Welche Möglichkeiten bietet Functional Food - Hochschule ...

Sekundäre Pflanzenstoffe und ihre WirkungenSekundäreHinweise für folgende WirkungenPflanzenstoffeA B C D E F G H ICarotinoide X X X XPhytosterine X XSaponine X X X XGlucosinolate X X XPolyphenole X X X X X X X XProtease-Inhibitoren X X XMonoterpene XPhytoöstrogene X XSulfide X X X X X X X X XPhytinsäure X X X X XA= anticanzerogen B= antimikrobiell C = antioxidativD = antithrombotisch E = immunmoduliernd F = entzündungshemmendG= Blutdruck-regulierend H = Cholesterin-senkend I = Blutglucose-regulierend(DGE: Ernährungsbericht 1996)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Rangfolge der RisikenVerbraucherUmweltverunreinigungenZusatzstoffeFalsche ErnährungMikroorganismenNatürliche StoffeWissenschaftFalsche ErnährungMikroorganismenNatürliche StoffeUmweltverunreinigungenZusatzstoffeQuelle: DiehlBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Functional Food – Designer Food:Der Schlüssel zur gesunden Ernährung?•Günstige Beeinflussung der Gesundheit durch speziell zusammengesetzteoder optimierte Lebensmittel:• Dadurch Verringerung ernährungsbedingter Erkrankungen Krebs Herz- und Kreislauferkrankungen Übergewicht – Diabetes•Risiko: Überprüfung der Zusammensetzung und der gesundheitlichen Wirksamkeit oft schwierig Regulation von Nahrungsmittelzufuhr Zunehmender Verlust des Bewusstseins für eine gesunde ErnährungsweiseBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

nutritive Aspekte (Nährstoffversorgung);Ausgangssituation Sicherheitsaspekte (mikrobiologisch, toxikologisch); technologisch-funktionelle Aspekte; Aspekte gesundheitsorientierter Vermeidungsstrategien; sozial-ethische Aspekte und positiv präventive (Functional-Food-) Aspekte.VitCFolsB12B6B2B1VitEVitAVitDIodFeMgCaKHBallstKHNaCholGesFsFettEnergVitCFolsB12B6B2B1VitEVitAVitDIodFeMgCaKBallstKHNaCholGesFsFettEnerg0 50 100 150 200 250 300% der DGE-Empfehlungen Empfehlungen (Männer)0 50 100 150 200% der DGE-Empfehlungen Empfehlungen (Frauen)Mittlere Nährstoffzufuhr der Bevölkerung in % der empfohlenen täglichen Zufuhr.Neuberechnung aus der nationalen Verzehrstudie 1985-1989. 1989.Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Forderungen und Voraussetzungen bei vernünftigenFunctional-Food-KonzeptenI) Was ist wichtig und sinnvoll1. Die wissenschaftliche Absicherung der Wirkung und zwar sowohl für die „Wirksubstanz“ alsauch für das Anwendungsprodukt2. Die richtige Dosierung, die geeignete „galenische“ Zubereitung3. Die ausreichende Information und Aufklärung der passenden „Zielgruppe“ zur Erzielung eineradäquaten Akzeptanz durch die Konsumenten4. Strategien für eine konstante und langfristige Anwendung5. Die sinnvolle Anwendung über ein passendes LebensmittelII)Was ist unsinnig1. unsichere Substanzen2. falsche Dosierung3. der falsche Lebensmittelträger4. ständiger Wechsel der Produkte oder StrategienII)Was ist gefährlich1. Überdosierung2. ggf. schädliche Nebenwirkungen (toxische Verbindungen)3. Verführung zu einseitiger Ernährung4. Imbalancen und AntagonismenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

ErnährungszieleNährstoff Nährstoffaufnahme (%)VorhandenKohlenhydrate 46 58Polymere 22 48Zucker (natürlich) 6Zucker (isoliert) 18 10Protein 12 12Fett 42 30Gesättigt 16 10Mono-ungesättigt 19 10Mehrfach-ungesättigt 7 10ZielBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Einige Beispiele für die zeitliche Reichweite vonFunctional-Food-MaßnahmenAnwendung (+) und Wirkungseintritt (++)Wirkungenblutdrucksenkend (Peptide)HKK *) -Prävention dazukurzfristig(Wochen)++-mittelfristig(Monate) (bisJahre)+-langfristig(20 – 30 Jahre)+++Cholesterinsenkung (Phytosterole)HKK-Prävention dazu++-+-+++probiotischImmunstimulierung dazuggf. Krebsprävention(ω-3-Fettsäuren) gerinnungshemmendantiarrhythmisch+++antiarrhythmisch ++ + +++--+++++++-+++Senkung der Plasma-TriglycerideHKK-Prävention dazu++++++++++Homocysteinsenkung (Folsäure)HKK-Prävention dazu+-++-+++Osteoporose (Phytoöstrogene) + + ++Krebsprävention (Flavonoide) + + ++Krebs- und HKK-Prävention (Vitamin E) + + ++*)HKK= Herz-Kreislauf-KrankheitenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Anreicherung von Lebensmitteln mit Nährstoffen(absolute Zahlen)Lebensmittelgruppenalle Getränke Süßwaren Cerealien MilcherzeugnisseGesamt 288 95 57 53 35Vitamin C 179 86 48 6 13Vitamin B6 164 38 24 53 21Vitamin B1 156 36 18 53 21Folsäure 132 34 20 53 11Vitamin E 115 35 13 26 24Vitamin B12 104 30 20 30 10Calcium 43 13 10 - 9Magnesium 26 11 3 - 5Eisen 20 - 1 17 1Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Abgrenzung zwischen den Zielen der „Vollwertigen Ernährung“, derNährstoffanreicherung bzw. NahrungsergänzungVollwertige Ernährung optimiert die Nährstoffzufuhr mit gewissen Vorteilen in speziellen präventivenBereichen wie Osteoporose und KrebsNährstoffanreicherung und Nahrungsergänzung können eine fast vollwertige Ernährung komplettieren wie im Falle von Jod undFolsäure, eine einseitige Ernährung aber kaumFunctional Food Ziel: Präventive Wirkungen in spezieller Richtung (z. B. Osteoporose, HerzKreislauf-Erkrankungen, Krebs, probiotische Wirkungen) Substanzen: Nährstoffe mit Sonderwirkung, sekundäre Lebensmittel-InhaltstoffeTräger: Lebensmittel und NahrungBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Auswahl Folsäure-angereicherter Produkte in DeutschlandLebensmittelgruppe Produktname µgFolsäure / 100gbzw. 100 mlCerealienOptima Nut FeastKellop`s Special KNestlé Fitness125333340Müsliriegel /FruchtschnittenKellog`s Nutri Grain135HeidelbeereSeitenbacher Fitness-Riegel 400GetränkeDeit ZitroneChristinen MultivitaminMultivitamin hohes C3030100MilchprodukteDanone Vita LineaStrothmann Molke DrinkMulti-VitaminMultivitamin Buttermilch243040Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Relatives Risiko (RR) mit der Adipositas assoziierterErkrankungen [30]stark erhöhtRR > 3DiabetesInsulinresistenzFettstoffwechselstörungenBluthochdruckGallenerkrankungendeutlich erhöht2 < RR ≤ 3Herz-Kreislauf-ErkrankungenHyperurikämie, GichtOsteoarthritisleicht erhöht1 < RR ≤ 2Verschiedene Krebsformen(Brust, Endometrium, Dickdarm)UnfruchtbarkeitHormonelle StörungenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Aufnahme an Gesamtballastoffen – bzw. an Vollkornerzeugnissenund KHK-Risiko– epidemiologische DatenStudiePersonenzahlFollow upin JahrenRelatives Risiko* (95 % CI)Ireland-Boston Diet Heart StudyKUSHI et al., 1985 [54]1.001 Männer30 – 61 Jahre200,57 (0,33-0,97) Total fibreHealth Professionals follow-upStudyRIMM et al., 1996 [81]43.757 Männer40 – 75 Jahre60,64 (0,47 – 0,87) Total fibre0,73 (0,56 – 0,94) Cereal fibre0,84 (0,65 – 1,08) Vegetable fibre0,82 (0,63 – 1,07) Fruit fibreATBC Study **PIETINEN et al., 1998 [77]21.930 Männer50 – 69 Jahre6,10,68 (0,52 – 0,88) Total fibreIowa Women Health StudyJACOBS et al., 1998 [45]34.492 Frauen55 – 69 Jahre100,70 (0,50 – 0,98) Whole grainNurses Health StudyLIU et al., 1999 [60]WOLK et al., 1999 [113]68.782 Frauen34 – 64 Jahre100,75 (0,59 – 0,95) Whole grain0,66 (0,49 – 0,88) Whole grain* Gruppe mit höchster Aufnahme im Vergleich zur Gruppe mit geringster Aufnahme** ATBC: Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention StudyCI: Confidenzintervall (Schließt das CI die 1,0 nicht ein, so sind die Ergebnisse statistisch signifikant mit p < 0,05)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Wichtige mineralstoffreiche Calcium-VerbindungenCalciumcarbonat CaCO 340 % CaCalciumhydroxylapatit (Knochen)40 % Ca 18,5 % PCalciumphosphat (tertiär) Ca 3 (PO 4 ) 2 39 % Ca 20 % PCalciumphosphat (sekundär) CaHPO 4 *2H 2 O23 % Ca 18 % PCalciumdihydrogenphosphas (primär) Ca(H 2 PO 4 )*H 2 OCalcium-Glycerophosphat (C 3 H 7 Ca 6 PCalcium-Laktat (CH 3 -CH-OH-COOH) 2 CaCalcium-Citrat (C 6 H 5 O 7 ) 2 Ca 3 *4H 2 O2 4 216 % Ca 25 % P19 % Ca 15 % P13 % Ca21 % CaBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Laut Diätverordnung festgelegt Mindest- und Höchstmengenan Calcium pro Tag für bilanzierte Diäten [48]SäuglingeKleinkinder und Schulkinder bis 12 JahreHeranwachsende und ErwachsendeSchwangereMindestmengemg / Tag300400600800Höchstmengemg / Tag800120018002000Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Gesicherte und mögliche Gesundheitseffekte von Pro-und PräbiotikaGesicherte EffekteGeringere Häufigkeit und Dauerverschiedener DurchfallerkrankungenSenkung der KonzentrationgesundheitsschädlicherStoffwechselprodukte undkrebspromovierender Enzyme im DickdarmImmunmodulationFörderung der Laktoseverdauung beiLaktosemalabsorbernMögliche EffekteFörderung oder Erhalt einer optimalen DarmfloraMotilitätsregulierung bei ObstipationEinsetzbar bei VaginitisVerhinderung von KrebsStärkung des Immunsystems, Verhinderung vonInfektionskrankheiten, Reduktion von Allergien undAutoimmunerkrankungen, Einsatzmöglichkeiten alsAdjuvansSenkung des Cholersterolspiegels, Beeinflussung desLipidstoffwechselsSteigerung der Mineralstoffresorption,OsteoporosepräventionBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Referenzwerte für die tägliche Folsäurezufuhr (nach [1])AlterFolsäure (Nahrungsfolat)µg-Äquivalent 1 / TagSäuglinge0 bis unter 4 Monate 24 bis unter 12 MonateKinder1 bis unter 4 Jahre4 bis unter 7 Jahre7 bis unter 10 Jahre10 bis unter 13 Jahre13 bis unter 15 Jahre6080200300300400400400Jugendliche und Erwachsene15 bis unter 19 Jahre 319 bis unter 25 Jahre 340025 bis unter 51 Jahre 340051 bis unter 65 Jahre40065 Jahre und älter400Schwangere 3 600Stillende 6001Berechnet nach der Summe folatwirksamer Verbindungen in der üblichen Nahrung =Folat-Äquivalente (gemäß neuer Definition).2Hierbei handelt es sich um einen Schätzwert3Frauen, die schwanger werden wollen oder könnten, sollten zusätzlich 400µg synthetische Folsäure (=Pterolymonoglutaminsäure / PGA) in Form vonSupplementen aufnehmen, um Neuralrohrdefekten vorzubeugen. Diese erhöhte Folsäurezufuhr sollte spätestens 4 Wochen vor Beginn der Schwangerschafterfolgen und während des ersten Drittels der Schwangerschaft beibehalten werden.Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Lebensmittelinhaltstoffe und deren Derivate als Functional-FoodFood-WirksubstanzenProduktklassen und biologische Wirkungen Vorkommen1. 1. Proteine, Peptide, Aminosäuren· - blutdrucksenkend, Opiat-Wirkung, resorptions-fördernd, immunstimulierend *) ,antibiotisch- leistungssteigernd (Kreatin, Taurin? *) , Magnesiumaspartat)2. Poly- und Oligosaccharide- Ballaststoffe mit spezifischen Wirkungen *) (β-Glucane, Psyllium, Pektine,resistente Stärken, Chitosane, Algenprodukte, Pflanzengummis, Cyclodextrine)- Fructooligosaccharide (Inulin etc.) *) , andere Oligosaccharide, Zuckeralkohole3. Lipide- spezielle Fettsäuren (u. a. n-3-Fettsäuren)- konjugierte Linolsäuren- Pflanzensterole *) , andere Fettbegleitstoffe- Antioxidantien (Tocopherole *) , Carotinoide)- Resveratrol4. Mineralstoffe und Vitamine- Magnesium, Eisen, Jod, Selen, Chrom- Folsäure, Vitamin K, Niacin· Milch, (z.B. Caseinpeptide)unterschiedlichGetreide, Samen, Algen, Obst,Gemüse, „Harze“, Wurzeln undKnollen, synthetisch, durchDerivatvisierungFische, Einzeller, tier. Fette,SyntheseÖleÖle, Samen, GemüseObst, Gemüse (Wein)unterschiedlich(biotech.) SyntheseBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Lebensmittelinhaltstoffe und deren Derivate als Functional-Food-WirksubstanzenProduktklassen und biologische WirkungenVorkommen5. Phenole und Polyphenole- Nicht-Flavonoide (z. B. „einfache“ Phenole)- Flavonoide (Quercetin) Isoflavonoide, Lignane(Phytoöstrogene)- andere (z. B. kondeniserte Tannine, Lignin)6. Sonstige- Terpene (z. B. Limonen, Carvon)- Sulfide und Thiole (Alliin, Allicin)- Saponine- Glucosinolate, Isothiocyanate(Senfölglycoside), Indole- Proteaseinhibitoren?- Phytate ?- Andere ? (z. B. Alkaloide wie Coffein, Guarana)Citrusfrüchte, GemüseObst, Gemüse, TeeSoja, Getreide, GemüseGetreide, Tee, GemüseCitrusfrüchteKnoblauch, BrokkoliSoja, BlattgemüseKruziferen (Kohl u. a.)7. Probiotika spez. Mikroorganismen*)auf diesen Gebieten liegt eigene Erfahrung vorBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Bedeutung der Ballaststoffe bei ernährungsabhängigenErkrankungenErkrankungen des Gastrointestinaltraktes positive Effekte bei Obstipation, Dickdarmdivertikulose, Hämorrhoiden und Cholesterolgallensteinen positive Beeinflussung der Darmflora, bifidogener Effekt mögliche Beeinflussung des Immunsystems antikarzinogene Wirkung hinsichtlich Kolonpolypen und KolonkarzinomAdipositas mögliche positive Effekte auf die Sättigung und die Verzögerung der Appetitentwicklung(Sättigungsdauer) Verminderung der Energieaufnahme und der Energiedichte, Gewichtabnahme?Diabetes mellitus positiver Einfluss auf die postprandiale Blutglucosekonzentration und die Insulinsekretion(Abschwächung der glykämischen Respons) Verbesserung der glykämischen KontrolleHypercholesterolämie, koronare Herzkrankheit (KHK) positive Effekte auf den Fett- und Cholesterolstoffwechsel verzögerte Lipidabsorption cholesterolsenkende WirkungBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Forderungen und Voraussetzungen bei vernünftigen Functional-Food-KonzeptenI) Was ist wichtig und sinnvoll1. Die wissenschaftliche Absicherung der Wirkung und zwar sowohl für die „Wirksubstanz“ als auch für dasAnwendungsprodukt2. Die richtige Dosierung, die geeignete „galenische“ Zubereitung3. Die ausreichende Information und Aufklärung der passenden „Zielgruppe“ zur Erzielung eineradäquaten Akzeptanz durch die Konsumenten4. Strategien für eine konstante und langfristige Anwendung5. Die sinnvolle Anwendung über ein passendes LebensmittelII) Was ist unsinnig1. unsichere Substanzen2. falsche Dosierung3. der falsche Lebensmittelträger4. ständiger Wechsel der Produkte oder StrategienIII) Was ist gefährlichÜberdosierung1. ggf. schädliche Nebenwirkungen (toxische Verbindungen)2. Verführung zu einseitiger Ernährung3. Imbalancen und AntagonismenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Prinziplösungen für Functional Food mit dem Ziel derAdipositaspräventionMechanismusMaßnahmeHerabsetzung des Energiegehaltes vonLebensmitteln• Vergrößerung des Volumens• Reduktion der Energiedichte• Reduktion des Fettgehaltes• Reduktion des Kohlenhydrat-, speziell des Zuckergehalts• Verringerung des Fett-Kohlenhydrat- Verhältnisses• Erhöhung des Ballaststoffgehaltes• Erhöhung des Anteils resistenter StärkeHerabsetzung der Energieaufnahme durchBeeinflussung des Sättigungseffekts derNahrung• Vergrößerung des Volumens• Reduktion der EnergiedichteNahrung • Reduktion des Fettgehaltes• Verringerung des Fett-Kohlenhydrat-Verhältnisses• Verminderung des glykämischen Index‘• Erhöhung des Ballaststoffgehalts• Erhöhung des Anteils resistenter Stärke• Veränderung der MahlzeitenhäufigkeitBeeinflussung der energischen Effektivitätder Nahrung• Verringerung des Fett-Kohlenhydrat-Verhältnisses• Verminderung des glykämischen Index‘• Erhöhung der nahrungsinduzierten Thermogenese (Coffein,Inhaltstoffe scharfer Gewürze wie Ingwer, Chilli, Senf)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

„Brennpunkte“ bei Functional Food1. Rechtliche Fragen (Rechtsgrundlagen, „claims“)2. Wissenschaftlicher Nachweis der Wirkung (für die Reinsubstanz?Im „compound“?)3. Konkurrenz zur vollwertigen Ernährung4. Verabreichung in der richtigen Menge (nicht zu wenig und nicht zuviel)5. Einfluss auf den „Grundcharakter“ des Lebensmittels (z. B. nichtzu viel Fett in Brot)6. Verhalten der Wirksubstanzen im Lebensmittel (Abbau,Abbauprodukte etc.)7. Akzeptanzproblematik8. Langfristige Compliance des Verbrauchers (Geduld und„Substanztreue“)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Frisch geerntete Erbsen (100%)Blanchieren75%75% 75% 75%TiefkühlungDosenkonservierungLufttrocknungGefriertrocknung75%Auftauen71%63%63% 63%KochenKochenAufwärmenKochenKochen44%39%36%25%35%Veränderung der Ascorbinsäure (Vitamin C) bei der Verarbeitung und Zubereitungvon Erbsen. Bezogen auf einen Gehalt von 100 % im erntefrischen ProduktBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

ErnährungWichtige Trends für die nächsten 20 Jahre (weltweit) nahezu Verdoppelung der Erdbevölkerung mehr Getreide, Obst und Gemüse die Zahl der Vegetarier wird von jetzt < 5% auf > 20% steigen weniger Fleisch, Geflügel Bedeutung der Intensiv-Landwirtschaft steigt dramatisch Bedeutung der Aqua-Kultur steigt dramatischBedeutung der Blauen Biotechnologie steigtBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Gentechnik kann für Allergiker ein Segen sein: Coeliakie bei best. Getreide, F+E in Deutschland Reis: in Japan wurde bereits ein best. Protein (Allergen) entfernt eine Reihe anderer Allergene, sind identifiziert (Gewürze, Obst etc.)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

AllergieKiwi aus Neuseeland es traten bald erste Kiwi-Allergien aufThese: Die neuen Verfahren der Gentechnik bergen keine größeresRisiko als die Einführung neuer Lebensmittel.(Allerdings kein Gentransfer von Lebensmittel zu Lebensmittel)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ernährung in der Weltderzeit 800 Mio. Hungernde, ca.10 Mio. Tote/Jahrz.B.: >200 Mio. Menschen leiden unter Vitamin A-Mangel (Augenlicht) bahnbrechender Erfolg durch: Züchtung einer Reissorte(„goldener Reis“) mittels Gentechnik, die Proviatamin A bildet undim Korn einlagert.Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Europa1950 in Afrika ≅ MenschenHeute ≅ Europa * 2 Menschen2Um alle Menschen ernähren zu können, müsste in der „3. Welt“ in nureinen Generation die Lebensmittelproduktion um 75% steigen.Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Weltbevölkerung heute: 6,2 Mrd. (2002)In 25 Jahren: ca. 8 Mrd. Menschen(Verdoppelungszeit ∼ 40 Jahre)Wachstum: 90 Mio. Menschen/Jahr(primär in den Entwicklungsländern)Ackerfläche/weltweit: 1,5 Mrd. ha 90% !Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

ErnährungWichtige Trends für die kommenden 20 Jahre/weltweit mehr Wissen über die Ernährung (z.B. Funktionelle Lebensmittel) mehr Toxine: natürliche und synthetische mehr Wissen über Toxine mehr F+E bezüglich Lebensmittel-Bestandteile und Ingredients mehr Gentechnologie mehr Wissen über holistische Ernährung („go natural“)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Kriterien zum wissenschaftlichen Nachweis der Wirkung vonFunctional Food1. Laborversuche1.1. Ableitungen aus „molekular- und zellbiologischen Befund“1.2. Tierversuche1.3. „Ex vivo“-Versuche (z. B. Versuche an oxidierten LDL-Partikeln)2. Versuche mit und an Menschen2.1. Epidemiologische Untersuchungen (retrospektiv und prospektiv)2.2. Verwendung von „Biomarkern“2.3. Ableitungen aus Patienten mit Stoffwechselkrankheiten2.4. Gezielte Versuche mit gesunden PersonenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

40 mg Sialyl-Lactose / l Milch500 mg Sialyl-Lactose / l MuttermilchSialyl-LactosePreis: 70.000 US Dollar / kg Sialyl-Lactosefür klinische Formulierungen: 1 %ige LösungBeispiel:Kindernahrung: α-Lactalbumin: 75 %(bereits entwickelt) β-Lactalbumin: 25 %Sialyl-Lactose: 5 %z. B. Milupa 100 %==================Senior-Nahrung:neue ChancenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Stand der Analysentechniken und der Datenbasis für verschiedenebioaktive Pflanzenstoffe, Y= vorhanden, n= nicht vorhandenAnalytische DatenStoffgruppe Lebensmittel Körpergewebe DatenbankenBallaststoffe Y Y (S) a) Y b)Carotinoide Y Y (P) Y c)Pflanzensterole Y N NSaponine Y N NPhenole Y N NPolyphenole (Flavonoide)(Nicht-Flavonoide)YYPhytoöstrogene (Isoflavone)YY (U, S, P)Y e)(nicht Isofavone)YNNGlucosinolate/Isothiocyanate Y Y (U) NIndole Y N NSulfide & Thiole Y N NProtease-Inhibitoren Y N Na)U=Urin, S = Stuhl, P= Blutplasmab)USDA-Nutrient Database for Standard Reference, www.nal.usda.gov/fnic/foodcompc)USDA-Nutrition Coordination Center Carotenoid Database; www.nal.usda.gov/fnic/foodcompd)in Ausarbeitung, wird verfügbar gemacht unter www.nal.usda.gov/fnic/foodcompe)USDA-Iowa Sate UniversityFlavonoid DatabaseNNN d)NBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Lebensmittel mit Inhaltstoffen♣ Nährstoffe (primäre Funktion)♦ wirksamer Begleitstoff (sekundäre Funktion) positiv oder negativ(z. B. Phytat, Fruchtsäuren)♥ präventive – therapeutische Wirkung (tertiäre Funktion)Natives Lebensmittel♣♣♦♦♥ErnährungSelektion (auch gentechnisch)EliminationKonzentrationAdditionIsolation♣♣♦♥♥♣♦♥♥♣♥♥♣♣♦♦♥♥♥♥♥Func-tionalFoodMedizinLebensmittel-Nutraceuticals-MedizinLebensmittel-Nutraceuticals-MedizinBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Die zehn marktbeeinflussenden TrendsEssen außer HausStruktur des LEHQualität vonPreiszehn produktübergreifendemarkbestimmende TrendsEntwicklung derFreizeitGeschmack &GesundheitalternativeNahrungsmittelBio-KostveränderteBevölkerungsstrukturenUmweltsensibilisierungQualitätskennzeichnungPolarisierung derNachfrageBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

MilchImmunglobulineLactoferrinα-Lactalbuminβ-LactalbuminSialyl-LactoseantiviralantibiotischFraktionen der Milch mit immunmodulierenden EigenschaftenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Am Entstehen von Lebensmittel-bedingten bedingtenKrankheitsausbrüchen beteiligte FaktorenBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ausbrüchen von Lebensmittelinfektionen in Deutschland(beteiligte Lebensmittel: 1993-1997) 1997)Vegetarische Produkte2,3 %Fisch, Fischprodukte,Weichtiere1,4 %ZusammengesetztesEssen10,5 %Andere Produkte dieEier beinhalten9,6 %M ilch, M ilchprodukte,Käse4,2 %Kuchen/Pudding/Eis(enthalten Eier)28 %Geflügel,Geflügelprodukte3,3 %M ayonnaise/Sossen/Salate (enthalten Eier)11,0 %Anderes0,4 %Keine Ahnung12,4 %Fleisch,Fleischprodukte 16,9 %Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Faktor ErregerErreger-Auftreten „neuer“ (emerging) bakterieller Infektionserreger- Enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC, E. coli 0157:H7) #- Campylobacter jejuni, C. coli- Listeria monocytogenes*- Yersinia enterocolitica*-Wiedererstarken (re-emerging) bekannter bakterieller Erreger mitveränderten Eigenschaften- Multiresistenz von Salmonella Typhimurium DT 104(Ampicillin, Chloramphenicol, Streptomycin, Sulfonamide,Tetracycline)-Persistenz des Epidemiestammes Salmonella Enteriditis PT 4#Hohe Tenazität gegenüber Säuren, niedrige minimale Infektionsdosis (10-100 Keime)* Wachstum bei 0-5°CBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Faktor LebensmittelLEBENSMITTEL- Veränderungen bei der - Gewinnung- Behandlung- Verarbeitung- Vermarktung- Globalisierung des Lebensmittelhandels- Intensiv – Tierhaltung / Konzentration der Tierbestände- Widerspruch zwischen dem Wunsch nach höchstmöglicher Sicherheitund minimaler Konservierung der Lebensmittel(frische Lebensmittel bei geringer Verarbeitungstiefe und gleichzeitig langer Haltbarkeit)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Mikrobiologische Risiken als Funktion von Erreger,Übertragungsweg und WirtMIKROBIOLOGISCHE RISIKEN & LEBENSMITTELSICHERHEITEin pathogener Mikroorganismus wird zu einem wichtigenGesundheitsproblem wenn:- Änderungen bei ihm selbst auftreten- Erhöhung der Virulenz- Erhöhung der Tenazität- Erwerb weiterer „negativer“ Eigenschaften (Antibiotikaresistenz)- Änderung der Übertragungswege stattfinden- Lebensmittelherstellung und –distribution- Änderung der Abwehrlage beim Wirt auftreten- Anstieg der immunkompromittierten Bevölkerungsgruppen- Alter- Fehl- und Unternährung- Hygienefehler beim Umgang mit LebensmittelnBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Teufelskreis der selektiven WahrnehmungDas schlechte Imagevon Nahrungsmittelnführt zuSensibilisierung derVerbraucherverstärktverstärktSelektive MedienberichterstattungfördertverstärktSelektive Wahrnehmungvon negativen Eigenschaftenvon Nahrungsmittelndurch denVerbrauchernach v. Alvensieben (1998)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Übersicht über wichtige Erreger vonLebensmittelinfektionen und -intoxikationenERREGERLEBENSMITTELINFEKTION UND - INTOXIKATIONENBAKTERIEN- Salmonella spp.- S. Enteritidis- S. Typhimurium- andere Enteritis-Salm.- E. coli-Gruppe- Enterhämorrhagische (EHEC, 0157:H7)- Enterotoxinogene (ETEC)- Enteronivasive (EIEC)- Enteropathogene (EPEC)-Campylobacter spp. - Streptococcus pyogenes- Listeria moncytogenes - Clostridium perfringens- Yersinia spp. - Staphylococcus aureus- Aeromonas spp. - Bacillus cereus- Plesiomonas shigelloides - Clostridium botulinum- Vibrio cholerae- Shigella spp.- Brucella spp.VIREN- Hepatitis A-Virus- Hepatitis E-Virus- Rotavirus- Norwalk-like Viren- AstrovirenPROTOZOEN- Cyclospora cayetensis- Cryptosparidium parvum- Giardia lamblia- Entamoeba histolyticaBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

40%3020100_X_X25-34 35-44 45-54 55-64 65-74AltersgruppeFrauenMännerEinnahmen von Vitamin- und Mineralstoffpräparaten durchverschiedene Altersgruppen in der Reigion Ausgsburg (MONICA-Querschnittstudie 1994/95) Nach [13])Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

vollwertigeNahrungErnährungs-Verhalten(Information undMotivation)Sonder-Wirkung? SonderbedarfleereKalorienNähr-stoff-VerlusteAnreicherungErgänzungFunctional FoodNahrungsanreicherung, Nährstoffergänzung und Functional Food:So kann`s funktionieren!Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

DurchschnittlicheCholesterin-Senkung (%)0-2-4-6-8-10-12-14Butter becel becel pro-acitv0,000,00-2,10-3,20-8,20-12,10GesamtcholesterinLDL-CholesterinIntensive Cholesterin-Senkung durch PhytosteroleBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Alterskorrigierte 6-Jahres-KHK-Mortalität pro 1.000 Männer2520151050KHK-Mortalität140 160 180 200 220 240 260 280 300 320Serum-Cholesterin (mg/dl)KHK-Mortalität in Abhängigkeit vom Cholesterin(Quelle: Martin et al.: Serum-Cholesterol, Blood Pressure and Mortality,Lancet 1986; II: 933-936) 936)Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

-14,00%Quotient LDL- /HDL-Cholesterin-13,00%LDL-Cholesterin-8,30%Gesamtcholesterin-15% -14% -13% -12% -11% -10% -9% -8% -7% -6% -5% -4% -3% -2% -1% 0%Durchschnittliche Änderung der Blutfette nach Verzehr einer mit Phytosterolen angereichertenMargarine im Vergleich zum Verzehr einer herkömmlichen Margarine.Ein neuer Weg: Phytosterole in der diätischen Lipidtherapie(Quelle: Weststrate, J. A. & Meijer, G. W.: Eur J Clin Nutr. 1998;52:334-4343Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Jahre 35-44 45-54 55-64 65-74 75-840Meta-Analysevon 10prospektivenKohortestudien,3 internationalenStudien, 28randomisiertenInterventionsstuden-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6-20% -19%-27%-39%-54%Zielparameter: Reduktion der KHL-Inzidenz bzw. Mortalität bei einer Senkung desGesamtcholesterins von ca. 10 % (0,6 mmol/l = 23 mg/dl)Mittlere Reduktion des KHK-Risikos bei 10%Cholesterin-SenkungBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Nahrung1.000 mg 850 mgIntestinumFäzes300 mg 150 mg500 mgPlamsa Ca350 g10.000 mg500 mg9.890 mg40 mgNiereKnochenHaut110 mgHarnCalciumstoffwechsel eines Erwachsenen mitausgeglichener CalciumbilanzBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ernährungssituation heuteRelation von Über-, Normal- und Untergewicht iminternationalen VergleichErnähungsbedingte Krankheiten0 0,9 4,7 4,8 3,9 3,2ErnährungsfehlerMögl. Gesundheitsstörungen6045,7 43,2 41,1 41,3 42erhöhte Fett- undCholesterinzufuhrerhöhter Fett- und ZuckerkonsumArteriosklerose mit dem Risiko von Herz- undKreislauferkrankungen, bestimmte KrebsartenDiabetis mellitus Typ IIAlkoholKohlenhydrateerhöhter ZuckerkonsumKaries3039,3 39,1 39,6 40,4 40,4FettEiw eißballaststoffarme Kosterhöhter AlkoholkonsumVerdauungsstörungen, bestimmte KrebsartenLeberzirrhose10 14,1 13 14,5 14,4 14,4Empfehlung 16 – 18der DGE Jahre19 – 35Jahre36 – 50Jahre51 – 65Jahre65 Jahreund ältererhöhte Aufnahme von Purinendurch zuviel tierisches Eiweiß undübermäßigen AlkohlkonsumGichtDie Häufigkeit von Über-,Normal- undUntergewicht iminternationalen VergleichBMI alte neue GB USA< 20 mw20 – 25 mw25 – 30 mwBundesländer3,8012,2049,6048,0042,0028,102,9016,1049,0066,7037,9028,006,0012,0049,0052,0037,0024,005,5014,9043,2046,2039,6046,20> 30 mw10,6011,6010,209,208,0012,0011,7015,20Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ernährungssituation heuteErnährungssituation bei Männern und Frauenverschiedenen AltersStarkübergewichtig5,29,312,421,317,213,6Bewertung des BMI nach der höchstenLebenserwartung ohne Berücksichtigung des Alters:Klassifikation BMI männlich BMI weiblichUntergewicht < 20 < 19Leichtübergewichtig18,41833,130,4Normalgewicht 20 – 25 19 – 24Übergewicht 25 –30 24- 3037,637,9Adipositas 30 –40 30 –40Normalgewichtig33,929,730,343,233,9massive Adipositas > 40 >4038Bewertung des BMI nach der höchstenLebenserwartung unter Berücksichtigung des Alters:Leichtuntergewichtig38,4 39,632,8 29,427,619,734,621,3Altersgruppewünschenswerter BMI19 – 24 Jahre 19 - 2425 - 34 Jahre 20 – 2535 – 44 Jahre 21 – 26Starkuntergewichtig4 3,4Männer Frauen19 – 35 Jahren16,2181,31 1 0,7 0,61,6 1,6Männer Frauen36 – 50 Jahren8,6Männer Frauen51 – 65 Jahren12,3 13Männer Frauen65 Jahren u. älter45 - 54 Jahre 22 – 2755 – 64 Jahre 23 – 28> 64 Jahre 24 – 29Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ernährung im AlterBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Ernährungsempfehlungen:Das Fundament der Ernährungspyramide sind GetreideprodukteBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Bremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food

Zusammenfassung- Technologien der Lebensmittelherstellung und begleitendeKonzepte (HACCP, GMP, Hürdentechnologie, voraussagendeMikrobiologie) garantieren größtmögliche Sicherheit- Hygiene-Niveau der Lebensmittel ist hoch- Mikrobiologische Risiken konzentrieren sich auf bekannte„Problem-Produkte“- Geographische Unterschiede bezüglich des Risikospektrums- Mikrobiologische Risiken steigen bei Technologieänderungenohne begleitende wissenschaftliche AbsicherungBremerhavener Institut für Lebensmitteltechnik und BioverfahrenstechnikWelche Möglichkeiten bietet Functional Food