Die Verwendung natürlicher Casein-Micellen für den Transport von fettlöslichen Lebensmittel-Inhaltsstoffen wird in einem gemeinsamen Projekt des Instituts für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch des MRI am Standort Kiel und dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e. V., Quakenbrück, untersucht. Beim Verzehr fettreduzierter Lebensmittel werden unter anderem weniger fettlösliche Vitamine aufgenommen. Kann dieser Effekt durch die Verwendung der natürlichen Transport-Helfer kompensiert werden? Noch arbeiten die Wissenschaftler an den Grundlagen.
Das Eiweiß der Milch besteht im Wesentlichen aus zwei Fraktionen: Den Caseinen und den Molkenproteinen, wobei Caseine rund 80 Prozent und Molkenproteine rund 20 Prozent ausmachen. Die Fraktion der Caseine setzt sich aus vier verschiedenen Caseinen zusammen. Etwa 95 Prozent der in Kuhmilch enthaltenen Caseine liegen in Form von sogenannten Casein-Micellen vor. Die Micellen haben einen Durchmesser im Bereich 50 bis 300 Nanometer. Seit Jahrtausenden werden diese nano-skaligen Casein-Micellen mit der Kuhmilch von Menschen verzehrt. In der Milch haben sie die Aufgabe, Nährstoffe wie Protein, Calcium und Phosphat für Neugeborene verfügbar zu machen. Aufgrund ihrer natürlichen Funktion als „Biotransporter“ für in wässeriger Phase schlecht lösliche Substanzen, insbesondere für Calcium, sind Casein-Micellen auch für den Transport weiterer wasserunlöslicher Substanzen von essentieller Bedeutung.
Hintergrund des gemeinsam vom Institut für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch, MRI Kiel, und dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e. V. (DIL), Quakenbrück, begonnenen AiF/FEI-Forschungsvorhabens „Anwendung nativer Casein-Micellen als Biotransporter für natürliche lipophile Lebensmittel-Inhaltsstoffe“ ist der ansteigende Verzehr an fettreduzierten beziehungsweise fettfreien Produkten, der zu einer reduzierten Aufnahme von fettlöslichen, bioaktiven Substanzen, wie zum Beispiel von fettlöslichen Vitaminen, führen kann. Vor diesem Hintergrund ist die Anreicherung von Lebensmitteln mit lipophilen, bioaktiven Substanzen Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Arbeiten verschiedener Arbeitsgruppen. Dabei ist die Anwendung beladener Casein-Micellen in fettreduzierten beziehungsweise fettfreien Milchprodukten, wie etwa Joghurt, von großer Bedeutung, insbesondere wegen der möglichen homogenen Verteilung des beladenen Proteins im Produkt.
Native Casein-Micellen als Ausgangsmaterial lassen sich durch Mikrofiltration aus Magermilch gewinnen; im sogenannten Retentat liegen nach einigen Waschschritten (Diafiltrationen) Casein-Micellen angereichert in guter Qualität vor (s. Abb.). Können nun diese nativen Casein-Micellen mit hydrophoben Naturstoffen beladen werden? Kann diese Beladung durch ein technisch einfaches, robustes und kostengünstiges Verfahren durchgeführt werden? Wie stabil sind diese beladenen Casein-Micellen und inwieweit wird der eingebundene Naturstoff durch die Micellen geschützt? Welche chemischen und physikalischen Parameter gelten für eine optimale Beladung? In dem gemeinsamen AiF/FEI-Forschungsvorhaben werden diese Fragestellungen bearbeitet und die Grundlagen und Zusammenhänge intensiv untersucht. Erste Voruntersuchungen am MRI haben gezeigt, dass durch eine einfache chemisch-physikalische Behandlung eine lipophile Modellsubstanz von den Casein-Micellen gebunden wird. Je nach Umsetzungsbedingungen liegen dann nano- und submikropartikuläre beladene Casein-Micellen vor.
Im Rahmen des Forschungsprojekts werden am MRI nun unter anderem die Gewinnung und chemisch-physikalische Charakterisierung der nativen Casein-Micellen und umfangreiche Untersuchungen zur Beladung und Beladungskapazität mit unterschiedlichen lipophilen Naturstoffen, wie zum Beispiel Vitamin D2, sowie zur Stabilität und zur Freisetzung dieser Naturstoffe durchgeführt. Hierbei werden flüssigchromatographische, spektroskopische, mikroskopische und enzymatische Methoden angewendet. Am DIL wird ein alternatives Beladungsverfahren ausführlich erprobt sowie umfangreiche physikalische Untersuchungen zur Charakterisierung der unbeladenen und beladenen Micellen ausgeführt. Diese Ergebnisse liefern dann u. a. Aussagen zu optimalen Beladungsbedingungen und zur Stabilität der Casein-Micellen.
Das IGF-Vorhaben des FEI wird über die AiF vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit einer Laufzeit von 30 Monaten gefördert. Das Projekt wurde am 01.09.14 gestartet ist „Projekt des Monats April 2015“ des Forschungskreis‘ Ernährungsindustrie (FEI).
Ansprechpartner MRI: <link 904 - internal-link "Öffnet internen Link im aktuellen Fenster">Dr. Dierk Martin</link><link 904 - internal-link "Öffnet internen Link im aktuellen Fenster">we </link>dont want spam
Projekt des Monats April 2015 des Forschungskreis‘ Ernährungsindustrie (FEI)
