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PFB = Pure Fermented Botanicals

Die Bedeutung der Fermentation für die Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen in Pflanzen (Extrakten) 

Die Gärung von Lebensmitteln besteht seit Tausenden von Jahren und wurde in der Vergangenheit zur Erhaltung und besseren Verdaulichkeit von Pflanzen eingesetzt.

Es gibt immer noch Bevölkerungsgruppen weltweit, die täglich fermentierte Lebensmittel wie japanisches Miso, Tempeh und koreanisches Kimchi auf die Speisekarte setzen. Leider sind fermentierte Lebensmittel weitgehend aus der westlichen Ernährung verschwunden. Lange Zeit bestand die falsche Vorstellung, dass alle Bakterien gesundheitsschädlich sein würden. Und das ist natürlich nicht der Fall. Denn für den Fermentationsprozess werden nur die "guten" Mikroorganismen wie Lactobacillus verwendet. Folglich werden die "schlechten" Krankheitserreger verdrängt, und der Prozess der Fermentation von Lebensmitteln ist eine äußerst sichere Technologie.

Die Fermentation ist chemisch eine einfache Reaktion. Während des Fermentationsprozesses werden Mikroorganismen wie Hefe und Bakterien verwendet, um Kohlenhydrate in Alkohol und Kohlendioxid oder organische Säuren umzuwandeln. Hefefermentation wird normalerweise verwendet, um alkoholische Getränke wie Wein und Bier herzustellen. Lactobacillus-Sorten werden zur Herstellung von Lebensmitteln wie Joghurt und Sauerkraut verwendet. Zusätzlich zu den einzigartigen Aromen, die durch Lacto-Fermentation erzeugt werden, hat das fermentierte Lebensmittel auch einen probiotischen Darmvorteil, der durch die Gattung Lactobacillus selbst verliehen wird.

Zusätzlich zu den konservierenden und probiotischen Eigenschaften, die die Fermentation für Lebensmittel mit sich bringen kann, haben neuere wissenschaftliche Studien bestätigt, dass fermentierte Lebensmittel viele andere ernährungsphysiologische und gesundheitliche Vorteile bieten.

Vorverdauung komplexer Lebensmittel

Durch die Fermentation wird das Lebensmittel vorverdaut Proteine und Kohlenhydrate in leichter resorbierbare Aminosäuren und einfachere Zucker zerlegt. Bestimmte Lebensmittel können viel Nährwert enthalten, sind jedoch für den Menschen schwer verdaulich.

Getreidegräser sind ein gutes Beispiel dafür. Getreidegräser werden als junges Grasstadium der Weizen-, Gersten-, Luzerne- oder Haferpflanze definiert und sind viel nährstoffreicher als die erwachsene Pflanze, die viel mehr B-Vitamine, Mineralien, Chlorophyll und Antioxidantien enthält. Die Nährstoffe sind jedoch in Zellulose enthaltende Pflanzenzellen eingekapselt, und der Mensch kann Zellulose nicht verdauen.

Die Gärung von Getreidegras ist ein ausgezeichneter Weg, um Zellulose abzubauen. Genau das passiert im "zweiten Magen" von Kühen und anderen Wiederkäuern. Die Gräser wurden verdaulicher gemacht, da Cellulase während des längeren Fermentationsprozesses in der Magenkammer Enzyme produziert, die die Cellulose mithilfe nützlicher Bakterien abbauen.

Verbesserung des Nährstoffgehalts und ihrer biologischen Zugänglichkeit

Die Bioverfügbarkeit wird als die Menge an Nährstoffen beschrieben, die aus der Lebensmittelmatrix freigesetzt werden und möglicherweise zur Absorption verfügbar sind.

Viele Menschen fermentierten Getreide, und Studien haben auch gezeigt, dass die Fermentation von Getreide den Gehalt an B-Vitaminen erhöht.(1,2,3,4,5) Beispielsweise enthält Weizen mehrere essentielle Nährstoffe, einschließlich der Gruppe der B-Vitamine. Die Vitamine der B-Gruppe, die normalerweise in Getreideprodukten enthalten sind, können beim Mahlen, Verarbeiten oder Kochen leicht entfernt oder zerstört werden. Bestimmte Milchsäurebakterienstämme haben die Fähigkeit, wasserlösliche Vitamine wie B-Vitamine zu synthetisieren.(3) Die Fermentation verbessert auch die Aminosäure- und Vitaminzusammensetzung (2.5) und die biologische Zugänglichkeit von Mineralien wie Zink. (4,5,6) Viele Körner (Weizen, Reis, Gerste und Hafer) enthalten wenig Lysin und sind daher keine vollständige Proteinquelle. Die Fermentation scheint die verfügbaren Lysinspiegel in diesen Körnern um (5,7) zu erhöhen, was sie zu einer fast "vollständigen" Proteinquelle macht.

Verbesserung des Phytonährstoffgehalts und der Absorption

Die antioxidative Kraft von Phytonährstoffen kann auch durch Fermentation gesteigert werden. Polyphenole, eine bestimmte Kategorie von Phytonährstoffen, kommen natürlicherweise in Obst, Gemüse und Nüssen, Samen, Blättern, Rhizomen, Blüten und Rinden von Pflanzen vor. Eine Studie, in der Hülsenfrüchte einer natürlichen Fermentation unterzogen wurden, führte zu einer signifikanten Erhöhung des Gehalts an frei löslichen Polyphenolen in der Hülsenfruchtmischung. Der gebundene Phenolgehalt der Hülsenfrüchte hatte erheblich abgenommen. Die frei löslichen Polyphenole haben sowohl eine höhere Reduktionskraft als auch die Fähigkeit, freie Radikale als gebundene Polyphenole zu entfernen, sowie eine erhöhte Hemmung der Lipidperoxidation. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Fermentation die antioxidative Aktivität der Hülsenfrüchte erhöht. (8)

Die spontane Knoblauchfermentation führte auch zu einer erhöhten antioxidativen Aktivität des Extrakts, insbesondere einer 13-fachen Zunahme der Superoxiddismutase (SOD) -ähnlichen Aktivität und einer 10-fachen Zunahme der Aktivität freier Radikale gegen Wasserstoffperoxid im Vergleich zu der der Kontrolle Knoblauchextrakt. Zusätzlich hat sich der Polyphenolgehalt des fermentierten Knoblauchextrakts versiebenfacht. Die Farbe des Knoblauchs wird aufgrund der Fermentation schwarz, und die schwarze Farbe wird wahrscheinlich von Anthocyanen abgeleitet, was der Grund für den erhöhten Gehalt an Polyphenolen ist.

Die Wirkung der Fermentation auf Pu-Erh-Tee wurde untersucht, indem frische Teeblätter mit einzelnen Stämmen isolierter Mikroorganismen beimpft wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die antioxidative Aktivität sowie der Statingehalt, der Gesamtpolyphenolgehalt und der GABA-Gehalt des fermentierten Tees erhöht waren.(10)

Kurkuma enthält das phenolische Antioxidans Curcumin. Aufgrund der schlechten Wasserlöslichkeit, der schlechten Permeabilität und / oder der schlechten Stabilität ist die Absorption von Curcumin im Darm jedoch minimal. Ein fermentiertes Getränk, das Lactobacillus enthielt und aus Kurkuma-Rhizomen hergestellt wurde, erhöhte die antioxidative Wirkung in vitro. Die Absorption des eingekapselten fermentierten Kurkuma-Getränks bei Ratten wurde hinsichtlich der Plasma-Antioxidationsaktivität gemessen. Die Plasma-Antioxidanskonzentration war bei Ratten, denen die fermentierte Kurkuma verabreicht wurde, höher als bei der nicht fermentierten Version (11), was die Theorie stützt, dass die Fermentation von Kurkuma die Bioverfügbarkeit erhöht.

In einigen Fällen entstehen durch die Fermentation sogar verschiedene Phytonährstoffe, die im Rohmaterial nicht vorhanden sind. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Glucosinolat-Derivaten, die in fermentierter Kohle vorkommen.(12) Ein weiteres Beispiel ist die Umwandlung von Ginsenosiden während der Fermentation von Ginseng. Der fermentierte Ginseng-Extrakt ahmt tatsächlich die Fermentationsumgebung im Dickdarm nach und es entsteht Verbindung K, ein neuer Metabolit. Die Studie zeigt, dass Verbindung K der bioverfügbarste Metabolit von Ginseng ist.(13) Es wurde auch gezeigt, dass fermentierte Ginseng-Extrakte, die Verbindung K enthalten, beim Menschen im Vergleich zu nicht fermentiertem Ginseng eine signifikant höhere und schnellere Absorption aufweisen. (14) Fermentierte Ginseng-Extrakte haben auch starke adaptogene Eigenschaften wie eine starke antioxidative Kapazität, (15) Anti-Stress-, (16) Leberschutz-, (17) antiallergische und entzündungshemmende (18) Aktivitäten sowie Unterstützung für die Blutzucker- und Lipidregulation.(19)

Reduzierung von Anti-Nährstoffen

Durch die Fermentation können auch "Anti-Nährstoffe" wie Phytinsäure, eine Verbindung in Getreidekörnern, die die Mineralaufnahme verhindert, (5,20,21,22) und Lektine, Toxine, die die Verdauung beeinflussen, eliminiert werden. Es wurde auch gezeigt, dass die Herstellung von Kimchi Pestizide während des Fermentationsprozesses abbaut.(24)

Referenzen

(1). Capozzi V, et al. Biotechnological production of vitamin B2-enriched bread and pasta. J Agric Food Chem. 2011;59(14):8013-20.

(2). Chavan JK, et al. Nutritional improvement of cereals by fermentation. Crit Rev Food Sci Nutr. 1989;28(5):349-400.

(3). Capozzi V, et al. Lactic acid bacteria producing B-group vitamins: a great potential for functional cereals products. Appl Microbiol Biotechnol 2012; 96:1383–1394.

(4). Hemalatha S, et al. Influence of germination and fermentation on bioaccessibility of zinc and iron from food grains. Eur J Clin Nutr. 2007;61(3):342-8.

(5). Haard N, et al. Fermented Cereals. A Global Perspective. FAO Agricultural Services Bulletin No. 138. 1999.

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(12). Ciska E, et al. Glucosinolate derivatives in stored fermented cabbage. J Agric Food Chem. 2004;52(26):7938-43.

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(24). Cho KM, et al. Biodegradation of chlorpyrifos by lactic acid bacteria during kimchi fermentation. J Agric Food Chem. 2009;57(5):1882-9.