Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Reduktion des zahnschädigenden Potenzials von zuckerhaltigen Fruchtgetränken durch Reformulierung mit antikariogenen Polyphenolen

Fruchtsäfte und daraus hergestellte Getränke liefern gesundheitsrelevante Inhaltsstoffe, wie Vitamine, Mineralstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe, wie Polyphenole. Neben positiven ernährungsphysiologischen Wirkungen zeigten bestimmte Polyphenole auch karieshemmende Wirkungen (Hemmung der Kariesbakterien, der Biofilmbildung, des pH-Abfalls, der Enzymaktivität von Amylase und Glucosyltransferase). Diese Wirkungen sind bisher aber noch nicht ausreichend in Humanstudien gezeigt worden. Karies ist weltweit eine der meistverbreiteten, nicht übertragbaren, chronischen Erkrankungen, die alle Altersgruppen betrifft, zu verminderter Lebensqualität führt und hohe Gesundheitskosten verursacht. Produktionstechniken, mit denen der natürliche Polyphenolgehalt erhöht werden kann, bieten die Möglichkeit, neue polyphenolangereicherte, gleichzeitig zuckerabgereicherte Getränke auf Fruchtbasis zu entwickeln.

Ziel des Vorhabens ist es, unter Verwendung verschiedener polyphenolreicher Früchte mit unterschiedlichem Polyphenolprofil polyphenolreiche und zucker- sowie säurereduzierte Fruchtgetränke herzustellen, die sowohl ein reduziertes kariogenes sowie erosives Potenzial, als auch gute sensorische Eigenschaften haben.

Im Bereich der Lebensmittel mit gesundheitsförderndem Zusatznutzen gehören Getränke zu den umsatz- und wachstumsstärksten Produkten. Die Ergebnisse werden insbesondere für KMU eine Basis zur Entwicklung neuer innovativer Produkte sein.

Ergebniszusammenfassung:

Das Verbraucherinteresse an einer gesunden Ernährung und gesundheitsrelevanten Inhaltsstoffen wie Vitamine, Mineralstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe, darunter Polyphenole wächst. Getränke auf Fruchtsaftbasis gehören zu den umsatz- und wachstumsstarken Produkten unter den Lebensmitteln mit gesundheitsförderndem Zusatznutzen. Hieraus ergeben sich insbesondere für KMU Chancen zur Entwicklung innovativer Produkte auf Fruchtsaftbasis.

Für die Herstellung polyphenolreicher Getränke wurden die Polyphenolprofile von Säften aus Äpfeln, Quitten und Früchten des Speierlings gescreent sowie verschiedene Verarbeitungsverfahren untersucht. Mittels moderner Wendelfilterpresse konnten Apfelsäfte mit fast doppelt so hohen Gesamtphenolgehalten (1,4 g/L) wie mittels konventioneller Herstellungsverfahren (ca. 0,7 g/L) gewonnen werden. Zur Untersuchung des antikariogenen Potenzials von Polyphenolen wurden polyphenolhaltige und -freie Getränke mit Zuckergehalten von 55 g/L und Saftanteilen von ca. 40 % für eine Humanstudie entwickelt und hergestellt. Zur Erhöhung des Polyphenolgehalts auf 1,4 g/L wurde ein eigens hergestellter Apfelpolyphenolextrakt eingesetzt. In in-vitro-Versuchen wurde durch Polyphenolextrakte konzentrationsabhängig die Biofilmbildung des kariesrelevanten Mikroorganismus Streptococcus mutans verringert. Mostapfelextrakt hatte den größten Effekt auf die Bildung von extrazellulären Polysacchariden im Biofilm. In einer humanen Interventionsstudie (randomisiert, doppelblind, Cross-over-Design) haben 30 Probanden täglich 0,75 L des polyphenolreichen und -freien Studiengetränks getrunken. Es kam zu keinen signifikanten Unterschieden am eingesetzten Zahnschmelz. Weitere Untersuchungen stehen noch aus, um eine abschließende Bewertung zur Wirkung auf das kariogene Geschehen treffen zu können. Anhand der metabolomischen Untersuchungen konnte eine rasche Aufnahme und Metabolisierung von Polyphenolen im Körper nach Konsum des apfelsaftbasierten Fruchtgetränkes gezeigt werden.