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Einfluss einer Röstung auf gesundheitsrelevante Inhaltsstoffe und Wirkungen von β-glucanreichen Getreidesorten (Gerste, Hafer)

Projektlaufzeit: 1.03.2017 – 28.02.2019

Projektörderung: Forschungskreis der Ernährungsindustrie e. V.

Beteiligte Forschungsstellen:
I.  Lehrstuhl Ernährungstoxikologie
II. Lehrstuhl Biochemie & Physiologie der Ernährung

In zahlreichen Studien konnte bereits nachgewiesen werden, dass sich ein Verzehr von Ballaststoffen positiv auf die Prävention nicht ansteckender, chronisch verlaufender Erkrankungen wie z. B. kardiovaskuläre Erkrankungen, Diabetes oder Darmkrebs auswirken kann. Voraussetzung dafür ist aber, dass ausreichend protektive Stoffe aufgenommen werden. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt daher einen täglichen Ballaststoffverzehr von 30 g. Laut Nationaler Verzehrstudie II liegt die Ballaststoffaufnahme aktuell jedoch nur bei durchschnittlich 18 g/d und insbesondere bei jüngeren Menschen und Senioren noch niedriger. Ziel muss daher sein, den Verzehr insbesondere von Getreideballaststoffen zu steigern. Dies könnte z. B. durch sensorisch attraktivere Produkte (z. B. geröstet) erreicht werden. Positive gesundheitliche Effekte wie die Reduktion der postprandialen Blutglukose und der Insulinantwort sowie eine cholesterolsenkende Wirkung wurden im Besonderen für lösliche Ballaststoffe aus Hafer und Gerste nachgewiesen. Verantwortlich für diese Effekte wird das in diesen Getreidesorten reichlich enthaltene β-Glucan gemacht. β-Glucan zählt zu den Nicht-Stärke-Polysacchariden und besteht aus 70 % (1-4)- und 30 % (1-3)-verknüpften β-D-Glucopyranosyl-Untereinheiten. Um eine Reduktion der postprandialen glykämischen Antwort zu erreichen, sollten 4 g β-Glucan aus jeweils 30 g verfügbaren Kohlenhydraten pro Mahlzeit aus Hafer oder Gerste aufgenommen werden. Eine Reduktion der Cholesterolkonzentration und eine damit verbundene Verminderung des Risikos für kardiovaskuläre Erkrankungen wird bei hypercholesterämischen Patienten durch 3 g β-Glucan pro Tag erzielt. β-Glucan wird von intestinalen Bakterien fermentiert, wobei potentiell chemopräventiv wirksame kurzkettige Fettsäuren (SCFA: Acetat, Propionat und Butyrat) im Darm gebildet werden. Neben dem Gehalt an β-Glucan beeinflussen auch dessen Struktur (z. B. molekulare Masse) und die Stärkezusammensetzung sowie die Verarbeitung der Getreideprodukte und die daraus resultierende Bildung von resistenter Stärke die gesundheitlichen Effekte. Da es bisher keine Untersuchungen zum Einfluss des Röstens auf gesundheitsrelevante Parameter gibt, soll dies im Rahmen des Projektes untersucht werden.

Ziel des Vorhabens ist es daher, Röstbedingungen zu etablieren, die zu sensorisch hochwertigen Produkten führen, wobei die wertgebenden Inhaltsstoffe und physiologischen Wirkungen erhalten bleiben sollten.

In dem Projekt werden Gersten- und Haferkerne sowie unterschiedlich geröstete Gersten- und Haferkerne, Gersten- und Haferflocken sowie unterschiedlich geröstete Gersten- und Haferflocken (jeweils kernig und zart) untersucht. Dafür werden handelsüblicher Hafer (Peter Kölln GmbH & Co. KGaA) und eine spezielle Gerstenzüchtung mit besonders hohem Anteil an β-Glucan (beta®Gerste, Dieckmann Seeds GmbH & Co. KG / Dieckmann Cereals GmbH) verwendet. Eine sensorische Bewertung wird die Auswahl verzehrsfähiger Produkte ermöglichen. Mittels Molekulargewichtsbestimmung des β-Glucans und einer Viskositätsmessung der Produkte vor und nach in vitro-Verdau sowie der Bestimmung von SCFA nach in vitro-Fermentation kann eine Abschätzung des metabolischen Effekts im Menschen erfolgen. Diese Untersuchungen bilden die Grundlage für die Auswahl von je einem gerösteten Hafer- und Gerstenprodukt, deren physiologischen Wirkungen im Rahmen einer Humaninterventionsstudie im Vergleich zur nicht gerösteten Variante und einer Kontrolle untersucht werden.

Da im Darm gebildete SCFA auch chemopräventive Effekte entfalten können, sollen die erzeugten Proben der in vitro-Fermentation zusätzlich genutzt werden, um den Einfluss des Röstens auf chemopräventive Eigenschaften der Gersten- und Haferproben im in vitro Zellsystem (LT97-Kolonadenomzellen) zu untersuchen.

 

Projektpartner:

Brandt Zwieback GmbH & Co.KG

Dieckmann Cereals GmbH/Dieckmann Seeds GmbH & Co. KG

Gutena Nahrungsmittel GmbH       

Food GmbH

H. & J. Brüggen KG

Hipp-Werk Georg Hipp OHG

Max-Rubner-Institut, Detmold

Peter Kölln GmbH & Co. KGaA

Probat-Werke, von Gimborn Maschinenfabrik GmbH              

Rubin Mühle GmbH

Schapfenmühle GmbH & CoKG

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft

Verband deutscher Mühlen e. V.

Verband der deutschen Getreideverarbeiter und Stärkehersteller (VDGS) e.V.