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Zu Functional Food gehören auch die so genannten
probiotischen Lebensmittel, wie zum Beispiel fermentierte
Milchprodukte oder manche Salamisorten, die lebende Mikroorganismen
enthalten. Meistens handelt es sich dabei um Milchsäurebakterien, die
mit der Nahrung in aktiver Form aufgenommen werden und die im
Verdauungstrakt positive Gesundheitswirkungen erzielen sollen.
Die Verbesserung der probiotischen Eigenschaften
solcher Lebensmittel war das Ziel des von der EU-Kommission
finanzierten Forschungsprojekts PROTECH. Wissenschaftler aus
Universitäten und Forschungseinrichtungen der Lebensmittelindustrie in
acht europäischen Ländern arbeiteten gemeinsam daran, den Einfluss von
Herstellung, Verarbeitung und Lagerung probiotischer Lebensmittel auf
die probiotische Wirkung im Verdauungstrakt und auf die Stabilität der
probiotischen Eigenschaften zu erforschen. In mehreren Teilprojekten
wurden Stämme geeigneter Milchsäurebakterien ausgewählt und auf ihre
Eignung für die Fermentation, Trocknung und die Verwendung in
Lebensmitteln untersucht. Zusätzlich wurde geprüft, wie eine
Inaktivierung der Mikroorganismen bei der Verarbeitung und während der
späteren Passage durch den extrem sauren Magen möglichst vermieden
werden kann, damit die Bakterien wie gewünscht ihre probiotische
Wirkung im Darm entfalten.
Die Herstellung von probiotischen
Lebensmittelprodukten könnte vereinfacht werden, wenn die dafür
benötigten probiotischen Bakterien als Trockenzubereitung in
Pulverform mit definierten hohen Zelldichten zur Verfügung stehen. Am
Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie der TU
Berlin untersuchten deshalb Prof. Dietrich Knorr und sein Mitarbeiter
Edwin Ananta in einem der Teilprojekte, wie mit dem preiswerten und
schnellen Verfahren der Sprühtrocknung Kulturen von probiotischen
Milchsäurebakterien möglichst schonend getrocknet werden können. Beim
Sprühtrocknen werden flüssige Produkte am oberen Ende eines
Trockenturms in feine Tröpfchen zerstäubt, die während ihres freien
Falls durch einen Heißluftstrom im Turm getrocknet werden. Da die
Bakterienzellen relativ hitzeempfindlich sind, versuchten die
TU-Wissenschaftler, die prozesstechnischen Parameter des Verfahrens so
zu variieren, dass dabei möglichst viele Bakterienzellen überlebten,
gleichzeitig aber ein gutes Trockenergebnis erzielt wurde. Als
annehmbarer Kompromiss konnte eine Trockentemperatur von 80 °C
ermittelt werden, die zu einer Restfeuchte von vier Prozent in der
Pulverzubereitung führte.
Die Schädigung einzelner Bakterienzellen durch das
Trockenverfahren konnte Edwin Ananta durch den Einsatz funktioneller
Farbstoffe in einem Durchflusszytometer näher charakterisieren. Mit
dieser Technik ist es möglich, den Ort und das Ausmaß von Schäden in
den Zellen zu bestimmen. Höhere Temperaturen während der Trocknung
führten zu stärkeren Schäden in der Zellmembran. Dies ist offenbar
auch die Ursache für die beobachtete Inaktivierung der
Bakterienzellen.
In weiteren Versuchsserien testeten die
TU-Wissenschaftler, wie durch Vorbehandlungen der Bakterienkulturen
ihre Hitzestabilität beim Trockenprozess gesteigert werden kann. Ein
vielversprechender Ansatz bestand darin, die Bakterienzellen vor dem
Trocknen einem Umweltstress durch hohen hydrostatischen Druck
auszusetzen. Dadurch wird in den Zellen die Synthese so genannter
Schockproteine ausgelöst, die an der Reparatur von Zellschäden
beteiligt sind. Eine Vorbehandlung der Bakterienzellen bei 37 °C mit
einem Druck von 100 MPa (das entspricht etwa 1000 Atmosphären) führte
anschließend zu einer höheren Überlebensrate bei 60 °C. Eine
Untersuchung angefärbter Bakterienzellen im Durchflusszytometer
bestätigte, dass bei den druckvorbehandelten Zellen weniger
Membranschäden auftreten und dadurch ein vorübergehender Hitzeschutz
einsetzt. Der druckinduzierte Schutzeffekt wird offenbar durch die
Synthese eines bakteriellen Schockproteins erreicht.
· Functional Food: "funktionelle" Lebensmittel, die
durch Zugabe bestimmter Nährstoffe so verändert wurden, dass sie einen
besonderen zusätzlichen Nutzen für die Gesundheit haben sollen (z.B.
probiotisches Joghurt, Brot mit Omega-3-Fettsäuren)
· Probiotika: Lebensmittel mit lebenden
Mikroorganismen (z. B. Milchsäurebakterien in Joghurt oder Kefir),
denen positive Auswirkungen auf die Darmflora und die Gesundheit
zugeschrieben werden
· Präbiotika: Lebensmittel, denen Ballaststoffe wie
bestimmte Fruchtzucker zugesetzt wurden, die das Bakterienwachstum im
Darm gezielt fördern und damit die Verdauung unterstützen sollen. |
