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Einfluss der Partikelgröße im Submikro-/Nanobereich auf Aspekte der Bioverfügbarkeit phenolischer Inhaltsstoffe aus Rückständen der kommerziellen Beerensaftverarbeitung

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: MRI-LBV-08-nano21
Laufzeit: 01.07.2012 - 31.12.2017
Forschungszweck: Grundlagenforschung

Inzwischen gilt als gesichert, dass ein hoher Gemüse- und Obstverzehr mit einem verringerten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen sowie einige Krebsarten einhergeht. Diese Wirkung wird sekundären Pflanzenstoffen aus unterschiedlichen Substanzklassen zugeschrieben, darunter phenolische Inhaltsstoffe wie u.a. Anthocyane, Phenolsäuren, Procyanidine. Offen ist heute, ob einzelne Pflanzeninhaltsstoffe oder komplexe Mischungen daraus bestimmte Wirkungen auslösen, weshalb ihre Aufnahme aus Gemüse und Obst sowie aus daraus hergestellten haltbaren Produkten essentiell ist. Als Ausgangsmaterial zur Herstellung potenziell gesundheitsfördernder Präparate mit hohem Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen bieten sich Pressrückstände aus der industriellen Gemüse- und Obstsaftproduktion an. Auch nach dem Abpressen der Saftphase sind diese sog. Trester noch reich an sekundären Pflanzenstoffen. Grund dafür ist die Einbindung einer Mehrzahl der sekundären Pflanzenstoffe in pflanzliches Gewebe, das bei heute üblichen Produktionsprozessen für Säfte nicht ausreichend aufgeschlossen wird, so dass sekundäre Pflanzenstoffe schwer extrahierbar bleiben. So sind u.a. oligo- oder polymere Procyanidine bei Beeren Bestandteil der Pflanzenmatrix und auch Anthocyane und Phenolsäuren sind meist schwer extrahierbar. Die Freisetzung sekundärer Pflanzenstoffe aus Gemüse/Obst und deren Solubilisierung im Verdauungstrakt (Bioaccessibility) und damit ihre Bioverfügbarkeit ist daher maßgeblich durch Verarbeitungsverfahren bestimmt, die das Gemüse-/Obstgewebe aufschließen. Mit Hilfe geeigneter mechanischer Verarbeitungsverfahren, u.a. Mahlverfahren, lassen sich sekundäre Pflanzenstoffe enthaltende Partikeln im Submikro-/Nanobereich erzeugen. Dies geht aus den Ergebnissen eines von BMBF co-finanzierten Forschungsprojekts „Procyanidine - Vom besseren Verständnis der Wirkung zur Entwicklung funktioneller Lebensmittel“ sowie aus einem durch MRI-Sondermittel „Nanotechnologie“ geförderten Projekt „Einfluss der Partikelgröße im „Submikro“-/Nanobereich auf die Bioverfügbarkeit wertgebender Inhaltsstoffe aus Rückständen der kommerziellen Saftverarbeitung“ hervor. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes sollen aus Beerentrestern (vorzugsweise aus Aronia melanocarpa) submikro-/nanoskalige Präparate hergestellt und im Hinblick auf Partikelgröße, -struktur und Ihnhaltsstoffe charakterisiert werden. Ziel ist es, anhand von Caco-2-Zellen die Freisetzung der in den Präparaten enthaltenen Anthocyane, Chlorogensäurederivate und oligomeren Procyanidine und ihre Modifzierung im Magen-Darm-Trakt (in vitro-Bioaccessibilty) sowie weiter ihre zelluläre Aufnahme und transepithelialen Transport (in vitro-Bioverfügbarkeit) zu ermitteln und mit den Daten der mikroskaligen Präparate zu vergleichen.

Pfister, A. (2015): Untersuchungen zur Stabilisierung submikro-/nanoskaliger Partikeln aus Beerentrester (Aronia melanocarpa). Masterarbeit MRI/Beuth Hochschule für Technik, Berlin. Mayer-Miebach, E., Briviba, K., Schiffer, C., Burg, L., Klöckner, A. Behsnilian, D., Greiner, R. (2015): Bioavailability of anthocyanins, flavonols and phenolic acids from chokeberry pomace as depending on particle size distribution. Proceedings. 29th EFFoST International Conference, Athens, Greece, Vol II, 868 – 871. Schiffer, C.(2015): Einfluss der Partikelgrößenverteilung auf zelluläre Aufnahme und Transport der Anthocyane, Quercetine und Phenolsäuren. Bachelorarbeit MRI/Universität Hohenheim. Burg, L. (2014): Herstellung, Stabilisierung und Charakterisierung submikro-/nanoskaliger Präparate aus phenolreichen Pressrückständen der Beerensaftproduktion (Aronia melanocarpa). Masterarbeit MRI/Universität Gießen. Müller, V. (2014): Zelluläre Aufnahme und transepithelialer Transport phenolischer Inhaltsstoffe aus Aroniasaft und –trester. Masterarbeit MRI/Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Klöckner, A. (2013): Zelluläre Aufnahme und transepithelialer Transport phenolischer Inhaltsstoffe aus Aroniasaft. Diplomarbeit MRI/KIT.

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