Kääritamine

Kääritamine ehk fermentatsioon on protsess toiduainete töötlemises, mille käigus muudetakse anaeroobsetes tingimustes süsivesikud alkoholiks või orgaanilisteks hapeteks kasutades mikroorganisme, st pärme või baktereid. Käärimine eeldab mikroorganismide tegutsemist. Kääritamist ja sellega seotud protsesse uurivat teadusharu nimetatakse sümoloogiaks, millele pani aluse Louis Pasteur. Kääritamise mõiste tähendab suhkrute muutumisest etanooliks, mida kasutatakse selliste alkohoolsete jookide valmistamisel nagu vein, õlu ja siider. Sarnased protsessid leiavad aset ka leiva „kergitamisel“, kus CO₂ vabaneb pärmi toimel, ja hapendatud toiduainete säilitamisel piimhappebakterite toimel nagu näiteks hapukapsas ja jogurtis. Teised laialdaselt tarbitavad fermenteeritud baastoiduained on näiteks äädikas, oliivid ja juust. Asukohapõhiselt võivad nendeks olla veel oad, juurviljad, puuviljad, mesi, piimatooted, kala, liha ja tee.

Õlu ja sai.

Ajalugu ja eelajalugu

Looduslik käärimine on toimunud juba enne meie aega ning kääritamisprotsessi on inimesed juba ammustest aegadest ära kasutanud. Kõige varajasem kääritatud arheoloogiline leid on alkohoolne jook, mis on dateeritud aastatesse 7000–6000 eKr noorema kiviaja Hiina Jiahu külast. Selleks kasutati kas marju, riisi või mett. Veinitegu on pärit aastast 6000 eKr Gruusiast. Pennsylvania Ülikoolis on väljapanekul 7000 aasta vanused veinikannude killud, mis kaevati üles Iraanist. On ka tõendeid, et alkohoolseid jooke fermenteeriti juba Babüloonias, Vana-Egiptuses ja Sudaanis.

Prantsuse keemik Louis Pasteur pani aluse sümoloogiale ehk käärimisõpetusele, kui ta 1856. aastal kasutas kääritamisel pärmi. Pasteur uuris alkoholi tegemist läbi suhkru ja pärmi ning järeldas, et käärimine toimub läbi fermenteerijate, mis elutsevad ainult elusorganismides. 1897. aastal avastas saksa keemik ja sümoloog Eduard Buchner, et suhkur kääritas ka siis, kui segus polnud elusaid pärmirakke.

Toiduainete töötlemise üks oluline osa on toidu säilitamine. Fermenteerimine on üks vanimaid toidu säilitamise tehnoloogiaid, mida on praktiseeritud juba tuhandeid aastaid, et parandada sensoorseid omadusi ja toidu säilivust. See avastati inimeste poolt kogemata ning hakati järjest edasi arendama. Esimene teadaolev kääritatud toit oli juust. Juustu valmistamise kunst arenes välja juba 8000 aastat tagasi Cresendis Tigrise ja Eufrati jõgede vahel Iraagis. Arvatakse, et egiptlased ja sumerid arendasid veinivalmistamise ja õllepruulimisega seotud fermentatsioone aastatel 2000–4000 eKr. Kuigi fermenteerimist on toiduainete ja jookide säilitamise tehnoloogiana kasutatud juba tuhandeid aastaid, hakati alles mõnda aega hiljem tunnistama, et mikroorganismid on käärimisprotsessi eest vastutavad. 1861.a töötati välja pastöriseerimine ja esimest korda mõisteti mikroorganismide olulist rolli fermentatsiooniprotsessis.  Esimene mudel mikroobide rolli mõistmiseks toidu kääritamisel loodi siis, kui Saksa teadlane Korschelt avastas 1878.a Aspergillus oryzae seene rolli koji valmistamisel. Koji on fermenteeritud riis. Fermenteerimise avastamise ajal oli käimas tööstusrevolutsioon ja sellega kaasnes inimeste kogunemine suurlinnadesse. Kuna inimesed kolisid suurlinnadesse, suurenes ka toidutootmine ja fermenteerimisest oli palju kasu toitude ja jookide säilitamisel. See omakorda viis suuremahuliste kääritamisprotsesside väljatöötamiseni kääritatud toitude ja alkohoolsete jookide kaubanduslikuks tootmiseks kõige laialdasemalt kasutatavate mikroorganismidega. Spontaanne fermenteerimine oli ajaloos peamine meetod kääritatud toitude ja jookide tootmiseks ning see on endiselt põhimeetodiks kodu ja majapidamis tingimustes. Spontaanse fermenteerimise korral saavutatakse edukas protsess, kui soovitud mikroobid suudavad konkureerida kahjulike ja riknemisega seotud mikroobide üle.

Kasutusalad

Toidu fermentatsioon on suhkrute ja muude süsivesikute lagundamine alkoholiks või preservatiivseteks orgaanilisteks hapeteks ja süsihappegaasiks. Kõik kolm saadust on laialdaselt kasutuses. Alkoholi kasutusala on väga lai; mahlast valmistatakse veini, teraviljast valmistatakse õlut ja tärkliserikkast toiduainest, nagu kartul, kääritatakse ja destilleeritakse kanget alkoholi. Süsihappegaasi kasutatakse näiteks leivatoodete kergitamisel. Orgaanilisi happeid kasutatakse tihti juurviljade säilitamisel ja maitse andmisel, lisaks ka piimatoodetes.

Toidu fermenteerimisel on viis peamist põhimõtet:

• toidu maitsebuketi, aroomide ja toiduainete tekstuuri rikastamine;
• toiduainete pikaajaline säilitamine;
• toiduainete toiteväärtuse tõstmine proteiini, aminohapete ja vitamiinide osakaalus;
• antinutrientide elimineerimine;
• küpsetusaja lühendamine.

Erinevad käärimistüübid

Piimhappekäärimine: Piimhappebakterid (nt Lactobacillus ja Streptococcus) fermenteerivad laktoosi ehk piimasuhkrut piimhappeks, kalgendades piima ja tekitades jogurtit. Tänu piimhappe kääritamisele saame teha erinevat tüüpi juustu, näiteks Cheddarit ja Mozzarellat. Piimhappe käärimine on oluline ka kimchi, hapukapsa ja teiste hapendatud toitude valmistamisel.

Äädikhappekäärimine: Äädikhappe kääritamist kasutatakse äädika valmistamiseks. Äädikhappe kääritamist viivad läbi Acetobacter bakterid, mis oksüdeerivad etanooli äädikhappeks. Äädikhappe fermentatsioon on äärmiselt eksotermiline protsess, mis tõstab temperatuuri üle 50 °C. Seda protsessi kasutatakse kombucha valmistamiseks, annab joogile iseloomuliku happesuse.

Alkohoolne fermentatsioon: Alkohoolne fermentatsioon on oluline protsess, mida kasutatakse õlle, veini ja muude kangete jookide valmistamiseks. Alkohoolsel kääritamisel muudab pärm (nt Saccharomyces cerevisiae) puuviljades sisalduvaid suhkruid (nt. oder õlle valmistamiseks või viinamarjad veini tegemiseks) süsinikdioksiidiks ja etanooliks. Fermenteerimist kasutatakse biokütuse tootmisel, näiteks etanooli valmistamisel.

Riskid

Alates 1985. aastast on Alaskal botulismi haigestumise juhtude arv suurenenud, kuna seal on tavaks mitut liiki loomsete toodete pikaajaline kääritamine. Toit muutub ohtlikuks, kui seda hoiustada plastkonteineris, kus anaeroobse keskkonna tõttu saab Clostridium botulinum'i bakter soodsalt elada.

Kasulikud mõjud tervisele

Kääritatud toidud võivad tervisele palju kasu tuua, näiteks parandada seedimist ja vähendada teatud haiguste (näiteks II tüüpi diabeet ja südamehaigused) riski. Bioaktiivsed ühendid avaldavad samuti kasulikku mõju tervisele. Bioaktiivsed komponendid sisaldavad fenoolseid ühendeid, mis võivad toimida antioksüdantidena, kuna fenoolsetel ühenditel võivad olla haiguste vastu võitlevad omadused. Samuti võivad bioaktiivsed ühendid näiteks punased ženšenni juured aidata reguleerida veresuhkru ja insuliini teket. Kääritatud sojaühendid võivad avaldada nii antioksüdantset kui ka põletikuvastast toimet.

Käärimisprotsessis osalevad head mikroorganismid lisavad toidule elus ensüüme, B-vitamiine ja valke. Need on hästi seeditavad, kuna sisaldavad häid baktereid ja lisaensüüme, mis toetavad seedimisprotsessi. Parem seedimine toob kaasa kõhu korrapärase läbikäimise, parema une, terve ja säravama naha, liigse kehakaalu kadumise, vererõhu normaliseerumise, magusaisu vähendamise ja kõrvetiste leevendamise. Tänu kääritatud toitudes sisaldavatele piimahappebakteritele tasakaalustatavad nad soolestiku ph-d ning garanteerivad pika eluea ja hea tervise. Lisaks toodavad piimhappebakterid ka 3-rasvhappeid, mis tugevdavad immuunsüsteemi.

Kääritatud toidud

Eestis on tuntumad kääritatud toidud ja joogid õlu, kali, viin, hapukapsas, hapukurk, vein, äädikas, siider, mõdu, keefir, hapukoor.