PFB

PFB = Pure Fermented Botanicals is een geregistreerd handelsmerk van SNP-Europe BV

Het belang van fermentatie voor een verhoging van de biobeschikbaarheid van actieve stoffen in planten(extracten)

Fermentatie van voedingsmiddelen bestaat al duizenden jaren en werd in het verleden toegepast voor de bewaring en een betere verteerbaarheid van planten.

Er zijn wereldwijd nog steeds bevolkingsgroepen die dagelijks gefermenteerd voedsel zoals Japanse miso, tempeh en Koreaanse kimchi op het menu zetten. Spijtig genoeg is gefermenteerd voedsel grotendeels verdwenen uit het westerse dieet. Lange tijd bestond het foute idee dat alle bacteriën gevaarlijk zouden zijn voor de gezondheid. En dit is uiteraard niet het geval. Want voor het fermentatieproces worden enkel de "goede" micro-organismen gebruikt zoals bijvoorbeeld Lactobacillus. Bijgevolg worden de "slechte" ziekteverwekkers verdrongen, en het proces van het fermenteren van voedsel is een extreem veilige technologie.

Chemisch gezien is fermentatie een eenvoudige reactie. Tijdens het fermentatieproces worden micro-organismen, zoals gist en bacteriën, gebruikt om koolhydraten om te zetten in alcohol en koolstofdioxide of organische zuren. Gistfermentatie wordt meestal gebruikt om alcoholische dranken zoals wijn en bier te maken. Lactobacillus soorten worden gebruikt om voedsel te maken zoals yoghurt en zuurkool. Naast de unieke smaken die door lacto-fermentatie worden geproduceerd, heeft het gefermenteerde voedsel ook een probiotisch voordeel voor de darm, verleend door de Lactobacillus-soort zelf.

Naast de conserverende en probiotische werking die de fermentatie aan voedingsmiddelen kan geven, hebben recent wetenschappelijke onderzoeken bevestigd dat gefermenteerde levensmiddelen tal van andere voedings- en gezondheidsvoordelen bieden.

"Pre-digestie" van complexe voedingsmiddelen

Door fermentatie wordt het voedsel voorverteerd en worden eiwitten en koolhydraten afgebroken tot gemakkelijker opneembare aminozuren en eenvoudigere suikers. Bepaalde voedingsmiddelen kunnen heel wat voedingswaarde bevatten maar moeilijk te verteren zijn voor de mens.

Graangrassen zijn hiervan een goed voorbeeld. Graangrassen worden gedefinieerd als het jonge grasstadium van de tarwe-, gerst-, luzerne- of haverplant en zijn veel meer voedingsstofdicht dan de volwassen plant die vele malen meer B-vitamines, mineralen, chlorofyl en antioxidanten bevatten. Echter, de voedingsstoffen zijn ingekapseld in cellulose houdende plantencellen en de mens kan cellulose niet verteren.

Fermentatie van graangrassen is een uitstekende manier om cellulose af te breken. Dit is precies wat gebeurt in de "tweede maag" van koeien en andere herkauwers. De grassen zijn meer verteerbaar gemaakt omdat tijdens het langdurige gistingsproces dat in de maagkamer plaatsvindt cellulase enzymen geproduceerd worden die de cellulose afbreken met behulp van nuttige bacteriën.

Verbetering van de voedingsstoffenniveaus en hun biotoegankelijkheid

Biotoegankelijkheid wordt beschreven als de hoeveelheid nutriënten, vrijgegeven uit de voedselmatrix, die potentieel beschikbaar zijn voor absorptie.

Veel volkeren vergistten granen, en studies hebben ook aangetoond dat de vergisting van granen het gehalte aan B-vitaminen verhoogt.1,2,3,4,5 Bijvoorbeeld, tarwe bevat verschillende essentiële voedingsstoffen inclusief de groep van de B-vitaminen. De vitaminen van de B-groep, die normaal gesproken in graanproducten aanwezig zijn, zijn gemakkelijk te verwijderen of te vernietigen tijdens het malen, verwerken of koken. Bepaalde stammen van melkzuurbacteriën hebben het vermogen om wateroplosbare vitaminen te synthetiseren zoals B-vitaminen.3 Fermentatie verbetert ook de aminozuur- en vitaminensamenstelling 2,5 en de biotoegankelijkheid van mineralen zoals zink.4,5,6 Veel granen (tarwe, rijst, gerst en haver) bevatten weinig lysine en zijn daarom geen complete eiwitbron. Fermentatie blijkt de beschikbare lysinegehaltes in deze granen 5,7 te doen stijgen waardoor het bijna een "complete” eiwitbron wordt.

Verbetering van het fytonutriëntengehalte en -absorptie

De antioxidatieve kracht van fytonutriënten kan ook worden verbeterd door fermentatie. Polyfenolen, een specifieke categorie van fytonutriënten, komen van nature voor in fruit, groenten en noten, zaden, bladeren, wortelstokken, bloemen en schorsen van planten. Een studie waarbij peulvruchten aan een natuurlijke gisting weren onderworpen, resulteerde in een aanzienlijke toename van het gehalte aan vrij oplosbare polyfenolen in het peulvruchtenmengsel. Het gebonden fenolgehalte van de peulvruchten was aanzienlijk gedaald. De vrije oplosbare polyfenolen hebben zowel een hogere reducerende kracht als het vermogen om vrije radicalen te verwijderen dan gebonden polyfenolen, evenals een verhoogde remming van de lipiden peroxidatie. De studie concludeerde dat fermentatie de antioxidantwerking van de peulvruchten versterkt.8

Spontane fermentatie van knoflook resulteerde ook in een verhoogde antioxidantwerking van het extract, met name een 13-voudige toename van superoxide dismutase (SOD)-achtige activiteit en een 10-voudige toename van de vrije radicalen activiteit tegen waterstofperoxide in vergelijking met die van het controle knoflookextract. Bovendien is het polyfenolgehalte van het gefermenteerde knoflookextract verzevenvoudigd. De kleur van de knoflook wordt zwart door de fermentatie en de zwarte kleur is waarschijnlijk afgeleid van anthocyanen, wat de reden is voor de verhoogde niveaus van polyfenolen.9

Het effect van fermentatie op Pu-Erh thee werd onderzocht door het inoculeren van verse theebladeren met individuele stammen van geïsoleerde micro-organismen. De resultaten toonden aan dat de antioxidantwerking verhoogd werd, evenals het statinegehalte, het totale polyfenolgehalte en het GABA-gehalte van de gefermenteerde thee.10

Kurkuma bevat de fenolische antioxidant curcumine. Echter, vanwege de slechte wateroplosbaarheid, slechte doorlaatbaarheid en/of slechte stabiliteit, is er een minimale absorptie van curcumine in de darm. Een gefermenteerde drank met Lactobacillus, gemaakt van kurkuma wortelstokken, zorgde voor een verhoging van de antioxidantwerking in vitro. De absorptie van de ingekapselde gegiste kurkuma drank bij ratten werd gemeten in termen van antioxidant activiteit in het plasma. De plasma antioxidantconcentratie was hoger bij ratten die de gefermenteerde kurkuma toegediend kregen dan de niet-gefermenteerde versie,11 die de theorie ondersteunt dat fermentatie van kurkuma zijn biobeschikbaarheid verhoogd.

In sommige gevallen creëert fermentatie zelfs verschillende fytonutriënten die niet aanwezig zijn in de grondstof. Een voorbeeld hiervan is de productie van glucosinolaat derivaten die in gefermenteerde kool voorkomen.12 Een ander voorbeeld is de transformatie van ginsenosiden bij fermentatie van ginseng. Het gefermenteerd ginsengextract bootst eigenlijk het fermentatiemilieu in de dikke darm na en er wordt Compound K gevormd, een nieuwe metaboliet. Uit studie blijkt dat Compound K de meest bio-beschikbare metaboliet van ginseng is.13 Er is tevens aangetoond dat gefermenteerde ginseng extracten die Compound K bevatten, een aanzienlijk hogere en snellere absorptie hebben bij mensen in vergelijking met niet-gefermenteerde ginseng.14 Gefermenteerde ginsengextracten hebben ook krachtige adaptogene eigenschappen zoals een sterke antioxidantcapaciteit,15 anti-stress,16 leverbeschermend,17 anti-allergische en anti-inflammatoire 18 activiteiten alsook ondersteuning van de bloedsuikergehalte en lipidenregulatie.19

Vermindering van anti-nutriënten

Fermentatie kan ook "antinutriënten" zoals fytinezuur elimineren, een verbinding die voorkomt in graankorrels die de absorptie van mineralen verhindert,5,20,21,22 en lectinen, toxines die de vertering ongunstig beïnvloeden. Bij de productie van kimchi werd ook aangetoond dat pesticiden werden afgebroken tijdens het fermentatieproces.24

References

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.

6. Famularo G, et al. Probiotic lactobacilli: an innovative tool to correct the malabsorption syndrome of vegetarians? Med Hypotheses. 2005;65(6):1132-5.

7. Hamad AM, et al. Evaluation of the protein quality and available lysine of germinated and fermented cereal. J. Food Sci. 1976; 44(2):456-459.

8. Oboh, G et al. Changes in Polyphenols Distribution and Antioxidant Activity During Fermentation of Some Underutilized Legume. Food Science and Technology International. 2009;15: 41-46.

9. Sato E. et al. Increased anti-oxidative potency of garlic by spontaneous short-term fermentation. Plant Foods Hum Nutr. 2006;61(4):157-60.

10. Jeng KC, et al. Effect of microbial fermentation on content of statin, GABA, and polyphenols in Pu-Erh tea. J Agric Food Chem. 2007;55(21):8787-92.

11. Pianpumepong P, et al. Study on enhanced absorption of phenolic compounds of Lactobacillus-fermented turmeric (Curcuma longa Linn.) beverages in rats International Journal of Food Science & Technology. 2012;47(11): 2380–2387.

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

13. Hasagawa H. Proof of mysterious efficacy of ginseng: basic and clinical trials: Metabolic activation of ginsenoside: Deglycosylation by intestinal bacteria and esterification with fatty acid. Journal of Pharmacological Sciences. 2004; 95:153-157.

14. Jin H, et al. Pharmacokinetic comparison of ginsenoside metabolite IH-901 from fermented and non-fermented ginseng in healthy Korean volunteers. Journal of Ethnopharmacology. 2012; 139 (2012) 664– 667.

15. Ramesh T, et al. Effect of fermented Panax ginseng extract (GINST) on oxidative stress and antioxidant activities in major organs of aged rats. Exp Gerontol. 2012. 47(1):77-84.

16. Kitaoka K et al. Fermented Ginseng Improves the First-Night Effect in Humans’ Sleep. 2009;32(3):413-421.

17. Lee HU, et al. Hepatoprotective effect of ginsenoside Rb1 and compound K on tert-butyl hydroperoxide-induced liver injury. Liver International. 2005;25: 1069–1073.

18. Yang CS, et al. Compound K (CK) Rich Fractions from Korean Red Ginseng Inhibit Toll-like Receptor (TLR) 4- or TLR9-mediated Mitogen-activated Protein Kinases Activation and Pro-inflammatory Responses in Murine Macrophages. Journal of Ginseng Research. 2007; 31(4): 181-190.

19. Yuan HD, et al. Beneficial effects of IH-901 on glucose and lipid metabolisms via activating adenosine monophosphate–activated protein kinase and phosphatidylinositol-3 kinase pathways. Metabolism Clinical and Experimental. 2011;60: 43–51.

20. Reale A, et al. The importance of lactic acid bacteria for phytate degradation during cereal dough fermentation J Agric Food Chem. 2007;55(8):2993-7.

21. Leenhardt F, et al. Moderate Decrease of pH by Sourdough Fermentation Is Sufficient to Reduce Phytate Content of Whole Wheat Flour through Endogenous Phytase Activity. J. Agric. Food Chem. 2005; 53 (1):98–102.

22. Reddy NR. Reduction in antinutritional and toxic components in plant foods by fermentation. Food Research International. 1994;27(3):281–290.

23. Hamad AM, et al. Evaluation of the protein quality and available lysine of germinated and fermented cereal. J. Food Sci.1976; 44(2):456-459,

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