La fermentación en el procesamiento de alimentos

En el procesamiento de alimentos , la fermentación es la conversión de carbohidratos en alcohol o ácidos orgánicos mediante microorganismos ( levaduras o bacterias) en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno). La fermentación suele implicar que se desea la acción de microorganismos. La ciencia de la fermentación se conoce como zimología o zimurgia.

El término "fermentación" a veces se refiere específicamente a la conversión química de azúcares en etanol , lo que produce bebidas alcohólicas como el vino , la cerveza y la sidra . Sin embargo, procesos similares tienen lugar en la fermentación del pan (CO2 _producido por la actividad de la levadura) y en la conservación de alimentos ácidos con la producción de ácido láctico , como en el chucrut y el yogur .

Otros alimentos fermentados de amplio consumo son el vinagre , las aceitunas y el queso . Otros alimentos fermentados más locales también pueden estar basados ​​en legumbres, cereales, verduras, frutas, miel, productos lácteos y pescado.

La fermentación natural es anterior a la historia humana. Desde tiempos antiguos, los humanos han explotado el proceso de fermentación. La evidencia arqueológica más antigua de fermentación son residuos de una cerveza de 13.000 años de antigüedad, con la consistencia de papilla, encontrados en una cueva cerca de Haifa en Israel. ^[1] Otra bebida alcohólica temprana, hecha de fruta, arroz y miel, data de 7000 a 6600 a. C., en el pueblo neolítico chino de Jiahu , ^[2] y la elaboración de vino data de ca. 6000 a. C., en Georgia , en el área del Cáucaso . ^[3] Jarras de siete mil años de antigüedad que contienen restos de vino, ahora en exhibición en la Universidad de Pensilvania, fueron excavadas en los Montes Zagros en Irán . ^[4] Existe evidencia sólida de que las personas fermentaban bebidas alcohólicas en Babilonia ca. 3000 a. C., ^[5] antiguo Egipto ca. 3150 a. C., ^[6] México prehispánico ca. 2000 a. C., ^[5] y Sudán ca. 1500 a. C. ^[7]

El químico francés Louis Pasteur fundó la zimología , cuando en 1856 relacionó la levadura con la fermentación. ^[8] Al estudiar la fermentación del azúcar a alcohol por la levadura , Pasteur concluyó que la fermentación era catalizada por una fuerza vital, llamada " fermentos ", dentro de las células de la levadura. Se pensaba que los "fermentos" funcionaban solo dentro de los organismos vivos. Pasteur escribió que "la fermentación alcohólica es un acto correlacionado con la vida y la organización de las células de la levadura, no con la muerte o putrefacción de las células". ^[9]

Sin embargo, se sabía que los extractos de levadura pueden fermentar el azúcar incluso en ausencia de células de levadura vivas . Mientras estudiaba este proceso en 1897, el químico y zimólogo alemán Eduard Buchner de la Universidad Humboldt de Berlín , Alemania, descubrió que el azúcar se fermentaba incluso cuando no había células de levadura vivas en la mezcla, ^[10] mediante un complejo enzimático secretado por la levadura al que denominó zimasa . ^[11] En 1907 recibió el Premio Nobel de Química por su investigación y descubrimiento de la "fermentación sin células".

Un año antes, en 1906, los estudios de fermentación del etanol condujeron al descubrimiento temprano del dinucleótido de nicotinamida y adenina oxidado (NAD ⁺ ). ^{[12] [ verificación necesaria ]}

La fermentación de alimentos es la conversión de azúcares y otros carbohidratos en alcohol o ácidos orgánicos conservantes y dióxido de carbono . Los tres productos han encontrado usos humanos. La producción de alcohol se utiliza cuando los jugos de frutas se convierten en vino , cuando los granos se convierten en cerveza y cuando los alimentos ricos en almidón, como las papas , se fermentan y luego se destilan para hacer licores como la ginebra y el vodka . La producción de dióxido de carbono se utiliza para leudar el pan. La producción de ácidos orgánicos se explota para conservar y dar sabor a las verduras y los productos lácteos. ^[13]

La fermentación de alimentos tiene cinco propósitos principales: enriquecer la dieta mediante el desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los sustratos alimentarios; preservar cantidades sustanciales de alimentos mediante fermentaciones de ácido láctico , alcohol, ácido acético y alcalino ^[14] ; enriquecer los sustratos alimentarios con proteínas, aminoácidos esenciales y vitaminas; eliminar antinutrientes ; y reducir el tiempo de cocción y el uso asociado de combustible. ^[15]

• En todo el mundo: alcohol ( cerveza , vino ), vinagre , aceitunas , yogur , pan , queso.
• Asia
  • Asia oriental y sudoriental: amazake , atchara , belacan , burong mangga , com ruou , doenjang , douchi , salsa de pescado , lah pet , lambanog , kimchi , kombucha , leppet-so , narezushi , miso , nata de coco , nattō , ngapi , oncom. , padaek , pla ra , prahok , ruou nep , sake , pasta de camarones , soju , salsa de soja , tofu apestoso , cinta adhesiva , tempeh , tempoyak , zha cai
  • Asia Central: kumis , kéfir , shubat , qatiq (yogur)
  • Sur de Asia: achar , appam , dosa , dhokla , dahi ( yogurt ), idli , pepinillo mixto , ngari , sinki , tongba , paneer
• África: garri , injera , laxoox , mageu , ogi , ogiri , iru
• Américas: chicha , chocolate , vainilla , salsa picante , tepache , tibicos , pulque , muktuk , kiviak , parakari.
• Oriente Medio: torshi , boza
• Europa: pan de masa madre , vino de saúco , kombucha , encurtidos , rakfisk , chucrut , pepinos encurtidos , surströmming , hidromiel , kvas , salami , sucuk , prosciutto , productos lácteos cultivados como quark , kéfir , filmjölk , crème fraîche , smetana , skyr , rakı , tupí , żur .
• Oceanía : poi , kānga pirau

Cheonggukjang , doenjang , tofu fermentado , miso , natto , salsa de soja , tofu apestoso , tempeh , oncom, pasta de soja, leche de frijol mungo de Beijing, kinama, iru , thua nao

Amazake , cerveza , pan , choujiu , gamju , injera , kvas , makgeolli , murri , ogi , rejuvelac , sake , sikhye , masa madre , sowans , vino de arroz , whisky de malta , whisky de grano , idli , dosa , vodka bangla (bebida) , boza , y chicha , entre otros.

Kimchi , encurtidos mixtos , chucrut , encurtidos indios , gundruk , tursu

Vino , vinagre , sidra , perada , brandy , atchara , nata de coco , burong mangga , asinan , encurtido , vişinată , chocolate , rakı , aragh sagi , chacha , tempoyak.

Hidromiel , metheglin , tej

También algunos tipos de queso , kéfir , kumis (leche de yegua), shubat (leche de camello), ayran , productos lácteos cultivados como quark , filmjölk , crème fraîche , smetana , skyr y yogur.

Bagoong , faseekh , salsa de pescado , Garum , Hákarl , jeotgal , ngapi , padaek , pla ra , prahok , rakfisk , pasta de camarones , surströmming , shidal

Chorizo , salami , sucuk , pepperoni , nem chua, som moo , saucisson , salchicha fermentada

Té Pu-erh , Kombucha , Lahpet , Goishicha

La esterilización es un factor importante a tener en cuenta durante la fermentación de los alimentos. Si no se eliminan por completo los microbios de los equipos y los recipientes de almacenamiento, pueden multiplicarse organismos nocivos en el fermento, lo que podría aumentar los riesgos de enfermedades transmitidas por los alimentos, como el botulismo. Sin embargo, el botulismo en los fermentos vegetales solo es posible si no se envasan correctamente. La producción de olores extraños y la decoloración pueden ser indicios de que se han introducido bacterias nocivas en los alimentos.

Alaska ha sido testigo de un aumento constante de casos de botulismo desde 1985. ^[16] Tiene más casos de botulismo que cualquier otro estado de los Estados Unidos de América. Esto se debe a la práctica tradicional de los nativos de Alaska de dejar que productos animales como pescado entero, cabezas de pescado, aletas de morsa , león marino y ballena , colas de castor , aceite de foca y aves fermenten durante un período prolongado de tiempo antes de ser consumidos. El riesgo se agrava cuando se utiliza un recipiente de plástico para este propósito en lugar del método tradicional anticuado, un agujero revestido de césped, ya que la bacteria Clostridium botulinum prospera en las condiciones anaeróbicas creadas por el recinto hermético en plástico. ^[16]

Las investigaciones han descubierto que los alimentos fermentados contienen un subproducto cancerígeno, el carbamato de etilo (uretano). ^[17] "Una revisión de 2009 de los estudios existentes realizados en Asia concluyó que comer regularmente verduras encurtidas duplica aproximadamente el riesgo de una persona de sufrir carcinoma de células escamosas de esófago ". ^[18]

• Ayuda científica: Fermentación - Proceso y usos de la fermentación
• Cereales fermentados. Una perspectiva global - FAO 1999