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Von Garum bis Kombucha: Forschung auf der Welle der Fermentation
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2019-08-13 2019-08-02 2 August 2019 - Silvia Pagliuca
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Im Food-Bereich geht es immer mehr darum, Lebensmittel durch natürliche Verfahren gesünder, sicherer und nachhaltiger zu machen. Auch in den Laboren des NOI Techpark wird auf diesem Gebiet geforscht. Hier wird unter anderem die Haltbarkeit von Produkten verlängert, ohne dass diese ihre natürlichen Eigenschaften verlieren.

Man kann hier wohl von einem Trend sprechen, auch wenn es sich in diesem Fall durchaus nicht um eine kurzlebige Modeerscheinung handelt. Vielmehr hat man ein „Geheimnis“ aus der Vergangenheit wiederentdeckt. Und dieses führt uns nun direkt in die Zukunft: die Rede ist von Fermentation. Eine Technik aus der Antike, die scheinbar perfekt unseren modernen Ansprüchen an Ernährung entspricht - denn heutzutage rückt das Wohlbefinden des Verbrauchers immer stärker in den Mittelpunkt.  Daher überrascht es nicht, dass auch in den Food-Laboren des NOI Techpark fleißig zum Thema Fermentation geforscht wird, ob im Bezug auf Backwaren, Milchprodukte, Bier, Met und Kombucha oder bei der Entwicklung von Lebensmittelprototypen in der hauseigenen Experimentierküche Kitchen Lab.

Aber der Reihe nach: Was ist Fermentation eigentlich?

„Fermentation ist ein von nicht pathogenen Mikroorganismen durchgeführter, biochemischer Transformationsprozess. Das können Bakterien, Hefen und andere Pilze sein, deren Wirken zur Schaffung komplexerer Lebensmittel beiträgt, die gleichzeitig länger haltbar und oftmals auch leichter verdaulich sind“, erklärt Lorenza Conterno, Forscherin und Leiterin des Labors für Fermentation und Destillation des Versuchszentrums Laimburg, eines der extern angesiedelten Labs des NOI Techpark. Conternos Forschung richtet sich vor allem auf Fermentationsprozesse zur Herstellung von Getränken und Lebensmitteln und zur Transformation regionaler Rohstoffe. Außerdem widmet sie sich Destillaten wie Fruchtspirituosen, wobei sie mit Unternehmen und kleineren lokalen Produzenten zusammenarbeitet. Aktuell verfolgt sie in erster Linie Projekte, bei denen es um die Produktion von Bier, Cider und Met geht. „Momentan handelt es sich bei diesen Produkten noch um eine Marktnische. In Zukunft könnten sie aber beim Verbraucher an Beliebtheit gewinnen und zeigen, dass auch in der Forschung wirtschaftlich gedacht wird“, führt Conterno weiter aus und stellt fest: „Heutzutage sucht der Konsument selbst nach gesünderen, sichereren und nachhaltigeren Lebensmitteln. Es manifestiert sich ein bewussterer Umgang mit Lebensmitteln, ob beim Einkauf oder bei der Zubereitung. Uns steht ein kultureller Wandel bevor, der auch den Willen zur Veränderung der Produzenten nährt.“

Mit diesem Ansatz kann sich auch Küchenchef Mattia Baroni identifizieren. Er brachte ihn dazu, mit Leidenschaft in die Welt der Fermentation einzutauchen und bei seinen Gerichten immer experimentierfreudiger zu werden. „Ich bin eher zufällig an diese Art der Zubereitung geraten. Nun bildet sie den Kern meiner Küchenphilosophie“, erzählt der Koch, der mit seiner Vergangenheit als Computer-Engineering-Student eine gewisse Affinität für physikalisch-chemische Prozesse mitbringt. „Es ist unabdingbar, die Verarbeitungsketten der Produkte zu kontrollieren. Durch Fermentation können wir in puncto Geschmack, Nährwert und Bekömmlichkeit das Maximum aus den Rohstoffen herausholen. Ich sehe es als meine moralische Pflicht an, bessere und gesündere Gerichte zuzubereiten.“ Ein Beispiel? Garum – diese von den antiken Römern entwickelte Gewürzsoße hat Baroni neu interpretiert, um damit gesündere Gerichte zu kreieren: weniger Salz, weniger Fett, aber ohne Abstriche beim Geschmack. Seine „fermentierte Küche“ beschert dem Gaumen regelrechte Geschmacksexplosionen. Besonderes Augenmerk legt Baroni darauf, seine Gerichte umami schmecken zu lassen. Die Rede ist von der berühmt-berüchtigten fünften Geschmacksrichtung, die wir insbesondere aus der japanischen Küche kennen. Dabei geht es dem Küchenchef nicht nur darum, besondere Speisen zuzubereiten, die dann verzehrt werden können. Vielmehr sollen Verkoster und Zubereiter gemeinsam experimentieren. Diese Philosophie lebt er auch im Restaurant Bad Schörgau, wo die Gäste an einem speziellen Tisch Platz nehmen können: La.Fu.Ga., das „Laboratory for Future Gastronomy“. Dort wird gemeinsam gegessen – und kreiert. Denn genau dieses „gemeinsame Kreieren“ sei der Schlüssel. „Jeder Sektor ist extrem auf sein eigenes Gebiet spezialisiert. Aber wir müssen weitsichtiger werden und Brücken zwischen den Ideen bauen“, fordert Baroni. Im Kitchen Lab des NOI Techpark hat er die Möglichkeit gefunden, seine Vision umzusetzen: „Das Labor bringt auch kleinere Unternehmen oder eben einzelne Küchenchefs wie mich mit Forschungseinrichtungen zusammen. Das ist eine unglaubliche Chance. Hätte es Kitchen Lab damals schon gegeben, dann wäre es sicherlich leichter gewesen, diesen meinen Weg der Innovation zu beschreiten.“

Man muss sich im Kitchen Lab nur umsehen, um zu verstehen, wieso Baroni hier den idealen Ort zur Entwicklung von fermentierten Lebensmittelprototypen gefunden hat. Dabei genügt ein Blick auf die dort bereit stehenden Geräte: Da wäre das Hygrometer, gespickt mit Sensoren zur Messung der Luftfeuchtigkeit; oder das PH-Meter, ein tragbares Gerät zur Bestimmung des pH- bzw. mV-Wertes von proteinhaltigen Lebensmitteln; das analoge Refraktometer, um den Zuckergehalt verschiedener Lebensmittel nachzuweisen und ein Kühlbrutschrank, der präzise und konstant Temperaturen zwischen 0 und 70°C ermöglicht. Und sollten andere Geräte benötigt werden, kann man diese ganz einfach anfragen: Denn alles, was gebraucht wird, kann ausgeliehen werden. Ben Schneider, Leiter des Kitchen Lab, nennt noch weitere Vorzüge der Laborküche: „Man kann externe Experten hinzuziehen oder mit Partnerunternehmen arbeiten und experimentieren, neue Projekte entwickeln sowie Produkte herstellen, die am Markt getestet werden können.“

Wie bereits erwähnt, nimmt das Interesse für fermentierte Lebensmittel stetig zu. Aber wieso? Professorin Raffaella Di Cagno kennt die Antwort: „Fermentation hebt den Nährwert der Lebensmittel an, während nicht nahrhafte Bestandteile eliminiert werden. Die Haltbarkeit der Produkte wird verlängert, wobei auch deren Eigenschaften konserviert werden. Und richtig angewandt, können durch Fermentation sogar Lebensmittelabfälle wiederverwertet werden.“  Gemeinsam mit Professor Marco Gobbetti forscht Di Cagno im NOI Techpark im Lebensmittelmikrobiologie-Labor Micro4Food der Freien Universität Bozen. Ein aktuelles Projekt in Zusammenarbeit mit einem Südtiroler Unternehmen betrifft die Wiederverwertung von Apfelresten. Dank Fermentation können diese so aufgewertet werden, dass sie anschließend als Zutaten in anderen Lebensmittelverarbeitungsprozessen oder zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden können. Mit einem anderen Unternehmen wird Sauerkraut – das fermentierte Lebensmittel schlechthin – genauer unter die Lupe genommen: Es werden ökologische Faktoren untersucht, die Einfluss auf die Zusammensetzung des Mikrobioms während der Fermentation nehmen. Darüber hinaus sollen die Nährwerteigenschaften des Sauerkrauts hervorgehoben werden. Professor Marco Gobbetti hingegen kontrolliert in Zusammenarbeit mit dem Sennereiverband Südtirol die mikrobielle Biodiversität der lokal produzierten Milch, um Unterschiede und Funktionalität zu analysieren. Ziel ist es, ein traditionelles Lebensmittel wie Milch aufzuwerten. Zu diesem Zweck soll eine Biobank für Milchbakterien angelegt werden, die den lokalen Unternehmen zur Verfügung steht.

Wenn wir den Blick auch auf andere Derivate der Fermentation richten, darf auch das Kombucha von Matteo Scampicchio, Professor von unibz und Leiter des Food Technology Lab, nicht fehlen. Kombucha ist ein fermentiertes Teegetränk, dessen Spuren sich bis zur Qin-Dynastie 250 v. Chr. zurückverfolgen lassen und das im Volksmund als „Elixier für ewige Gesundheit“ bezeichnet wird. Im NOI Techpark wurde das Getränk neu erfunden, indem Abfälle von Äpfeln anstatt von Tee verwendet wurden. „Wir haben Fruchtfleisch, Schale und Samen der Äpfel fermentiert, indem wir Bakterienstämme verwendet haben, die in der Lage sind, ein nachhaltiges, hoch proteinhaltiges und bestens als Nahrungsergänzungsmittel geeignetes Getränk hervorzubringen“, erklärt der Professor. „Lebensmittelforschung bedeutet für mich, sich auf innovative, nachhaltige Technologien zu konzentrieren, die die Verschwendung von Nahrungsmitteln eingrenzen und die Chemie vom Teller verschwinden lassen, damit Gesundheit, Geschmack und Sicherheit in jedem Lebensmittel gewährleistet sind.“ Aber das ist noch nicht alles: Während der Produktion von Kombucha konnten die Forscher mikrobiellen Zellstoff extrahieren. Diesen verwenden nun die Studierenden des Fachbereichs Design der Freien Universität Bozen, um damit Gegenstände oder Stoffe herzustellen. „Es ist ein herausragendes Material, das aus der Fermentation mit Bakterien und Hefen von Äpfeln, Zitrusfrüchten, Kartoffeln, roten Rüben und Traubenmost hervorgeht. Es kann Plastik oder Papier ersetzen und zur Produktion nachhaltiger Verpackungslösungen für Lebensmittel verwendet werden“, freut sich Emma Sicher, Forscherin an der Fakultät für Design und Künste von unibz, die diesem Projekt ihre Bachelorarbeit „From peel to peel“ gewidmet hat. Inspiriert hat sie der große Bruno Munari, nach dem „jede Schale, jeder Panzer und jede Haut in der Natur dafür da ist, den eigenen Inhalt zu schützen“. „Und es ist genau diese Natur, die uns zu einer neuen, einer nachhaltigeren und bewussteren Art des Wohlbefindens führen wird“, prophezeit Emma. Es liegt an uns, sie richtig zu interpretieren – und uns durch den richtigen Mix an Wissen und Erfahrung neue Horizonte zu öffnen

FACT SHEET

Im NOI Techpark widmen sich sechs Labore der Lebensmittel- und Getränkeforschung: Micro4Food Lab ist spezialisiert auf Fermentationsprozesse in Lebensmitteln, Oenolab auf Forschung im Bereich Önologie und alkoholische Getränke. Das Labor für Aromen und Metaboliten konzentriert sich auf die Erforschung der Lebensmittelqualität und der Pflanzengesundheit. Food Technology Lab legt den Fokus auf Extraktionsprozessen zur Rückgewinnung von Verbindungen mit hohem Nährwert und bald wird auch der Betrieb im NMR Labor aufgenommen, einem Labor zur Analyse des Ursprungs von Agrarprodukten. Außerdem gibt es noch Kitchen Lab, die Versuchsküche zur Produktentwicklung im Lebensmittelbereich. Die Labore werden von der NOI AG, der Freien Universität Bozen und dem Versuchszentrum Laimburg betrieben. Am Sitz des Versuchszentrums Laimburg in Pfatten befinden sich darüber hinaus externe Labore des NOI Techpark für die Forschung im Lebensmittelbereich: das Labor für Fermentation und Destillation, wo Fermentationsprozesse zur Produktion von Getränken und Lebensmitteln untersucht werden; das Labor zur Obst- und Gemüseverarbeitung, zuständig für die Produktentwicklung und die Verbesserung der Lebensmittelqualität und -sicherheit. Schließlich noch das Labor für Lebensmittelmikrobiologie, das Labor für Wein- und Getränkeanalytik, der Bereich Önologie, das Labor für Sensorik, das Labor für Rückstände und Kontaminanten, das Labor für Boden- und Pflanzenanalysen und das Labor für Futtermittelanalysen.

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