Fast 80 Kilogramm Brot haben die Deutschen pro Person laut der Gesellschaft für Konsumforschung (GfK) im Jahr 2020 zu sich genommen. Das sind eine Menge gut verdauliche Kohlenhydrate, aus denen der Körper relativ leicht Energie gewinnen kann. Und da beginnt das Problem auch schon: In westlichen Industrienationen nehmen die Menschen über Weißbrot und Co. eher zu viele von diesen Kohlenhydraten zu sich. Sie lassen den Blutzuckerspiegel stark ansteigen und können zu Übergewicht, Bluthochdruck oder Diabetes Typ 2 führen. Ein anderer Bestandteil des Essens könnte hier helfen: „Ballaststoffe haben viele für uns positive Eigenschaften: Da sie nicht verdaut werden, machen sie länger satt“, sagt die Ernährungswissenschaftlerin Larissa Hahn, die im Rahmen ihrer Masterarbeit bei Lebensmittelchemiker Prof. Dr. Daniel Wefers zum Ballaststoffgehalt verschiedener Brote forscht. Zudem wirken Ballaststoffe antientzündlich und lassen zum Beispiel den Blutzuckerspiegel nicht so stark ansteigen. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt Erwachsenen, täglich 30 Gramm Ballaststoffe aufzunehmen, im Durchschnitt sind es in der Realität jedoch nur knapp 20 Gramm. Das Potenzial, gut verdauliche Kohlenhydrate durch Ballaststoffe zu ersetzen, ist also groß.

Vollkornprodukte haben einen deutlich höheren Ballaststoffgehalt, allerdings einen großen Nachteil: „Sie sorgen für ein anderes Mundgefühl und schmecken vielen nicht so gut“, sagt Hahn. Hinter dem Wort „Mundgefühl“ verbirgt sich eine ganze Batterie an sinnlichen Eindrücken, die Menschen bei der Nahrungsaufnahme erleben, die aber nicht zu Geruch und Geschmack gehören: Dazu zählen zum Beispiel die Textur und die Feuchtigkeit. Den Deutschen scheinen Vollkornprodukte nicht zuzusagen. Nur etwa zehn Prozent des verzehrten Brots waren 2021 laut GfK Vollkorn- oder Schwarzbrote.  

Hier setzt das Forschungsprojekt an, das Wefers gemeinsam mit dem Forschungskreis der Ernährungsindustrie in Bonn durchführt: Das Team sucht nach einer Möglichkeit, den Ballaststoffgehalt in Weißbroten auf Sauerteigbasis zu erhöhen und den guten Geschmack zu erhalten. Sauerteig wird beim Brotbacken als Triebmittel eingesetzt, ähnlich wie Hefe oder Backpulver. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Projekt mit knapp 120.000 Euro.

„Im Sauerteig sind verschiedene Milchsäurebakterien enthalten, die über interessante Enzyme verfügen“, sagt Lebensmittelchemikerin Nele Brand, die in der Arbeitsgruppe von Wefers an diesem Thema forscht. Enzyme sind Biomoleküle, die chemische Reaktionen in Zellen steuern und beschleunigen können. Im konkreten Fall hat es das Team auf ein Enzym mit dem sperrigen Namen „4,6-α-Glucanotransferase“ abgesehen. Es ist dazu in der Lage, die im Teig enthaltene Stärke – ein Kohlenhydrat – umzubauen: „Das Enzym spaltet von der Stärke ein Zuckermolekül ab und setzt es einer anderen Stelle wieder an“, erklärt Brand. In der neuen Form lässt sich die Stärke im menschlichen Verdauungstrakt schlechter abbauen, sie wird zum Ballaststoff. Brand untersucht, welche Bakterien im Sauerteig das gewünschte Enzym haben und unter welchen Bedingungen es am besten arbeiten kann.

Um den Ballaststoffgehalt von Brot zu bestimmen, müssen die Proben bei minus 80 Grad Celsius im Vakuum trockengefroren werden. Dabei entweicht das Wasser, die restlichen Inhaltsstoffe bleiben jedoch intakt. Anschließend werden die Proben zerkleinert. „Im nächsten Schritt werden Stärke und Proteine im Labor verdaut“, erklärt Brand. Sie werden also künstlich abgebaut und herausgefiltert, sodass letztlich nur noch Ballaststoffe übrigbleiben sollen, die es dann zu messen gilt.

Bislang haben Brand und Hahn vor allem die Bakterien untersucht, die die gewünschten Enzyme haben. Im Labor konnten sie so die modifizierte Stärke über Fermentation herstellen. Die ersten Backversuche damit sollen zeitnah starten. Das Ziel sei es aber, die Bakterien im Sauerteig direkt dazu zu animieren, die Reaktion durchzuführen. Das ist für den Einsatz in der Industrie praktischer und effizienter, weil die Reaktion dann gewissermaßen einfach während der normalen Produktion mitläuft. „Außerdem müssen die so im Teig entstehenden Ballaststoffe nicht zusätzlich deklariert werden. Fügt man sie jedoch vor dem Backen hinzu, gelten sie als Zutat oder Zusatzstoff. Und gerade Zusatzstoffe haben ein Akzeptanzproblem, obwohl sie natürlich nicht per se gut oder schlecht sind“, sagt Brand.

Das Forschungsprojekt ist als Kooperation mit der Industrie angelegt. In Zusammenarbeit mit der auf Sauerteig-Produkte spezialisierten Firma Ernst Böcker GmbH & Co. KG aus Nordrhein-Westfalen und weiteren Projektpartnern soll gegen Ende des Projekts im nächsten Jahr auch überprüft werden, inwiefern sich die Erkenntnisse aus dem Labor und dem Backautomaten in die Praxis übertragen lassen. Bis die verbesserten Weißbrote in den Handel kommen, ist also noch ein wenig Forschungs- und Backarbeit nötig.