Was ist Fermentation?
Fermentation ist ein natürlicher Umwandlungsprozess, bei dem Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze die Zucker und anderen Verbindungen in einem Lebensmittel enzymatisch abbauen und dabei organische Säuren, Gase oder Alkohol erzeugen. Die Menschheit entdeckte diesen Prozess vor Tausenden von Jahren, ursprünglich um Lebensmittel über lange Zeiträume haltbar zu machen. Lebensmittel wie Joghurt, Sauergemüse, Kefir, Kombucha, Miso und die traditionelle türkische Tarhana sind Produkte der Fermentation, die von unterschiedlichen Mikroorganismenarten auf unterschiedlichen Rohstoffen durchgeführt wird. Diesen Lebensmitteln ist gemeinsam, dass sie während der Herstellung lebende Mikroorganismenpopulationen enthalten und ein bedeutender Teil dieser Mikroorganismen lebend bis in das Verdauungssystem gelangen kann.
Historischer und kultureller Kontext
Die Nutzung der Fermentation zur Haltbarmachung von Lebensmitteln reicht weit vor die Erfindung des Kühlschranks zurück, bis in die frühesten Ackerbaugesellschaften. Unterschiedliche Regionen entwickelten je nach Klimabedingungen und verfügbaren Rohstoffen unabhängig voneinander eigene Fermentationstraditionen: In Ostasien entstanden durch die Fermentation von Sojabohnen Miso und Tempeh, im Kaukasus durch die Fermentation von Milch Kefir, in Mitteleuropa durch die Fermentation von Kohl Sauerkraut, und in Anatolien durch die gemeinsame Fermentation von Weizen und Joghurt Tarhana. Die meisten dieser Traditionen beruhen auf praktischem Wissen, das lange vor der Existenz der Mikrobiologie durch Versuch und Irrtum von Generation zu Generation weitergegeben wurde. Die moderne Mikrobiologie klärte den Mechanismus hinter diesen traditionellen Methoden Ende des 19. Jahrhunderts wissenschaftlich auf, als Louis Pasteur zeigte, dass die Fermentation durch die Aktivität von Mikroorganismen erfolgt.
Die Verbindung zum Darmmikrobiom
Der menschliche Darm beherbergt ein komplexes Ökosystem aus Billionen von Bakterien, Viren und Pilzen, das gemeinsam als Darmmikrobiom bezeichnet wird. Die Vielfalt und das Gleichgewicht des Mikrobioms werden mit der Verdauung, der Funktion des Immunsystems und sogar der Stoffwechselgesundheit in Verbindung gebracht. Werden fermentierte Lebensmittel verzehrt, können die darin enthaltenen lebenden Mikroorganismen vorübergehend oder in manchen Fällen dauerhafter mit der Darmflora interagieren. Forscher erklären diese Wechselwirkung anhand zweier Hauptmechanismen: die direkte Ansiedlung oder vorübergehende Präsenz der Mikroorganismen aus fermentierten Lebensmitteln im Darm sowie die indirekte Beeinflussung des Darmmilieus durch von diesen Mikroorganismen produzierte nützliche Metaboliten (wie kurzkettige Fettsäuren und bioaktive Peptide).
Die Stanford-Studie: ein konkreter klinischer Befund
Eine der meistzitierten klinischen Studien zur Wirkung fermentierter Lebensmittel auf das Mikrobiom ist eine 17-wöchige Studie, die 2021 von Forschern der Stanford School of Medicine im Fachjournal Cell veröffentlicht wurde. In der Studie wurden 36 gesunde Erwachsene nach dem Zufallsprinzip entweder einer ballaststoffreichen Ernährung oder einer Ernährung mit durchschnittlich sechs Portionen fermentierter Lebensmittel pro Tag (wie Kefir, Kimchi, Kombucha, fermentiertes Gemüse und Joghurt) zugeteilt. Die Ergebnisse zeigten in der Gruppe mit überwiegend fermentierter Ernährung eine messbare Zunahme der Vielfalt des Darmmikrobioms und eine Abnahme der Entzündungsmarker im Blut. Bemerkenswerterweise brachte die ballaststoffreiche Ernährung zwar ebenfalls gewisse Vorteile, doch zeigte diese Gruppe keine vergleichbare Verbesserung bei der Mikrobiomvielfalt oder den Entzündungsmarkern — ein Hinweis darauf, dass fermentierte Lebensmittel über einen eigenständigen, von der Ballaststoffaufnahme unabhängigen Wirkmechanismus verfügen könnten.
Arten fermentierter Lebensmittel und unterschiedliche Wirkmechanismen
Nicht alle fermentierten Lebensmittel enthalten dieselben Mikroorganismenarten oder erzielen dieselbe Wirkung. Milchprodukte wie Joghurt und Kefir werden überwiegend von Milchsäurebakterien (etwa der Arten Lactobacillus und Bifidobacterium) dominiert, während bei der Gemüsefermentation wie Essiggurken und Sauerkraut andere Milchsäurebakterienstämme vorherrschen. Kombucha wird mit einer als SCOBY bekannten Bakterien- und Hefekultur hergestellt, während bei fernöstlichen fermentierten Lebensmitteln wie Miso und Tempeh Schimmelpilz- und Hefearten zum Einsatz kommen. Diese Vielfalt bedeutet, dass sich die Kategorie „fermentierte Lebensmittel" nicht auf eine einzige gesundheitliche Wirkung reduzieren lässt; welches Mikroorganismenprofil ein Lebensmittel aufweist, prägt auch seine potenzielle Wirkung auf den Darm. Produktionsvariablen wie Fermentationsdauer und -temperatur beeinflussen zudem direkt die Dichte und Vielfalt der Mikroorganismen im Endprodukt — weshalb hausgemachte und traditionell hergestellte fermentierte Lebensmittel im Vergleich zur industriellen Produktion in der Regel ein reichhaltigeres und variableres mikrobielles Profil aufweisen.
Wissenschaftliche Grenzen und wichtige Vorbehalte
Auch wenn die Forschung zu fermentierten Lebensmitteln vielversprechende Zusammenhänge aufzeigt, sind sich Wissenschaftler einig, dass die klinische Evidenz in diesem Bereich noch begrenzt ist. Die meisten Studien wurden mit relativ kleinen Teilnehmergruppen und über kurze Zeiträume durchgeführt; groß angelegte, langfristige Studien am Menschen, die belegen, dass fermentierte Lebensmittel bei der Vorbeugung oder Behandlung bestimmter Erkrankungen wirksam sind, sind bislang begrenzt. Zudem enthalten manche kommerziell verkauften fermentierten Produkte (etwa pasteurisierte Essiggurken) möglicherweise keine lebenden Mikroorganismen mehr, da sie nach der Herstellung einer Wärmebehandlung unterzogen werden — ein aus ernährungsphysiologischer Sicht wichtiger Unterschied. Die Aufschrift „fermentiert" auf einem Produkt bedeutet nicht zwangsläufig, dass es noch lebende Kulturen enthält — um diesen Unterschied zu verstehen, muss geprüft werden, ob das Produkt pasteurisiert wurde. Bei der Bewertung des Beitrags fermentierter Lebensmittel zur Darmgesundheit sollte daher berücksichtigt werden, ob das Produkt lebende Kulturen enthält, und dass die wissenschaftliche Bewertung in diesem Bereich noch ein sich entwickelndes Feld ist.