Biotechnologische Verfahren

Herstellung von Sauerkraut: Da Milchsäurebakterien überall vorkommen, finden Gärungen auch in der Natur statt. Sie wurden früh vom Menschen entdeckt und genutzt. Durch Gärung konservierte Produkte gehören zu den ältesten Vorräten der Menschheit. Man nimmt an, dass milchsaure Nahrung schon vor mehr als 10 000 Jahren verwendet wurde. Sicher ist, dass im antiken Griechenland und in Rom sowie in China Sauerkraut in Tonkrügen aufbewahrt wurde. Schriftliche Aufzeichnungen liegen aus der Römerzeit vor. Familien auf dem Lande stellten Sauerkraut selbst her und bewahrten das haltbare Nahrungsmittel für den Winter auf. In einem über 100 Jahre alten Kochbuch von MARIA KNEID und ERNA STEIKLER „Das Glück im Hause, Wirtschafts- und Kochbuch“ findet man das Rezept zur Herstellung:

Zutaten:

Weißkraut, Salz, Wacholderbeeren, Weintrauben (unreif), Äpfel
Zubereitung:
Von schönen Krautköpfen werden die äußeren Blätter entfernt, die Köpfe halbiert, die Knollen herausgestochen, die Hälften gehobelt und mit Salz (10 Kilo Kraut, 1 Handvoll Salz) bestreut. Das Fass oder ein Steintopf wird am Boden mit den abgestreiften Krautblättern ausgelegt, das Kraut in Lagen von 20 bis 30 Zentimeter eingelegt und mit einem Holzstampfer fest eingestampft. Man kann zwischen jede Lage einige Wacholderbeeren, Pfefferkörner, kleine Äpfel oder unreife Weintrauben streuen, um den Geschmack zu bessern. Am Schluss deckt man die Masse mit Kohl- und Krautblättern ab, darauf gibt man reine Leinwand und einen Holzdeckel, den man mit einem schweren reinen Stein beschwert. Man läßt es 3 Wochen in einem wärmeren Raum und 4 Wochen im Keller stehen, dann werden Deckel und Leinwand gewaschen und wieder daraufgelegt.

Seit Ende des 19. Jahrhunderts wird Sauerkraut auch industriell hergestellt; im Prinzip wie im Kochbuch beschrieben. Die Kohlköpfe werden geputzt. Der Strunk wird maschinell entfernt. Den Kopf schneidet man in Streifen, transportiert sie über Förderbänder in die Gärbecken, gibt Kochsalz dazu und verschließt luftdicht. Der Gärprozess beginnt. Die Milchsäurebakterien beginnen mit der Arbeit. Die Milchsäure tötet andere Keime ab und macht das Sauerkraut haltbar. Die Silos haben ein Fassungsvermögen von 6 Tonnen und mehr. Sauerkraut wird auch heute noch sehr geschätzt wegen seines hohen Vitamin- und Mineralstoff- und seines niedrigen Kaloriengehalts.

100 g Sauerkraut enthalten:

90,0 g  Wasser
4,0 g  Kohlenhydrate
1,5 g  Proteine
0,3 g Fett
288 mg Kalium
48 mg Calcium
20 mg Vitamin C
1,5 mg Vitamin K
0,6 mg Eisen
0,2 mg Vitamin B8
23 Kcal (96 kJ)
Weißkohl dient als Ausgangsprodukt für Sauerkraut

Joghurt-Herstellung: Seit mehr als 4 000 Jahren werden Milchsäurebakterien eingesetzt, um saure Milchprodukte herzustellen, allerdings war damals über die Verursacher nichts bekannt. Von der Existenz der Milchsäurebakterien weiß man seit ihrer Entdeckung Ende des 19. Jahrhunderts durch LOUIS PASTEUR (1822-1895).
Obwohl Produkte der Milchsäuregärung wie Joghurt, Käse, Buttermilch, Kefir und Kumyss (vergorene Eselsmilch) seit langem bekannt sind, haben sie an Bedeutung bis heute nichts eingebüßt.
Grundprozess der Gärung ist die Umsetzung von Milchzucker (Lactose) in Milchsäure durch Enzyme der Milchsäurebakterien.

Manchmal findet man auf den Verpackungen der Joghurtbecher aus den Kaufregalen sogar die Namen der verwendeten Bakterien. Vor allen zwei Kulturen werden eingesetzt: Streptococcus thermophilus und Lactobacillus vulgaris. Ihre Enzyme bewirken die Milchsäurebildung:

Bild

Der Prozess erfolgt anaerob. Mit zunehmendem Säuregehalt gerinnen die Milchproteine und geben dem Joghurt seine spezifische Konsistenz. Temperatur und Zusammensetzung der Milch (Milchfett, Kuhmilch, Ziegenmilch) führen zu typischen Eigenschaften. Andere Geschmackskomponenten sind auf die Stoffwechselprodukte der Bakterien zurückzuführen, z. B. ist Acetaldehyd das typische Aroma von Joghurt während Diacetyl für den Buttergeschmack sorgt. Zugesetzte Hefezellen, die eine alkoholische Gärung verursachen, sorgen für den erfrischenden und prickelnden Geschmack von Kumyss.

Milchprodukte

Außerdem sucht man nach immer neuen Stämmen von Milchsäurebakterien. Die im Joghurt entstandene Milchsäure kann rechts oder links drehend sein. Diese physikalische Eigenschaft kann im Labor mithilfe polarisierten Lichts nachgewiesen werden. Beim Durchgang durch die Milchsäure dreht sich der Lichtstrahl entsprechend nach rechts oder links. Rechts drehende Milchsäure kommt auch im menschlichen Körper vor und kann im Gegensatz zur links drehenden sehr gut aufgenommen werden. Rechts drehende Milchsäure übernimmt auf der Darmschleimhaut eine Schutzfunktion.

Milchsäure

Herstellung von Bier: Bier wird durch Brauen hergestellt. Der Vorgang beginnt mit dem Maischen; dazu erhitzt man geschrotetes Getreide (meistens Gerste) mit Brauwasser. Auf 100 kg Gerstenmalz werden je nach Biersorte 2-4 Hektoliter Brauwasser zugesetzt. Die Maische oder der Gerstenmalz bildet die „Stammwürze“. Sie bestimmt die einzelnen Biersorten.

Biochemisch und physikalisch laufen dabei folgende Vorgänge ab. Das Getreidekorn wird zum Keimen gebracht. Beim Keimen werden Enzyme freigesetzt, die die Stärke in Malzzucker verwandeln. Andere Enzyme bauen Eiweißstoffe ab. Das alles geschieht, während die Temperatur langsam auf 70 °C steigt. Durch das Schroten vergrößert sich die Oberfläche der Gerste, sodass die biochemischen Vorgänge intensiviert werden.

Bier

Nach dem Maischen beginnt das Abläutern. Der Rückstand heißt Treber. Die unlösbaren Bestandteile setzen sich am Boden ab. Durch sie hindurch wird die Bierwürze filtriert und gelangt als klare Bierwürze in die Würzpfanne. Nach einer Kochzeit von 1-1,5 Stunden sind die Enzyme inaktiviert und die Eiweißbestandteile ausgefällt.

Braukessel in der Brauerei

Noch während des Kochens wird Hopfen zugesetzt. Hopfensorte und -menge bestimmen ebenfalls die Biersorte. Nachdem genügend Wasser verdampft ist und die restlichen Gerbstoff-Eiweißverbindungen durch Zentrifugieren entfernt sind, kühlt die Stammwürze wieder ab und gelangt in den Gärbottich. Jetzt wird Hefe zugesetzt und die Gärung beginnt. Aus Malzzucker entsteht Alkohol. Je nach gewünschter Biersorte kann die Hauptgärung bis zu 8 Tagen dauern. Dann folgt die Reifung des Biers in Lagertanks. Sie dauert 2 (Lagerbier) bis 6 (Bockbier) Monate bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt. Durch Lagerung wird Kohlenstoffdioxid aus der Gärung angereichert. Abschließend wird das Bier filtriert und abgefüllt.

Der Wein aus kulturhistorischer Sicht: Leichte Getränke wie Bier, Wein und Met stellen Menschen seit Jahrtausenden her, hochprozentige Destillate erst seit etwa 1 000 Jahren.
Diese Getränke hatten bei unseren Vorfahren eine andere Bedeutung als heute. Sie waren hauptsächlich Flüssigkeitsquelle, unverzichtbar in einer Zeit mit verunreinigten Wasservorräten. Verunreinigtes Wasser verursachte Krankheiten und Seuchen. Im Wein waren die Erreger abgetötet. Wein und Bier machten nicht krank, zumal ihr Alkoholgehalt sicher niedriger war als heute.
Außerdem waren Bier und Wein Nahrungsmittel, denn sie hatten einen hohen Kaloriengehalt. Als die ersten Kaffeeimporte wirtschaftliche Bemühungen zu untergraben drohten, schrieb der preußische König FRIEDRICH DER GROßE: „Es wäre abscheulich zu beobachten, daß die Untertanen immer mehr Kaffee tränken und das Land dadurch viel Geld verlöre.“

Der König, ebenso wie seine Vorfahren und Offiziere, wären „Höchst Selbst in Dero Jugend mit Biersuppe erzogen“ worden, „mithin können die Leute dorten so gut mit Biersuppe erzogen werden, das ist viel gesünder wie der Caffee.“ Soldaten, die mit Bier ernährt worden seien, hätten viele Schlachten geschlagen und gewonnen.

Der Brauvorgang

Alkoholische Getränke sind sicher zufällig „erfunden“ worden. Wenn Hefepilze zufällig in ein offen stehendes Gefäß mit einem mit Honig gesüßten Getränk gelangten, begann die Gärung. Den Menschen, die den „Honig“ zum Süßen verwendeten, gefiel der erfrischende und fröhlich machende Trank. Sicher haben sie ihn später absichtlich hergestellt und als Met konsumiert.
Die Erfindung des Biers war an Ackerbau und die Zucht von Getreidearten gebunden. Aus erhalten gebliebenen Schriftdokumenten (Tontäfelchen mit Hieroglyphen und Papyrusrollen) weiß man, dass Ägypter und Babylonier im 3. Jahrtausend v. Chr. Gersten- und Weizenbier tranken.

Weinlagerung

Auch die Weinkultur basiert aus Erfolgen in der Landwirtschaft. Wildfrüchte haben nur einen geringen Zuckergehalt und eignen sich weniger zur Weinherstellung. Mit der Züchtung von Obstkulturen und Reben wurde auch Wein produziert. Quellen lassen erkennen, dass 6 000 v. Chr. im Gebiet des heutigen Armenien Wein getrunken wurde.
Weder in der Bibel noch in den antiken, griechischen Epen wird Wasser, mit Ausnahme von Quellwasser, als Getränk genannt. Wein und Bier waren frei von Krankheitskeimen. Im Neuen Testament verwandelt Jesus Wasser in Wein und sanktioniert damit den Wein als Tagesgetränk. Im Alten Testament wird Trunkenheit zwar getadelt, Alkoholismus war aber noch kein Thema.

Der Alkoholgehalt kann durch Gärung nicht höher als 16 Volumenprozent (Vol.-%) Alkohol steigen, da dann die Hefepilze absterben. Da Alkohol einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat, kann man beides trennen. Erst um das Jahr 700 entdeckten arabische Alchimisten die Destillation. Die Destillation kam über Italien um 1100 nach Europa. Im Gefolge der großen Seuchen im 14. Jahrhundert, insbesondere nach den beiden Pestepidemien, die 1347 und 1352 25 Millionen Todesopfer forderten, verbreitete sich der Branntweingenuss.

 

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