Reaktionswege beim Maillard-Abbau von Vitamin C

Vitamin C kommt in vielen Nahrungsmitteln vor, anderen wird es zur Verlängerung der Haltbarkeit zugesetzt. An Luft und bei Raumtemperatur ist es allerdings nicht stabil: Angeschnittenes Obst wird braun und der Geschmack von Lebensmitteln verändert sich. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen deutsche Wissenschaftler jetzt eine systematische Studie der während des Vitamin-C-Abbaus stattfindenden Prozesse vor.

Vitamin C, Ascorbinsäure, ist ein reduzierendes Kohlenhydrat und kann mit Aminosäuren, Peptiden und Proteinen reagieren. Solche Reaktionen zwischen Kohlenhydraten (Zuckern) und Eiweiß gehören zur Klasse der so genannten „Maillard-Reaktionen“, benannt nach ihrem Entdecker Louis Camille Maillard. Maillard-Reaktionen sind allgegenwärtig: Sie machen z.B. unseren Toast knusprig, sorgen für den typischen Bratenduft beim Anbraten von Fleisch und verleihen Kaffeebohnen beim Rösten ihr Aroma.

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Ernährungswissenschaftler der Universität Jena veröffentlichen Studie über Raps als Eiweißquelle für die menschliche Ernährung

Heute leiden weltweit über 500 Millionen Menschen unter Eiweißmangel. Schwerwiegende Erkrankungen wie Kwashiorkor können die Folge sein. Die Eiweißversorgung wird damit zum begrenzenden Faktor für eine ausreichende Ernährung der Weltbevölkerung, die jährlich um etwa 80 Millionen Menschen ansteigt. „Immer fragwürdiger erscheint deshalb die Praxis, wertvolles pflanzliches Protein an Tiere zu verfüttern“, sagt Prof. Dr. Gerhard Jahreis von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Durch das Verfüttern an Tiere und die Umwandlung in tierisches Protein gingen etwa zwei Drittel des Proteins verloren, so der Ernährungswissenschaftler. „Pflanzliches Eiweiß kann hingegen zu 100 Prozent genutzt werden.“ Angesichts geringer werdender Flächen für den Nahrungsmittelanbau führe an einer Reduktion des Fleischkonsums wohl kein Weg vorbei, ist Prof. Jahreis überzeugt.

Außerdem müssten zusätzliche Proteinquellen für die menschliche Ernährung nutzbar gemacht werden. Eine wichtige Rolle dabei, so der Jenaer Ernährungswissenschaftler, könnten Rapspflanzen spielen. Jahreis und sein Team haben jetzt die Rapspflanze als Ganzes auf ihr Potenzial für die menschliche Ernährung untersucht. Sie haben die weltweit erste Studie zur Verwertung von Rapseiweiß beim Menschen durchgeführt, deren Ergebnisse in einer renommierten internationalen Zeitschrift (Clinical Nutrition) publiziert worden sind (<dx.doi.org/10.1016/j.clnu.2012.11.005>).

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Bioverfügbarkeitsstudie des BfR bestätigt Risikobewertung

Cumarin ist ein Aromastoff, der in höheren Konzentrationen in Zimtsorten vorkommt, die unter dem Begriff Cassia-Zimt zusammengefasst werden. Aus der arzneilichen Anwendung von Cumarin ist bekannt, dass bereits relativ niedrige Dosierungen bei empfindlichen Personen Leberschäden verursachen können. Der Wert für die tolerierbare tägliche Aufnahmedosis wurde auf Basis der Reinsubstanz, d.h. von isoliertem Cumarin, ermittelt. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat durch Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit von Cumarin beim Menschen nachgewiesen, dass in die Pflanzenmatrix Zimt eingebundenes Cumarin ähnlich gut vom Körper aufgenommen wird wie isoliertes Cumarin. Der Wert für die tolerierbare tägliche Aufnahmedosis gilt daher auch für Cumarin in Zimt. „Das Argument, Cumarin aus Zimt sei nur in gerin gen Mengen bioverfügbar, da es schlechter aus der Pflanzenmatrix aufgenommen wird, stimmt also nicht“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Verbraucher, die oft große Mengen Zimt als Gewürz verwenden, sollten cumarinarmen Ceylon-Zimt verwenden.“

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Die Europäische Kommission hat am 1. Oktober 2012 zwei Rechtsvorschriften erlassen, die dafür sorgen werden, dass die Verwendung von Aromastoffen in Lebensmitteln künftig noch sicherer und transparenter ist. Nur noch Aromastoffe, die in der Liste als zulässig aufgeführt sind, dürfen von der Lebensmittelindustrie verwendet werden.

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Warum Stevia nicht nur süß, sondern auch bitter schmeckt

Stevia gilt als gesunde Alternative zu Zucker. Die kürzlich von der Europäischen Union als Süßungsmittel zugelassenen Steviaprodukte haben aber auch Nachteile, zum Beispiel einen langanhaltenden, bitteren Nachgeschmack. Die dafür verantwortlichen Geschmacksrezeptoren auf der menschlichen Zunge haben Wissenschaftler der Technischen Universität München und des Deutschen Instituts für Ernährungs-forschung Potsdam-Rehbrücke nun identifiziert. Mit Zellkulturversuchen und sensorischen Tests konnten die Wissenschaftler zudem zeigen, dass Stevioside mit vielen Traubenzuckerbausteinen besonders süß schmecken. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Journal of Agricultural and Food Chemistry.

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Stevia-Forscher Dr. Udo Kienle begrüßt Teilzulassung / „Ausbaufähiger Schritt für Verbraucher“ / „Zukunftspotential für EU, Lebensmittelindustrie und Tabakbauern“

Vielfach süßer als Zucker, natürlich gewachsen und komplett kalorienfrei: ab 3. Dezember ist Süßstoff aus der Süßpflanze Stevia legal in Europa zugelassen. Der Durchbruch für Stevia sei die Entscheidung allerdings noch nicht, urteilt Stevia Forscher Dr. Udo Kienle von der Universität Hohenheim. Denn in Lebensmittel dürfen nur vergleichsweise geringe Mengen verwendet werden. Auch Landwirte dürfen das Süßkraut noch nicht anbauen. Doch die Teilzulassung sei ein wichtiger Schritt für die Verbraucher, das Zukunftspotential der Pflanze sei weiterhin enorm.

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Argentinische Chemikerin erforscht an der Universität Jena Nahrungsergänzungsmittel

Auf der Zutatenliste von Nahrungsmitteln sind sie nicht gern gesehen: die großen „E“s. Nahrungsergänzungsmittel haben zu Unrecht den Ruf, künstlich zu sein. Denn nicht selten handelt es sich um natürliche Substanzen. Das Konservierungsmittel E 234 etwa ist nichts anderes als das Peptid Nisin. Es wird von einem bestimmten Milchsäurebakterium produziert und kommt vor allem in roher Milch vor. Nisin kann in Verbindung mit einem Mineral antibiotisch bzw. antimikrobiell wirken und macht deswegen Nahrungsmittel – hauptsächlich Milchprodukte – haltbar. Außerdem wird es in der Medizin als Antibiotikum eingesetzt.

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In biologisch aktiven Enzym-Substrat-Kombinationen, wie sie beispielsweise in Medikamenten vorkommen, spielt Wasser eine entscheidendere Rolle als bisher gedacht. Wie ein „Kleber“ wirkt das umgebende Wasser, um ein Substrat an der richtigen Stelle eines Enzyms festzuhalten. Dazu wird die Dynamik des Wassers verlangsamt. Wissenschaftler der RUB um Prof. Dr. Martina Havenith (Physikalische Chemie) konnten in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern um Prof. Dr. Irit Sagi vom israelischen Weizmann Institut erstmals „live“ die Verlangsamung der Wasserdynamik beobachten und nachweisen. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in „Nature Structural & Molecular Biology“.

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TUM-Forscher entwickeln umweltfreundliches Verfahren, um Probiotika besser stabil zu halten

Sie stecken in Joghurts, Müslimischungen und Babymilchpulver – probiotische Bakterien sind als gesundheitsfördernde Zusätze im Lebensmittelregal auf dem Vormarsch. Doch die Herstellung dieses „Functional Foods“ hat Tücken: Nur wenige probiotische Bakterienstämme sind so robust, dass sie herkömmliche Produktionsmethoden überleben. Verfahrenstechniker und Mikrobiologen der Technischen Universität München (TUM) haben nun zusammen ein besonders schonendes Verfahren entwickelt, um in Zukunft auch bisher ungenutzte Probiotika einsetzen zu können. Das Ergebnis hilft Firmen wie Verbrauchern: Es ist energie- und kostensparend in der Herstellung und macht die Probiotika gleichzeitig länger haltbar.

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BfR-Workshop bestätigt unvollständige Datenlage bei gesundheitlichen Risiken von nanoskaligem Silber

In seiner Stellungnahme zu Aspekten der Toxizität von Nanosilber hatte das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) empfohlen, auf den Einsatz von Nanosilber in Lebensmitteln und Produkten des täglichen Bedarfs solange zu verzichten, bis die Datenlage eine abschließende Bewertung der gesundheitlichen Risiken erlaubt. Gegen diese Einschätzung des BfR wurde, insbesondere von Seiten der Industrie, eingewandt, dass zur Abschätzung des gesundheitlichen Risikos von Nanosilber in verbrauchernahen Produkten und in Lebensmitteln ausreichend Daten zur Verfügung stünden. Das BfR hat daher Experten aus Forschung und Wissenschaft sowie Vertreter von Verbänden und der Industrie zu einem Workshop eingeladen, um bestehende Risiken und mögliche Handlungsoptionen für einen umfassenden Schutz des Verbrauchers zu diskutieren. „Die Diskussion hat die Mahnung des BfR zur Vorsicht bestätigt“, sagte BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel, „denn es gibt nach wie vor zu wenig gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse über die spezifischen Wirkungen von Silberpartikeln in Nanogröße.“

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Lecker, gesund und nachhaltig erzeugt sollen Lebensmittel sein. Forscher arbeiten an neuen Verfahren, um möglichst viele Bestandteile von Pflanzen für die Ernährung zu nutzen. Künftig könnten pflanzliche Zutaten tierische Rohstoffe ersetzen. Lupinensamen lassen sich etwa zum Herstellen fettarmer, delikater Wurstwaren verwenden.

In Staaten wie China oder Brasilien nimmt der Fleischverbrauch dramatisch zu. Seit 1961 ist der Verzehr an rotem Fleisch weltweit auf das Vierfache angestiegen. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO erwartet, dass sich aufgrund des zunehmenden Wohlstands die globale Fleischproduktion bis 2050 verdoppeln wird. Da stellt sich die Frage, ob unser Globus mit seinen begrenzten Ressourcen an Ackerland in Zukunft noch in der Lage sein kann, alle Bedürfnisse zu decken.

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