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■■ Einführung

Die Kultivierung und Verarbeitung von Getreide gehört wohl zu den wichtigsten technologischen Errungenschaften für den Weg der Menschheit in die moderne Zivilisation. Bereits vor 10000 Jahren wur-den die ersten Getreidearten im mittleren Osten kultiviert und führten zu den ersten Hochkulturen. Bis heute sind die verschie-denen Getreide weltweit als Grundnah-rungsmittel und somit als Grundsicherung der Gesellschaften unerlässlich. Dabei ge-hört der Weizen zu den bekanntesten und wichtigsten Getreidearten. Neben dem Weizen liefern auch viele an-dere Getreidearten direkt und indirekt einen wichtigen Beitrag zur Grundsi-cherung unserer Ernährung.

■■ Roggen

Eine dieser Getreidearten ist der sogenann-te Roggen, der wie nahezu alle Getreidear-ten aus der Familie der Süßgräser (Poace-ae = Gramineae) entstammt. Roggen hat aufgrund seiner Anspruchslosigkeit an die Bodenbeschaffenheit (nährstoffarme und saure Böden) in Nord und Osteuropa ei-ne besondere Bedeutung. Insbesondere in den letzten Jahren hat diese Getreideart zunehmend das Interesse der Forschung geweckt, weil zum einem der hohe Hemi-cellulose Anteil (Ballastoff) vermutlich ein wichtiger Bestandteil bei der Verhinderung von Darmkrebs-Erkrankungen sein kann, zum anderen die hohe Aminosäure Kon-zentration aus ernährungsphysiologischer Sicht äußerst interessant ist. Neben der rei-

nen medizinischen und ernährungsphysio-logischen Bedeutung, erlangt der Roggen als Alternativ Getreide in der nachhaltigen Landwirtschaft zunehmend an Bedeutung (Gründüngung, Bodenverbesserung).

■■ Prozess

Neben der reinen Kultivierung von Ge-treidearten (ca. 10000 B.C.) sind die verarbeitenden Prozesse, damit diese Pflanzen uns als Nahrungsmittel besser zur Verfügung stehen, in etwa genauso alt. Schon früh erkannte die Menschheit, dass Mikroorganismen viele Naturstoffe so verändern, damit diese uns als Nah-rungsmittel auch zur Verfügung stehen.Der bekannteste Prozess ist sicherlich die

G. Wolf*, m. schwabe**, m. Wolf*, K. schwabe***

Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate – Nachhaltige probiotische Wirkstoffkomplexe für die moderne Hautpflege

Abb. 1 Schematische Darstellung des Herstellungsprozess von Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate (10).

KBE/ml

Wachstumskurve Lactobacillus brevis

Late

nzph

ase

Expo

nent

ielle

Ph

ase

Stationäre Phase

Leta

le-P

hase

t(h)48 h

Der Fermentationsprozess

Fermentationsmediumaufgereinigtes Wassser

SubstratRoggenmehl ganzes Korn

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Abb. 2 Zusammensetzung der freien Aminosäuren, die während des Prozesses entstehen (10).

Fleischreifung, wo Milchsäurebakterien und deren Proteasen die Proteine der Muskulatur so zerkleinern, dass wir die-se auch verdauen bzw. besser verwerten können. Ein Prozess, der der Menschheit schon klar war als sie noch Jäger und Sammler war. Diese Prozesse wurden mit dem Sesshaft werden auch auf Getreide und Milchprodukte erweitert und so sind der Wein, das Bier, die Sauermilchgewin-nung und die Brotteigvergärung die er-sten kontrollierten biotechnologischen Prozesse.Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate ist das Ergebnis eines solchen Prozesses, wobei die biotechnologische Prozessfüh-rung nichts mehr mit den Prozessen vor mehreren tausenden Jahren zu tun hat. Das heißt, um diesen multivalenten Roh-stoff zu gewinnen, wird Roggenmehl mit einem hohen Schalenanteil einem paten-tierten biotechnologischen Prozess der Vergärung mit definierten Laktobazillus Stämmen unterzogen (1, 2, 3, 10).Abb. 1 zeigt schematisch den Prozess und die dazugehörige Wachstumskurve der Herstellung von Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate.Für den Prozess der Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate Gewinnung wird das gleichmäßig vermischte Roggen-Wassergemisch gezielt mit den Starter-kulturen beimpft (Abb.1). Nach einer gewissen Startphase wechseln die Mi-kroorganismen in den Bereich der ex-ponentiellen Wachstumsphase, was be-deutet dass die Population von 101 KBE/ml auf 108 KBE/ml in der exponentiellen Phase ansteigt. In der stationären Phase laufen nun die Stoffwechselprozesse der Laktobazillen auf Hochtouren, was mit einer Absenkung des pH Wertes von pH = 6,5 auf pH = 3,5 einhergeht. In die-ser Phase wird also das Substrat Roggen komplett in Biomasse und organische Säuren umgesetzt. Lediglich Cellulose und Lignane bleiben als Stoffgruppen von diesem Prozess unbeeinflusst. Auf dem Höhepunkt der Stoffwechselaktivi-tät der Laktobazillen und kurz bevor der größte Teil des verwertbaren Substrates abgebaut bzw. umgebaut wurde, wird der Prozess vor dem erreichen der leta-len Phase gezielt durch Pasteurisation gestoppt.Das Ergebnis ist ein nachhaltiger multiva-lenter Wirkstoff, der speziell bei topischer

Untersuchungsparameter AnalysewertGehalt Tocopherol 1,4 µg/100 mlα-Tocopherol 1,4 µg/100 mlβ-Tocopherol < 1 µg/100 mlχ-Tocopherol < 1 µg/100 mlδ-Tocopherol < 1 µg/100 mlα-Tocotrienol < 1 µg/100 mlGehalt Vitamin B1 22 µg/100 mlGehalt Vitamin B2 1,8 µg/100 mlGehalt Vitamin B3 24 µg/100 mlGehalt Folsäure 0,2 µg/100 mlGehalt Pantothensäure 83 µg/100 mlGehalt Nicotinsäureamid 172 µg/100 ml

Tabelle 1 Gehalt an Vitaminen des Lactobacillus Rye Flour Ferment Filtrate Wirkstoffkomplexes (10).

Applikation durch Kosmetika ein sehr großes Wirkspektrum aufweist (3, 10).

■■ Zusammensetzung

Das Wirksamkeitsspektrum liegt in der Vielfältigkeit dieses Komplexwirkstoffes begründet. Abb. 2 zeigt die Aminosäu-rezusammensetzung des Wirkstoffes Lactobacillus Rye Flour Ferment und Lactobacillus Rye Flour Ferment/Filtrate.Der Rohstoff liefert dem Hautorgan 6 der 8 essentiellen Aminosäuren als freie Aminosäuren, was für die Stoffwechse-laktivität der lebenden Epidermis sehr interessant ist. Darüber hinaus sind freie Aminosäuren, als wichtigster wasser-löslicher Bestandteil des NMF (Natural

Moisturizing Factor), unerlässlich für die Integrität der Hautbarriere. Im Stratum corneum spielen die Aminosäuren nicht nur eine wichtige Rolle als wasserbin-dender Speicher, sondern sie stellen zu gleich auch die erste antioxidative Ab-wehr gegen freie Radikale dar. Besonders hervorzuheben ist der hohe An-teil der beiden sauren Aminosäuren Gluta-minsäure und Asparaginsäure, deren hohe biologische Relevanz für das Hautorgan schon seit Jahren untersucht wird (4).Bei den Vitaminen sind insbesondere die hohen Konzentrationen an Pantothen-säure (Vitamin B5) und Nicotinsäurea-mid hervorzuheben. (Tabelle 1)Pantothensäure wird schon fast traditi-onell in topischen Körperpflegemitteln zur Hautberuhigung eingesetzt. Panto-

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Abb. 3 Linke Bildhälfte: Tag 0 (Kinn und Stirnbereich), Rechte Bildhälfte: Tag 21 (Kinn und Stirnbereich) bei einmal täglicher Applikation des Lactobacillus Rye Flour Ferment (Selbstversuch)

thensäure ist ein wichtiger Bestandteil des Coenzyms A und spielt im Energie-stoffwechsel der lebenden Zellen eine essentielle Rolle (Lipidsynthese). Darüber hinaus wird durch Pantothensäure die mitotische Aktivität der Zellen angeregt, was zu einer schnelleren Regeneration bei Läsionen führt (7). Einer der derzeitig am häufigsten diskutierten Wirkstoffe in der Kosmetikforschung ist das Nicotin-säureamid (Niacin, Vitamin B3), da die durch Niacinmangel induzierte Mangel-erscheinung Pellagra mit einer Dermati-tis einhergeht. Biochemisch spielt Nia-cin als Bestandteil der Cofaktoren NAD+ und NADP+ im Energiestoffwechsel eine wichtige Rolle. Daneben konnte aber in der jüngsten Zeit gezeigt werden, dass dieser Rohstoff auch in der Akne Therapie durch Regulierung der Sebumprodukti-on einen wichtigen Beitrag zu topischen Behandlung dieser Erkrankung leisten kann. Jüngste Untersuchungen zeigen, dass Niacin als kosmetischer Wirkstoff

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in Hinblick auf Anregung der Cerami-dsynthese und Cholesterinsynthese im Stratum corneum einen wichtigen Beitrag zur Stabilisierung der Barriere-funktion leisten kann (Reduzierung des TEWL). Weitere in vivo-Untersuchungen zeigen, dass bei topischer Applikation an reifer Haut feine Fältchen und Hy-perpigmentierungen reduziert werden (5, 6). Neben diesen genannten Stoffgruppen spielen weitere Vitamine, Polysaccharide (Hemicellulose, Lignane, Cellulose, orga-nische Säuren etc.) sowie Mineralstoffe und Spurenelemente, eine wichtige Rolle für das vielfältige Wirkspektrum dieses multivalenten Wirkstoffes.

■■ Untersuchungen

Die hohe Potenz dieser Wirkstofffamilie wurde im Jahr 2002 in unzähligen in-ternen und freiwilligen Anwendungstest durch die Familie Wolf bereits festgestellt. Abb. 3 zeigt die normalisierende Wir-kung des Lactobacillus Rye Flour Ferment Wirkstoffes bei einmal täglicher topischer Applikation an einem 14 jährigen Jun-gen (Familienmitglied) mit einem visuell sichtbaren Hang zu unreiner Haut. Die Bilder zeigen eine deutliche Verbes-serung des Hautzustandes bereits nach 21 Tagen.In Abb. 4 sind die Ergebnisse einer in vitro-Untersuchung des Wirkstoffkom-plexes Lactobacillus Rye Flour Ferment Filtrate an speziellen Testkeimen, die mit einer Akne Erkrankung, Schuppenbildung und atopischen Ekzemen einhergehen (Propionibacterium acnes DSM 1897, Staph. Epidermis DSM 20044, Malasse-zia furfur DSM 6170), aufgeführt. Abb. 4 zeigt dabei die antimikrobiologische Wirkung dieses Wirkstoffkomplexes in unterschiedlichen Konzentrationen auf die aufgeführten TestkeimeLactobacillus Rye Flour Ferment Filtrate zeigt bereits in geringen Konzentrationen eine deutliche antimikrobiologische Wir-kung gegen diese 3 Krankheitskeime auf. Von besonderem Interesse dabei ist, dass die antimikrobiologische Wirksamkeit unabhängig davon ist, ob es sich um einen gram + Prokaryont oder um eine eukary-ontische Zelle handelt. Diese starke an-timikrobiologische Wirkung kann dabei

Abb. 4 Antimikrobiologisches Spektrum in unterschiedlichen Konzentration des Wirkstoffes Lactobacillus Rye Flour Ferment Filtrate (10).

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nicht nur mit der pH-Wert Absenkung im Zusammenhang stehen. Aus der Literatur ist bekannt, dass es einen Zusammenhang zwischen Probiotika (Laktobazillen) und der Defensin-Synthese in humanen Epi-thelgewebe gibt, inwieweit aber speziell Laktobazillen ein eigenes Abwehrsystem gegen Fremdkeime bilden ist noch nicht geklärt (8, 9, 10).

■■ In vivo-Verifizierung

Zur Überprüfung der in vitro-Daten und der persönlichen in vivo-Studie wurde ei-ne in vivo-Studie an Probanden mit einer Akne vulgaris Indikation durchgeführt. Hierbei wurden unter dermatologischer

Aufsicht die Anzahl von Läsionen und Komedonen überprüft. Bei dem Testver-fahren handelte es sich um eine Einfach-Blindprüfung. Hierzu wurde auf eine komplette Gesichtshälfte der Wirkstoff Woresana Concentrate alle 2 Tage ca. 2 mm dick für eine Einwirkzeit von 10-15 Minuten aufgetragen (rinse off Maske).Abb. 5 zeigt die Reduzierung der Kome-donenanzahl in Prozent bezogen auf die Komedonenanzahl auf das unbehandel-te Areal.Nach 6 Wochen Behandlung konnte eine Reduzierung der Komedonenanzahl von -73,3 % im Vergleich zum unbehandel-ten Bereich verzeichnet werden. Abb. 6 zeigt die Reduzierung der Lä-sionen in Prozent in gleicher Behand-

lungsweise (rinse off Maske) in Bezug auf die Ausgangssituation (Tag 0).Nach 6 Wochen konnte die Anzahl der Läsionen im behandelten Bereich um -35,2 % in Bezug auf die Ausgangssitu-ation (Tag 0) reduziert werden.Neben der Wirkung auf rein entzünd-liche Parameter wurde darüber hinaus die Auswirkung auf die Hautfeuchtig-keit (Corneometer CM825, Courage + Khazaka, Germany) und Hautrauigkeit (Hautmikrotopographie, Silikon Repli-ka) bei gleicher Applikations-/Behand-lungs-Weise, jeweils einen Tag nach Applikation, überprüft. Im Gegensatz zu vielen marktüblichen Präparaten in diesem Segment wurde die Hautfeuch-tigkeit im Mittel um 6 % (in Bezug auf unbehandelte Areale und Tag 0) gestei-gert und die Hautrauigkeit um 7,5 % verringert (in Bezug auf unbehandel-te Areale und Tag 0). Das heißt, dass Lactobacillus Rye Flour Ferment nicht nur entzündliche Parameter bei zur Ak-ne neigender Haut reduziert, sondern dass die Haut in ihrem Gesamtzustand verbessert wird. Die Lactobacillus Rye Flour Ferment Wirkstoffe sorgen somit bei regelmäßiger Applikation zu einer nachhaltigen Verbesserung des Haut-zustandes (10).

■■ Zusammenfassung und Ausblick

Die aufgeführten Studien und Daten sind zum heutigen Zeitpunkt insbesondere in Hinblick auf die in vivo-Ergebnisse äußerst aussagekräftig und zeigen, dass die Lacto-bacillus Rye Flour Ferment Produkte sich in vielfältiger Weise in topischen Appli-kationsformen einarbeiten lassen. Das Er-gebnis sind hochwirksame Pflegeprodukte, die den Wirksamkeits- und Nachhaltig-keitsgedanken perfekt vereinen. Weitere in vitro-Studien an Zellkulturen und wei-tere in vivo-Verifizierungen werden in den nächsten Monaten die Wirkmechanismen noch besser erklären. Darüber hinaus sind weitere Fermentationsprodukte mit un-terschiedlichen und nachhaltigen Getrei-dearten aber auch neuen Laktobazillen Spezien bereits in Arbeit und werden die Produktpalette mit neuen Indikations-möglichkeiten erweitern.Von besonderem Interesse ist, dass die Lactobacillus Rye Flour Ferment Pro-

Abb. 5 Reduzierung der Komedonenanzahl in Prozent in Bezug auf das unbehandelte Areal (10).

Abb. 6 Reduzierung der entzündlichen Läsionen in Prozent in Bezug auf die Ausgangssituation (10)

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(10) Woresana® (Rye Flor Ferment/ Filtrate) Pro-

duktinformationsmaterialen, Woresana®

Produktfamilie, Woresan GmbH, D-30916

Isernhagen

Anschriften der Verfasser:*Gabriele Wolf

Marco Wolf woresan GmbH

Hauptstraße 56 b30916 Isernhagen

E-Mail: info@woresan.com

**Myriam SchwabeBSI Beauty Science Intelligence GmbH

Heidelbeerweg 6 a30900 Wedemark

E-Mail: info@bsi-cosmetics.de

***Dr. Kay SchwabeTechnaderm

Linienstraße 182041 Oberhaching

E-Mail: kay.schwabe@technaderm.de

■

(4) Ben-Zur N., Goldman D.M., Polyglutamicacid:

A Novel Peptide for Skin Care, Cosmetc &

Toiletries, 2007, 122, 4; 65-74

(5) Gehring W., Nicotinic acid/niacinamide and

the skin, Journal of Cosmetic Dermatology,

2004, 2; 88-93

(6) Kawada A., Konishi N., Oiso N., Kawara S.,

Date A., Evaluation of anti-wrinkle effects

of a novel cosmetic containing niacina-

mide, Journal of Dermatology, 2008, 35,

637-642

(7) Ebner F., Heller A., Rippke F., Tausch I., Topical

Use of Dexpanthenol in Skin Disorders, Ame-

rican Journal of Clinical Dermatology, 2002,

3, 427-433

(8) Parvez S, Malik K, Kang S, Kim H. Y., Probi-

otics and their fermented food products are

beneficial for health. J Appl Microbiol, 2006,

100, 1171-1185

9) Wei H., et al., Stability and activity of

specific antibodies against Streptococcus

mutans and Streptococcus sobrinus in

bovine milk fermented with Lactobacillus

rhamnosus strain GG or treated at ultra-

high temperature, Oral Microbiol Immunol,

2002, 17, 9-15

dukte trotz ihrer hohen Wirkstoffkom-plexität, wie man an unzähligen Studi-en bereits bewiesen hat (Human Patch Test, Hetcam Test, Zytotoxizität), außer-ordentlich verträglich sind und sich ein-fach am Ende eines jeden Herstellungs-prozesses leicht in die Formulierung einarbeiten lassen. Diese multivalenten Wirkstoffkomplexe weisen uns nicht nur einen neuen und nachhaltigen Weg zur modernen Hautpflege auf, sondern sind vielmehr auch der Beweis dafür, dass wir Menschen als Komplex-Orga-nismen, die von Anbeginn unserer Art in Symbiose mit verschiedenen Mikro-organismen leben; nur ein weiterer Teil der Natur sind.

Literatur

(1) Wolf G.,woresan GmbH EP 1 321 122 A1

(21.12..2001) Titel: Heil- und Pflegemittel

auf Basis von Sauerteig sowie Verfahren zu

seiner Herstellung.

(2) Wolf G.,woresan GmbH 09171506.0 – 2114 PCT/

EP 2 010 064 333, 3.2.2012. Patent pending

(3) Ritter U., Fermented Rye as multi talent in the

cosmetic scene of nature and biologic-active,

SÖFW, 2002, 128; 46-49

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