Nüsse – kleiner Snack mit großer Wirkung - bdsi.de · ZUSAMMEnFASSUnG nüsse sind eine hervorragende Quelle für täglich benötigte nährstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe

WPDWISSENSCHAFTLICHER

PRESSEDIENST

Herausgeber: Prof. Dr. Reinhard Matissek – Lebensmittelchemisches Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie e.V., Köln

Nr. 5 /September 2016

MoDERNE ERNäHRuNg HEuTE

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Nüsse – kleiner Snack mit großer Wirkung

Dr. Wiebke Schlörmann, Anke Katharina Müller, Prof. Dr. Stefan Lorkowski, Prof. Dr. Michael Glei, Institut für Ernährungswissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena, und Kompetenzcluster für Ernährung und kardiovaskuläre Gesundheit nutriCARD, Halle-Jena-Leipzig

Rohe und geröstete Nüsse haben ein hohes gesundheitliches Potenzial

ZUSAMMEnFASSUnG

nüsse sind eine hervorragende Quelle für täglich benötigte nährstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe. Ih-nen werden vielfältige gesundheitsfördernde Effekte zugeschrieben. Durch ihren relativ hohen Gehalt an Ballaststoffen kann ein täglicher nussverzehr die Darmgesundheit positiv beeinflussen und eventuell prä-ventive Effekte bei der Entstehung von Kolonkrebs entfalten. Welchen Einfluss verschiedene Röstbedin-gungen auf den Gehalt an wertgebenden nussinhaltsstoffen und potenziell chemopräventiven Wirkungen haben, ist bisher weitgehend ungeklärt und sollte daher untersucht werden. Haselnüsse, Macadamia, Mandeln, Pistazien und Walnüsse wurden bei 120–180 °C für 10–25 min geröstet. Rohe und geröstete nüsse wurden einer sensorischen Prüfung unterzogen und auf wertgebende Inhaltsstoffe (Makro- und Mikronährstoffe, Fettsäuren, Vitamin E) sowie potenziell wertmindernde Verbindungen (Thiobarbitur- säure-reaktive Substanzen [TBARS] gemessen als Malondialdehyd [MDA]-Äquivalent; Acrylamid) unter-sucht. nach in vitro-Verdau und -Fermentation wurden Fermentationsüberstände und -pellets der nüsse bezüglich der Gehalte an Gallensäuren sowie kurzkettigen und langkettigen Fettsäuren analysiert.

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Nüsse – kleiner Snack mit großer Wirkung

Rohe und geröstete nüsse haben ein hohes gesundheitliches Potenzial

Dr. Wiebke Schlörmann, Anke Katharina Müller, Prof. Dr. Stefan Lorkowski, Prof. Dr. Michael Glei, Institut für Ernährungswissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena, und Kompetenzcluster für Ernährung und kardiovaskuläre Gesundheit nutriCARD, Halle-Jena-Leipzig

MoDERNE ERNäHRuNg HEuTE 5/2016


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nÜSSE BOTAnISCH BETRACHTETAls nüsse werden die essbaren Samenkerne von Früchten bezeichnet, die von einer harten, trockenen und verholzten Schale umschlossen sind. Aber nicht jede nuss ist im botanischen Sinne eine echte nuss. nur wenn alle drei Schichten der Fruchtwand – Endo-karp, Mesokarp und Exokarp – verholzt sind, handelt es sich nach botanischer Definition um echte nüsse, wie z. B. im Fall der Haselnuss, der Macadamianuss und der echten Walnuss. Mandeln und Pistazien werden dagegen botanisch zu den Steinfrüchten und Erdnüsse zu den Hülsenfrüchten gezählt.

GESUnDE InHALTSSTOFFE DER nÜSSE Unabhängig davon, ob es sich botanisch um eine nuss handelt, sind nüsse generell reich an Ballast-stoffen, ungesättigten Fettsäuren, pflanzlichen Pro-teinen, Vitaminen, Mineralstoffen und sekundären Pflanzenstoffen [1]. Daher empfiehlt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) e. V. einen täg-lichen nussverzehr von 25 g, der in Bezug auf die „5 am Tag“-Kampagne der DGE eine Portion Obst oder Gemüse ersetzen kann [2]. Abhängig von der nusssorte können damit bis zu 10 % der von der DGE empfohlenen täglichen Menge an Ballaststof-fen (30 g) aufgenommen werden. Allerdings werden laut nationaler Verzehrsstudie II (nVS II) in Deutsch-land nur 3–4 g nüsse am Tag verzehrt [3].




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neben ihrem hohen Gehalt an Ballaststoffen sind nüsse eine ausgezeichnete Quelle für Vitamin E. Bis zu 20 % der täglich empfohlenen Menge können sie liefern [4]. nüsse weisen zwar einen hohen Fettge-halt auf (bis zu 73 % im Fall der Macadamia), zeich-nen sich aber durch ein günstiges Fettsäurenprofil aus. So enthalten sie hauptsächlich einfach unge-sättigte (monounsaturated fatty acids, MUFA) und mehrfach ungesättigte Fettsäuren (polyunsaturated fatty acids, PUFA). Trotz ihres hohen Fettgehaltes konnten Studien keinen Zusammenhang zwischen nusskonsum und Körpergewichtsverlauf nachwei-sen. Dies wird auf einen hohen Sättigungseffekt der nüsse aufgrund ihres Gehalts an Ballaststoffen und Proteinen, auf eine unvollständige Fettabsorption sowie eine Beeinflussung des Energiestoffwechsels durch die nüsse zurückgeführt [5].

GESUnDHEITLICHES POTEnZIAL VOn nÜSSEnDie zahlreich in nüssen vorhandenen Makro- und Mikronährstoffe sowie hohe Gehalte an sekundä-ren Pflanzenstoffen wie Polyphenole machen sie zu einem Lebensmittel mit großem gesundheitlichem Potenzial. So konnte in bisherigen Studien gezeigt werden, dass sich ein regelmäßiger nusskonsum positiv auf die Verminderung des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen [6], das Metabolische Syndrom bzw. Adipositas [7], Typ-II-Diabetes [8] sowie einige Krebserkrankungen [9–12] auswir-ken kann. Insbesondere die günstige Fettsäuren- zusammensetzung mit hohen Anteilen an MUFA und PUFA führt durch Senkung des Gesamtcholesterols, LDL-Cholesterols sowie der Triglyceride und durch Erhöhung des HDL-Cholesterols zur Verbesserung des Blutlipidprofils und damit zur Protektion gegen-über kardiovaskulären Erkrankungen [13].

Aber auch andere nussinhaltsstoffe wie Vitamin E, Polyphenole oder Carotinoide können sich protek-tiv auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen auswirken. So konnten zahlreiche epidemiologische Studien einen inversen Zusammenhang zwischen regelmäßigem nussverzehr und dem Risiko für koronare Herzkrank-heiten nachweisen [14]. Ein hoher nusskonsum von

mehr als viermal pro Woche führte dabei zu einem um 37 % verminderten Risiko für Herz-Kreislauf- Erkrankungen im Vergleich zu keinem oder selte-nem Verzehr von nüssen [15]. Zudem wiesen weitere Studien einen inversen Zusammenhang zwischen nusskonsum und Mortalitätsrisiko nach [16].

Im Gegensatz zu den allgemeinen Befürchtungen, der Verzehr von nüssen könnte aufgrund ihres hohen Fettgehaltes zu einer Gewichtszunahme füh-ren, gibt es Hinweise darauf, dass der Konsum von nüssen mit einem inversen Risiko für Adipositas und u. a. auch für das Metabolische Syndrom asso-ziiert ist. O`neil et al. werteten Daten der nHAnES- Studie (national Health and nutrition Examination Survey) aus und zeigten, dass ein regelmäßiger nusskonsum mit einem geringeren Body Mass Index (BMI), geringerem Taillenumfang sowie höheren HDL-Konzentrationen verbunden ist [13]. Auch der Verzehr von nüssen als Teil der mediter-ranen Diät wirkte sich günstig auf das Metabolische Syndrom aus, wie in der PREDIMED-Studie (Preven-ción con Dieta Mediterránea) bezüglich relevanter Risikofaktoren wie Dyslipidämie, Hypertonie sowie abdomineller Adipositas nachgewiesen werden konnte [17]. Auch nach sieben Jahren Intervention wiesen die Probanden mit erhöhtem nusskonsum eine geringere abdominelle Adipositas auf [6]. In der nurses‘ Health Study I und II konnte darüber hinaus nachgewiesen werden, dass ein regelmäßi-ger nusskonsum das Risiko für Typ-II-Diabetes bei Frauen reduzieren kann [18]. Dieser Zusammenhang bestätigte sich in einer von Viguiliouk et al. durch-geführten Metaanalyse. Dabei zeigte sich, dass ein Verzehr von ca. 56 g nüssen am Tag das glykosy- lierte Hämoglobin (HbA1c) und die nüchternblut- glukose signifikant im Vergleich zur Kontrolldiät senkt und somit zu einer Verbesserung der glykämi-schen Kontrolle bei Typ-II-Diabetes-Patienten führt [8].

Auch bezüglich einer möglichen Prävention von Krebserkrankungen durch regelmäßigen nussverzehr konnten einige Studien interessante Ergeb-




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nisse liefern [12]. So wies die mit ca. 500.000 Pro- banden durchgeführte EPIC-Studie (European Pro-spective Investigation into Cancer and nutrition) ein um 31 % reduziertes Risiko für Kolonkrebs bei Frauen mit einem regelmäßigen nuss- und Samen-konsum von durchschnittlich 16 g am Tag nach [10]. Chemopräventive Effekte von nüssen bezüglich der Entstehung von Kolonkrebs wurden auch in Tier- und in-vitro-Studien gezeigt. Bei Mäusen konnte durch Aufnahme von Walnussöl eine Reduktion von Tumorwachstum und -größe erreicht werden [19]. In vitro fermentierte nussproben waren zudem in der Lage, das Wachstum von HT29-Kolonkarzinom-zellen zu hemmen [20]. Auch bezüglich des Risikos für Pankreaskrebs [9] sowie Brustkrebs [10] gibt es Hinweise auf einen inversen Zusammenhang zur verzehrten nussmenge.

RÖSTEn VOn nÜSSEnBeim Rösten werden die nüsse meistens einer trockenen Hitzebehandlung von über 120 °C ausgesetzt. Dieser Prozess dient zum einen der Verbesserung der Lagerstabilität, was auf einer Inaktivierung lipolytischer Enzyme (sind verant-wortlich für das Ranzigwerden der nüsse) und einer Reduktion mikrobieller Verunreinigungen basiert. Zum anderen führt der Röstprozess zu verschiedenen mikrostrukturellen und chemischen Veränderungen wie z. B. einer Verminderung des Feuchtegehaltes, Lipidmodifikationen und Verän-derungen der Farbe. Dabei wirkt sich das Rösten durch die erhitzungsbedingte Maillard-Reaktion

vor allem auf sensorische Parameter der nüsse aus und führt zu dem charakteristischen nussigen Geschmack sowie der typischen Textur der nüsse. Die gebildeten Amadori-Produkte sind sowohl für die Aromabildung (z. B. Pyridine, Furane) als auch für die Farbgebung (z. B. Melanoidine) des Röstpro-duktes verantwortlich [21]. Diese Maillard-Produkte wirken antioxidativ [22], d. h. können das Röstpro-dukt vor Oxidation schützen. Die Röstung kann aber auch zur Bildung von Lipidperoxidationsprodukten [23] und Acrylamid [24] führen, was bedingt durch die damit verbundenen potenziellen Gesundheits- risiken minimiert werden sollte [24, 25].

Da es bisher nur wenige Untersuchungen zum Ein-fluss des Röstprozesses auf die Bildung gesund-heitsfördernder sowie potenziell toxischer Inhalts-stoffe von nüssen gibt, haben wir uns dieser Frage zugewandt.

EInFLUSS DES RÖSTEnS AUF SEnSORISCHE PARAMETER UnD WERTGEBEnDE InHALTS- STOFFE VOn nÜSSEn

SensorikIm Rahmen eines von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V. (AiF) geförderten Projektes wurden Haselnüsse, Mandeln, Macadamia, Pistazien und Walnüsse berücksichtigt. Die nüsse wurden unter verschiedenen Bedingungen (min. 124 °C/25 min, max. 186 °C/25 min) im Technikumsmaßstab in

Tabelle 1: Temperatur-Zeit-Profil der nussröstungen (1–5 = Röstbedingungen).

Haselnuss Mandel Macadamia Walnuss Pistazie

1 141 °C/25 min 151 °C/25 min 139 °C/25 min 142 °C/25 min 141 °C/25 min




5 180 °C/21 min 162 °C/25 min 171° C/13 min 186 °C/25 min 185 °C/21 min



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C 16:0 C 16:1 c9 C18:1 c9 C18:2 n-6 (LA) C18:3 n-3 (ALA) ∑ SFA ∑ MUFA ∑ PUFA

H 5,1 0,2 82,6 8,7 0,1 7,3 83,9 8,8

H1 4,8 0,2 83,0 8,7 0,1 6,9 84,3 8,8

H2 4,7 0,2 83,4 8,6 0,1 6,8 84,6 8,7

H3 4,7 0,1 82,7 9,1 0,1 6,9 83,9 9,2

H4 4,7 0,2 83,3 8,5 0,1 6,8 84,6 8,6

H5 4,8 0,2 83,8 8,0 0,1 6,9 85,0 8,1

M 5,6 0,4 66,8 24,5 0,0 7,1 68,4 24,6

M1 5,5 0,4 67,7 23,6 0,0 7,0 69,3 23,7

M2 5,8 0,4 65,9 25,0 0,0 7,3 67,6 25,1

M3 5,7 0,4 66,4 24,7 0,0 7,2 68,1 24,8

M4 5,7 0,4 66,6 24,5 0,0 7,2 68,3 24,5

M5 5,7 0,4 66,1 24,9 0,0 7,3 67,8 24,9

MAC 8,8 17,8 58,4 2,4 0,1 16,1 81,4 2,5

MAC1 8,8 19,1 57,1 2,1 0,1 16,2 81,5 2,3

MAC2 8,1 20,1 57,0 2,2 0,1 14,7 82,9 2,4

MAC3 8,6 18,7 57,8 2,3 0,1 15,4 82,2 2,4

MAC4 8,8 18,8 58,2 2,2 0,1 15,5 82,3 2,3

MAC5 8,3 17,2 60,5 2,0 0,1 14,8 83,0 2,2

P 10,9 0,9 53,8 30,0 0,5 12,3 57,2 30,5

P1 11,0 0,9 52,4 31,4 0,5 12,2 55,8 32,0

P2 11,0 0,9 52,4 31,2 0,5 12,4 55,9 31,8

P3 11,0 0,9 52,7 31,0 0,5 12,3 56,1 31,6

P4 10,9 0,9 52,9 30,9 0,5 12,2 56,4 31,4

P5 11,0 0,9 53,2 30,5 0,5 12,4 56,6 31,0

W 6,0 0,1 12,3 64,9 13,4 8,6 13,1 78,2

W1 6,1 0,1 11,9 65,4 13,0 8,8 12,8 78,4

W2 6,2 0,1 12,5 64,2 13,6 8,8 13,4 77,8

W3 6,1 0,1 11,8 65,2 13,2 8,9 12,7 78,5

W4 6,0 0,1 12,6 64,9 12,9 8,7 13,5 77,9

W5 6,4 0,1 13,3 64,1 12,7 9,0 14,2 76,8

Tabelle 2: Gehalte an Fettsäuren in rohen und gerösteten nüssen. Modifiziert nach [26].

H = Haselnüsse roh; M = Mandeln roh; MAC = Macadamia roh; P = Pistazien roh; W = Walnüsse roh;SFA = saturated fatty acids, gesättigte Fettsäuren; 1–5 = Röstbedingungen (siehe Tabelle 1)

Röstungen Fettsäuren (% der gesamten Fettsäuremethylesther [FAME])





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einem FRC-T.1-Trommelröster geröstet (siehe Ta-belle 1). Eine sensorischen Bewertung ergab für die bei geringen bis mittleren Temperaturen (140–160 °C) gerösteten nüsse die höchsten Punkt-zahlen (4,7 ± 0,3 von 5 erreichbaren Punkten). Auch bei der hedonischen Beliebtheitsprüfung wurden die bei diesen Temperaturen gerösteten nüsse am besten beurteilt (Punktzahl 2,1, von den noten 1 = gefällt sehr gut, bis 5 = missfällt sehr).

FettsäurenprofilDie Analyse des Fettsäurenprofils der fünf unter-schiedlichen nusssorten ergab keine Unterschiede zwischen rohen und gerösteten nüssen (siehe Tabelle 2, Seite 5). Palmitinsäure (C16:0), Palmito-leinsäure (C16:1 c9), Ölsäure (C18:1 c9) und Linol-säure (C18:2 c9, c12; LA) konnten als Hauptfettsäu-ren identifiziert werden, wobei die Mengen an den spezifischen Fettsäuren zwischen den einzelnen nusssorten stark variierten. Die Gehalte an C16:0 reichten von 4,7 % in Haselnüssen bis 11,0 % Fett-säuremethylester (FAME) in Pistazien. Der höchste Gehalt an C18:1 c9 wurde in Haselnüssen gemessen (83,3 % FAME), wohingegen Walnüsse nur 13,3 % enthielten. Walnüsse wiesen die größte Menge an Linolsäure auf (65,4 %), gefolgt von Pistazien (31,4 %) und Mandeln (25,0 %). α-Linolensäure (C18:3 c9, c12, c15; ALA) konnte ausschließlich in Walnüssen detektiert werden (13,6 %), was im höchsten PUFA-Gehalt aller untersuchten nüs-se resultierte (78,5 %). Die übrigen nusssorten enthielten hauptsächlich MUFA. Eine Bildung von trans-Fettsäuren wurde nicht beobachtet.

Vitamin-E-GehalteIn rohen und gerösteten nüssen wurde das Vor-kommen der Tocopherol- und Tocotrienol-Isoformen (α, β, γ, δ) untersucht (siehe Abbildung 1, Seite 7). Haselnüsse (11,4–19,1 mg/100 g) und Mandeln (7,2–15,1 mg/100 g) wiesen die höchsten Mengen an α-Tocopherol auf, wohingegen Pistazien und Walnüsse reich an γ-Tocopherol (16,3–22,2 und 4,8–15,7 mg/100 g) waren. Geringe Gehalte an β-Tocopherol waren in Haselnüssen sowie Mandeln

(0,7–1,2 und 0,2–0,3 mg/100 g) und geringe Gehalte an δ-Tocopherol in Walnüssen (0,9–1,4 mg/100 g) sowie Pistazien (0,4–0,5 mg/100 g) messbar. Pis- tazien wiesen nennenswerte Mengen an γ-Toco- trienol (1,9–2,4 mg/100 g) auf. α-Tocotrienol konnte nur in Macadamia nachgewiesen werden (1,8–2,8 mg/100 g). Die Gehalte an Vitamin E-Iso-meren wurden durch die Röstbedingungen unter-schiedlich modifiziert. Während Tocotrienole durch den Röstprozess nicht beeinflusst wurden, kam es zu einer überwiegend signifikanten Reduktion der Tocopherol-Gehalte. LipidperoxidationsprodukteUm zu untersuchen, inwiefern eine Röstung die in den nüssen enthaltenen Lipide verändert, wurden Lipidperoxidationsprodukte in rohen und gerösteten nüssen bestimmt. Thiobarbitursäure-reaktive Sub- stanzen (TBARS) wie beispielsweise Malondialde- hyd (MDA) können hauptsächlich aus PUFA während der thermalen Prozessierung entstehen und mögli-cherweise den nutritiven Wert von nüssen herabset-zen, wobei aber keine Grenzwerte existieren. Rohe nüsse enthielten nur geringe Mengen an TBARS, ge-messen als MDA-Äquivalente [µg/g], im Bereich von 0,4 µg/g in Macadamia bis 1,4 µg/g in Pistazien (siehe Abbildung 2, Seite 8). Die Gehalte an TBARS stiegen in allen nusssorten mit der Intensität der Röstung an. Dieser Anstieg war relativ gering in Haselnüssen (1,8-fach) und Macadamia (1,7-fach) im Vergleich zu Pistazien (2,5-fach). Die ausgepräg-teste Erhöhung der TBARS war in Walnüssen zu ver-zeichnen (17-fach). Die Bildung der TBARS war ab-hängig von der Temperatur und Dauer der Röstung und korrelierte mit dem PUFA-Gehalt in den nüssen (r = 0,68, P ≤ 0,01).

AcrylamidIm Zuge der Maillard-Reaktion kann bei der Reak-tion von Asparagin mit reaktiven Carbonylgruppen bei Temperaturen über 120 °C Acrylamid gebildet werden, das als wahrscheinlich karzinogen für den Menschen eingestuft wurde [24]. Die gebildete Menge ist dabei hauptsächlich von der Temperatur




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Abbildung 1: Tocopherol- (T) und Tocotrienol- (T3) Gehalte in rohen und gerösteten Haselnüssen, Mandeln, Macadamia, Pistazien und Walnüssen. Signifikante Unterschiede zwischen rohen und gerösteten nüssen: *** P ≤ 0,001; ** P ≤ 0,01; * P ≤ 0,05 und zwischen den Röststufen a, b, c, d P ≤ 0,05 (die verschiedenen Buchstaben bedeuten signifikante Unterschiede); Student`s t-test; MW+ SD (n = 3). Modifiziert nach [26].




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abhängig. Der Acrylamidgehalt der nüsse wurde mittels HPLC-MS/MS unter Mitführung eines Iso-topenstandards bestimmt. nennenswerte Gehalte an Asparagin und reduzierenden Zuckern enthalten vor allem Mandeln. Dies spiegelte sich auch in den Ergebnissen wider, denn relevante Acrylamid-Kon-zentrationen waren nur in stark gerösteten Mandeln nachweisbar. Wichtig erscheint der Hinweis, dass die Acrylamidgehalte der unter üblichen Produktionsbe-dingungen gerösteten Mandeln nicht den höchsten von der Europäischen Behörde für Lebensmittel- sicherheit (European Food Safety Authority, EFSA) angegebenen Signalwert von 1.000 µg Acrylamid pro kg überschritten. Ungeachtet dessen belegen die Ergebnisse, dass niedrige bis mittlere Temperaturen für die Röstung von Mandeln anzustreben sind.

CHARAKTERISIERUnG In VITRO FERMEnTIERTER nÜSSEWelchen Einfluss ein Verzehr von nüssen auf die Bildung potenziell chemopräventiver Metabolite im Darm hat, wurde anhand einer in vitro-Simulation der menschlichen Verdauung untersucht [27].

In vitro-VerdauZur Simulation des oberen Verdauungstrakts wurden zunächst 2 g jeder nusssorte sowie eine Leerkon-trolle (Blank) und eine Positivkontrolle (Synergy1®) mit einem anaeroben Phosphatpuffer versetzt und für fünf Minuten bei 37 °C mit Amylase (Simulation des Mundes) und für zwei Stunden bei 37 °C mit Pepsin bei pH 2,0 (Simulation des Magens) inku-

biert. Zur Simulation der im Dünndarm erfolgenden Verdauung und Resorption wurden die Proben für weitere sechs Stunden in Dialyseschläuchen (Trenn-grenze: 500–1000 Da) mit einem intestinalen Extrakt aus Pankreatin und Ochsengalle (pH 6,5) behandelt und unter halb-anaerober Atmosphäre bei 37 °C dialysiert. Die Retentate wurden mit einer humanen Fäzes-Suspension versetzt und bei einem pH-Wert von 6,5 für 24 Stunden unter anaerober Atmosphäre bei 37 °C in vitro fermentiert (Simulation des Dick-darms). Durch Zentrifugation der Fermentations- ansätze wurden sowohl Fermentationsüberstände als auch Fermentationspellets gewonnen.

Kurzkettige FettsäurenDie Konzentration an kurzkettigen Fettsäuren (short chain fatty acids, SCFA) wurde in den nuss-Fer-mentationsüberständen mittels Gaschromatogra-phie unter Verwendung eines internen Standards (Iso-Capronsäure) auf einer Zebrone FFAP Capillary GC Säule 15 m (Phenomenex) gemessen (siehe Tabelle 3, Seite 9).

Alle nussproben sowie Synergy1® erhöhten signifi-kant die Konzentration an SCFA. Die molaren Ver-hältnisse der Haupt-SCFA verschoben sich zuguns-ten von Butyrat von 57:24:19 in der Leerkontrolle zu durchschnittlich 48:24:28 in den fermentierten nussproben. Die Bildung von Butyrat könnte zur chemopräventiven Wirkung von nüssen beitragen, da diese SCFA zum einen wachstumsfördernde Effekte auf normale Darmepithelzellen und zum

Abbildung 2: TBARS [µg/g; Malondialdehyd Äquivalente, MDA] in rohen und gerösteten nüssen. Signifikante Unterschiede zwischen rohen und gerösteten nüssen: *** P ≤ 0,001; ** P ≤ 0,01; * P ≤ 0,05 und zwischen Röstbedingungen a, b, c, d P ≤ 0,05 (die verschiedenen Buchstaben bedeuten signifikante Unterschiede); Student`s test; MW + SD (n = 3). Modifiziert nach [26].




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anderen wachstumsinhibierende Eigenschaften gegenüber entarteten Zellen aufweist [28]. Die ver-mehrte Bildung der SCFA war mit einer deutlichen Verminderung des pH-Wertes verbunden, was sich günstig auf das Wachstum azidophiler Darmbakte-rien wie z. B. Laktobazillen und Bifodibakterien mit potenziell gesundheitsfördernden Eigenschaften auswirken kann.

Sekundäre GallensäurenDie Gehalte an sekundären Gallensäuren Desoxy-cholsäure (DCA) und iso-Desoxycholsäure (iso- DCA) in den fermentierten Proben wurde mittels Gaschromatographie untersucht. Die höchsten Ge-halte an DCA und iso-DCA wurden in der Leerkon-trolle gemessen (241,5 ± 32,2 bzw. 74,1 ± 14,1 µM). Im Gegensatz dazu waren die Mengen dieser Gal-lensäuren in den fermentierten nussproben sig-nifikant reduziert (siehe Abbildung 3). Aufgrund ihrer prokarzinogenen Eigenschaften stellen hohe Konzentrationen an sekundären Gallensäuren einen Risikofaktor für die Entstehung von Kolonkrebs dar [29]. Eine Reduktion dieser Gallensäuren ist damit sehr positiv zu bewerten.

FettsäurenprofilDie Zusammensetzung der Fettsäuren in den Fermentationspellets der in vitro fermentierten

nussproben wurde mittels Gaschromatographie analysiert. Dabei wurden Palmitinsäure (C16:0), Stearinsäure (C18:0), Ölsäure (C18:1c9) sowie Linolsäure (C18:2c9,c12) als Hauptfettsäuren iden-tifiziert, wobei die Gehalte zwischen den nüssen stark variierten (siehe Tabelle 4, Seite 10). Von allen Proben wiesen Fermentationspellets der Walnuss die geringsten Gehalte an gesättigten Fettsäuren (26,1 ± 1,49 % FAME) und die höchsten Gehalte an MUFA und PUFA (49,8 ± 2,5 und 24,1 ± 2,7 % FAME) auf.

Tabelle 3: SCFA-Konzentrationen, Verhältnisse der Haupt-SCFA und pH-Werte in Fermentationsüberständen (FÜ).

FÜ pH Haupt-SCFA [mmol/l] Haupt-SCFA [%]

Acetat Propionat Butyrat Acetat:Propionat:Butyrat

Blank 6,41 ± 0,15 22,02 ± 4,54 9,32 ± 1,59 7,41 ±1,16 57:24:19

Synergy1® 5,06 ± 0,06 a 56,47 ± 4,38 a 16,66 ± 3,13 a 20,36 ± 2,11 a 60:18:22

Haselnuss 5,96 ± 0,05 a, b 41,08 ± 2,61 a, b 19,68 ± 0,51 a, b 26,40 ± 0,93 a, b 47:23:30

Mandel 6,01 ± 0,02 a, b 49,47 ± 2,32 a, b 24,57 ± 0,52 a, b 27,50 ± 0,46 a, b 49:24:27

Macadamia 5,77 ± 0,19 a, b 38,89 ± 0,89 a, b 16,14 ± 0,38 a 19,59 ± 0,43 a 52:22:26

Pistazie 5,76 ± 0,02 a, b 55,16 ± 2,04 a 25,39 ± 0,39 a, b 29,18 ± 0,36 a, b 51:23:26

Walnuss 6,12 ± 0,05 a, b 31,93 ± 2,49 a, b 19,62 ± 0,69 a, b 22,31 ± 1,10 a, b 43:27:30

Abbildung 3: Deoxychol- (DCA) und iso-Deoxycholsäure (iso-DCA) in Fermentationsüberständen (FÜ). Alle Differenzen zwischen Blank (Leerkontrolle) und Synergy1® oder nüssen (P ≤ 0,001) erwiesen sich als signifikant, signifikante Differenzen zwischen Synergy1® und nüssen (## P ≤ 0,01) und zwischen nüssen (a, b P ≤ 0,05), gleiche Buchstaben = signifikant; One-way AnOVA und Bonferroni Post-hoc Test; MW + SD (n = 5 für Blank und Synergy1®; n = 6 für nüsse). Modifiziert nach [27].

Signifikante Differenzen zwischen Blank (Leerkontrolle) und Synergy1® oder nüssen (a P ≤ 0,05), zwischen Synergy1® und nüssen (b P ≤ 0,05); One-way AnOVA und Bonferroni Post-hoc Test; MW ± SD (n=5 für Blank und Synergy1®; n=6 für nüsse). Modifiziert nach [27].




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In den Fermentationsproben der nüsse konnten hohe Gehalte an bestimmten trans-Fettsäuren ge-messen werden. Dabei war der Gesamtgehalt an trans-Fettsäuren in Walnüssen (35,0 ± 3,0 % FAME) signifikant höher als in allen anderen nussfermen-tationsproben, was vor allem auf einem hohen Ge-halt an Vaccensäure (C18:1t11) in Walnuss-Fermen-tationspellets (32,1 ± 3,2 % FAME) beruht. Diese enthielten auch die höchsten Mengen (2,4 ± 0,7 % FAME) an konjugierter Linolsäure (c9,t11, CLA) ver-glichen zu den übrigen nuss-Fermentationspellets.

Die Ergebnisse zeigen erstmalig, dass die Fermen-tation von nüssen, die reich an PUFA sind, zur

Bildung von nennenswerten Mengen an CLA und Vaccensäure führt. Dies ist positiv zu bewerten, da Studien belegen, dass verschiedene Isomere der CLA chemopräventive und antikarzinogene Effekte in Bezug auf die Kolonkrebsentstehung entfalten (z. B. Hemmung des Wachstums von Kolonkrebszel-len wie HT29-Kolonkarzinom- oder LT97-Kolonade-nomzellen) [30].

FAZITnüsse sind reich an wertgebenden Inhaltsstoffen, die durch den Röstprozess partiell beeinflusst werden. Um eine Reduktion von gesundheitsför-dernden Inhaltsstoffen wie z. B. Vitamin E und die

Haselnüsse Mandeln Macadamia Pistazien Walnüsse

C 16:0 10,6 ± 0,50 9,91 ± 0,37 26,5 ± 2,56 a 15,1 ± 0,26 13,4 ± 0,62 a

C 18:0 53,3 ± 5,02 a 54,3 ± 2,29 a 40,1 ± 4,18 a 60,0 ± 2,05 a 9,97 ± 0,84 a

C 18:1t9 (EA) 0,70 ± 0,13 a 0,60 ± 0,04 a 0,80 ± 0,18 a 0,39 ± 0,01 0,27 ± 0,10 a

C 18:1t10 0,79 ± 0,12 0,68 ± 0,04 a 0,90 ± 0,20 0,69 ± 0,05 a 1,14 ± 0,30 a

C 18:1t11 (tVA) 0,96 ± 0,06 a 1,61 ± 0,08 a 2,11 ± 0,18 a 0,85 ± 0,07 a 32,1 ± 3,19 a

C 18:1t12 0,53 ± 0,13 a 0,40 ± 0,03 a 0,45 ± 0,06 a 0,38 ± 0,02 a 0,21 ± 0,01 a

C 18:1c9 (OA) 20,4 ± 4,42 a 17,9 ± 2,34 a 11,1 ± 5,60 9,69 ± 1,40 9,68 ± 0,60 a

C 18:2c9, c12 (LA) 3,63 ± 1,21 a 5,42 ± 0,51 a 1,20 ± 0,35 a 4,85 ± 0,57 a 18,2 ± 1,70 a

C 18:3c9, c12, c15 (ALA)

0,00 ± 0,00 a 0,04 ± 0,01 a 0,08 ± 0,03 a 0,06 ± 0,04 a 1,44 ± 0,34 a

C 18:2c9, t11 (CLA c9, t11)

0,08 ± 0,02 a 0,09 ± 0,02 a 0,07 ± 0,01 a 0,04 ± 0,00 a 2,39 ± 0,74 a

∑ SFA 66,7 ± 4,84 a 66,3 ± 2,64 a 72,4 ± 6,74 a 77,7 ± 2,13 a 26,1 ± 1,49 a

∑ MUFA 29,2 ± 4,54 a 27,7 ± 2,14 a 26,0 ± 6,62 a 16,9 ± 1,59 a 49,8 ± 2,52 a

∑ PUFA 4,03 ± 1,21 a 5,95 ± 0,52 a 1,56 ± 0,37 a 5,35 ± 0,56 a 24,1 ± 2,65 a

∑ CLA 0,14 ± 0,03 a 0,17 ± 0,03 a 0,10 ± 0,01 a 0,10 ± 0,02 a 3,66 ± 1,19 a

∑ trans C18:1 (t4 – t16)

6,72 ± 0,91 a 6,84 ± 0,27 a 8,31 ± 1,56 a 4,58 ± 0,15 a 35,0 ± 2,98 a

t9/t11 0,73 0,37 0,38 0,46 0,01

Tabelle 4: Gehalte an Fettsäuren in Fermentationspellets nach in vitro-Fermentation

Fettsäuren (% FAME)

ALA (α-Linolensäure), CLA (konjugierte Linolsäure), ∑ CLA (c9, t11; c11, t13; t10, c12; t11, c13; c9, c11; t11, t13 und t9,t11 Isomere), EA (Elaidin- säure), FAME (Fettsäuremethylester), LA (Linolsäure), MUFA (einfach ungesättigte Fettsäuren), OA (Ölsäure), PUFA (mehrfach ungesättigte Fettsäuren), SFA (gesättigte Fettsäuren), tVA (trans-Vaccensäure). Signifikante Differenzen zwischen fermentierten Walnuss-Proben und anderen Fermentationsproben (a P ≤ 0,05); One-way AnOVA und Bonferroni Post-hoc Test; MW ± SD (n = 6). Modifiziert nach [27].




PRESSEDIENST

Bildung von Substanzen mit potenziell negativem gesundheitlichen Einfluss (z. B. Lipidperoxidations-produkte, Acrylamid) zu minimieren, sollten nüsse bei mittleren Temperaturen geröstet werden.

Es kann davon ausgegangen werden, dass die erstmalig gezeigte Umwandlung der in Walnüssen enthaltenen PUFA zu CLA, ebenso wie die verstärk-te Bildung von Butyrat zu den krebspräventiven Wirkungen eines regelmäßigen nussverzehrs bei-tragen.

nüsse sollten verstärkt – roh oder geröstet – ver-zehrt werden, da sie ein hohes gesundheitliches Potenzial besitzen, was bisher in Deutschland mit einem geschätzten Pro-Kopf-Verzehr von 2–4 g/Tag nur andeutungsweise genutzt wird.

FÖRDERUnGDas IGF-Vorhaben AiF 16642 BR der Forschungsver-einigung Forschungskreis der Ernährungsindustrie e. V. (FEI), Bonn, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemein-schaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert und durch nucis e. V. finanziell unterstützt.

DAnKSAGUnGWir danken nucis e. V. für die finanzielle Unter-stützung sowie der Southern African Subtropical Growers‘ Association, Paramount Farms, California Walnut Association sowie der Stollwerck GmbH und Viba Sweets GmbH für die Bereitstellung der nüsse. Unser besonderer Dank gilt außerdem den Pro-bat-Werken von Gimborn Maschinenfabrik GmbH für die Durchführung der Röstungen, insbesondere Thomas Koziorowski und Thomas Elshoff. Prof. Marc Birringer (Hochschule Fulda) danken wir für die Durchführung der Analysen des Vitamin E und der Lipidperoxidationsprodukte. Für die Unterstützung bei der sensorischen Bewertung der nüsse danken wir Herrn Prof. Friedrich Schöne (Thüringer Landes-anstalt für Landwirtschaft). Unser Dank gilt darüber

hinaus allen, die an der Bearbeitung des Projektes beteiligt waren, insbesondere Gudrun Steinmetzer, Inga Richter, Tamara Pfaff, Carsten Rohrer und Alfred Lochner.

KORRESPOnDEnZAnSCHRIFT

Prof. Dr. Michael Glei

Institut für ErnährungswissenschaftenLehrstuhl für ErnährungstoxikologieFriedrich-Schiller-Universität JenaDornburger Straße 2407743 JenaE-Mail: [email protected]

Anke Katharina Müller, M. Sc.

Prof. Dr. Stefan Lorkowski

Dr. Wiebke Schlörmann




PRESSEDIENST

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Nüsse – kleiner Snack mit großer Wirkung - bdsi.de · ZUSAMMEnFASSUnG nüsse sind eine hervorragende Quelle für täglich benötigte nährstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe