Techniek: fermenteren

Hieronder vind je de belangrijkste informatie over de techniek fermenteren.

Techniek: fermenteren

Fermenteren is het veranderen van voedsel met behulp van schimmels, gisten en bacteriën om het lekker, houdbaar of beter verteerbaar te maken. De eerste beschrijving van fermentatie dateert uit de periode van 7.000 - 6.600 v.Chr. en is gevonden in Jiahu, in China. Vaak speelde toeval een rol bij de ontwikkeling van de verschillende fermentatiemethodes. De fermentatietechnieken van tegenwoordig berusten nog steeds op de oude methodes, al is men nu wel in staat om met behulp van moderne kennis en technologie de juiste micro-organismen, temperaturen en luchtvochtigheid te gebruiken. Bekende producten die ontstaan door middel van fermentatie zijn bijvoorbeeld kaas, bier, zuurkool, sojasaus, yoghurt, zuurdesembrood, koffie, thee en chocolade.

Wat is fermenteren?

Fermenteren zorgt er uiteindelijk voor dat de eigenschappen van voedingsmiddelen veranderen. Het voedingsmiddel verandert van smaak en textuur en wordt daarnaast langer houdbaar. Vrijwel alle verse voedingsmiddelen bederven, zelfs bij de voorgeschreven bewaaromstandigheden. Dit komt door het toedoen van micro-organismen: schimmels, gisten en bacteriën.

Er bestaan micro-organismen waarvan men ziek wordt en er bestaan micro-organismen waarvan men niet ziek wordt. Deze laatste slaan hun slag tijdens het fermenteren. Ze zorgen ervoor dat ziekteverwekkers en micro-organismen die zorgen voor bederf moeilijk kunnen groeien door hun voedsel op te eisen (suikers, eiwitten en vetten) en om te zetten. Denk hierbij onder andere aan zuur en/of alcohol waarin micro-organismen moeilijk kunnen overleven.

Veiligheid

Er bestaan dus micro-organismen waarvan men ziek wordt en waarvan men niet ziek wordt. Deze laatste zorgen er tijdens fermentatie voor dat ziekteverwekkers en bederfs-organismen moeilijk kunnen groeien door hun voedsel op te eisen of door bepaalde stoffen aan te maken. Het is dus belangrijk om alleen de goede micro-organismen over te houden. De volgende factoren spelen een grote rol bij de voedselveiligheid van fermenteren:

1) Vocht: Zonder water is er geen leven. Veel micro-organismen hebben vrij water nodig om te kunnen overleven. Hoe meer water er dus gebonden is aan bijvoorbeeld eiwit, vet, zout of suiker, hoe moeilijker het voor de micro-organismen wordt om te groeien. Let wel op: het wil dus niet zeggen dat er in een vloeibaar product veel vrij water ter beschikking is. Voorbeelden hiervan zijn suikerwater, pekelwater en sojasaus. Deze producten bevatten relatief gezien weinig vrij water door bindingen met suiker en zout, maar zijn toch vloeibaar. Uiteindelijk blijkt dat bacteriën meer vrij water nodig hebben dan gisten en schimmels. Door de hoeveelheid vrij water te beperken, kun je tijdens het fermenteren de groei van het ene micro-organismen remmen ten gunste van de ander.

2) Temperatuur: De temperatuur beïnvloedt de groeisnelheid van micro-organismen. Over het algemeen groeien de organismen langzamer in de koeling en sneller bij een hogere temperatuur buiten de koeling. Boven de 100°C overleven er maar weinig. Deze temperatuurfactor wordt bijvoorbeeld volop gebruikt bij de fermentatie van yoghurt. Hier wordt eerst (rauwe) melk gekookt om zo eventuele micro-organismen af te doden om vervolgens te kunnen fermenteren bij een temperatuur tussen de 30 en 45°C. Later wordt dit fermentatieproces stopgezet door de yoghurt te koelen.

3) Zuurstof: Voor sommige micro-organismen is het van belang dat er zuurstof aanwezig is of dat het juist ontbreekt. Andere micro-organiseren functioneren weer in beide omstandigheden. Door de hoeveelheid zuurstof te veranderen, kun je de groei van bepaalde micro-organismen remmen of stimuleren. Zuurkool is een voorbeeld van fermenteren zonder zuurstof. Gesneden witte kool belandt samen met zout in een emmer met een gewicht op de witte kool. Dit gewicht zorgt ervoor dat de kool onder het door zout onttrokken vocht blijft en niet in aanraking komt met zuurstof. Vervolgens wordt er een deksel op de emmer geplaatst met een waterslot. Zo kunnen door fermentatie gevormde gassen uit de emmer, maar kan er geen zuurstof in. Zou er wel zuurstof aanwezig zijn bij het zuurkoolproces, dan zou het geheel gaan rotten.

4) Zuur: Door fermentatie wordt voedsel zuur. Dit zuur zorgt ervoor dat veel micro-organismen zich moeilijk kunnen vermenigvuldigen en daarom een conserverende werking heeft. De meeste micro-organismen vermenigvuldigen zich het beste bij een neutrale zuurgraad, zo rond een pH van 7 (water). Beneden een pH van 4,6 is er nog nauwelijks vermenigvuldiging van bacteriën en is je voedsel bacteriologisch veilig. Gisten en schimmels kunnen daarentegen beter tegen zuur. Gisten groeien nog in een pH tussen 4 en 4,5 en er zijn zelfs schimmels die nog overleven bij een pH van 2. 

5) Zout: Ook door het gebruik van zout wordt de groei van micro-organismen geremd. Melkzuurbacteriën kunnen bijvoorbeeld beter tegen zout dan andere bacteriën. Hierdoor kan men er dus voor zorgen dat alleen deze organismen kunnen groeien en de rest wordt uitgeschakeld. Dit is precies wat er bijvoorbeeld bij de productie van vissaus gebeurt. Hierbij zorgen de melkzuurbacteriën voor de fermentatie, terwijl het zout veel overige micro-organismen uitschakelt.

6) Gif: Alcohol is een gif en veel micro-organismen kunnen hier niet tegen, maar biergist dan juist weer wel. Door alcohol te produceren kunnen er dus geen andere micro-organismen groeien, met een langere houdbaarheid als gevolg.  

Verschillende vormen van fermentatie

Fermenteren is een complex proces dat uitgevoerd kan worden door verschillende micro-organismen. Grofweg zijn ze onder te verdelen in bacteriën en fungi.

1) Fermenteren met bacteriën
Bij fermenteren met bacteriën wordt er vooral gebruik gemaakt van drie soorten bacteriën, namelijk melkzuur-, azijnzuur- en bacillusbacteriën.

  • Melkzuurbacteriën: Melkzuurfermentatie is verantwoordelijk voor onder andere kaas, yoghurt, zuurkool, droge worst en augurken. De bacteriën die het eerst voor fermenteren werden gebruikt zijn de melkzuurbacteriën. Deze eten koolhydraten en produceren voornamelijk melkzuur. Soms ook koolzuurgas, andere zuren en alcohol.
  • Azijnzuurbacteriën: Azijnzuurfermentatie vindt plaats bij het maken van zuurdesembrood en azijn. De groep bacteriën die hiervoor zorgen zijn de azijnzuurbacteriën. Deze zetten alcohol om in azijnzuur en water. Ze werken vaak samen met gisten, zoals in zuurdesem. Daarbij zetten gisten suikers om in alcohol, welke door de azijnzuurbacteriën omgezet worden in zuur.
  • Bacillusbacteriën: Fermenteren met bacillusbacteriën wordt alkalische fermentatie genoemd. Deze manier van fermenteren wordt vooral toegepast op producten met relatief veel eiwitten zoals sojabonen, noten en sommige zaden. Deze micro-organismen zetten eiwitten om in ammonia en maken voedsel op die manier niet zuur, maar juist basisch. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij de productie van nattō, een Japans sojabonenproduct.

2) Fermenteren met fungi
De fungi-groep is te splitsen in gisten en schimmels. Het verschil tussen deze twee is dat gisten eencellig zijn en schimmels meercellig zijn.

  • Gisten: Vergisting wordt gebruikt bij het maken van bijvoorbeeld bier, wijn en brood. De gisten die verantwoordelijk zijn voor de meeste gistfermentaties zijn desaccharomyces-gisten. Deze breken suikers af en zetten ze om in alcohol wanneer er geen zuurstof aanwezig is of in koolzuurgas wanneer er wel zuurstof aanwezig is.
  • Schimmels: Schimmelfermentatie wordt onder andere toegepast bij de productie van sojasaus, tempeh, miso, wit- en blauwkazen en worst. Bij de schimmels zijn er velen verantwoordelijk voor fermentatie, maar allen zijn ze goed in het afbreken van complexe suikers, zoals zetmeel en cellulose. Zo produceren ze allerlei smaakstoffen en antibiotica wat weer beschermt tegen andere micro-organismen. Verder kunnen ze ook goed eiwitten afbreken, waardoor eerder verzuurd voedsel weer minder zuur wordt. Dit draagt bij aan de structuur zoals camembert. In dit laatste geval is er sprake van een combinatie tussen melkzuurfermentatie (verzuren) en schimmelfermentatie.     

             

Bacteriën

Fungi

Combinaties

Belangrijkste speler

Melkzuurbacteriën

Azijnzuurbacteriën

Bacillusbacteriën

Gisten

Schimmels

Meestal gisten en bacteriën

Hoe heet het?

Melkzuur-fermentatie

Azijnzuur-fermentatie

Alkalische fermentatie

Vergisting

Schimmel-fermentatie

Meestal worden de verschillende soorten fermentatie apart genoemd

Wat eten ze?

Suikers

Alcohol

Eiwitten

Suikers

Complexe suikers, eiwitten

Suikers en alcohol

Wat produceren ze?

Melkzuur

Azijnzuur

Ammonia

Alcohol, koolzuur, water, zuur

Veelal smaakmakende enzymen, antibiotica, ammonia

Alles

Zuurstof nodig?

Ja en nee. Liever geen zuurstof, maar ze tolereren het wel.

Ja

Ja

Ja, bijv. brood

Nee, bijv. bier

Ja

Ja en nee

Waar ken je ze van?

Groenten, kaas, salami, zuurkool

Azijn, zuurdesembrood

Nattō, doenjang

Wijn, bier, brood

Kaas, sommige wijnen, miso, tempeh

Zuurdesembrood, kombucha, gemberbier, kefir

Benodigde materialen

Welke materialen er nodig zijn voor fermenteren is erg afhankelijk van het recept en de soort fermentatie. Vaak kun je al aan de slag met alleen een pot of een fles, maar soms is er meer nodig om tot een goed resultaat te komen. Hier vind je de belangrijkste materialen:

  • Grammenweegschaal: voor het afwegen van zout, suiker of starters.
  • Glazen potten: voor de fermentatie en/of opslag van groenten of yoghurt.
  • Plastic flessen: voor fermentatie waarbij koolzuur vrijkomt, omdat plastic de druk aan kan.
  • Waterslot (airlock): voor fermentatie zonder zuurstof, zodat er tijdens fermentatie gevormd gas kan ontsnappen, maar er geen lucht in kan. 
  • Emmer met deksel: voor grote hoeveelheden, wat vaak samengaat met een waterslot.
  • Fermentatiekast: een apparaat waarin de luchtvochtigheid en de temperatuur aan te passen zijn om een proces gecontroleerd te laten verlopen.
  • Thermometer: om de fermentatietemperatuur te controleren. 
  • pH-meter: om de zuurgraad van de fermentatie te kunnen meten.

Aan de slag in de keuken

Hieronder volgen stap voor stap basisrecepten, waar je direct mee aan de slag kunt als je wilt starten met fermenteren. Wil je meer basisrecepten en toepassingen van fermenteren, typ 'fermenteren in in de zoekbalk op Gastronomixs en je vindt direct voldoende informatie en handvaten om aan de slag te gaan. 

Stap voor stap kombucha maken
Ingrediënten

  • 1 liter water

  • 120 gram rietsuiker
  • 3 gram zwarte thee
  • 3 gram groene thee
  • 200 ml. moederkombucha
  • 1 kombuchazwam

Werkwijze

  • Breng het water aan de kook en los de rietsuiker hierin op.
  • Voeg de zwarte en groene thee toe en laat 5 minuten trekken.
  • Verwijder de thee met een fijne zeef en laat afkoelen tot 35°C.
  • Schenk over in een glazen pot.
  • Voeg de moederkombucha en kombuchazwam toe.
  • Leg een passeerdoek over de glazen pot en maak vast met een elastiek.
  • Zet de pot minimaal 2 weken tot maximaal 3 weken op een donkere plaats op kamertemperatuur om te laten fermenteren.
  • Meet de pH-waarde. Deze moet tussen de 3,5 en 4 zijn.  
  • Filter de kombucha met een koffiefilter voor het beste resultaat.
  • Gebruik de kombucha direct, bewaar in de koelkast of vries in.
  • Herhaal het bovenstaande proces iedere 3 weken, zodat de kombuchazwam in leven blijft.

Stap voor stap kimchi maken
Ingrediënten

  • 1 kg. Chinese kool
  • 4 bosuitjes
  • 3 bospeentjes
  • 10 gram gember
  • ½ rettich
  • 3 teentjes knoflook, geperst
  • 15 gram paprikapoeder
  • 5 gram chilipoeder
  • 1 theel. vissaus
  • 5 gram suiker
  • 22,5 gram zout

Werkwijze

  • Snijd de kool in grove plakken.
  • Snijd of rasp de overige groenten fijn.
  • Meng alle ingrediënten tot er vocht vrijkomt.
  • Laat alles vervolgens samen fermenteren in een zuurkoolpot of in een weckpot/emmer met waterslot.
  • De kimchi is klaar na 2 tot 3 weken bij kamertemperatuur.
  • Plaats de kimchi in de koeling om de fermentatie te stoppen.

Stap voor stap zuurkool maken
Ingrediënten

  • 1 kg. witte kool, schoon zonder kern
  • 5 gram mosterdzaad      
  • 4 gram jeneverbessen
  • 5 gram korianderzaad 
  • 1 laurierblad 
  • 22,5 gram zout

 Werkwijze

  • Snijd de kool zeer fijn met een mandoline of snijmachine.
  • Meng de kool met het zout en kneus de kool tot hij glazig begint te worden en er vocht vrijkomt.
  • Laat het geheel een paar minuten staan en herhaal de handeling nog een keer.
  • Meng de kool vervolgens met de overige ingrediënten en stop alles in een zuurkoolpot of in een weckpot of emmer. Plaats een gewicht op de zuurkool in de pot/emmer. Dit gewicht zorgt ervoor dat de kool onder het vocht blijft en niet in aanraking komt met zuurstof.
  • Plaats vervolgens een deksel met een waterslot op de pot/emmer. Zo kunnen door fermentatie gevormde gassen uit de emmer, maar kan er geen zuurstof in. Zou er wel zuurstof aanwezig zijn bij het zuurkoolproces, dan zou het geheel gaan rotten.
  • Je kunt ook alles na het kneuzen samen vacumeren en zo zonder lucht fermenteren. Let wel op dat door gasvorming de zak niet knapt.
  • Laat alles vervolgens samen fermenteren bij kamertemperatuur. Na 2-3 weken is de zuurkool klaar.
  • Plaats de zuurkool in de koeling om de fermentatie te stoppen.

Stap voor stap wittewijnazijn maken
Ingrediënten

  • 4 liter droge witte wijn
  • ongepasteuriseerde azijn

Werkwijze

  • Zorg ervoor dat sulfiet houdende wijn een week zonder dop open staat. Zo zal het sulfiet ontsnappen, zodat deze niet de azijnzuurbacteriën kan tegenwerken.
  • Verwarm de wijn 10 minuten op max. 60°C om ongewenste micro-organismen te doden. Let op: bij een hogere temperatuur verdampt de alcohol die nodig is voor de fermentatie.
  • Koel de wijn af tot 30°C.
  • Voeg dan bij ½ liter wijn 50 milliliter ongepasteuriseerde azijn toe of de hoeveelheid azijncultuur die op de verpakking staat.
  • Doe dit samen in een grote glazen pot en dek deze af met een stuk stof (kaasdoek).
  • Laat het geheel een week staan bij 30°C (in bijvoorbeeld het verwarmingshok).
  • Voeg na 1 week 1 liter van de gepasteuriseerde wijn toe.
  • Voeg na weer 1 week 2,5 liter van de gepasteuriseerde wijn toe.
  • Na ongeveer 2 maanden bij 30°C. begint de azijn te klaren en is de azijnzuurfermentatie beëindigd. Filtreer nu de azijn, vul hem af in steriele flessen en zet hem op een frisse plaats.

Meer weten over fermenteren?

Fermenteren is een zeer uitgebreide en complexe techniek. Hierboven zijn alleen de belangrijkste basiselementen kort besproken. Voordat je nu zelf gaat experimenteren met fermentatie is het verstandig om in de boeken te duiken. Interessante handleidingen en recepten zijn bijvoorbeeld te vinden in de volgende boeken:

  • The Noma guide to fermentation van René Redzepi en David Zilber
  • Over Rot van Meneer Wateetons
  • Verrot Lekker van Christian Weij
  • The Art of Fermentation van Sandor Katz

Uiteindelijk kun je ook nog verschillende fermentatieworkshops volgen om meer kennis op te doen:

Bekijk hier alle componenten van de techniek fermenteren op Gastronomixs.