Puu- ja juurviljade kääritamise all mõeldakse mahlajooke, mis on saadud teatud aja jooksul üksikute või komplekssete mikroorganismide toimel kääritamisel, kasutades ühte või mitut värsket puu-, juurvilja, söögiseent vms ehk ensüümidena. Kääritamisprotsessis valmistatud puu- ja köögiviljatooted mitte ainult ei suurenda algsete toitainete sisaldust, vaid lisavad ka uusi funktsionaalseid komponente ja annavad neile uue maitse. Tõhususe poolest võib see ka tugevdada organismi immuunsust, reguleerida soolefloorat, suurendada antioksüdantide võimet, alandada veresuhkrut ja vere lipiidide taset. Vormi poolest on pakenditehnoloogia ja -materjalide täiustumise ja uuendustega puu- ja juurviljatoodete pakenditele ilmunud palju uusi lõpptoote stiile, mis vastavad rohkem tänapäeva inimese eluharjumustele ja vajadustele.
◢ Puu- ja köögiviljade kääritamisel kasutatavad tavalised tüved
Puu- ja köögiviljade fermentatsioonis tavaliselt kasutatavate bakterite hulka kuuluvad piimhappebakterid, pärm- ja äädikhappebakterid. Need tüved võivad fermentatsiooniprotsessis kasutada puu- ja köögiviljamahla toorainet, et tekitada autogeense metabolismi kaudu mitmesuguseid vahepealseid orgaanilisi aineid ja metaboliite.
Piimhappebakterid (LAB) on üldnimetus spoorivabade grampositiivsete bakterite klassi kohta, mis fermenteerivad suhkruid (nagu glükoos, laktoos jne) piimhappeks. Piimhappebaktereid on mitut tüüpi, sealhulgas Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus, Bifidobacterium, Pediococcus ja Lactobacillus sporogenes.
Pärm on fakultatiivne anaeroobne üherakuline seen, mis võib aeroobsetes tingimustes suurel hulgal paljuneda ja anaeroobsetes tingimustes metaboliseerida suhkruid alkoholiks ja süsinikdioksiidiks. Pärm võib kasutada puuviljamahlas sisalduvat suhkrut enda kasvuks ja paljunemiseks ning samal ajal toota puuviljaveini saamiseks anaeroobse kääritamise teel alkoholi. Puuviljaäädika saamiseks võib puuviljaveini täiendavalt aeroobselt kääritada. Polüsahhariidid, orgaanilised happed, fenoolained ja muud puuviljaveinis sisalduvad komponendid on funktsionaalsed ühendid, millel on antioksüdantne toime, mis alandavad kolesterooli ja ennetavad südame-veresoonkonna haigusi.
◢Toitumise ja maitse muutused puu- ja köögiviljade kääritamisel
Probiootiline fermenteeritud puu- ja köögiviljamahl ei saa avaldada mitte ainult probiootikumide mõju, vaid ka muuta puu- ja köögiviljamahla toitekomponente. Pärast probiootikumide kääritamist osa toitaineid muudetakse ja muudetakse toitaineteks, mis on organismis kergemini omastatavad. Näiteks võivad probiootikumid muuta valgud väikese molekulaarseteks polüpeptiidideks ja makromolekulaarsed polüsahhariidid oligosahhariidideks. Probiootilised fermenteeritud puu- ja köögiviljatooted võivad puu- ja juurviljade toitaineid biotransformeerida või biolagundada, toota organismile kergemini omastatavaid toitaineid, suurendada probiootikumide funktsiooni sooletrakti parandamiseks ning muuta fermenteeritud puu- ja köögiviljatooted toitainerikkamaks.
Probiootiliste fermenteeritud puu- ja köögiviljatoodete mõned funktsionaalsed komponendid muutuvad, eriti mõnede fenoolsete ainete vahel. Puu- ja köögiviljad sisaldavad suurel hulgal fenoolseid aineid, millel on antioksüdantne toime. Enamik fenoolseid ühendeid võib jõuda käärsoole. Soolestiku mikroorganismide toimel muunduvad fenoolsed ühendid metaboliitideks, mis imenduvad organismis füsioloogiliste mõjude tekitamiseks.
Puu- ja juurviljad sisaldavad palju maitseaineid, mis toodavad ka pärast probiootikumidega kääritamist uusi kääritatud maitseid. Tüve tüüp, käärimisaeg, temperatuur, substraadi tüüp ja kontsentratsioon mõjutavad kõik probiootiliste fermenteeritud puu- ja köögiviljade maitseainete tootmist. Nende maitseainete hulka kuuluvad peamiselt happed, alkoholid, aldehüüdid, ketoonid ja terpeenid. Erinevat tüüpi probiootikumide ning puu- ja juurviljade tõttu tekivad pärast kääritamist erinevate omadustega aroomiained.
◢ Probleemid puu- ja köögiviljade fermenteeritud toodetega
1. Toote stabiilsus
Probiootilised fermenteeritud puu- ja köögiviljatooted sisaldavad lisaks puu- ja köögivilja enda toitainetele ka fermentatsiooniprotsessis tekkivaid metaboliite ja probiootiliste bakterite somaatilisi rakke. Probiootiliste fermenteeritud puu- ja köögiviljatoodete ebaõige töötlemine põhjustab toote säilivusaja jooksul sadenemist, pruunistumist ja hapestumist, mille tulemuseks on toote kvaliteedi langus. Puu- ja köögiviljamahlade erinevad komponendid interakteeruvad ka kääritamise ajal, vähendades nende stabiilsust. Enamik puu- ja köögiviljamahlu muudab säilivusaja jooksul värvi. Peamine põhjus on see, et pigmendid lagunevad puu- ja köögiviljamahlade säilitamisel. Puu- ja köögiviljatoodetes sisalduvate pigmentide lagunemist mõjutavad ained on Vc, redutseerivad suhkrud ja üldfenoolid.
Lisaks on elusate bakteritega fermenteeritud puu- ja köögiviljatoodete puhul, kuna probiootilised fermenteeritud puu- ja köögiviljatooted sisaldavad elusaid baktereid, toote kvaliteet säilivusaja jooksul dünaamiliselt muutunud. Elusbakterite kõrge kontsentratsiooni säilitamine probiootilistes fermenteeritud puu- ja köögiviljatoodetes on puu- ja köögiviljade fermentatsiooniuuringutes keeruline probleem. Praegu on turul müüdavate probiootiliste kääritatud puu- ja köögiviljamahla elusbakterite toodete säilivusaeg suhteliselt lühike ning säilivusaja jooksul inaktiveeritakse need järk-järgult säilitustemperatuuri, -aja, pH ja tüve iseloomu mõjul. ise. Lisaks ei suuda mõned kõrge happesusega puu- ja köögiviljatooted puu- ja juurviljade laia valiku tõttu tagada probiootikumide aktiivsuse tagamiseks optimaalset kasvukeskkonda, mille tulemuseks on probiootikumide inaktiveerimine käärimisprotsessi käigus.
2. Maitseprobleem
Puu- ja köögiviljamahla probiootikumidega kääritamise käigus tekitavad osad tüved puuviljase aroomi, osa aga ka ebameeldivaid erilisi maitseid ning nende maitsete teke on suhteliselt keeruline ning paljud maitsed on siiani selgelt tuvastamata. Probiootilistes fermenteeritud puu- ja köögiviljamahlades suurenes lenduvate maitseainete tüüp, mille hulgas suurenes oluliselt alkoholide ja estrite sisaldus, mis soodustas estrimaitseliste mahlade (nt õuna- ja pirnimahla) puuvilja- ja lillearoomide esilekerkimist. Probiootikumid mängivad olulist rolli toiduainete ja jookide sensoorsetes, toitumis- ja hügieenilistes omadustes. Käärimisprotsessi käigus toodavad nad bakteritega seotud aromaatseid ühendeid, mis näitavad toidu maitset.
Probiootiliste fermenteeritud puu- ja köögiviljamahlade iseloomulikud maitseained ei sõltu ainult maitseainete liigist ja sisaldusest, vaid ka maitseomadustest ja läviväärtusest. Maitsete valmistamisel on teatav seos puu- ja köögiviljasortide ja -tüvede valikuga. Lisaks on probiootilise lõhna teke seotud ka säilitusaja, substraatide ja fermentatsioonitüvedega ning mehhanism on suhteliselt keeruline.