Świat: Różnorodność mlecznych napojów fermentowanych

Tradycyjna żywność fermentowana jest obecna od wieków w diecie wielu społeczności. Wynika to nie tylko z jej zwiększonej trwałości, ale również unikalnych walorów smakowych, odżywczych i funkcjonalnych. Szacuje się, że produkty fermentowane mogą stanowić od 5% do nawet 40% codziennie spożywanej żywności. Na przestrzeni wieków w zależności od warunków środowiskowych i kulturowych na różnych obszarach Ziemi rozwijały się poszczególne rodzaje żywności fermentowanej. Wszędzie tam, gdzie dominowały hodowla zwierząt i rolnictwo, gdzie dostępne było mleko krów, owiec, kóz i innych zwierząt, rozwijała się technika fermentacji mleka. Miało to miejsce przede wszystkim na Bliskim Wschodzie, w Europie i Indiach. Szacuje się, że pierwsze fermentowane mleko mogło powstać nawet 10–15 tysięcy lat temu. 

W gorącym klimacie temperatury latem mogły sięgać około 40°C, więc mleko bez warunków chłodniczych kwaśniało w krótkim czasie od udoju. Stopniowo społeczności rozwinęły poszczególne etapy procesu fermentacji i udało im się nad nim zapanować. Produkcja fermentowanych produktów mlecznych rozwijała się w różny sposób na różnych obszarach, prawdopodobnie w odpowiedzi na warunki środowiskowe i tradycje kulturowe wczesnych rolników. 

Ludzie spożywali produkty fermentowane na długo przed rozwojem nauki związanej z mikrobiologią, biochemią czy higieną produkcji. Przez większą część historii ludzkości sfermentowana żywność była produkowana w sposób spontaniczny – w wyniku działalności mikroorganizmów naturalnie obecnych w surowcu lub dostających się do niego z otoczenia. Z czasem popularna stała się tzw. metoda back-slopping, w której do świeżego surowca dodaje się porcje wcześniej sfermentowanego produktu o pożądanych właściwościach. Główną wadą tej techniki jest to, że produkt końcowy nie zawsze jest powtarzalny pod względem smaku i jakości, istnieje też duże ryzyko utraty aktywności mikroorganizmów odpowiadających za fermentację. W związku z tym metoda ta obecnie wykorzystywana jest głównie w warunkach domowych lub w warunkach produkcyjnych na ograniczoną skalę. 

Stopniowy rozwój mleczarstwa i produkcji na szeroką skalę rozpoczął się pod koniec XIX wieku. Jednocześnie nastąpiły inne zmiany, które obejmowały rozpowszechnienie hodowli ras krów o większej wydajności mlecznej i lepszym zdrowiu, import pasz, powstanie spółdzielni rolniczych oraz rozwój narzędzi produkcyjnych. Poszerzająca się wiedza i zrozumienie fermentacji umożliwiły zapanowanie nad tym procesem w celu uzyskania produktów o pożądanych cechach i powtarzalnej jakości. Obecnie żywność fermentowana jest wytwarzana głównie w wyniku kontrolowanego wzrostu drobnoustrojów.

Jednym z najważniejszych osiągnięć w branży żywności fermentowanej było wprowadzenie kultur starterowych. Pasteryzacja mleka, będąca obecnie nieodłącznym elementem produkcji przetworów fermentowanych, przyczynia się do zniszczenia większości rodzimych bakterii odpowiadających za proces fermentacji. W związku z tym konieczne stało się dodatkowe wprowadzanie do tak przygotowanego mleka wyspecjalizowanych szczepów bakterii. Umożliwiło to wytwarzanie produktów wysokiej jakości o kontrolowanym składzie. Obecnie na rynku można spotkać szeroką gamę kultur starterowych w różnych formach przeznaczonych do poszczególnych produktów spożywczych. Ich zastosowanie powinno zagwarantować wysoką żywotność i aktywność mikroorganizmów w produkcie aż do końca daty minimalnej trwałości. Łatwość użycia i ich spójne właściwości sprawiły, że są one powszechne nawet w krajach rozwijających się. 

Różnego rodzaju mleka fermentowane powstają głównie na drodze fermentacji mlekowej oraz połączenia fermentacji mlekowej z drożdżową. Sam proces fermentacji mlekowej polega na przekształceniu laktozy obecnej w mleku do kwasu mlekowego z zastosowaniem enzymów wytwarzanych przez mikroorganizmy. Najpopularniejszymi bakteriami kwasu mlekowego wchodzącymi w skład kultur starterowych są bakterie z rodzajów Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc i Pediococcus. Oprócz tworzenia kwasu mlekowego bakterie te modyfikują także inne składniki mleka, co powoduje zwiększoną biodostępność składników odżywczych i lepszą jakość. Ponadto produkty metabolizmu tych bakterii hamują psucie się i rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych. Oprócz korzyści płynących z kontrolowanej fermentacji zastosowanie kultur starterowych pozwala również na wprowadzenie do jogurtu innych specyficznych szczepów posiadających znane właściwości funkcjonalne. Szczepy tego typu mogą poprawić smak, konsystencję lub trwałość. Inne szczepy dodaje się ze względu na ich aktywność probiotyczną i zdolność do poprawiania wartości odżywczej. 

Do produkcji fermentowanych produktów mlecznych wykorzystuje się mleka wielu gatunków ssaków, które różnią się składem chemicznym, a przede wszystkim zawartością suchej masy, laktozy, tłuszczu i białka (tabela 1). Różnice w tych parametrach mogą występować nawet w obrębie tego samego gatunku i zależą przede wszystkim od warunków klimatycznych, stanu zdrowia zwierzęcia, rasy, stosowanej paszy, pory roku i etapu laktacji. Podstawą większości fermentowanych produktów mlecznych na świecie pozostaje jednak mleko krowie. Mleka innych ssaków – w tym owiec, kóz, wielbłądów, klaczy, bawołów i jaków – miały większe znaczenie w przeszłości i nadal tak pozostaje w niektórych regionach świata. Przykładowo kraje Europy Południowej, a także wiele krajów Azji i Afryki, mają wielowiekową tradycję w hodowli i produkcji przetworów z mleka małych przeżuwaczy, takich jak owce i kozy, podczas gdy sfermentowane przetwory z mleka jaka są powszechne w Himalajach i sąsiadujących regionach. 

Różnice w składnikach mleka i kulturze w połączeniu ze zróżnicowaniem technik produkcyjnych stworzyły na całym świecie ogromną różnorodność tradycyjnych fermentowanych produktów mlecznych (tabela 2). Każda społeczność i każdy region świata ma unikalne zwyczaje żywieniowe oparte na kulturze i dostępności do surowców. Szczególnie religia i pochodzenie etniczne mają duży wpływ na nawyki żywieniowe. Różnego rodzaju działania produkcyjne na poszczególnych etapach wytwarzania produktów fermentowanych wpływają na właściwości fizyczne, chemiczne, sensoryczne i odżywcze produktu końcowego. Warunki technologiczne w połączeniu z charakterystyką składników wykorzystywanych do fermentacji wywierają również duży wpływ na mikroflorę produktu. Bardzo istotne są też warunki klimatyczne regionu, w którym wytwarzany jest dany produkt, ponieważ mają one wpływ na naturalną mikroflorę procesu fermentacji. Wynika to bezpośrednio z charakterystyki mikroorganizmów i preferowanych przez nie warunków temperaturowych do rozwoju. W metodach tradycyjnych termofilne bakterie kwasu mlekowego dominowały w regionach gorących i subtropikalnych ze względu na sprzyjające dla nich warunki wzrostu (40–45°C), podczas gdy fermentacje mezofilne (w temperaturze 20–28°C) stały się bardziej popularne w chłodniejszych klimatach, takich jak północna Europa.

Najpopularniejszym na świecie fermentowanym produktem mlecznym jest bez wątpienia jogurt. Produkt pochodzący z Bałkanów i Bliskiego Wschodu stał się głównym składnikiem diety człowieka na całym świecie. W warunkach domowych jest nadal produkowany metodą back-slopping. Jego popularność wśród konsumentów sprawiła, że obecnie jest przede wszystkim wytwarzany na bardzo dużą skalę w sposób przemysłowy, przy pełnej kontroli procedur produkcyjnych. To produkt lepki o charakterystycznym kwaśnym smaku. W wersji podstawowej jest wytwarzany z zastosowaniem dwóch mikroorganizmów – Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. W zależności od technologii produkcji można otrzymać jego różne warianty, jak np. jogurt grecki czy labneh o zwiększonej zawartości suchej masy. Obecnie na rynku możemy dostać jogurt w wielu odmianach, w tym wersje mrożone, pitne, owocowe, probiotyczne czy ekologiczne. 

Inne tradycyjne mleka fermentowane popularne przede wszystkim w Europie to maślanka i kefir. Maślanka to produkt uboczny wytwarzania masła, który jest tradycyjnie spożywany jako orzeźwiający, kwaśny, letni napój. Kefir to lepki, kwaśny, lekko musujący i lekko alkoholowy napój mleczny powstający w wyniku spontanicznej fermentacji mleka z udziałem ziaren kefiru składających się z matrycy polisacharydowej, w której współistnieją bakterie kwasu mlekowego, bakterie kwasu octowego i drożdże. Coraz większą popularnością cieszą się również mleka fermentowane z krajów nordyckich, które charakteryzują się wysoką zawartością białka lub unikalnymi właściwościami funkcjonalnymi. Wśród produktów wysokobiałkowych najpopularniejszy jest skyr, czyli tradycyjny wyrób z Islandii. Pierwotnie był wytwarzany z mleka owczego, jednak to wersja z mleka krowiego jest produkowana komercyjnie i została wprowadzona do innych krajów. Dużym zainteresowaniem cieszy się również viili pochodzący z Finlandii, zawierający bakterie kwasu mlekowego oraz drożdże nitkowate Geotrichum candidum. Podobne produkty wytwarzane są także w Szwecji, Norwegii, Danii i Islandii. Mają one charakterystyczną galaretowatą lub śluzowatą konsystencję, która jest skutkiem wytwarzania egzopolisacharydu przez niektóre szczepy Lactococcus lactis w kulturze starterowej. Konsystencja ta zapewnia gładkie odczucie w ustach, a smak jest lekko kwaśny z aromatycznym posmakiem zapewnianym przez diacetyl. 

Wśród azjatyckich mlek fermentowanych z pewnością wyróżnia się kumys, który został rozpowszechniony w wielu zakątkach świata. Jest to naturalnie fermentowany produkt mleczny z obszaru kaukaskiego. Podobne wyroby, takie jak chigee i airag, produkowane są w Mongolii i północno-zachodnich Chinach. Kumys tradycyjnie otrzymuje się poprzez fermentację mleka klaczy, które dzięki niższej zawartości białka i wyższej zawartości tłuszczu nadaje produktowi gładki, bogaty smak. W obszarze azjatyckim dużą popularnością cieszy się również lassi, czyli fermentowane mleko bawole lub krowie przygotowywane z dodatkiem przypraw i soli. W Afryce nadal wiele mlecznych napojów fermentowanych produkowanych jest przede wszystkim w warunkach domowych, na niewielką skalę, metodą spontaniczną lub back-slopping. Produkty te często charakteryzują się bogatszą mikroflorą niż ich odpowiedniki wytwarzane komercyjnie, jak np. sudański gariss czy charakterystyczny dla Afryki południowej amasi (tabela 2). 

Żywność fermentowana zyskała tak szeroką popularność na świecie nie tylko ze względu na swoje walory sensoryczne, ale również właściwości prozdrowotne i zwiększoną wartość odżywczą w porównaniu do mleka niefermentowanego. Zwiększenie wartości odżywczej jest związane z produkcją niektórych witamin przez bakterie kwasu mlekowego, a także większą ilością niezbędnych aminokwasów w mleku fermentowanym. W produktach fermentowanych obserwuje się wzrost zawartości ryboflawiny, niacyny, kwasu pantotenowego, kwasu askorbinowego i kwasu foliowego. Ponadto w wyniku fermentacji zwiększa się dostępność peptydów obecnych w białkach mleka, które mają właściwości przeciwutleniające. Wiele mlecznych napojów fermentowanych jest również bogatych w bakterie probiotyczne, które definiuje się jako „żywe mikroorganizmy, które podane w odpowiednich ilościach przynoszą korzyści zdrowotne gospodarzowi”. 

Regularne spożywanie mleka fermentowanego może zapobiegać wielu chorobom cywilizacyjnym, w tym m.in. cukrzycy typu 2, otyłości, zespołowi metabolicznemu, chorobom serca i niektórym nowotworom. Probiotyki regularnie dostarczane do naszego organizmu wpływają na zwiększenie odporności, a także zapobiegają schorzeniom przewodu pokarmowego, w tym chorobom zapalnym jelit, zespołowi jelita drażliwego i biegunkom. Dodatkowo mleko fermentowane zawiera bardzo niewielkie ilości laktozy, dzięki czemu jest lepiej tolerowane przez osoby cierpiące na nietolerancję tego składnika. Ponadto bakterie kwasu mlekowego wytwarzają enzymy rozkładające laktozę, a ich aktywność może utrzymywać się w jelitach, poprawiając strawność.

Fermentacja mleka jest jednym z najważniejszych procesów przetwórczych tego surowca. Pozwala na otrzymanie produktów niezwykle wartościowych, które warto włączać do codziennej diety. Na przestrzeni lat technologia produkcji mleka fermentowanego intensywnie ewoluowała – od procesu spontanicznego stosowanego na niewielką skalę aż po wyspecjalizowane techniki stosowane dziś w przemysłowej produkcji. Obecnie mamy dostęp do bezpiecznych produktów o powtarzalnej jakości, jednak doprowadziło to do zmniejszenia różnorodności ich mikroflory. W związku z tym rośnie liczba badań i wysiłków mających na celu przywrócenie utraconej różnorodności za pomocą kultur pomocniczych wyizolowanych z rodzimej mikroflory produktów fermentowanych. Może to pozwolić w przyszłości na ich udoskonalenie i zwiększenie właściwości prozdrowotnych wynikających z bogactwa mikroorganizmów.

Literatura:

1. Bintsis T., Papademas P., The Evolution of Fermented Milks, from Artisanal to Industrial Products: A Critical Review, „Fermentation” 2022, 8(12), 679.
2. Cuamatzin-Garcia L. i wsp., Traditional Fermented Foods and Beverages from around the World and Their Health Benefits, „Microorganisms” 2022, 10(6), 1151.
3. Narvhus J.A., Abrahamsen R.K., Traditional and modern Nordic fermented milk products: A review, „International Dairy Journal” 2023, 142, 105641.
4. Tamang J.P. i wsp., Fermented foods in a global age: East meets West, „Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety”, 2020, 19(1), 184–217.