Fermentatie van groenten en fruit verwijst naar sapdranken die worden verkregen door gedurende een bepaalde periode te fermenteren onder invloed van enkele of complexe micro-organismen door een of meer vers fruit, groenten, eetbare schimmels, enz. Te gebruiken, ook wel enzymen genoemd. De door het fermentatieproces bereide groente- en fruitproducten verhogen niet alleen het gehalte aan oorspronkelijke voedingsstoffen, maar introduceren ook nieuwe functionele componenten en geven ze een nieuwe smaak. In termen van werkzaamheid kan het ook de immuniteit van het lichaam verbeteren, de darmflora reguleren, de antioxidantcapaciteit verbeteren, de bloedsuikerspiegel verlagen en de bloedlipiden verlagen. Qua vorm zijn er met de verbetering en innovatie van verpakkingstechnologie en -materialen veel nieuwe eindproductstijlen verschenen op de verpakkingen van groente- en fruitproducten, die meer in overeenstemming zijn met de leefgewoonten en behoeften van moderne mensen.
◢Veel voorkomende soorten die worden gebruikt bij de fermentatie van groenten en fruit
Bacteriën die veel worden gebruikt bij de fermentatie van groenten en fruit zijn melkzuurbacteriën, gist en azijnzuurbacteriën. Deze stammen kunnen de grondstoffen van fruit- en groentesap gebruiken in het fermentatieproces om een verscheidenheid aan intermediaire organische stoffen en metabolieten te genereren door middel van autogeen metabolisme.
Melkzuurbacteriën (LAB) is een algemene term voor een klasse van sporenvrije, Gram-positieve bacteriën die suikers (zoals glucose, lactose, etc.) fermenteren tot melkzuur. Er zijn veel soorten melkzuurbacteriën, waaronder Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus, Bifidobacterium, Pediococcus en Lactobacillus sporogenes.
Gist is een facultatieve anaerobe eencellige schimmel, die zich onder aerobe omstandigheden in grote aantallen kan voortplanten en onder anaerobe omstandigheden suikers kan omzetten in alcohol en koolstofdioxide. Gist kan de suiker in het vruchtensap gebruiken voor zijn eigen groei en reproductie, en tegelijkertijd alcohol produceren door middel van anaerobe fermentatie om fruitwijn te verkrijgen. Fruitwijn kan ook verder aëroob worden gefermenteerd om fruitazijn te verkrijgen. Polysacchariden, organische zuren, fenolische stoffen en andere componenten in fruitwijn zijn functionele verbindingen die een antioxiderende werking hebben, cholesterol verlagen en hart- en vaatziekten voorkomen.
◢Voedings- en smaakveranderingen bij de fermentatie van groenten en fruit
Probiotisch gefermenteerd fruit- en groentesap kan niet alleen het effect van probiotica uitoefenen, maar ook de voedingscomponenten in het fruit- en groentesap veranderen. Na de fermentatie van probiotica worden sommige voedingsstoffen veranderd en omgezet in voedingsstoffen die gemakkelijker door het lichaam worden opgenomen. Probiotica kunnen bijvoorbeeld eiwitten omzetten in kleinmoleculaire polypeptiden en macromoleculaire polysacchariden in oligosacchariden. Probiotische gefermenteerde groenten- en fruitproducten kunnen de voedingsstoffen van fruit en groenten biotransformeren of biologisch afbreken, voedingsstoffen produceren die gemakkelijker door het lichaam kunnen worden opgenomen, de functie van probiotica verbeteren om het darmkanaal te verbeteren en gefermenteerde groenten- en fruitproducten voedzamer maken.
Sommige functionele componenten in probiotische gefermenteerde groente- en fruitproducten zullen worden getransformeerd, met name de transformatie tussen sommige fenolische stoffen. Fruit en groenten bevatten een groot aantal fenolische stoffen, die een antioxiderende werking hebben. De meeste fenolverbindingen kunnen de dikke darm bereiken. Onder invloed van darmmicro-organismen zullen de fenolische verbindingen worden omgezet om metabolieten te produceren, die door het lichaam worden opgenomen om fysiologische effecten te produceren.
Fruit en groenten bevatten veel smaakstoffen, die na fermentatie door probiotica ook weer nieuwe gefermenteerde smaken gaan produceren. Het type stam, fermentatietijd, temperatuur, substraattype en concentratie hebben allemaal invloed op de productie van smaakstoffen in probiotische gefermenteerde groenten en fruit. Deze smaakstoffen zijn voornamelijk zuren, alcoholen, aldehyden, ketonen en terpenen. Door de verschillende soorten probiotica en groenten en fruit zullen er na fermentatie geurstoffen met verschillende eigenschappen ontstaan.
◢Problemen bij gefermenteerde groente- en fruitproducten
1. Productstabiliteit
Probiotische gefermenteerde groente- en fruitproducten bevatten niet alleen de voedingsstoffen van de groente en fruit zelf, maar ook de metabolieten die tijdens het fermentatieproces worden geproduceerd en de somatische cellen van probiotische bacteriën. Onjuiste verwerking van probiotische gefermenteerde groenten- en fruitproducten zal tijdens de houdbaarheidstermijn neerslag, bruinkleuring en verzuring van het product veroorzaken, wat resulteert in een afname van de productkwaliteit. Verschillende componenten in fruit- en groentesappen werken ook samen tijdens de fermentatie, waardoor hun stabiliteit afneemt. De meeste vruchten- en groentesappen zullen tijdens hun houdbaarheid van kleur veranderen. De belangrijkste reden is dat pigmenten afbreken tijdens de opslag van fruit- en groentesappen. De stoffen die de afbraak van pigmenten in groente- en fruitproducten beïnvloeden zijn Vc, reducerende suikers en totaal fenolen.
Bovendien is voor gefermenteerde groenten- en fruitproducten met levende bacteriën, aangezien probiotische gefermenteerde groenten- en fruitproducten levende bacteriën bevatten, de kwaliteit van het product tijdens de houdbaarheidsperiode dynamisch veranderd. Het handhaven van een hoge concentratie levende bacteriën in probiotische gefermenteerde groenten- en fruitproducten is een moeilijk probleem in onderzoek naar fermentatie van groenten en fruit. Op dit moment is de houdbaarheid van probiotische gefermenteerde fruit- en groentesapproducten met levende bacteriën die op de markt worden verkocht relatief kort en worden ze tijdens de houdbaarheidsperiode geleidelijk geïnactiveerd vanwege de invloed van opslagtemperatuur, tijd, pH en de aard van de stam zelf. Bovendien kunnen sommige zuurrijke fruit- en groenteproducten, vanwege de grote verscheidenheid aan groenten en fruit, geen optimale groeiomgeving bieden om de activiteit van probiotica te waarborgen, wat resulteert in de inactivering van probiotica tijdens het fermentatieproces.
2. Smaakprobleem
Tijdens het fermentatieproces van fruit- en groentesap met probiotica, zullen sommige soorten een fruitig aroma produceren, maar sommige zullen ook onaangename speciale smaken produceren, en de vorming van deze smaken is relatief gecompliceerd en veel smaken zijn tot nu toe niet duidelijk geïdentificeerd. In probiotische gefermenteerde fruit- en groentesappen namen de soorten vluchtige smaakstoffen toe, waaronder alcoholen en esters aanzienlijk, wat bevorderlijk was voor de prominente fruitige en bloemige aroma's van sappen met estersmaak, zoals appelsap en perensap. Probiotica spelen een belangrijke rol in de sensorische, nutritionele en hygiënische eigenschappen van voedsel en dranken. Tijdens het fermentatieproces produceren ze aromatische verbindingen die verband houden met de bacteriën om de smaak van het voedsel te laten zien.
De kenmerkende smaakstoffen van probiotische gefermenteerde vruchten- en groentesappen zijn niet alleen afhankelijk van de soort en het gehalte aan smaakstoffen, maar ook van hun smaakkenmerken en de drempelwaarde. De productie van smaak heeft een bepaalde relatie met de selectie van groente- en fruitsoorten en -rassen. Bovendien is het genereren van probiotische geur ook gerelateerd aan bewaartijd, substraten en fermentatiestammen, en het mechanisme is relatief gecompliceerd.