Dołącz do czytelników
Brak wyników

Dietoterapia , Otwarty dostęp

24 czerwca 2020

NR 19 (Czerwiec 2020)

Kiszonki – powrót do naturalnego żywienia

20

Kiszenie jest procesem konserwacji żywności opartym na fermentacji mlekowej przeprowadzanej przez bakterie mlekowe. Podstawowymi surowcami fermentacji są cukier i woda. Ich proporcje decydują o szybkości pierwszego etapu fermentacji. Obecność kwasu mlekowego (LAB) w kiszonych produktach przyczynia się do obniżenia ich pH do 4,0–3,5, a kwaśne środowisko kiszonek powoduje zniszczenie potencjalnie szkodliwych mikroorganizmów.

Historia żywności fermentowanej jest długa i sięga Starożytności1. Uważa się, że pierwsze doświadczenia człowieka z powstaniem kiszonek miały charakter przypadkowy. Ich pojawienie się w diecie miało na celu poprawę trwałości żywności i stworzenie możliwości przechowywania jej w okresach ograniczonej dostępności. Nasi przodkowie konserwując żywność nie przypuszczali, jak dalece odmienią losy diety i żywienia swoich potomków. Do dalszych losów kiszonek przyczynił się już rozwój cywilizacyjny. Ich dzisiejsze wykorzystanie to nie tylko konserwacja żywności, ale także walory zdrowotne, a nawet ekonomiczne. Współczesna
żywność jest fermentowana i spożywana w niemal każdym kraju na świecie. Znane i popularne w Polsce ogórek kiszony, kiszona kapusta, buraki czy zakwas buraczany to tylko niewielka część bogatego asortymentu kiszonek na świecie. Kiszeniu można poddać np. brokuły, kalafiory, marchew, cebulę, czosnek, białą rzodkiew, pomidory, fasolkę szparagową, botwinkę, bakłażany, paprykę, a nawet truskawki, śliwki, gruszki czy oliwki.
 

Tab. 1. Historia powstania współczesnej żywności fermentowanej1
ok. 10 000 p.n.e. Przypadkowa fermentacja na skutek nadwyżek żywności (pierwsi Aryjczycy)
ok. 7000 p.n.e. Pierwsze próby produkcji sera i chleba
ok. 6000 p.n.e. Produkcja wina na Bliskim Wschodzie
ok. 5000 p.n.e. Opisano wartość odżywczą i zdrowotną fermentowanego mleka i napojów
ok. 3000 p.n.e. Wypiek chleba w Egipcie
ok. 1500 p.n.e. Przygotowanie kiełbas (z mięsa) przez starożytnych Babilończyków
ok. 2000 p.n.e.–1200 Pierwsze rodzaje fermentowanego mleka z różnych regionów
ok. 300 p.n.e. Konserwowanie warzyw przez fermentację (Chiny)
500–1000 Rozwój fermentowanej żywności na bazie roślin zbożowych
1881 Publikacje na temat koji (fermentowany ryż) i sake
1907 Publikacja książki Przedłużenie życia Élie Metchnikoffa – opisującej terapeutyczne zalety fermentowanego mleka
1900–1930 Zastosowanie fermentacji w mikrobiologii, wykorzystanie określonych kultur bakteryjnych
1970 Rozwój produktów zawierających kultury probiotyczne lub przyjazne bakterie jelitowe


W innych krajach kiszeniu poddaje się soję i jada jako tempeh (Indonezja) lub miso (Japonia), kiszone są mieszanki kapusty pekińskiej, marchwi, papryczek chili oraz innych warzyw znanych jako koreańskie kimchi. W wielu miejscach kiszonki są nie tylko atrakcją turystyczną, lecz często stanowią bogate źródło białka, składników mineralnych lub witamin. 
Pozytywny wpływ kiszonek na zdrowie jako pierwszy opisał Élie Metchnikoff, urodzony w Rosji laureat Nagrody Nobla, pracujący w Instytucie Pasteura na początku ubiegłego wieku. Zasugerował on „zależność drobnoustrojów jelitowych od żywności, która umożliwia zmodyfikowanie flory bakteryjnej i zastąpienie szkodliwych drobnoustrojów pożytecznymi”2.
Współczesna nauka potwierdza, że produkty fermentowane zawierają wiele korzystnych dla zdrowia składników, takich jak kwasy organiczne, etanol lub inne związki przeciwdrobnoustrojowe, które hamują wzrost organizmów psujących się i patogenów przenoszonych przez żywność, wprowadzają do żywności unikalne smaki, zapachy, poprawiają teksturę i wygląd. Kolejnymi ich atrybutami, jakie daje sam proces kiszenia, są dodatkowa funkcjonalność i wartość ekonomiczna. 
Kiszonki jako grupa żywności stanowią współcześnie ważny dla funkcjonowania organizmu i przewodu pokarmowego element diety. Ich popularność wzrosła wraz z rozwojem nauki i możliwościami badawczymi w dziedzinie mikrobiologii, medycyny czy żywienia. Człowiek stopniowo docenił ich kolejne walory żywieniowe i terapeutyczne. Kiszenie zmniejsza stężenie laktozy i innych fermentujących cukrów, zwiększa stężenie związków fenolowych, poprawiając potencjał antyoksydacyjny produktu3. Warte podkreślenia jest jednak to, że dowody epidemiologiczne i kliniczne sugerują, że mikroorganizmy odpowiedzialne za fermentację kiszonek mogą przyczyniać się bezpośrednio do poprawy stanu zdrowia i funkcjonowania przewodu pokarmowego4.

KORZYSTNE DZIAŁANIE KISZONEK W JELITACH

Swoją korzystną dla zdrowia aktywność kiszonki prowadzą w jelitach. Zanim jednak się tam znajdą, pokonują kilka przeszkód w przewodzie pokarmowym. Po spożyciu z posiłkiem w jamie ustnej ślina, zawierająca enzymy i inne składniki przeciwdrobnoustrojowe, broni się przed ich kolonizacją5. Niskie pH żołądka (ok. 3,0),
a także pepsyna, trypsyna i inne enzymy trawienne rozkładają białka6. Następnie sole żółciowe wydzielane do światła jelita cienkiego uszkadzają błony komórkowe i przyczyniają się do przepuszczalności komórek i ich śmierci. Mimo tych utrudnień, wiele organizmów obecnych w fermentowanych pokarmach przeżywa trawienie i transport do jelit przez przewód pokarmowy, podejmując tam swoje funkcje. Jest na to wiele dowodów. Na przykład, Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus wykryto w próbkach dwunastnicy w ciągu 15 minut po spożyciu świeżego jogurtu7.
 

Ryc. 1. Bariery, jakie pokonują drobnoustroje związane z żywnością podczas trawienia4


Działanie mikroorganizmów biorących udział w fermentacji 

Działalność mikroorganizmów powstających podczas fermentacji to jeden z największych fenomenów zdrowotnych i jednocześnie walor kiszonek. Poprawiają jakość odżywczą żywności i na kilka sposobów sterują niektórymi procesami w organizmie. Wśród nich znane i opisane są: 

  • syntetyzowanie nowych, istotnych pod względem odżywczym składników, 
  • zwiększanie biodostępności składników odżywczych obecnych w żywności podczas fermentacji, 
  • wywieranie pożytecznego wpływu na zdrowie 
  • gospodarza przez enzymy komórkowe lub inne 
  • biologicznie aktywne składniki, towarzyszące fermentującym mikroorganizmom spożywane z kiszonkami.

Przykładowo, wzrost liczby bakterii kwasu mlekowego (LAB) podczas fermentacji zwiększa konwersję związków fenolowych (np. flawonoidów) do biologicznie aktywnych metabolitów przez ekspresję hydrolazy, esterazy, dekarboksylazy glikozylowej i reduktazy kwasów fenolowych8. W wyniku reakcji metabolitów z antocyjanidynami tworzą się piroantocyjanidyny albo 3-dezoksypiranoantocyjanidyny. Niektóre z tych alkilowych katecholi silnie aktywują Nrf2 (NFE2L2), główny regulator odpowiedzi na stres oksydacyjny u ssaków i w ten sposób indukują ekspresję enzymów antyoksydacyjnych i detoksyfikujących, chroniących organizm przed stresem oksydacyjnym i uszkodzeniami chemicznymi9.

WŁAŚCIWOŚCI ANTYMIAŻDŻYCOWE

Sprzężony kwas linolowy (CLA), składnik mleka o właściwościach antymiażdżycowych, może być wzbogacony przez LAB, posiadające aktywność izomerazy linolanowej. Niektóre LAB mają również właściwości proteolityczne, a ich aktywność w mleku i innych produktach spożywczych może prowadzić do zwiększonego stężenia bioaktywnych peptydów i poliamin10.
Podczas fermentacji mlekowej mogą też powstawać aminy biogenne11. Peptydy i frakcje peptydowe o właściwościach bioaktywnych wyizolowano ze sfermentowanych produktów spożywczych, takich jak jogurt, dahi, kwaśne mleko czy kefir. Są one badane pod względem ich działania hipotensyjnego, przeciwzakrzepowego, sytości, działania immunomodulującego, właściwości osteogennych i przeciwutleniających12. Szczególnie interesujące są peptydy obecne w fermentowanych produktach mlecznych, które działają jako inhibitory enzymu konwertującego angiotensynę (ACE)13.

REGULACJA POZIOMU CHOLESTEROLU

Pisząc o kiszonkach, należy wspomnieć o ich udowodnionej roli w regulacji jednego z podstawowych czynników ryzyka chorób cywilizacyjnych, a mianowicie regulacji poziomu cholesterolu i jego frakcji. Zjawisko to jest tłumaczone przez badaczy na kilka sposobów. Bakterie jelitowe mogą wiązać kwasy żółciowe z cholesterolem, powodując wydalanie powstałych kompleksów z kałem, co z kolei może powodować pobieranie cholesterolu z układu krążenia do wątroby w celu syntezy kwasów żółciowych de novo1. Inna możliwa hipoteza, tłumacząca mechanizm obniżania stężenia cholesterolu, podaje, że LAB w kiszonce są spożywane z makroskładnikami odżywczymi, które zmieniają pH żołądka (efekt buforujący), co zwiększa ich przeżycie. Większa liczba baterii przenika do jelita cienkiego, a następnie grubego, gdzie fermentują niestrawione węglowodany i wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Efekt i proporcje tej produkcji prawdopodobnie zmienią syntezę cholesterolu. Na podstawie szeregu badań zasugerowano, że E. faecium jest szczepem bakteryjnym o działaniu obniżającym poziom cholesterolu w organizmie1. 
Fermentacja mlekowa podczas kiszenia skutkuje także powstaniem wielu korzystnych dla zdrowia związków. Sam kwas mlekowy, syntetyzowany w ilościach sięgających często ponad 1%, jest jednym z takich metabolitów. Wykazano, że mleczany, przez aktywację TLR-receptorów, zmniejszają wydzielanie cytokin prozapalnych ze szpiku kostnego i komórek dendrycznych14. Badania wykazały także, że te same mleczany modyfikują potencjał oksydoredukcyjny, redukując liczbę wolnych rodników obciążających enterocyty jelitowe15. 
 

Tab. 2. Tradycyjne lub nowe formy fermentacji żywności z organizmami probiotycznymi4
Gatunki o uznanej 
aktywności probiotycznej
Żywność fermentowana zawierająca szczepy danego gatunku
Lactobacillus acidophilus 
Lactobacillus johnsonii
Lactobacillus fermentum
Lactobacillus plantarum 
Lactobacillus paracasei
Lactobacillus rhamnosus 
Lactobacillus casei
Ser Parmigiano Reggiano (ser o wydłużonym czasie dojrzewania NSLAB)
Kefir
Bushera, Ting i inne afrykańskie kasze i napoje zbożowe
Salami, kapusta kiszona/kimchi, oliwki i inne
Salami, kwas, NSLAB w serze długo dojrzewającym
„Villi”, fermentowana owsianka 
NSLAB ser długo dojrzewający



ZWIĄZKI SYNTETYZOWANE W PROCESIE KISZENIA

Rodzaj związków powstających podczas kiszenia zależy od rodzaju uczestniczących w niej drobnoustrojów. Witaminy z grupy B, w tym foliany i B12, są syntetyzowane przez bakterie roślinne, mleczne i prekursory niewitaminowe16, 17. Współcześnie nauka potrafi rozróżniać i selektywnie prowadzić fermentację także bakteriami o innych prozdrowotnych właściwościach, które można znaleźć w różnych, odmiennych rodzajach fermentacji.
Fermentacja może powodować usuwanie toksycznych lub niepożądanych składników żywności, takich jak kwas fitynowy, który chelatuje...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy