Fermentación (alimentos)

En el procesamiento de alimentos, la fermentación es la conversión de carbohidratos en alcohol o ácidos orgánicos utilizando microorganismos (levaduras o bacterias) en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno). La fermentación suele implicar que se desea la acción de los 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, produciendo bebidas alcohólicas como vino, cerveza y sidra. Sin embargo, procesos similares tienen lugar en la levadura del pan (CO ₂ 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 ampliamente consumidos incluyen vinagre, aceitunas y queso. Los alimentos más localizados preparados por fermentación también pueden basarse en frijoles, cereales, verduras, frutas, miel, productos lácteos y pescado.

Historia y prehistoria

La fermentación natural precede a la historia humana. Desde la antigüedad, los humanos han explotado el proceso de fermentación. La evidencia arqueológica más antigua de fermentación son los residuos de una cerveza de 13.000 años de antigüedad, con la consistencia de las gachas, encontrados en una cueva cerca de Haifa en Israel. Otra bebida alcohólica temprana, hecha de fruta, arroz y miel, data del 7000 al 6600 a. C., en el pueblo neolítico chino de Jiahu, y la elaboración del vino data de ca. 6000 aC, en Georgia, en el área del Cáucaso. Jarras de siete mil años de antigüedad que contenían restos de vino, ahora en exhibición en la Universidad de Pensilvania, fueron excavadas en las montañas Zagros en Irán. Existe una fuerte evidencia de que la gente estaba fermentando bebidas alcohólicas en Babilonia ca. 3000 aC, antiguo Egipto ca. 3150 aC,México prehispánico ca. 2000 aC y Sudán ca. 1500 a.C.

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

Sin embargo, se sabía que los extractos de levadura pueden fermentar el azúcar incluso en ausencia de células vivas de levadura. 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 vivas de levadura en la mezcla, por un complejo enzimático secretado por la levadura que denominó zimasa.. En 1907 recibió el Premio Nobel de Química por su investigación y descubrimiento de la "fermentación libre de células".

Un año antes, en 1906, los estudios de fermentación de etanol condujeron al descubrimiento temprano de NAD.

Usos

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 aprovecha para conservar y aromatizar verduras y productos lácteos.

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

Alimentos fermentados por región

• 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, lambanog, kimchi, kombucha, leppet-so, narezushi, miso, nata de coco, nattō, oncom, prahok, ruou nep, sake, soju, salsa de soja, tofu apestoso, cinta adhesiva, tempeh, zha cai
  • Asia Central: kumis, kéfir, shubat, qatiq (yogur)
  • Sur de Asia: achar, appam, dosa, dhokla, dahi (yogur), idli, encurtidos mixtos, ngari, sinki, tongba, paneer
• África: garri, injera, laxoox, mageu, ogi, ogiri, iru
• Américas: chicha, chocolate, vainilla, salsa picante, tibicos, pulque, muktuk, kiviak, parakari
• Medio Oriente: torshi, boza
• Europa: pan de masa fermentada, vino de saúco, kombucha, encurtidos, rakfisk, chucrut, pepino encurtido, surströmming, hidromiel, salami, sucuk, prosciutto, productos lácteos cultivados como quark, kéfir, filmjölk, crème fraîche, smetana, skyr, rakı, tupí.
• Oceanía: poi, kaanga pirau

Alimentos fermentados por tipo

Frijoles

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

Grano

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

Verduras

Kimchi, encurtido mixto, chucrut, encurtido indio, gundruk, tursu

Fruta

Vino, vinagre, sidra, perada, brandy, atchara, nata de coco, burong mangga, asinan, encurtidos, vişinată, chocolate, rakı, aragh sagi, chacha (brandy)

Miel

hidromiel, meteglina

Lácteos

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

Pescado

Bagoong, faseekh, salsa de pescado, Garum, Hákarl, jeotgal, rakfisk, pasta de gambas, surströmming, shidal

Carne

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

Té

Té Pu-erh, Kombucha, Lahpet, Goishicha

Riesgos

La esterilización es un factor importante a considerar durante la fermentación de los alimentos. Si no se eliminan por completo los microbios del equipo y los recipientes de almacenamiento, es posible que se multipliquen los organismos nocivos dentro del fermento, lo que podría aumentar los riesgos de enfermedades transmitidas por los alimentos, como el botulismo. La producción de malos olores y decoloración pueden ser indicaciones de que se pueden haber introducido bacterias dañinas en los alimentos.

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

La Organización Mundial de la Salud ha clasificado los alimentos encurtidos como posiblemente cancerígenos, según estudios epidemiológicos. Otra investigación encontró que los alimentos fermentados contienen un subproducto cancerígeno, carbamato de etilo (uretano). "Una revisión de 2009 de los estudios existentes realizados en Asia concluyó que comer verduras en escabeche con regularidad duplica aproximadamente el riesgo de una persona de padecer carcinoma de células escamosas de esófago".