Quellen und Bioverf\u00fcgbarkeit nat\u00fcrlicher Folate insbesondere in fermentierten Lebensmitteln<\/p>\n\n\n\n
ISBN: 978-3-945762-08-0<\/p>\n\n\n\n
165 Seiten, 44 Abbildungen, 49 Tabellen, Format DIN A5 <\/p>\n\n\n\n
Kurz-Zusammenfassung:<\/strong> Obermaier L, da Mata BPM, Perego CH, Sivieri K, Salga\u00e7o MK, dos Santos AG, Boehni R, Groehn V, Knapp JP, Rychlik M <\/strong>(2023) An improved folate stable isotope dilution assay of unexploited food sources from Brazil, Front. Nutr. 10:1252497. doi: 10.3389\/fnut.2023.1252497<\/p>\n\n\n\n Obermaier L, Candelaria Cucick AC, Gombossy de Melo Franco BD, Isay Saad SM, Skurk T, Rychlik M <\/strong>(2024) Assessing a Fermented Whey Beverage Biofortified with Folate as a Potential Folate Source for Humans. Mol. Nutr. Food Res. 68, 2300888. https:\/\/doi-org.eaccess.tum.edu\/10.1002\/mnfr.202300888<\/p>\n\n\n\n Schmitz, L. M., Kreitli, N., Obermaier, L., Weber, N., Rychlik, M., & Angenent, L. T.<\/strong>(2024) Power-to-vitamins: producing folate (vitamin B9<\/sub>) from renewable electric power and CO2<\/sub> with a microbial protein system. Trends in Biotechnology<\/em>. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.tibtech.2024.06.014<\/p>\n\n\n\n Candelaria Cucick AC, Obermaier L, Elionio Galv\u00e3o Frota EG, Suzuki JY, Nascimento KR, Fabi JP, Rychlik M, Gombossy de Melo Franco BD, Isay Saad SM<\/strong> (2024) Integrating fruit by-products and whey for the design of folate-bioenriched innovative fermented beverages safe for human consumption, International Journal of Food Microbiology. 425:110895, https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijfoodmicro.2024.110895<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Ausf\u00fchrliche Zusammenfassung:<\/strong> <\/p>\n\n\n\n Folate sind wasserl\u00f6sliche B9<\/sub>-Vitamine. Die Stabilit\u00e4t der \u00fcber 150 Folatvitamere gegen\u00fcber Hitze, Licht, pH und Sauerstoff variiert je nach Derivat. Menschen k\u00f6nnen Folate nicht de novo<\/em> herstellen, jedoch die nat\u00fcrlichen reduzierten Formen sowie die Fols\u00e4ure , aus der Nahrung bzw. Supplementen oder supplementierten Lebenmitteln aufnehmen. Folate spielen bei verschiedenen Prozessen wie der Biosynthese von Aminos\u00e4uren und Nukleins\u00e4uren eine Rolle und sind essenziell f\u00fcr ein normales Zellwachstum, und die DNA-Synthese. Daher kann ein Mangel zu erh\u00f6hten Risiken f\u00fcr Herzkrankheiten, Krebs und neurologische Erkrankungen f\u00fchren. Insbesondere f\u00fcr schwangere Frauen ist eine ausreichende Folatversorgung notwendig, um das Risiko von Neuralrohrdefekten f\u00fcr die F\u00f6ten zu verringern.<\/p>\n\n\n\n Trotz den bekannten, positiven Effekten der Supplementierung, gibt es in Europa bis dato<\/em> noch keine obligatorische Anreicherung von Grundnahrungsmitteln, da Bedenken bez\u00fcglich der Toxizit\u00e4t und sch\u00e4dlicher Auswirkungen eines Fols\u00e4ure\u00fcberschusses, wie ein erh\u00f6htes Krebsrisiko oder das Maskieren eines Vitamin-B12<\/sub>-Mangels bestehen. Keine negativen Effekte bestehen allerdings bei nat\u00fcrlichen, nicht-synthetischen Folaten, wodurch das Interesse an Folatquellen wie Hefen, Bier, Algen und Insekten in den letzten Jahren gestiegen ist, wobei angenommen wird, dass die Bioverf\u00fcgbarkeit von Folaten aus Lebensmitteln bei ca. 50 % liegt, was allerdings noch weiterer Untersuchungen bedarf.<\/p>\n\n\n\n Aufgrund ihrer Instabilit\u00e4t, dem geringen Vorkommen und den verschiedenen Vitamerenformen sind Folate schwierig zu analysieren. Die State-of-the-art-Methode umfasst eine enzymatische Dekonjugation sowie eine Probenaufreinigung mittels Festphasenextraktion gefolgt von einer LC-MS\/MS-Messung, um die verschiedenen Folatvitamere selektiv zu bestimmen. Die genaue Quantifizierung erfolgt durch eine SIVA. Neben den Hauptvitameren 5-CH3<\/sub>-H4<\/sub>Folat, 5-CHO-H4<\/sub>Folat, H4<\/sub>Folat und PteGlu, wurde die bestehende Methode zur akkuraten Quantifizierung der f\u00fcnf Hauptfolatvitamere in Lebensmitteln um den internen Standard 10\u2011CHO-Pte-[13<\/sup>C5<\/sub>]-Glu erweitert. Die Validierung ergab eine gute Linearit\u00e4t und Genauigkeit inklusive sinnvoller Nachweis- und Bestimmungsgrenzen von 0,27 bzw. 0,81\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g. Die Wiederfindungen lagen im Bereich von 90,2 bis 112,5\u00a0%, was den Richtlinien von Vogelgesang und H\u00e4drich f\u00fcr pr\u00e4zise und genaue Methoden entspricht. Pr\u00e4zisionstests zeigten relativ niedrige Standard-abweichungen, was die Robustheit und Genauigkeit der Methode erneut best\u00e4tigte. Neben einer sicheren Quantifizierung kann das Wissen \u00fcber folatreiche Lebensmittel die ausreichende Versorgung der Bev\u00f6lkerung unterst\u00fctzen. Daher wurden im Rahmen dieser Arbeit die Folatgehalte verschiedener (indigener) Fr\u00fcchte und Pflanzen analysiert, wobei das Potenzial als nat\u00fcrliche Folatquelle bewertet werden sollte. Einige bemerkenswerte Ergebnisse zeigten die erstmals analysierten, brasilianischen Taioba<\/em>-Bl\u00e4tter (185\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g) und die Frucht der Monstera-Pflanze (162\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g), aber auch Passionsfr\u00fcchte (578\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g, reine Pulpe) als vielversprechende Folatquelle. Die Frucht Pequi<\/em> fiel mit extremen Variationen im Folatgehalt innerhalb verschiedener, aber auch gleicher Variet\u00e4ten und einem Maximalgehalt von 987\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g auf. Die Untersuchungen zeigen erneut, dass Faktoren wie Variet\u00e4t, Reifegrad, Klima, Erntezeitpunkt, Anbaubedingungen und Lagerung den Folatgehalt von Pflanzen beeinflussen. Das Potenzial (sub\u2011)tropischer, n\u00e4hrstoffreicher Pflanzen zur t\u00e4glichen Folatversorgung wurde aufgezeigt und die Z\u00fcchtung von nat\u00fcrlichen Folatquellen als kosteneffiziente, nachhaltige sowie langfristig wirksame Strategie gegen einen Folatmangel insbesondere in abgelegenen, l\u00e4ndlichen Gebieten unterstrichen.<\/p>\n\n\n\n Eine weitere nachhaltige und wirtschaftliche Methode liegt im Biotechnologie-Sektor und im „metabolic engineering“. Die Biofortifizierung von Lebensmitteln, insbesondere durch Fermentation mit beispielsweise Bakterien und Hefen, wird als vielversprechende Alternative zur Supplementierung mit Fols\u00e4ure betrachtet. Diese bioaktiven Lebensmittel k\u00f6nnten die Stabilit\u00e4t und Bioverf\u00fcgbarkeit der Folate erh\u00f6hen und dabei helfen, den Mangel an Folat in der Bev\u00f6lkerung zu bek\u00e4mpfen. Fermentationen bieten hierbei eine kosten-, ressourcen- und arbeitseffiziente Folatanreicherung und erh\u00f6hen m\u00f6glicherweise sogar deren Bioverf\u00fcgbarkeit. Im Rahmen dieses Promotionsprojektes wurden verschiedene Fermentationsprozesse und deren Auswirkungen auf den Folatgehalt hin untersucht und bewertet. Zum einem wurde der Einfluss des Brauprozesses auf den Folatgehalt von Bier diskutiert, wobei als entscheidende Faktoren Auswahl und Verarbeitung der Gerste sowie die Hefe identifiziert wurde. Die Pilzfermentation f\u00fcr die Herstellung von Tempeh zeigte, dass das Ausgangsmaterial, also die H\u00fclsenfrucht, eine wichtige Rolle spielt. Zum anderen wurde die bakterielle Fermentation, insbesondere mit Milchs\u00e4urebakterien, und deren Potenzial f\u00fcr die Folatanreicherung, auch in veganen Lebensmitteln, erl\u00e4utert, wobei die Auswahl der Bakterien bestimmend f\u00fcr den Folatgehalt nach der Fermentation war.<\/p>\n\n\n\n Mit der Anreicherung durch Milchs\u00e4urefermentation besch\u00e4ftigte sich auch das Projekt Vitalab<\/em>. In dem vielversprechender Ansatz wurden Seitenstr\u00f6me der Lebensmittel-herstellung in Form von Molke und Fruchtnebenprodukten effizient genutzt und ein innovatives, folatreiches Molkegetr\u00e4nk entwickelt. Gleichzeitig sollen Lebensmittelneben-produkte sinnvoll weiterverwendet werden, um Umweltverschmutzung zu vermeiden, nat\u00fcrliche Ressourcen zu schonen und wichtige N\u00e4hrstoffe zu erhalten. Dazu wurden geeignete Bakterienst\u00e4mme zur optimalen Folatproduktion und Molke-Fruchtnebenprodukt-Kombinationen getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Folatproduktion stark von der Kombination aus Bakterienst\u00e4mmen, Molkekonzentrationen und Fruchtnebenprodukten abh\u00e4ngt. Die Kombination von Streptococcus<\/em> und Bifidobacterium<\/em> mit 70\u00a0% Molke und den Nebenprodukten der Traube ergab die h\u00f6chsten Folatgehalte von 247,70\u00a0\u00b5g\/100\u00a0g im hergestellten Molkegetr\u00e4nk. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass der Zusatz von Fruchtnebenprodukten und Molke einen wesentlichen Einfluss auf die Folatproduktion hatte. Synergistische Effekte durch die Verwendung verschiedener Bakterienst\u00e4mme und eine pH-kontrollierte Fermentation konnten die Folatmengen in dem Molkegetr\u00e4nk zus\u00e4tzlich steigern. Neben den reinen Folatgehalten von Lebensmitteln ist die Bestimmung der Bioverf\u00fcgbarkeit essenziell, um das Potenzial f\u00fcr eine ausreichende Versorgung absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen. Hierbei k\u00f6nnen Humanstudien zur Bewertung der Bioverf\u00fcgbarkeit Abhilfe schaffen. Diese kann je nach Lebensmittelmatrix und individuellen Faktoren wie Genetik, Alter und Ethnizit\u00e4t variieren und ist daher schwer objektiv vorherzusagen. Daher wurde im letzten Teil des Projektes die Bioverf\u00fcgbarkeit der Folate aus dem fermentierten Molkegetr\u00e4nk in einer Humanstudie bestimmt. Das teil-randomisierte Studiendesign mit drei Testpersonen und drei Interventions-tagen ergab im Vergleich zu einem Folatsupplement eine maximale durchschnittliche relative Bioverf\u00fcgbarkeit von 17,1\u00a0%, wobei diese zwischen den Teilnehmern von maximal 39,8 bis 0\u00a0% schwankte.\u00a0Die Auswertung wurde aufgrund von variablen Ausgangswerten und individuellen Plasmafolatspiegeln erschwert, weswegen auf normalisierte AUC-Werte zur\u00fcckgegriffen werden musste. Es wird vermutet, dass die niedrige Folatkonzentration im Molkegetr\u00e4nk von nur 82\u00a0\u00b5g 5-CH3<\/sub>-H4<\/sub>Folat im Gegensatz zu 400\u00a0\u00b5g im Folatsupplement einen limitierenden Faktor dargestellt haben k\u00f6nnte. Au\u00dferdem k\u00f6nnte die hohe Osmolarit\u00e4t des Getr\u00e4nks und verschiedene Faktoren wie Matrixeffekte, Folat-bindenden Proteine (FBP) und die Folatvitamerenverteilung die Folataufnahme beeinflusst haben. Au\u00dferdem unterstreichen diese Ergebnisse den Einfluss der individuellen, biologischen Unterschiede bei der Folataufnahme, eine ad\u00e4quates Studiendesign und die Auswahl homogener Teilnehmergruppen auf die Aussagekraft einer Studie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Quellen und Bioverf\u00fcgbarkeit nat\u00fcrlicher Folate insbesondere in fermentierten Lebensmitteln ISBN: 978-3-945762-08-0 165 Seiten, 44 Abbildungen, 49 Tabellen, Format DIN A5 Kurz-Zusammenfassung: Folate (B9-Vitamine) erf\u00fcllen wichtige Funktionen im menschlichen K\u00f6rper. 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Folate (B9-Vitamine) erf\u00fcllen wichtige Funktionen im menschlichen K\u00f6rper. Ein Mangel kann gesundheitliche Probleme verursachen. In dieser Arbeit wurden die bestehenden Quantifizierungsmethoden erweitert, exotische Fr\u00fcchte als potenzielle, nat\u00fcrliche Folatquellen untersucht und die Anreicherung durch verschiedene Fermentationsans\u00e4tze wie dem Bierbrauen und der Milchs\u00e4urefermentation analysiert. Au\u00dferdem wurde ein Molkegetr\u00e4nk aus Lebensmittelseitenstr\u00f6men entwickelt und die Bioverf\u00fcgbarkeit der Folate in einer Humanstudie bestimmt.\u00a0<\/p>\n\n\n\nPublikationen aus der Dissertation:<\/h2>\n\n\n\n