Was ist Fermentation? Erfahren Sie mehr über die 3 verschiedenen Fermentationsarten und 6 Tipps für die hausgemachte Fermentation

Die Menschheit fermentiert seit der Jungsteinzeit Lebensmittel, lange bevor die Menschen die Wissenschaft dahinter verstanden haben. Heute, nach den wissenschaftlichen Entdeckungen des französischen Mikrobiologen Louis Pasteur, der zeigte, dass lebende Organismen die Fermentation in Gang setzen, wissen wir heute, warum die Fermentation Lebensmittel wie Sauerteigbrot, Käse und Wein nicht nur besser schmecken lässt, sondern auch dazu beiträgt, uns am Leben zu erhalten.

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• Was ist Fermentation?
• Wie funktioniert die Fermentation?
• Was passiert während des Fermentationsprozesses?
• Was sind die Vorteile der Fermentation?
• Was sind die 3 verschiedenen Arten der Fermentation?
• Was sind die verschiedenen Stadien des Fermentationsprozesses?
• 6 Tipps zum Starten der Fermentation

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Was ist Fermentation?

Fermentation ist jeder Stoffwechselprozess, bei dem die Aktivität von Mikroorganismen eine wünschenswerte Veränderung in Lebensmitteln und Getränken bewirkt, sei es zur Steigerung des Geschmacks, zur Konservierung von Lebensmitteln, zur Bereitstellung von gesundheitlichen Vorteilen oder mehr.

Das Wort fermentieren kommt vom lateinischen Verb fervere, was kochen bedeutet. Ironischerweise ist die Fermentation ohne Hitze möglich.

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Wie funktioniert die Fermentation?

Um die Fermentation zu meistern, müssen Sie die Wissenschaft hinter dem chemischen Prozess verstehen.

• Mikroorganismen überleben mit Kohlenhydraten (Zucker, wie Glukose) als Energie- und Brennstoff.
• Organische Chemikalien wie Adenosintriphosphat (ATP) liefern diese Energie bei Bedarf an jeden Teil einer Zelle.
• Mikroben erzeugen ATP durch Atmung. Die aerobe Atmung, die Sauerstoff benötigt, ist der effizienteste Weg, dies zu tun. Die aerobe Atmung beginnt mit der Glykolyse, bei der Glukose in Brenztraubensäure umgewandelt wird. Wenn genügend Sauerstoff vorhanden ist, kommt es zur aeroben Atmung.
• Die Fermentation ähnelt der anaeroben Atmung – der Art, die stattfindet, wenn nicht genug Sauerstoff vorhanden ist. Die Fermentation führt jedoch zur Produktion verschiedener organischer Moleküle wie Milchsäure, die auch zu ATP führt, im Gegensatz zur Atmung, die Brenztraubensäure verwendet.
• Abhängig von den Umgebungsbedingungen haben einzelne Zellen und Mikroben die Fähigkeit, zwischen den beiden verschiedenen Arten der Energieerzeugung zu wechseln.
• Organismen gewinnen Energie im Allgemeinen anaerob durch Fermentation, aber einige Systeme verwenden Sulfat als letzten Elektronenakzeptor in der Elektronentransportkette.

Was passiert während des Fermentationsprozesses?

Die Fermentation erfolgt in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerobe Bedingungen) und in Gegenwart nützlicher Mikroorganismen (Hefen, Schimmelpilze und Bakterien), die ihre Energie durch Fermentation gewinnen. Wenn genügend Zucker vorhanden ist, können einige Hefezellen, wie z Saccharomyces cerevisiae , ziehen die Fermentation der aeroben Atmung vor, selbst wenn reichlich Sauerstoff vorhanden ist.

• Während des Fermentationsprozesses spalten diese nützlichen Mikroben Zucker und Stärke in Alkohole und Säuren auf, wodurch Lebensmittel nahrhafter werden und sie haltbar gemacht werden, damit die Menschen sie länger lagern können, ohne dass sie verderben.
• Fermentationsprodukte liefern Enzyme, die für die Verdauung notwendig sind. Dies ist wichtig, da der Mensch mit einer endlichen Anzahl von Enzymen geboren wird und diese mit zunehmendem Alter abnehmen. Fermentierte Lebensmittel enthalten die Enzyme, die für ihren Abbau benötigt werden.
• Die Fermentation hilft auch bei der Vorverdauung. Während des Fermentationsprozesses ernähren sich die Mikroben von Zucker und Stärke und bauen Nahrung ab, bevor sie überhaupt verzehrt wird.

Was sind die Vorteile der Fermentation?

Fermentierte Lebensmittel sind reich an Probiotika, nützlichen Mikroorganismen, die dazu beitragen, einen gesunden Darm zu erhalten, damit dieser Nährstoffe aus der Nahrung extrahieren kann.

• Probiotika unterstützen das Immunsystem, da der Darm antibiotische, antitumorale, antivirale und antimykotische Substanzen produziert und Krankheitserreger in der sauren Umgebung, die fermentierte Lebensmittel erzeugen, nicht gut tun.
• Die Fermentation hilft auch, Anti-Nährstoffe wie Phytinsäure zu neutralisieren, die in Getreide, Nüssen, Samen und Hülsenfrüchten vorkommt und einen Mineralstoffmangel verursachen kann. Phytate machen auch Stärken, Proteine ​​und Fette weniger verdaulich, daher ist es äußerst vorteilhaft, sie zu neutralisieren.
• Durch die Fermentation können die Vitamine und Mineralstoffe in der Nahrung erhöht und für die Aufnahme besser verfügbar gemacht werden. Fermentation erhöht B- und C-Vitamine und verbessert Folsäure, Riboflavin, Niacin, Thiamin und Biotin. Die Probiotika, Enzyme und Milchsäure in fermentierten Lebensmitteln erleichtern die Aufnahme dieser Vitamine und Mineralien in den Körper.

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Was sind die 3 verschiedenen Arten der Fermentation?

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Mikroben, die darauf spezialisiert sind, bestimmte Stoffe in andere umzuwandeln, können eine Vielzahl von Nahrungsmitteln und Getränken herstellen. Dies sind drei verschiedene Arten der Fermentation, die Menschen verwenden.

1. Milchsäuregärung . Hefestämme und Bakterien wandeln Stärke oder Zucker in Milchsäure um und benötigen bei der Zubereitung keine Hitze. Bei diesen anaeroben chemischen Reaktionen verwendet Brenztraubensäure Nicotinamidadenindinukleotid + Wasserstoff (NADH), um Milchsäure und NAD+ zu bilden. (Die Milchsäuregärung findet auch in menschlichen Muskelzellen statt. Während anstrengender Aktivität können Muskeln Adenosintriphosphat (ATP) schneller verbrauchen als Sauerstoff den Muskelzellen zugeführt werden kann, was zu Milchsäureaufbau und Muskelkater führt. In diesem Szenario kommt es zur Glykolyse, die bricht spaltet ein Glukosemolekül in zwei Pyruvatmoleküle und verbraucht keinen Sauerstoff, produziert ATP.) Milchsäurebakterien sind lebenswichtig für die Herstellung und Erhaltung preiswerter, gesunder Nahrungsmittel, was besonders wichtig ist, um verarmte Bevölkerungen zu ernähren. Diese Methode macht sauerkraut , Gurken, Kimchi , Joghurt und Sauerteigbrot.
2. Ethanolfermentation/Alkoholfermentation . Hefen spalten Pyruvat-Moleküle – den Output des Glukosestoffwechsels (C6H12O6), bekannt als Glykolyse – in Stärken oder Zuckern in Alkohol- und Kohlendioxidmoleküle auf. Durch die alkoholische Gärung entstehen Wein und Bier.
3. Essigsäuregärung . Stärken und Zucker aus Getreide und Früchten fermentieren zu sauer schmeckenden Essig und Gewürzen. Beispiele sind Apfelessig, Weinessig und Kombucha.

Was sind die verschiedenen Stadien des Fermentationsprozesses?

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Je nachdem, was Sie fermentieren, kann der Prozess mehrere Phasen haben.

• Primärgärung . In dieser kurzen Phase beginnen Mikroben schnell mit der Bearbeitung von Rohstoffen wie Obst, Gemüse oder Milchprodukten. Die vorhandenen Mikroben oder in der umgebenden Flüssigkeit (z. B. Salzlake für fermentiertes Gemüse) verhindern stattdessen, dass sich Fäulnisbakterien in der Nahrung ansiedeln. Hefen oder andere Mikroben wandeln Kohlenhydrate (Zucker) in andere Stoffe wie Alkohole und Säuren um.
• Nachgärung . In dieser längeren Gärungsphase, die mehrere Tage oder sogar Wochen dauert, steigt der Alkoholgehalt, Hefen und Mikroben sterben ab und ihre verfügbare Nahrungsquelle (die Kohlenhydrate) wird knapper. Winzer und Brauer verwenden die Sekundärgärung, um ihre alkoholischen Getränke herzustellen. Der pH-Wert des Fermentes kann sich erheblich von seinem Anfang unterscheiden, was die chemischen Reaktionen zwischen den Mikroben und ihrer Umgebung beeinflusst. Sobald der Alkohol zwischen 12 und 15 % liegt und die Hefe abgetötet wird, wodurch eine weitere Gärung verhindert wird, ist eine Destillation erforderlich, um das Wasser zu entfernen und den Alkoholgehalt zu kondensieren, um einen höheren Alkoholprozentsatz zu erzielen (Beweis).

6 Tipps zum Starten der Fermentation

Egal, ob Sie Gemüse einlegen oder zu Hause mit dem Brauen von Bier beginnen möchten, diese Tipps helfen Ihnen, mit der Gärung zu beginnen.

1. Etablieren Sie Ihre Starterkulturen . Mikroben sind in der Atemluft von Natur aus vorhanden, aber um mit der Fermentation zu beginnen, benötigen Sie oft ein Starterset von Kulturen, wie Molke (aus Joghurt), eine symbiotische Kolonie aus Bakterien und Hefe oder SCOBY (für Kombucha) oder sogar Flüssigkeit aus einer früheren Fermentation. Starterkulturen sind bereits reich an nützlichen Mikroorganismen. Wenn Sie sie Ihrem Lebensmittel- oder Getränkeprodukt hinzufügen, vermehren sie sich schnell und starten den Fermentationsprozess.
2. Halte deine Ausrüstung sauber . Um zu verhindern, dass schädliche Bakterien in Ihr Ferment gelangen, ist es wichtig, dass Sie Ihre Küchengeräte und die Oberflächen, auf denen Sie arbeiten, reinigen und sterilisieren.
3. Exposition vermeiden . Wenn Sie Ihr Ferment der Luft aussetzen, kann dies eine ordnungsgemäße Fermentation verhindern und das Risiko von Verderb und Lebensmittelvergiftung erhöhen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, das zu vermeiden.
4. Um zu verhindern, dass fermentierende Lebensmittel mit Luft in Kontakt kommen, können Sie sie in eine Salzlösung (Sole) eintauchen. . Beim Fermentieren von festen Nahrungsmitteln wie gehacktem Gemüse funktioniert diese Methode gut. Sie können den pH-Wert der Fermentation, der bestimmt, wie viel Sauerstoff vorhanden ist, kontrollieren, indem Sie Ihrer Lösung Essig hinzufügen.
5. Lager . Um eine Luftverschmutzung zu vermeiden, sollten Sie Ihr Gärprodukt in einem verschließbaren Vorratsbehälter aufbewahren. Viele Heimfermenter verwenden ein einfaches Einmachglas mit Deckel, um die Luft abzusperren, aber es gibt auch andere Alternativen. Typischerweise haben Lagerbehälter ein Ventil, um während der Fermentation freigesetztes Kohlendioxidgas abzulassen. Wenn Sie Ihr Ferment sorgfältig überwachen möchten, damit es nicht verdirbt, können Sie versiegelte Behälter alternativ manuell öffnen, um das Kohlendioxid freizusetzen. (Wenn Sie Kombucha, Wein oder andere Endprodukte herstellen, die von der Kohlensäure profitieren, können Sie auf die CO2-Entlüftung verzichten.)
6. Fermentationsmanagement . Durch die Kontrolle der Umgebungstemperatur können Sie das Ergebnis Ihrer Fermentation beeinflussen. Normalerweise funktionieren Mikroben gut, wenn ihre Umgebung warm oder Raumtemperatur ist, aber die ideale Temperatur hängt von der Art der Mikroben ab, die Sie verwenden und was Sie fermentieren. Eine Änderung der Temperatur kann sich stark auf Ihren Prozess auswirken. Wenn Sie Ihr Produkt in eine kühlere Umgebung wie einen Keller oder einen Kühlschrank bringen, wird die Fermentation verlangsamt und in einigen Fällen sogar vollständig gestoppt. Auf der anderen Seite kann das Erhitzen eines Fermentes Ihre essentiellen Mikroben abtöten.

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