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Impressum
Untersuchungen zu präbiotischen Eigenschaften und zum chemopräventiven Potential von Backwaren und ballaststoffangereicherten Backwaren
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 15513 BG
Laufzeit: 01.01.2008
- 31.12.2010
Fördersumme: 317.900 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Jedes Jahr erkranken in Deutschland ca. 66.000
Menschen an Darmkrebs, wobei ca. 70 % dieser
Erkrankungen als ernährungsbedingt gelten. Die
neueste Studie mit rd. 520.000 Teilnehmern aus
zehn europäischen Ländern („EPIC-Studie“) hat
einen signifikant inversen Zusammenhang zwischen
dem Ballaststoffverzehr und der Inzidenz
von Dickdarmkrebs gefunden. Die Mechanismen,
über die Ballaststoffe das Erkrankungsrisiko
senken, sind bis heute nur ungenügend
verstanden und relevante protektive Lebensmittel
sind noch nicht zu identifizieren. Für die Wirkungen
der Ballaststoffe im Kolon könnte neben
der Verkürzung der Transitzeit des Darminhaltes
und einer Verdünnung von karzinogenen Bestandteilen
der Nahrung auch ihre Fermentation
durch Bakterien verantwortlich sein. Das dabei
gebildete Butyrat könnte mit seinen spezifischen
Wirkungen auf die Darmwandzellen den Darm
vor Krebs schützen.
Von präbiotischen Ballaststoffen wird das
Wachstum von Bifidobakterien gefördert, die zusätzlich
wesentlich zur Darmgesundheit beitragen.
Getreidevollkornprodukte sind reich an Ballaststoffen
und Studien zeigen, dass ihr Verzehr
das Risiko, an Dickdarm- und anderen Krebsarten
zu erkranken, senken kann. Zu den Inhaltsstoffen
des Getreidekorns gehören die zu über
90 % im Aleuron und Pericarb des Getreidekorns
an die Arabinoxylane gebundenen Hydroxyzimtsäuren,
wie die Ferulasäure. Hydroxyzimtsäuren
sind Antioxidanzien. Bei der mikrobiellen
Fermentation von Ballaststoffen des
Getreidekorns im Dickdarm werden diese abgebaut
und die Hydroxyzimtsäuren, in das Darmlumen
freigesetzt. Da oxidativer Stress als wichtiger
kausaler Faktor in der Genese des Dickdarmkrebses
diskutiert wird, könnte ein derart in
den Darm gelangendes Antioxidanz wie Ferulasäure
aus Getreide eine wichtige Schutzfunktion
im Dickdarm erfüllen.
Im abgeschlossenen AiF/FEI-Forschungsvorhaben
13065 BG konnte an zwei aus Weizenkleie
isolierten Arabinoxylanfraktionen gezeigt
werden, dass diese durch Bakterien des Dickdarms
unter Bildung von Butyrat fermentiert
AiF 15513 BG
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werden. Die Fermentationsprodukte entfalteten
darüber hinaus wachstumshemmende und vor
oxidativem Stress schützende Wirkungen auf
Tumorzellen. Welche der bei der Fermentation
entstehenden Stoffe für diese protektiven Wirkungen
verantwortlich sind, ist im Detail noch
nicht bekannt.
Das Grundnahrungsmittel Brot ist in Deutschland
eine wichtige Quelle der täglichen Ballaststoffaufnahme.
Über die Rolle des Verzehrs von Brot
mit seinen bioaktiven Inhaltsstoffen für die Gesunderhaltung
des Darms, ist wenig bekannt. So
ist z.B. noch nicht detailliert untersucht, ob Brot
präbiotische Eigenschaften (Förderung von Bifidobakterien
und Butyratbildung) besitzt. Diese
Wirkungen können ein wichtiges Qualitätsmerkmal
für die Beurteilung der gesundheitsfördernden
Bedeutung von Brot sein. Neben der
präbiotischen Wirkung kann darüber hinaus vermutet
werden, dass Brot durch Freisetzung von
chemoprotektiven Polyphenolen im Darm weitere
gesundheitliche Wirkungen besitzt.
Im Rahmen des Projekts soll an verschiedenen
Weizen- und Roggenbroten mit unterschiedlichen
Ballaststoffanteilen untersucht werden,
wie humane Darmbakterien diese fermentieren,
welche Fermentationsprodukte dabei gebildet
werden und ob diese Produkte Dickdarmzellen
unterschiedlichen Transformationsgrades vor
zellschädigenden Stoffen, auch solchen mit
mutagenen und kanzerogenen Eigenschaften, zu
schützen vermögen. Ziel des Forschungsvorhabens
ist es, Methoden zu etablieren, um die präbiotische
Wirkung von unterschiedlichen Brotsorten
nach Fermentation mit Darmbakterien zu
screenen, und dabei von ausgewählten Brotsorten
diejenigen zu identifizieren, die erwünschte
Darmbakterien fördern bzw. chemoprotektive
Schutzmechanismen (Darmkrebs-Prävention) induzieren,
also z. B. antioxidativ, antigenotoxisch
wirken. Angestrebt wird die Identifikation der
Stoffe, die für die biologische Aktivität der Brote
verantwortlich sind. Dazu werden Brote mit
starker präbiotischer Wirkung, mit bestimmten
chemoprotektiven Inhaltsstoffen und Marktbedeutung
nach Fermentation anhand der „activity
guided fractionation“ fraktioniert und das chemopräventive
Potential (funktionelle Wirkungen)
in besonders aktiven Fraktionen charakterisiert.
Ziel ist, die Eignung von Leitsubstanzen als neue
Qualitätsmarker für besondere gesundheitliche
Wirkungen von Broten zu erarbeiten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
MRI - Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide (MRI-GE)
