Analyse der Gallensäurebindung von Ballaststoffen aus Leguminosen zur Entwicklung cholesterinsenkender Lebensmittel – Projekt des BMBF Kern-Seminar „Zukunftsprojekte gestalten in der Ernährungswirtschaft und –wissenschaft“ Prof. Gerhard Jahreis, Universität Jena Dr. Anita Fechner, Universität Jena Dr. Katrin Hasenkopf, IVV Dr. Ute Weisz, IVV PD Dr.-Ing. Peter Eisner, IVV Dr. Richard Mitreiter, PT-DLR Freising, 21. April 2015 © Fraunhofer IVV Ernährungsphysiologische Eigenschaften von Ballaststoffen © Fraunhofer IVV Der enterohepatische Kreislauf von Gallensäuren In der Leber: Synthese der 5% “verlorenen” Gallensäuren aus Cholesterol Liver Duodenum Gallbladder Portal circulation ~ 95% Pancreas Colon passive Absorption Large Intestine active Absorption Data: Ridlon et al. 2006: The Journal of Lipid Research, 47, 241-259. © Fraunhofer IVV Stomach Small Intestine 300-600 mg/day bile acids Excretion ~ 5% Effekt eines zugesetzen Adsorbers „Colestyramin“ Höhere Synthese von Gallensäuren aus Cholesterol erforderlich! Portal circulation Cholesterol im Plasma wird reduziert! Liver Duodenum Gallbladder Pancreas Colon passive Absorption © Fraunhofer IVV Small Intestine Large Intestine reduced Absorption active transport Data: Ridlon et al. 2006: The Journal of Lipid Research, 47, 241-259. Stomach Higher loss of bile acids Increased Excretion Projektziele von FiberFood Aufklärung / Wissenszuwachs Aufklärung der Mechanismen der Gallensäurenbindung von Leguminosen-Ballaststoffen Entwicklung von Lebensmitteln Herstellung von Ballaststoffpräparaten mit hoher Bioaktivität und ansprechendem Geschmack und Mundgefühl Entwicklung von Ballaststoff-angereicherten Lebensmitteln Untersuchung des Einflusses von Rohstoff, Prozessbedingungen und Lebensmittelmatrix auf Gallensäurenbindung Bewertung des Einflusses von Lupinenfasern in vivo: Gallensäurenbindung, Mikroflora des Darms, Bildung kurzkettiger Fettsäuren © Fraunhofer IVV Schema der Herstellung von Lupinenballaststoffen White flakes Proteine Zucker Sekundäre Pflanzenstoffe 2 * Saure Extraktion Raffinat Proteine 2 * Proteinextraktion Raffinat Pasteurisierung Pressen Trocknung und Vermahlung LupinenBallaststoff © Fraunhofer IVV Einfluss des Maßstabs auf die Eigenschaften der Ballaststoffe Ballaststoff aus dem Technikum © Fraunhofer IVV Ballaststoff aus dem Labor Einfluss der Trocknungsbedingungen die Bindungseigenschaften der Ballaststoffe 6 Wasser- / Ölbindung [mL/g] Wasserbindung [mL Wasser/ g Faser] 5 Ölbindung [mL Öl/ g Faser] 4 3 2 1 0 ohne mit Homogenisieren Gefriertrocknung © Fraunhofer IVV Sprühtrocknung 10 h, Vakuum 18 h 70 °C 18 h 24 h 80 °C Kontakttrocknung 45 min 60 min 150 °C Einfluss der Trocknungsbedingungen die Oberflächenbeschaffenheit der Ballaststoffe Gefriertrocknung (max. 60 °C) © Fraunhofer IVV Kontakttrocknung 130 °C Entwicklung von Rezepturen mit Lupinenballaststoffen mit der Industrie für Humanstudien © Fraunhofer IVV Humanstudien © Fraunhofer IVV Vergleich der Effekte zwischen Lupinen- und Zitrusfaser © Fraunhofer IVV Studiendesign © Fraunhofer IVV Standardisierte Kost während der Interventionsstudie © Fraunhofer IVV Vergleich mit anderen Ballaststoffpräparaten © Fraunhofer IVV Ergebnisse: Einfluss auf den Cholesterinspiegel © Fraunhofer IVV Ergebnisse: Einfluss auf das hs-CRP © Fraunhofer IVV Zusammenfassung Verarbeitung hat großen Einfluss auf Biofunktionalität Mechanismen der Bindung besser verstanden positive Effekte der Ballaststoffe (Uni Jena): © Fraunhofer IVV
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