеж на природата към създаване и запазване на живота. Човекът използвал продуктите на ферментацията далеч преди изясняване на същността на този феномен. Освен за обогатяване на трапезата този процес служел и за повишаване на трайността и годността на редица храни – на млякото (под формата на кисело мляко, кефир, сирене и др.), зеленчуците (под формата на различни туршии), плодовете и зърнените култури (под формата на вино, бира, спирт) и т.н.

В хода на този невероятен процес като основни продукти се получават различни вещества – етилов алкохол, оцетна киселина, млечна киселина, маслена киселина и др., и в средата се натрупва огромен брой допълнителни, които обогатяват нейния ароматен и вкусов състав и по същество я превръщат в един съвсем нов продукт.

В зависимост от получаваното основно вещество се различават алкохолна, млечнокисела, оцетнокисела, масленокисела и т.н. ферментации.

Вероятно поради мистичното и опияняващо действие на продукта на алкохолната ферментация – етиловия алкохол, тя е предизвикала най-голям интерес у учените, поради което за изясняване на нейната същност първоначално са хвърлени най-големи усилия. В края на XVIII и началото на XIX век знаменитите французи Антоан-Лоран дьо Лавоазие и Луи Гей-Люсак доказват, че в хода на алкохолната ферментация захарите се превръщат в етилов алкохол и въглероден диоксид. През 60-те години на XIX век друг велик френски учен – Луи Пастьор, доказва, че превръщането на захарите в етилов спирт е процес, който протича под действието на т.нар. спиртни дрожди – едноклетъчни микроорганизми, открити от нидерландеца Антони ван Льовенхук, за които този процес е част от метаболизма им. „Живот без въздух” – така просто и изключително точно Пастьор характеризира същността на природния феномен. И все пак при всичката си гениалност ученият допуска една малка неточност, която в края на същия век е „поправена” от немския химик Едуард Бухнер. Той доказва, че ферментацията може да протече и извън живите организми (т.е. in vitro) – под действието на съставки (сега наричани ензими), присъстващи в клетъчния сок на дрождите. За забележителното си откритие през 1907 г. ученият е удостоен с Нобелова награда. Може да се поспори доколко откритието на алкохолната ферментация е донесло полза на човечеството, тъй като значителна част от него изпитва сериозна зависимост от тази субстанция – етиловия алкохол. Сериозни научни изследвания през последните десетилетия обаче показват, че някои от продуктите на този процес – виното и бирата например, при дозирана консумация носят немалко ползи на човешкия организъм, които обаче определено не се дължат на етиловия алкохол.

Установено беше, че в хода на алкохолната ферментация към редицата ценни нутриенти, съдържащи се в суровините, използвани за тяхното производство, се добавя и огромен брой полезни вещества, представляващи продукти на метаболизма на съответните микроорганизми. В резултат получените продукти концентрират в себе си вещества с многостранен и здравословен за човешкия организъм физиологичен ефект. Дестилацията, която най-вероятно е открита от арабите в края на IX и началото на X век, довежда до появата на високоалкохолните напитки, чието въздействие върху човешкия организъм като цяло се оценява като негативно. Полученият от папския лекар Арно дьо Вилньов продукт на дестилацията на виното – т.нар. „винен дух”(spiritus vini), преобразява света и му донася неизброими проблеми – здравни и социални.

С помощта на т.нар. пивни дрожди се получава пивото – една от най-консумираните в света нискоалкохолни напитки, чиято история води началото си 10 000 години преди Христа. В някои страни пивото се е превърнало в неотделима част от бита на населението. В Чехия например годишната консумация на кехлибарената напитка е колосална – над 160 литра на човек! В Германия, където живеят следващите в класацията нейни поклонници, тя е далеч по-скромна – едва 116 л. Хлебните дрожди пък предизвикват набухването на хляба (от отделящия се въглероден диоксид и етилов алкохол) и обогатяването му с букет от ароматни и вкусови субстанции. Именно те правят аромата на прясно изпечения хляб тъй неустоим. Далеч преди откриването на ферментацията в природата е протичал и друг процес, при който етиловият алкохол се е превръщал в оцетна киселина. Този процес – оцетнокиселата ферментация, се осъществява в кислородна среда под действието на т.нар. оцетнокисели бактерии.

Предлаганият на пазара оцет най-често се получава по т.нар. интензивен метод, при който окислението на етиловия алкохол се ускорява чрез продухване на въздух през ферментационната среда.  Продължителността на процеса е до три дни, поради което цената на получения продукт е твърде ниска. Значително по-качествен оцет се получава, ако процесът се остави да протече по естествен начин – в продължение на няколко месеца.

Едно от най-големите достижения на човека е опознаването и приложението на млечнокиселата ферментация. В резултат на това на трапезата ни се появяват млечнокисели продукти като кумис, кисело мляко (йогурт), катък, простокваш, кефир, различни видове сирена и т.н. Историята на млечнокиселите продукти се свързва с прабългарите, които още в прародината си от кобилешко мляко са приготвяли млечнокиселата напитка кумис. В земите на траките те продължили традицията, използвайки за целта овчето мляко от безбройните стада овце, отглеждани от местното население. Ферментацията на млякото се предизвиква от две бактерии – Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus, открити в началото на XX век от българина Стамен Григоров – студент по медицина в Женевския университет. Любопитното е, че за протичането на процеса са нужни и двете бактерии. На невероятните лечебни и профилактични свойства на българското кисело мляко (в частност – препятстване на гнилостните процеси в дебелото черво, водещи до редица патологии) сериозно внимание обръща едно от светилата на медицината в онези години – руско-френският биолог Иля Мечников, удостоен през 1908 г. с Нобелова награда по физиология и медицина. Исторически факт е, че разпространението на киселото мляко в Европа в значителна степен се дължи на френския крал Франсоа I, който страдал от неудържима и мъчителна диария. С помощта на диета, в основата на която стояло киселото мляко, личният лекар на турския султан Сюлейман Великолепни успял да избави коронованата особа от страданието му. В резултат Франсоа I горещо препоръчвал и способствал за разпространението на екзотичния еликсир. При интензивно физическо натоварване, когато количеството на постъпващия в тъканите кислород е недостатъчно, за спешно осигуряване на необходимата енергия клетките на човешките мускули също пускат този „древен” анаеробен процес – млечнокиселата ферментация. Натрупаната в резултат на това млечна киселина е причина за добре познатото „схващане” и мускулните крампи.

Т.нар. ябълчно-млечнокисела ферментация, свързана с превръщането на по-силната ябълчна в по-слабата млечна киселина, се използва във винопроизводството за получаване на висококачествени червени вина, характеризиращи се с по-ниска киселинност и по-добри органолептични показатели.

Бозата (но истинската, а не тази ерзац боза, която масово се предлага) е продукт на смесена – алкохолно-млечнокисела ферментация. За съжаление този невероятно полезен продукт на практика изчезна, отстъпвайки място на доказано вредните газирани напитки. Получаването на редица продукти като туршии, кисели краставички, кисело зеле и т.н. също е свързано с млечнокиселата ферментация.
Изучаването на същността на тези процеси показа, че при тях се касае за ешелонирани, щафетни и взаимносвързани превръщания, протичащи под действието на млечнокисели бактерии, при които продуктите на предните микроорганизми, след тяхната гибел, служат като субстрат за следващите. И така – до крайния продукт, съдържащ значително количество от консерванта млечна киселина и невероятен брой биологично активни вещества, преминали от изходните продукти или представляващи резултат от жизнената дейност на млечнокиселите бактерии.

Познаването и използването на ферментацията с право се приема за едно от великите достижения на човечеството.  

gpopov_bg@yahoo.com

Сподели във Facebook