Obst- und Gemüsefermentation bezieht sich auf Saftgetränke, die durch Fermentieren über einen bestimmten Zeitraum unter der Wirkung einzelner oder komplexer Mikroorganismen unter Verwendung von einem oder mehreren frischen Früchten, Gemüsen, essbaren Pilzen usw., auch bekannt als Enzyme, erhalten werden. Die durch den Fermentationsprozess hergestellten Obst- und Gemüseprodukte erhöhen nicht nur den Gehalt an ursprünglichen Nährstoffen, sondern führen auch neue funktionelle Komponenten ein und verleihen ihnen einen neuen Geschmack. In Bezug auf die Wirksamkeit kann es auch die Immunität des Körpers stärken, die Darmflora regulieren, die antioxidative Kapazität verbessern, den Blutzucker senken und die Blutfette senken. In Bezug auf die Form sind mit der Verbesserung und Innovation von Verpackungstechnologie und -materialien viele neue Endproduktstile auf der Verpackung von Obst- und Gemüseprodukten entstanden, die den Lebensgewohnheiten und Bedürfnissen moderner Menschen besser entsprechen.
◢Gängige Stämme, die bei der Obst- und Gemüsefermentation verwendet werden
Bakterien, die üblicherweise bei der Obst- und Gemüsefermentation verwendet werden, umfassen Milchsäurebakterien, Hefe- und Essigsäurebakterien. Diese Stämme können Frucht- und Gemüsesaftrohstoffe im Fermentationsprozess verwenden, um durch autogenen Metabolismus eine Vielzahl organischer Zwischensubstanzen und Metaboliten zu erzeugen.
Milchsäurebakterien (LAB) ist ein allgemeiner Begriff für eine Klasse sporenfreier, grampositiver Bakterien, die Zucker (wie Glucose, Lactose usw.) zu Milchsäure fermentieren. Es gibt viele Arten von Milchsäurebakterien, darunter Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus, Bifidobacterium, Pediococcus und Lactobacillus sporogenes.
Hefe ist ein fakultativ anaerober einzelliger Pilz, der sich unter aeroben Bedingungen in großer Zahl vermehren und unter anaeroben Bedingungen Zucker zu Alkohol und Kohlendioxid metabolisieren kann. Hefe kann den Zucker im Fruchtsaft für ihr eigenes Wachstum und ihre Vermehrung nutzen und gleichzeitig durch anaerobe Gärung Alkohol zu Fruchtwein produzieren. Fruchtwein kann auch weiter aerob vergoren werden, um Fruchtessig zu erhalten. Polysaccharide, organische Säuren, phenolische Substanzen und andere Komponenten im Obstwein sind funktionelle Verbindungen, die eine antioxidative Wirkung haben, den Cholesterinspiegel senken und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbeugen.
◢Nährwert- und Geschmacksveränderungen bei der Obst- und Gemüsefermentation
Probiotisch fermentierter Frucht- und Gemüsesaft kann nicht nur die Wirkung von Probiotika ausüben, sondern auch die Nährstoffkomponenten im Frucht- und Gemüsesaft verändern. Nach der Fermentation von Probiotika werden einige Nährstoffe verändert und in Nährstoffe umgewandelt, die vom Körper leichter aufgenommen werden können. Beispielsweise können Probiotika Proteine in niedermolekulare Polypeptide und makromolekulare Polysaccharide in Oligosaccharide umwandeln. Probiotische fermentierte Obst- und Gemüseprodukte können die Nährstoffe von Obst und Gemüse biotransformieren oder biologisch abbauen, Nährstoffe produzieren, die vom Körper leichter aufgenommen werden können, die Funktion von Probiotika zur Verbesserung des Darmtrakts erhöhen und fermentierte Obst- und Gemüseprodukte nahrhafter machen.
Einige funktionelle Komponenten in probiotisch fermentierten Obst- und Gemüseprodukten werden umgewandelt, insbesondere die Umwandlung zwischen einigen phenolischen Substanzen. Obst und Gemüse enthalten eine große Anzahl von phenolischen Substanzen, die eine antioxidative Wirkung haben. Die meisten Phenolverbindungen können den Dickdarm erreichen. Unter der Wirkung von Darmmikroorganismen werden die phenolischen Verbindungen umgewandelt, um Metaboliten zu produzieren, die vom Körper absorbiert werden, um physiologische Wirkungen hervorzurufen.
Obst und Gemüse enthalten viele Geschmacksstoffe, die nach der Fermentation durch Probiotika auch neue fermentierte Aromen erzeugen. Die Art des Stammes, die Fermentationszeit, die Temperatur, der Substrattyp und die Konzentration beeinflussen alle die Produktion von Aromastoffen in probiotisch fermentiertem Obst und Gemüse. Zu diesen Aromastoffen gehören hauptsächlich Säuren, Alkohole, Aldehyde, Ketone und Terpene. Aufgrund der unterschiedlichen Arten von Probiotika und Obst und Gemüse entstehen nach der Fermentation Aromastoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften.
◢Probleme bei fermentierten Obst- und Gemüseprodukten
1. Produktstabilität
Probiotisch fermentierte Obst- und Gemüseprodukte enthalten nicht nur die Nährstoffe des Obstes und Gemüses selbst, sondern auch die während des Fermentationsprozesses entstehenden Stoffwechselprodukte und die somatischen Zellen probiotischer Bakterien. Eine unsachgemäße Verarbeitung von probiotisch fermentierten Obst- und Gemüseprodukten führt während der Haltbarkeit zu Ausfällungen, Bräunung und Ansäuerung des Produkts, was zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Auch verschiedene Bestandteile in Frucht- und Gemüsesäften interagieren während der Fermentation und verringern deren Stabilität. Die meisten Obst- und Gemüsesäfte verändern während ihrer Haltbarkeit ihre Farbe. Der Hauptgrund ist, dass sich Pigmente während der Lagerung von Frucht- und Gemüsesäften zersetzen. Die Substanzen, die den Abbau von Pigmenten in Obst- und Gemüseprodukten beeinflussen, sind Vc, reduzierende Zucker und Gesamtphenole.
Darüber hinaus hat sich bei fermentierten Obst- und Gemüseprodukten mit lebenden Bakterien die Qualität des Produkts während der Haltbarkeit dynamisch verändert, da probiotisch fermentierte Obst- und Gemüseprodukte lebende Bakterien enthalten. Die Aufrechterhaltung einer hohen Konzentration lebender Bakterien in probiotisch fermentierten Obst- und Gemüseprodukten ist ein schwieriges Problem in der Obst- und Gemüsefermentationsforschung. Gegenwärtig ist die Haltbarkeit von auf dem Markt verkauften lebenden Bakterienprodukten aus probiotischen fermentierten Frucht- und Gemüsesäften relativ kurz, und sie werden während der Haltbarkeitsdauer aufgrund des Einflusses von Lagertemperatur, Zeit, pH-Wert und der Art des Stammes allmählich inaktiviert selbst. Darüber hinaus können einige säurereiche Obst- und Gemüseprodukte aufgrund der großen Vielfalt an Obst und Gemüse keine optimale Wachstumsumgebung bieten, um die Aktivität von Probiotika sicherzustellen, was zur Inaktivierung von Probiotika während des Fermentationsprozesses führt.
2. Geschmacksproblem
Bei der Fermentation von Frucht- und Gemüsesäften mit Probiotika erzeugen manche Stämme ein fruchtiges Aroma, manche aber auch unangenehme Sonderaromen, deren Bildung relativ kompliziert ist und viele Aromen bisher nicht eindeutig identifiziert werden konnten. In probiotisch fermentierten Frucht- und Gemüsesäften nahmen die Arten flüchtiger Aromastoffe zu, darunter deutlich mehr Alkohole und Ester, was zu den ausgeprägten fruchtigen und blumigen Aromen von Säften mit Estergeschmack wie Apfelsaft und Birnensaft führte. Probiotika spielen eine wichtige Rolle bei der sensorischen, ernährungsphysiologischen und hygienischen Qualität von Lebensmitteln und Getränken. Während des Fermentationsprozesses produzieren sie aromatische Verbindungen, die mit den Bakterien verwandt sind, um den Geschmack des Lebensmittels zu zeigen.
Die charakteristischen Aromastoffe von probiotisch fermentierten Frucht- und Gemüsesäften hängen nicht nur von Art und Gehalt der Aromastoffe, sondern auch von deren geschmacklichen Eigenschaften und dem Schwellenwert ab. Die Geschmacksproduktion steht in einem gewissen Zusammenhang mit der Auswahl von Obst- und Gemüsesorten und -stämmen. Darüber hinaus hängt die Entstehung von probiotischem Geruch auch von Lagerzeit, Substraten und Fermentationsstämmen ab und der Mechanismus ist relativ kompliziert.