Thuis gefermenteerd wortelsap bevat een goudmijn aan melkzuurbacteriën die nuttig zijn voor onze gezondheid. Dat blijkt uit een onderzoek van de Universiteit Antwerpen.
Hoe gezond zijn gefermenteerde groenten? Om dat uit te zoeken, schakelden de Antwerpse onderzoekers veertig vrijwilligers in, onder wie ikzelf. We persten thuis wortels tot sap, voegden er zout aan toe en lieten het daarna dertig dagen in een afgesloten pot ‘fermenteren’ in een ruimte met weinig licht en een stabiele temperatuur.
Na één, drie en dertig dagen nam ik een staal en bezorgde dat aan bio-ingenieur en mede-initiatiefnemer Sander Wuyts van de Universiteit Antwerpen. Hij en zijn collega’s brachten vervolgens het microbiële leven in het sap in kaart, om de veiligheid en gezondheidsclaims van thuis gefermenteerd voedsel objectief te beoordelen.
Toen Sander me mailde dat de resultaten van mijn wortelsap binnen waren, fietste ik razend benieuwd naar de campus in Wilrijk. Maar voor ik op de cijfers focus, keer ik eerst nog even terug naar het doel van dit project. En wat is fermenteren eigenlijk?
Melkzuur
De resultaten waren positief. ‘De fermentatie slaagde bij bijna alle deelnemers, en bevatte bovendien vaak meer melkzuurbacteriën dan de probiotische voedingssupplementen of drankjes die je bij de apotheek of in de supermarkt koopt’, vat Sarah Lebeer samen. ‘Dat is opmerkelijk, want de industriële probiotica zijn kunstmatig geconcentreerd met melkzuurbacteriën.’ Het wortelsap doet het zelfs beter op het gebied van diversiteit.
‘De meeste industriële probiotica bevatten slechts één of enkele soorten melkzuurbacteriën, terwijl de ambachtelijke wortelsapjes er tientallen bevatten. Die diversiteit is waarschijnlijk een goede zaak voor onze gezondheid, omdat ons immuunsysteem zo met meer verschillende soorten bacteriën leert omgaan.’
Het onderzoeksteam isoleerde in totaal meer dan driehonderd verschillende melkzuurkoloniën uit de verschillende wortelsapstalen. Die komen nu in een ‘microbiële dierentuin’ waarin de onderzoekers micro-organismen verzamelen die als geneesmiddel kunnen worden ingezet.
Oorlog op microschaal
Daarom zetten bio-ingenieur Sarah Lebeer en haar team van de Universiteit Antwerpen onder meer het project Ferme Pekes (dialect voor ‘straffe wortels’) op. Want zitten er nuttige of mogelijk nog onontdekte organismen in thuis gefermenteerd wortelsap? Daarvoor werden de micro-organismen in de stalen van de deelnemers, waaronder dus ook de mijne, in het lab opgekweekt.
De stalen werden verdeeld over verschillende petrischaaltjes met daarin een ideale voedingsbodem voor een specifieke bacteriesoort. Op petrischaal één deden melkzuurbacteriën het bijvoorbeeld goed, terwijl potentiële ziekteverwekkers het op petrischaal twee beter deden. Zo konden de onderzoekers volgen hoe de bijna mythologische strijd tussen de micro-organismen in het wortelsap tussen dag één, drie en dertig verliep, en konden ze zien wie van hen uiteindelijk zegevierde en het wortelsap definitief zijn thuisplaneet mocht noemen.
Aanvankelijk heersten de slechteriken (zie grafiek ‘Fermenteren lijkt veilig’). Ik heb het over de familie van de snelgroeiende enterobacteriën, met als meest beruchte leden de ziekteverwekkende salmonella en Escherichia coli. In mijn staal van dag één bevonden zich ongeveer 26 miljoen van die enterobacteriën per milliliter wortelsap. Maar de omgeving waarin ik ze had achtergelaten – een gesloten pot met wat zout – lag hen niet.
Hoe kwaadaardig hun karakter ook moge zijn, de slechteriken vielen bij bosjes en moesten al op dag drie de duimen leggen voor de melkzuurbacteriën. Die overleven ook zonder zuurstof en met zout, en bovendien verzuren ze hun omgeving, nog iets waar de concurrerende enterobacteriën niet van houden. Na drie dagen fermenteren leefden er daarom nog amper 172.000 enterobacteriën in mijn wortelsap, of ruim honderd keer minder dan in het begin.
Op het einde van de fermentatie – dag dertig – kon het Ferme Pekes-team zelfs geen enkele levensvatbare ziekteverwekker meer terugvinden in het verzuurde wortelsap (met een pH van 3,9). De melkzuurbacteriën maakten ondertussen een omgekeerde beweging: op dag drie telde het sap er al 35 miljoen per milliliter. Daarna viel het aantal terug, maar ze bleven ruim in de meerderheid.
‘Wat opvalt, is het zeer hoge aantal melkzuurbacteriën in het gefermenteerde sap’, zegt Sarah Lebeer. ‘Dat verbaasde mij toen ik de resultaten voor het eerst zag. Ter vergelijking: de probiotische voedingssupplementen of drankjes die je bij de apotheek of in de supermarkt koopt, bevatten ongeveer een miljard melkzuurbacteriën per milliliter.
De ‘betere’ stalen van het gefermenteerde wortelsap blijken nu een soortgelijke hoeveelheid te bevatten. Dat is opmerkelijk, want de industriële probiotica zijn kunstmatig geconcentreerd met melkzuurbacteriën. Het wortelsap doet het zelfs beter op het gebied van diversiteit. De meeste industriële probiotica bevatten slechts één of enkele soorten melkzuurbacteriën, terwijl de ambachtelijke wortelsapjes er tientallen bevatten. Die diversiteit is een goede zaak voor onze gezondheid, omdat ons immuunsysteem zo met meer verschillende soorten bacteriën leert omgaan.’
Thuis fermenteren lijkt veilig
Deze grafiek toont het gemiddelde aantal bacteriën per milliliter wortelsap in de stalen van dag één, drie en dertig. Aanvankelijk domineren de enterobacteriën, waartoe ook ziekteverwekkers behoren. Het kantelmoment ligt rond de derde dag. Dan nemen melkzuurbacteriën het over. Na dertig dagen zitten er geen levensvatbare enterobacteriën meer in het wortelsap. ‘Dit is een onverhoopt goed resultaat’, zegt Sander Wuyts.
‘Het onderzoek toont aan dat het volstaat om sap in een pot te doen, zout toe te voegen en de pot te sluiten om veilig te fermenteren. We hadden dit al vastgesteld in het lab, maar nu blijkt dat het ook probleemloos lukt in zeer uiteenlopende omstandigheden, want elke deelnemer had een andere keuken, andere potten, een andere bewaarplaats of gebruikte wortels van biologische teelt of de supermarkt.’
Toch mislukte één van de veertig fermentaties. Daarin bleven de enterobacteriën dominant. Die uitzondering zorgt voor vragen: wat liep er fout, en loop je als thuisfermenteerder dan een risico van één op veertig dat je een gevaarlijk goedje brouwt? ‘Dat gaan we nu verder onderzoeken. Thuisfermenteerders kunnen voorlopig vertrouwen op hun neus: een geslaagde fermentatie ruikt zurig, een mislukte fermentatie stinkt als een rottende composthoop.’
Microbiële dierentuin
Het onderzoeksteam isoleerde in totaal meer dan driehonderd verschillende melkzuurkolonieën uit de verschillende wortelsapstalen. Zo vond het in mijn wortelsap de gunstige melkzuurbacterie leuconostoc. ‘We hebben geprobeerd om van alle deelnemers de meest voorkomende melkzuurbacteriën te isoleren en onder te brengen in onze collectie, die bij -80° Celsius in de diepvriezer wordt bewaard.’
Vanuit die collectie wil Sarah Lebeer een uitgebreide microbiële dierentuin opbouwen. ‘We kunnen de bacteriën uit de diepvriescollectie gemakkelijk opnieuw opkweken om er allerlei tests mee te doen. Zo kijken we nu naar de genetische verwantschap tussen al die ‘isolaten’. Daarna gaan we hun eigenschappen evalueren. Misschien zitten er micro-organismen tussen die als startersculturen voor probiotische (groente)sapjes kunnen dienen, vergelijkbaar met de starters die bij het brouwen van bier of het maken van yoghurt gebruikt worden. We zoeken daarvoor micro-organismen die snel groeien en de gewenste verzuringseigenschappen (lees: een aangenaam aroma) hebben. We kijken ook hoeveel slijm (of exopolysacchariden) ze produceren. Een hoge slijmproductie is soms gewenst, denk aan dikke yoghurt, maar voor het fermenteren van groentesappen sluiten we ze liever uit.’
Sommige fermentatiechefs adviseren op hun blogs nu al om een probioticum van de apotheek als startcultuur voor thuisfermentaties te gebruiken. Zo’n starter geeft een betere garantie op de smaak van het gefermenteerde sap. ‘Je zou zelfs een lepel yoghurt in het groentesap kunnen doen, want daar zitten ook melkzuurbacteriën in’, zegt Sander. ‘Maar als je dat doet, begint de fermentatie met een meer eenzijdige bacteriepopulatie, terwijl spontane fermentatie – zoals ons onderzoek aantoont – net voor een heel diverse samenstelling van melkzuurbacteriën zorgt, waardoor het sap gezonder is.’
Sarah Lebeer wil in haar microbiële dierentuin ook zoeken naar micro-organismen die als geneesmiddel kunnen worden ingezet. ‘We testen onder andere of de bacteriën bekende ziekteverwekkers zoals Staphylococcus aureus, (voedselvergiftiging), salmonella en candida (schimmelinfectie) kunnen doden. Daarnaast zoeken we naar stammen die ontstekingsremmend werken. De geselecteerde stammen mogen niet resistent zijn tegen antibiotica.'
Nieuwe vragen
De Ferme Pekes-studie doet heel wat vragen opborrelen. De onderzoekers voerden ook een DNA-analyse uit op de stalen. Zo kunnen ze aantonen in welke mate het DNA van een bepaalde bacteriesoort nog aanwezig is in het wortelsap. In grote lijnen stelden ze hetzelfde vast als op basis van de petrischalen: eerst zijn de enterobacteriën aan de winnende hand, maar uiteindelijk maken de melkzuurbacteriën hen kapot. Maar, en dat is vreemd, na dertig dagen is er wel nog altijd DNA van enterobacteriën in het wortelsap aanwezig. Bepaalde uitzonderlijke stalen, waaronder het mijne, bevatten zelfs meer DNA van enterobacteriën dan van melkzuurbacteriën, terwijl het sap wel zuur is en op basis van de groeiculturen duidelijk gedomineerd wordt door die melkzuurbacteriën.
Waar komt dat enterobacterie-DNA dan vandaan? ‘Dat is een groot vraagteken, waarop we in de komende periode een antwoord hopen te vinden. Gaat het om dode overblijfselen van ziekteverwekkende enterobacteriën? Dat zou een goede zaak zijn, want die zijn waarschijnlijk ongevaarlijk. Of zitten er nog levende enterobacteriën in het wortelsap die zich niet laten zien op de petrischalen? En als dat zo is, in welke mate zijn ze dan verwant aan ziekteverwekkers? Om daarop te antwoorden, moeten we de eigenaren van het mysterieuze DNA isoleren en bestuderen.’
Als het enterobacteriën blijken te zijn die onze gezondheid niet schaden, dan kan dit gevolgen hebben voor de manier waarop de voedingsindustrie naar deze bacteriestam kijkt. ‘In de voedingssector geldt nu de gouden standaard dat enterobacteriën niet gewenst zijn, omdat salmonella en E. coli tot die familie behoren. Maar ondanks hun kwalijke imago zijn niet alle enterobacteriën slecht, enkel diegene die zich bij 37 graden Celsius – onze lichaamstemperatuur – razendsnel ontwikkelen en bepaalde toxische eigenschappen hebben. Deze types kwamen niet meer voor in de wortelsapstalen van dag dertig, maar familieleden van hen wel. Omdat die zich niet goed ontwikkelen bij onze lichaamstemperatuur, zijn ze meer dan waarschijnlijk onschadelijk. Dat willen we nu gaan uitzoeken, en misschien krijgt de enterobacterie-familie daardoor een minder afschrikwekkende reputatie.’
