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Bioaktivität von Lebensmitteln und Lebensmittelinhaltsstoffen

Die Untersuchung der Bioaktivität von Lebensmitteln und Lebensmittelinhaltsstoffen umfasst deren Wirksamkeit auf physiologische, biochemische und molekulare Prozesse. Der Bezugsrahmen ist dabei immer die Gesunderhaltung des Menschen. Die Bioaktivität eines Lebensmittels ist unter anderem abhängig von der Verzehrsmenge, der Fähigkeit des Körpers Lebensmittelinhaltsstoffe aufzunehmen und individueller phänotypischer und genotypischer Merkmale des Menschen wie z.B. Gesundheitszustand, genetischer Hintergrund, Alter, Geschlecht). Einen großen, aber in vielen Fällen noch nicht vollständigen bekannten, Einfluss haben dabei auch die mit dem Menschen assoziierten Mikroorganismen (Mikrobiota), zum Beispiel im Dickdarm. Die Forschungsfragen dieses Arbeitsbereiches drehen sich daher um Aspekte des Zusammenspiels von Ernährung, Gesundheit und Mikrobiota des Menschen.

Die gesundheitsförderliche Wirkung der Ernährung wird am Institut auf verschiedenen Ebenen untersucht. Von den Lebensmittelinhaltsstoffen, über einzelne Lebensmittel bis zu komplexen Ernährungsmustern wird deren Einfluss auf den Metabolismus und verschiedene Stoffwechselparameter erforscht. Ein aktueller thematischer Schwerpunkt ist die Untersuchung physiologischer Wirkungen von Proteinen, die als Alternativen zu tierischen Proteinen dienen können, sowie deren Abbauprodukten. Ein Beispiel hierfür sind Hülsenfrüchte in ihrer traditionellen Zubereitungsform, aber auch Hülsenfruchtprodukte aus innovative Verarbeitungsverfahren. Der Einfluss der Verarbeitung auf die enthaltenen bioaktiven Inhaltsstoffe (Proteine, Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe) und deren ernährungsphysiologische Wirkungen wird im Rahmen dieses Arbeitsbereichs erforscht.

Im Hinblick auf gesundheitliche Effekte werden am Institut die physiologischen Wirkungen auf verschiedene Zielgewebe erforscht, etwa auf das Immunsystem (Immunmodulation, Inflammation), Darmepithel (antioxidative und antigenotoxische Effekte, Barrierefunktion) sowie auf Leber- und Fettgewebe. Hierzu werden vor allem Interventionsstudien am Menschen durchgeführt. Diese werden durch in-vitro-Untersuchungen und Tiermodelle ergänzt, um molekularer Mechanismen der Bioaktivität aufzuklären.

Die humane Mikrobiota ist ein wichtiges verbindendes Element zwischen Ernährung und Gesundheit, und daher steht die die Charakterisierung von Wirkmechanismen der Interaktion zwischen diesen drei Feldern im Fokus des Forschungsinteresses. Die Ernährung hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Zusammensetzung und Funktionalität der intestinalen Mikrobiota. Die physiologischen Wirkungen mikrobieller Metabolite von Lebensmittelinhaltsstoffen wie kurzkettige Fettsäuren oder Trimethylamin und mikrobielle Modifikation endogener Metaboliten, z.B. Gallensäure-Derivate, sowie direkte Wirkungen der intestinalen Mikroorganismen auf den Menschen werden dabei berücksichtigt. Ein wichtiger neuer Baustein ist dabei auch das komplexe in vitro-Dickdarmmodell TIM-2, in dem die Fermentation von Lebensmittelinhaltsstoffen und die dabei gebildeten Metaboliten direkt untersucht werden können.

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