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Alte Technik, neues Wissen: Die verborgenen Talente der Fermentation
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2020-10-08 2020-10-06 6 Oktober 2020 - Silvia Obwexer
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Joghurt, Käse, Sauerkraut, Kombucha, Brot und Sojasoße. All diese Lebensmittel haben eines gemeinsam: Sie alle wurden durch Fermentation hergestellt. Diese antike Technik der Lebensmittelverarbeitung ist im Laufe der Jahrhunderte immer mehr in Vergessenheit geraten. Jetzt aber erlebt sie ein Comeback in der Wissenschaft, Ernährung und Lebensmittelherstellung.

Aber was genau passiert während der Fermentation? Bei der Fermentation verarbeiten Mikroorganismen organische Stoffe ohne Zufuhr von Sauerstoff. Dadurch werden bestimmte Bestandteile der Lebensmittel verändert oder abgebaut. In der Forschung unterscheidet man verschiedene Arten der Fermentation. Zur Herstellung von Joghurt, Käse und Sauerkraut wird beispielsweise die Milchsäuregärung verwendet. Bier und Wein hingegen entstehen durch eine alkoholische Gärung.

Wiederentdeckung eines alten Konzepts

Fermentierte Produkte findet man also in fast jedem Kühlschrank und in praktisch jeder Vorratskammer. Doch warum werden sie gerade jetzt für die Wissenschaft so interessant? „Die Fermentation ist eine sehr alte Technik und in allen Kulturen seit Jahrhunderten anzutreffen“, erklärt Marco Gobbetti, Professor an der Freien Universität Bozen und einer der Leiter des Micro4food Lab im NOI Techpark. „Viele wissen, dass fermentierte Lebensmittel nützliche Eigenschaften für die menschliche Gesundheit haben - man braucht dabei nur an die gesundheitsfördernde Wirkung von Joghurt oder Sauerkraut zu denken. Doch ist noch nicht vollends geklärt, wie diese förderlichen Eigenschaften zustande kommen. Und genau das versuchen wir in unserem Labor herauszufinden.“

Die geheimen Kräfte der Fermentation

Die Fermentation bietet für die Lebensmittelverarbeitung viele Vorteile. Durch die Fermentation kann beispielsweise die Haltbarkeit von Lebensmitteln verbessert und verlängert werden. Die Mikroorganismen, die bei der Fermentation aktiv sind, verändern die Zusammensetzung des Produkts. Dadurch können schädliche Organismen wie beispielsweise Schimmelpilze nicht mehr überleben und das Nahrungsmittel bleibt länger haltbar. Zudem ist es möglich, bestimmte Eigenschaften der Lebensmittel wie den Geschmack, die Nährwerte oder die Zusammensetzung zu verändern. „Durch die Fermentation können wir Stoffe abbauen, die wir in bestimmten Lebensmitteln nicht haben wollen. Das ist zum Beispiel bei Laktose oder Gluten der Fall“, erläutert Andrea Polo, Forscher der unibz im NOI. Professor Gobbetti erklärt dies anhand einer kürzlich abgeschlossenen Untersuchung: „Uns ist es zum Beispiel gelungen, ein Brot auf Basis von Weizen ohne Gluten herzustellen. Dabei haben wir die Fermentationsprozesse so gesteuert, dass das gesamte Gluten im Brot abgebaut wurde. So können nun auch Personen, die unter Zöliakie leiden, dieses fermentierte Weizenbrot essen.“

Diese Prozesse können aber auch in die andere Richtung genutzt werden - zum Beispiel zur Beigabe von bestimmten Inhaltsstoffen. Durch die Fermentation können Stoffe, die von Natur aus im Lebensmittel vorhanden sind, in andere umgewandelt werden und sind am Ende in größeren Mengen vorhanden. Dem Nahrungsmittel können dadurch gesundheitsfördernde Stoffe wie Antioxidantien oder freie Aminosäuren hinzugefügt werden.

Marco Gobbetti, Unibz

Innovative Produkte aus dem Micro4food Lab

Im NOI Techpark werden genau diese Prozesse untersucht und optimiert. Im Micro4food Lab arbeitet das Forschungsteam rund um Professor Marco Gobbetti und Andrea Polo daran, die Geheimnisse rund um die Fermentation zu lüften. Dafür untersuchen sie Mikroorganismen, identifizieren deren Stärken und optimieren sie für neue Fermentationsprozesse. Im Zuge ihrer Forschungsarbeit sind bereits Patente und innovative Produkte entstanden. Fior di Latte Käse angereichert mit Probiotika, glutenfreies Weizenbrot oder Produkte im Bereich der Kosmetik – dies sind nur einige Beispiele, die aus den Erkenntnissen der Forscher entstehen können.

Micro4Food Lab

Aus alt mach neu

Die Wissenschaftler im NOI Techpark entwickeln jedoch nicht nur neue Techniken der Fermentation, sondern versuchen auch die bestehenden besser zu verstehen. So analysieren sie traditionelle, fermentierte Produkte aus der Region wie Sauerkraut oder Sauerteig und versuchen herauszufinden, wie deren gesundheitsfördernden Wirkungen entstehen. Ein weiteres Forschungsfeld ist die Verwertung von Abfallprodukten mithilfe der Fermentation. „Zurzeit untersuchen wir, wie Abfallprodukte effizient recycelt werden können. Auch dafür kann die Fermentation von großem Nutzen sein,“ erklärt Professor Gobbetti. „Wir fermentieren Stoffe, die bei der Herstellung von anderen Produkten übrigbleiben, und verändern dadurch ihre Eigenschaften. Danach können sie für die Herstellung von neuen Produkten wiederverwendet werden.“

Dem Team stehen sechs Labore und mehrere Pilotanlagen zur Verfügung. „Im künstlichen Darm untersuchen wir die Auswirkungen von fermentierten Produkten auf den menschlichen Körper“, so Andrea Polo. „Und in den drei Pilotanlagen zu Milchprodukten, Backwaren und zur Verarbeitung von Obst und Gemüse können wir neue Produktideen testen.“  

Fermentierte Produkte aus dem Kitchen Lab

Die Forscher des Micro4food Lab sind jedoch nicht die einzigen im Innovationsviertel, die sich intensiv mit den Fermentationsprozessen befassen. Patrick Kreidl und Alex Hölbling des Start-ups Ahia haben seit Mai 2020 mit ihrem Projekt „UMAMI“ einen Platz im Pre-Incubation Program im NOI und tüfteln an ihrer Produktidee: Sie möchten Gewürzsoßen und -pasten aus fermentierten Getreidearten und Bohnen herstellen. Ihr Traum? Eine eigene Produktion von neu interpretierten Klassikern wie Sojasoßen, Kimchi, Kombucha und Essigen aus Südtiroler Zutaten.

Angefangen hat alles mit einer selbst gebauten Fermentierbox aus Holz in Patricks Garage. Dort hat der gelernte Koch erste Versuche mit selbst-fermentierten Produkten gestartet. „Bei meiner Arbeit im Restaurant Bror in Kopenhagen habe ich erkannt, wie viel Potential in fermentierten Produkten steckt“, erzählt Patrick Kreidl. „Ich war danach für zwei Monate in Südkorea und habe bei der weltbekannten buddhistischen Nonne Jeong Kwan die Kunst der Fermentation erlernt. Jetzt möchte ich dieses internationale Wissen auf Südtiroler Nahrungsmittel anwenden.“ In Alex Hölbling hat er den perfekten Projektpartner gefunden: Auch er möchte diese Technik in Südtirol bekannter machen und durch neue Gewürze und Geschmacksrichtungen vor allem die vegane Küche aufwerten.

Globales Wissen und lokale Zutaten

Für die Fermentation verwenden sie den in Asien weitverbreiteten Edelschimmelpilz Kōji. Dieser wird im asiatischen Raum seit Jahrtausenden in der Küche verwendet und hat sich an seine lokalen Gegebenheiten perfekt angepasst. Patrick und Alex haben diesen Schimmelpilz nach Südtirol gebracht und sind nun dabei, den Fermentationsprozess zu optimieren. „Der Pilz wird in Asien meist auf weißem Reis fermentiert und wir mussten ihn für die heimischen Bedingungen heranzüchten“, erklärt Alex. „Denn wir fermentieren ausschließlich Zutaten, die wir von Bauern aus Südtirol beziehen. Für unsere Produkte verwenden wir heimische Bohnenarten, Urgetreide oder Kräuter aus den Gärten unserer Lieferanten.“

Durch das Programm des Start-up Incubator können sie nun für sechs Monate ihre Idee in den Räumen und Laboren des NOI Techpark weiterentwickeln. „Dank des Start-up Programms konnten wir zum Beispiel für zwei Wochen im Kitchen Lab an unseren Kreationen arbeiten. Dort stehen uns Geräte zur Überwachung der Fermentationsprozesse zur Verfügung und wir können uns so richtig austoben“, erzählt Patrick. In den nächsten Monaten werden sie weiter an ihren Kreationen arbeiten, neue Kombinationen ausprobieren und dann – so ihr Traum – ihre eigene Firma gründen.

Koji
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