Was sind Milchsäure-Bakterien eigentlich?

Der Begriff Milchsäurebakterien ist die deutsche Übersetzung für Lactic Acid Bacteria. Dieser englische Begriff wird international in der Korean Natural Farming Szene verwendet. Milchsäure-Bakterien kann man über Fermentationsprozesse isolieren und für den Garteneinsatz verwenden. Auf die genauen Applikationsmöglichkeiten gehen wir im nächsten Kapitel noch genauer ein, aber zuerst wollen wir uns mit dem Aufbau und der Taxonomie der Mikroben beschäftigen.

Die LAB sind eine große Gruppe Bakterien, die sich nicht auf eine einzelne Spezies eingrenzen lassen. Sie werden bereits seit Jahrhunderten von vielen verschiedenen Kulturen zur Fermentation und Haltbarmachung von Lebensmitteln wie z.B. Sauerkraut oder Kimchi verwendet. Sogar die bei der Fermentation erzeugten niedrigen/sauren PH-Werte überstehen diese Bakterien, weshalb sie nach dem Konsum auch unser Verdauungssystem überleben. Sie sind sehr gut für unseren Darm und helfen bei Verstopfung und das Millieu der Mikroorganismen in der Balance zu halten.

 

Als ob das nicht schon genug wäre, sind die LABs auch noch für die Produktion von Yoghurt und Käse verantwortlich, da sie die Basis zur Trennung des Labs von der Flüssigkeit bilden. Allerdings werden in der heutigen High-Tech-Produktion keine einheimischen Labstämme mehr verwendet, sondern speziell angezogene Kulturen. Denn durch verschiedene Populations-Zusammensetzungen entstehen auch die unterschiedlichen Käsearten.

Wofür werden LAB im Korean Natural Farming verwendet?

Nun haben wir viel von der kommerziellen Nutzung gehört, doch was nutzt uns das jetzt beim Gärtnern? Da es drei verschiedene Zwecke gibt, werden wir für jeden in einem kleinen, eigenen Kapitel vorstellen.

Verwendung als einzelnes Präparat

Wenn wir unser LAB-Serum nun isoliert haben, können wir es so wie es ist nutzen. Das einzige was man beachten muss ist, dass man es mit Wasser verdünnt, da sonst ein recht strenger Geruch nach der Applikation entstehen kann. Die Verhätnis hierfür liegt bei ca. 1:1000 mit reinem, antibiotika-freiem Wasser. Eine exakte Angabe kann hier leider nicht gegeben werden, da jedes LAB Serum unterschiedlich stark kolonisiert ist.

Es kann dann direkt auf den Boden um die Pflanzenbasis herum gesprüht werden. Dies verhindert eine Kolonisierung mit schädlichen Bakterien und beschleunigt die Umsetzung von organischen Düngern. Einen speziellen Vorteil den LABs bieten, ist die Umwandlung von Zuckern zu Hexanoaten (Salz der Capronsäure = Hexanoic acid im Bild), welche Vorstufen und Bausteine für Terpene sind. Dadurch muss die Pflanze diese Stoffe nicht energieaufwendig selbst herstellen sondern kann sie direkt verwenden. Das erspart Kraft, welche wieder für die Produktion von Zuckern und anderen metabolischen Prozessen genutzt werden kann.

 

Der nächste und wichtige Punkt ist der Einsatz im phytosanitären Bereich, also der Schädlings-Prävention. Denn auch hier können die LABs dadurch glänzen, dass sie extrem stark und kompetitiv gegenüber anderen Mikroorganismen sind. Wie bereits vorher in der Herstellung beschrieben, können sie nach gewisser Inkubations-/Vermehrungszeit fast den kompletten Bereich einnehmen indem sie die vorhandene Nahrung (Zucker, vorallem Lactose) für sich beanspruchen.
Aber nicht nur gegen andere Bakterien sondern auch gegen Pilze wie z.B. den echten Mehltau können sie sich erfolgreich behaupten. Dadurch entstand auch der Oldschool-Trick, ein Milch-Wasser-Gemisch gegen den ungebetenen Gast einzusetzen. Allerdings geht dies mittlerweile um einiges effizienter und schneller mithilfe unseres LAB-Serums.
Die Konzentration bleibt hierfür auch bei 1:1000, da die LABs sich sehr schnell vermehren können, wenn genug Nahrung vorhanden ist. Aufbringen sollte man das Ganze als Foliar Spray (Besprühen der Pflanze mithilfe eines Zerstäubers) wobei aber darauf geachtet werden muss, dass man eine Partikelgröße von 5µm nicht unterschreitet, da dies sonst die Bakterien tötet.

Die Behandlung ist protektiv (vorbeugend) extrem wirksam allerdings sinkt diese Effektivität mit der Stärke des Befalls, somit ist es nur bedingt kurativ (Pflanze ist befallen, zeigt aber noch keine Symptome) und schlecht eradikativ (starker, sichtbarer Befall) wirksam. Bei eradikativ geplanter Wirkung sollte auf ein synthetisches Fungizid zurückgegriffen werden, wenn es wirklich unbedingt nötig ist diesen Cultivar zu retten, wie im Falle einer phenotypischen Selektion.
Ein weiterer zu beachtender Punkt bei Milchsäurebakterien, ist ihr reifeverzögernder Effekt, der vorallem in den letzten zwei bis drei Wochen der Blütephase ungewünschte Ergebnisse liefern kann. Daraus folgt, dass man ab Woche 3 spätestens Woche 5 (je nach Cultivarblütedauer natürlich) die Zugabe einstellen sollte, da sonst weder die Calyxhärchen braun werden, noch die Trichome richtig abreifen.

Verwendung als Kompost-Starter

Nun kommen wir zum fast wichtigsten Punkt der LAB-Anwendung, nämlich die Rolle in den Anfangsprozessen eines jeden Kompost.

Zunächst sollten wir uns den grundsätzlichen Prozess der Milchsäuregärung anschauen, welche ein anaerober (ohne Sauerstoff) kataboler (abbauender) Prozess ist. Hier wird Glucose zu Pyruvat und dieses mithilfe eines Coenzyms zu Lactat (Salz der Milchsäure) umgewandelt wird. Dieses Lactat ist der Ausgangsstoff für die folgenden Zersetzungs-Abläufe, welche schlussendlich zu unserem heiß geliebten Kompost führt.

 

Weiter kann dieser Prozess in homo- und heterofermentative Abläufe eingeteilt werden, wonach dann auch die jeweiligen Bakterienstämme differenziert werden.
Der erste Ablauf ist die „Reinform“, das heißt, dass dieser Abbau rein verläuft also außer Lactat keine weiteren Nebenprodukte (außer des „verbrauchten“ Coenzyms) bildet. Zwar ist Lactat ebenfalls sauer, aber für Mikroben, dank des geringeren pKA Werts, um einiges schonender als Essigsäure. Denn mit niedrigem pKA-Wert kann die Säure/Salz einer Säure schlecht mit den Mikrobenzellen interagieren.
Die heterofermentative Gärung hingegen, wie ihr euch wahrscheinlich bereits denken könnt, produziert weitere Stoffe, wie Essigsäure und Ethanol, welche höchst toxisch für unseren Kompost sind. Dies kann zu einer Absenkung des PH-Wertes und zum darauf folgenden Kippen der Population führen. Erkennen kann man dies zuhause an einem stark stinkenden Kompost, welcher schon eher schleimig und strukturlos statt zersetzt wirkt.

Der Startpunkt dieser mikrobiellen Umsetzungsprozesse im Kompost wird fast immer durch zwei unterschiedliche Strains der LAB begonnen.
Der Erste ist „Pediococcus acidilactici“ (homofermentativ), welcher mehr als die Hälfte der gezogenen Bakterienstämme ausmacht, dieser inhibiert die Synthese von Essigsäure, welche wiederum extrem toxisch für die meisten Hilfsbakterien ist.

Der Zweite ist „Weissella paramesenteroides“ (heterofermentativ), welcher das Gegenstück zum oben genannten Exemplar ist. Dieser produziert eben genau große Mengen an Essigsäure und verlangsamt dementsprechend den Kompostierprozess. Durch diese Synthese sinkt im gesamten kolonisierten Bereich der PH drastisch ab und verhindert somit den Start des Abbauprozesses.Dementsprechend sollte man darauf achten in welchem Verhältnis man diese aufbringt. In einer Studie des „the science of total Environment“ Magazines wurde ein Verhältnis von 10^1,5 als Optimum festgestellt. In diesem optimalen Verhältnis blockt das Lactat die Ph-Senkung durch die Essigsäure und erlaubt dadurch die Besiedelung des verottenden Rohmaterials mit Pilzen, welche komplexe organische Verbindungen wie Lignin oder Chitin abbauen können. Die daraus folgenden Abbauprodukte bilden wieder Edukte (Ausgangsstoffe) für die Terpensynthese und aktivieren die systemischen (pflanzeninnere) Schädlingsabwehr-Prozesse, wie die Bildung von R-Proteinen.

Sind diese Gärungsprozesse nach ca zwei Tagen fertig, beginnen Paecilomyces Spezies mit der Kolonisierung des Materials, der Degradation von organischen Säuren (PH steigt -> aerobe Bakterien siedeln sich ab ca Ph=6,5 an). Somit kann der mikrobielle, aerobe Abbauprozess gestartet werden.

 

Kombination mit anderen KNF-Produkten

Im letzten Teil der Anwendungsbereich im Gartenbaubereich muss natürlich die synergetische Wirkung mit den anderen KNF-Präparaten erwähnt werden. Meist wird es gleich von Anfang an genutzt, nämlich als Teil der Seed-Soak Solution (SSS), einer organischen Lösung, welche den Samen optimal auf die Keimung vorbereitet.

Denn wie zuvor erwähnt, kann LAB konkurrierende Bakterien, bzw. Pilze (bsp. Pythium), die auf den kleinen, schwachen Sämling lauern, abwehren. Die genaue Anmischung der SSS werden wir im gesonderten Kapitel besprechen, aber grob gesagt, ist es eine Kombination aus BRV (brauner Reisessig), FPJ (fermentierter Pflanzensaft), OHN (orientalische Kräutermedizin) und eben unserem LAB.

Doch wofür sind nun die anderen Präparate da? Gute Frage, denn diese bringen auch massive Vorteile für deinen nachhaltigen Garten. Der Reisessig puffert den PH-Bereich um deinen Samen herum in den richtigen Bereich, sodass die Bildung von anaeroben Metaboliten (Alkohol etc) unterdrückt wird.
Der fermentierte Pflanzensaft gibt eine große Bandbreite an nützlichen Rohstoffen, wie Hefepilzarten/Hormone/Enzyme und Nährstoffe. Dieses kleine Lunchpaket hilft dem Samen sich schnell und stark zu etablieren, sodass er schnell in die „sichere“ Phase kommt in der ihn ein kleiner Pilz nicht mehr zerstören kann.

Als letztes wird noch der OHN hinzugefügt, welcher zusammen mit den LABs den Türsteher gegen Pilze spielt. Die Kombination der Alkohole (sehr sehr geringe Konzentration, welche Pathogene schädigt, aber unserem Samen nichts anhaben kann) und der Wirkstoffe aus Ingwer, Engelswurz, Süßholz, Knoblauch und Zimt macht es fast unmöglich für Pathogene, den Keimling zu schädigen

Ein weiterer, wichtiger Anwendungszweck ist die Kombination mit IMO (einheimische Mikroorganismen). Hier bildet LAB einen der Ausgangsstoffe bei der Sammlung von IMO auch wieder mit dem schützenden Aspekt. Denn wir wollen starke, kompostierende Pilze und keine schnelllebenden Bakterien.
Aber auch bei der Herstellung einer neuen Erdmischung kann es zusammen mit IMO bzw Liquid IMO hinzugegeben werden, um eine gute Basis zu schaffen und den Nährstoffkreislauf anzuregen.

 

Wie kann ich die LAB selbst anzüchten?

Wir haben von den vielseitigen Einsatzmöglichkeiten gehört, doch wie setzen wir dieses Wissen in die Tat um?
Zunächst brauchen wir einige Materialien:

• Reis
• Eine Laktose-Quelle (Milch/Milchpulver/Isolat)
• Sauberes Wasser
• Ein großes Glas
• Eine atmungsaktive Abdeckung (Papier (unbeschichtet)/Seidentuch/Stoff)
• Gummiband oder Faden

1. Zunächst legen wir den Reis für 48std in Wasser ein, um die Stärke herauszufiltern. Der Reis sollte hierfür vollständig bedeckt sein und 4-5 Mal umgerührt werden
2. Das Wasser wird in das zuvor gewaschene Glas zu ca. 2/3 gefüllt, mithilfe des Tuchs abgedeckt und mit dem Gummiband festgezogen. Dies verhindert, dass sich Schädlinge einschleichen können. Es ist besonders wichtig, dass das Glas keinerlei Rückstände von Spülmitteln/Essigreinigern oder ähnlichen Mitteln enthält
3. Nun kann man das Glas bei Raumtemperatur außerhalb der Reichweite von Sonnenlicht für 3-5 Tage inkubieren. Die Zeit variiert je nach Temperatur und Reichhaltigkeit der Umgebung an Lactobacilli.
4. Nach der Wartezeit sollte sich ein halbfester Film auf der Oberfläche gebildet haben. Keine Sorge es ist kein Schimmel

   

5. Nun kann man den Deckel entfernen und das Wasser abgießen, jedoch sollte man unbedingt darauf achten, den halbfesten Teil, der oben aufschwimmt, zu entfernen.
6. Danach kann die Lactose-Quelle, in unserem Falle Milch, im Verhältnis 10:1 mit dem undurchsichtigen Wasser gemischt werden. Das endgültige Glas sollte aber trotzdem nicht zu mehr als 2/3 gefüllt sein, da es sonst überläuft bzw. überquillt.
7. Das Glas kann nun wieder wie vorhin atmungsaktiv verschlossen werden und eingelagert werden. Das Gemisch sollte während der Fermentationsphase nun nichtmehr geschüttelt werden.
8. Nach weiteren 4-6 Tagen sollte sich die Masse wie im unteren Bild getrennt haben. Auch hier ist wieder die Temperatur entscheidend allerdings sollte 25°C trotzdem nicht überschritten werden, da es sonst schlecht werden kann

   

9. Die gelbe Flüssigkeit ist nun unser LAB-Serum, welches wir abseihen und genauestens darauf achten, es nicht wieder mit dem Feststoff zu mischen.
10. Das Gemisch sollte einen leicht süßlichen Geruch aufweisen und wenn es zu stinken (saure Milch) beginnt, weggeschüttet werden.
11. Soll das Serum länger als 3-4 Tage halten muss es halboffen (es bildet sich CO2) im Kühlschrank gelagert werden. Für sehr lange Lagerung (über drei Wochen) sollte es mit gleichem Gewicht an braunem Zucker gemischt werden, sodass keine ungebundene Flüssigkeit mehr vorhanden ist. Dies versetzt die LAB in eine Art Cryoschlaf auch Dormanz genannt, bei dem sie wieder aktiv werden, sobald wieder genügend Wasser zur Verfügung steht.

Kann ich den Quark/Lab noch verwerten?

Den wirklichen Lab bzw. Quark, welcher sich oben abgesetzt hat, kann entfernt und gegessen werden. Insbesondere für Tiere wie Hunde, Schweine und Hühner ist es besonders nahrhaft und hilft der Verdauung durch seine probiotische Wirkung.
Für den menschlichen Konsum sollte es vorher allerdings erst zu Käse gemacht werden, hierfür gibt es ein super Tutorialvideo von Chris Trump

 

Lactobacilli und die menschliche Darmflora

Wie bereits in der Einleitung erwähnt, tragen Milchsäurebakterien maßgeblich zur Darmgesundheit bei. Hier halten sie die Balance zwischen versauernden und basisch agierenden Bakterien. Denn durch den Kampf, um Nährstoffe können diese kleine, schneller verdauende Bakterien ausstechen. Dies ist gut für uns, da bei der Umsetzung der Nährstoffe durch Bakterien meist H+ Ionen frei werden, was zu einem rapiden Absinken des PH-Wertes führen kann (PH = negativer dekadischer Logarithmus der H+ Konzentration). Dies sorgt für eine unausgewogene Darmflora und daraus ergeben sich Verdauungs-Beschwerden hin bis zu einer ineffektiven Aufnahme und Nutzung von Nährstoffen.
Unpasteurisierte Milchprodukte enthalten zwar viele Lactobacilli, aber können auch Schaderreger beinhalten, daher würden wir davon abraten, außer ihr besitzt ein Mikroskop und könnt die einzelnen Arten wirklich differenzieren.
Eine gute Möglichkeit wären winzige Dosen des LAB-Serums (zu viel führt leicht zu unangenehmen Nebenwirkungen wie Durchfall oder Bauchschmerzen). Die beste Alternative, unserer Meinung nach, ist die Verarbeitung des „Quarks“ zu Käse und dessen Verzehr. Aber auch hier sollte man stark auf die Qualität achten, denn der Quark kann durch die unsterile Herstellung auch schonmal kippen, wenn es zu warm ist. Dies hat einen ähnlichen Effekt, wie vergorene Milch, ist also nicht zu empfehlen.

Es gibt aber viele gute Tutorials zur Käseherstellung und zur Reifung mit separaten Mikroben-Stämmen, wodurch ihr euch euren eigenen Traumkäse auch leicht selbst machen könnt

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Quellen

 

1. „Natural Farming: Lactic Acid Bacteria„; David M. Ikeda1 , Eric Weinert, Jr.1 , Kim C.S. Chang1 , Joseph M. McGinn1 , Sherri A. Miller1 Cheyanne Keliihoomalu2 , and Michael W. DuPonte2 1 Cho Global Natural Farming Hawai‘i, Hilo, HI
2. „Lactic acid bacteria modulate organic acid production during early stages of food waste composting„;Quyen Ngoc Minh Tran ¹, Hiroshi Mimoto ¹, Mitsuhiko Koyama ¹, Kiyohiko Nakasaki ^2Q
3. „Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria with Potential to Design Natural Biofunctional Health-Promoting Dairy Foods„; Daniel M. Linares^1,2, Carolina Gómez¹, Erica Renes³, José M. Fresno³, María E. Tornadijo³, R. P. Ross² and Catherine Stanton^1,2*
4. „Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast„; Veronica Benites;
5. „The value of Lactic Acid Bacteria in Bees’s stomachs and honey for human medicine„; Mark;
6. „Biotechnological valorization of agro industrial and household wastes for lactic acid production“;Juliana Romo-Buchelly, María Rodríguez-Torres, Fernando Orozco-Sánchez;