Untersuchung des Mikrobioms von Sauerteigstartern zur Verbesserung der Brotqualität und -sicherheit
USDA-Zuschuss zur Finanzierung von Forschungsarbeiten, die Menschen mit Zöliakie zugute kommen könnten
Menschen mit Zöliakie oder einer Unverträglichkeit gegenüber Gluten in der Nahrung haben vielleicht bald mehr Möglichkeiten, sich zu ernähren, und zwar dank einer ungewöhnlichen Quelle: Sauerteigbrot. Sauerteig enthält weniger Gluten als andere Brotsorten und ist daher für Menschen mit einer Glutenunverträglichkeit besser verträglich. Forscher der Penn State und der Colorado State University untersuchen nun, ob Bakterien im Hefestarter, der für die Herstellung von Sauerteigbrot benötigt wird, dazu beitragen könnten, den Glutengehalt in anderen Brotsorten zu reduzieren.
Maya Tanikawa-Brown, links, Stipendiatin des Penn State Summer Research Opportunities Program, und Ashley Ohstrom, Studentin der Lebensmittelwissenschaften, untersuchen Sauerteigfermentationen. Sie bewerten die Aktivität der Sauerteigkulturen, indem sie das Aufgehen des Teigs und die Blasenbildung beobachten. Jeder dieser Sauerteige besteht aus einer Vielzahl von Pilz- und Bakterienarten, die zur Entwicklung charakteristischer Teigeigenschaften, wie Aussehen und Geruch, und schließlich zur Herstellung eines einzigartigen Sauerteigbrots beitragen.
Jillian Wesner/Penn State
Gluten ist ein Protein, das natürlicherweise in Getreidekörnern wie Weizen, Gerste und Roggen vorkommt und bei Menschen mit Glutenunverträglichkeit und Zöliakie eine Immunreaktion auslösen kann. Nach Angaben der National Institutes of Health sind schätzungsweise 7 % der US-Bevölkerung von Glutenunverträglichkeiten betroffen, die sich durch nachteilige gastrointestinale Symptome beim Verzehr von glutenhaltigen Lebensmitteln äußern. Davon leidet 1 % an Zöliakie. Die Inzidenz der Zöliakie hat in den letzten Jahrzehnten um 7,5 % pro Jahr zugenommen und spiegelt damit die ständig steigende Prävalenz aller Autoimmunkrankheiten weltweit wider.
Finanziert durch einen Zuschuss des US-Landwirtschaftsministeriums in Höhe von 500.000 Dollar werden Josephine Wee, Assistenzprofessorin für Lebensmittelwissenschaften an der Penn State University, und Charlene Van Buiten, Assistenzprofessorin für Lebensmittelwissenschaften und menschliche Ernährung an der Colorado State University, nicht nur untersuchen, ob das Mikrobiom von Sauerteigstartern Gluten in Brotprodukten entgiften kann, so dass diese für Menschen mit Zöliakie sicher sind, sondern auch, ob es ausgewählt und manipuliert werden kann, um die Qualität und Sicherheit von Brot zu verbessern.
Bei konventionellem Brotteig wird Bäckerhefe anstelle von natürlich vorkommenden Hefen und Bakterien verwendet, was als Sauerteigfermentation bezeichnet wird, erklärte Wee. Sauerteigbrot wird durch die Fermentation von Teig mit wilden Lactobacillaceae und Hefe hergestellt. Sauerteigbrot wird mit "Starterkulturen" oder Gemeinschaften von natürlich vorkommenden Bakterien und Hefen gesäuert, die portioniert und durch eine Reihe von Passagen bei Raumtemperatur gehalten werden. Diese Gemeinschaften sind unter dem Namen Sauerteig-Mikrobiom bekannt.
"Eine Studie mit 500 Sauerteig-Startern aus der ganzen Welt hat gezeigt, dass keine zwei Starter genau gleich sind, und derzeit ist wenig über die Fähigkeit von Sauerteig-Mikrobiomen bekannt", sagte Wee. "Die Ergebnisse dieser Arbeit werden die Mikrobiome ganzer Lebensmittel nutzen, um Fermentationstechnologien zu entwickeln, die der nächsten Generation von Verbraucherwünschen nach qualitativ hochwertigen 'Clean Label'-Produkten mit reduzierter Gluten-Immunogenität gerecht werden."
Unter Immunogenität versteht man die Fähigkeit von Zellen oder Geweben, eine unerwünschte Immunreaktion hervorzurufen. Clean Label" bedeutet, dass ein Produkt mit so wenigen Zutaten wie möglich hergestellt wird und dass diese Zutaten von den Verbrauchern als gesund oder weniger verarbeitet angesehen werden - Zutaten, die die Verbraucher auch zu Hause verwenden würden.
Laut Custom Markets Insights übersteigt die weltweite Brotproduktion 100 Millionen Tonnen pro Jahr und hat einen Wert von 201 Milliarden Dollar. Brot ist jedoch auch einer der Hauptverursacher von Lebensmittelverschwendung aufgrund von Verderb oder Überproduktion und veränderten Verbraucherpräferenzen, so Wee. Sie fügte hinzu, dass die gegenwärtigen Praktiken der Brotherstellung nicht ausreichen, um die Nachfrage zu befriedigen, so dass innovative Ansätze zur Verbesserung der Qualität und zur Verringerung des Abfalls erforderlich sind.
"Mit unserer kombinierten Expertise in Lebensmittelmikrobiologie und Ernährungsbiochemie ist unser Team daran interessiert, die Beziehung zwischen dem Sauerteig-Mikrobiom, der Brotqualität und der Gluten-Immunogenität zu charakterisieren", sagte Wee. "Wir hoffen, dass die Ergebnisse dieser Forschung die funktionellen Ergebnisse der Brotqualität und -sicherheit beeinflussen werden."
Van Buiten ist eine Absolventin der Penn State University, die 2017 ihren Doktortitel in Lebensmittelwissenschaften erlangte.
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