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Vitaminsymposium   Jena    2001

Nachfolgend werden einige allgemein interessierende Aspekte aus der Vielfalt der Beiträge zusammengestellt.

In den Plenarvorträgen wurden neben den neuen gemeinsamen Referenzwerten der deutschsprachigen Gesellschaften für Ernährung (Deutschland, Österreich, Schweiz = DACH) zur Vitaminzufuhr des Menschen aktuelle Themen kritisch diskutiert, die im Mittelpunkt des Interesses der Verbraucher stehen. Das betraf vor allem Nutzen und Risiken einer Anreicherung der Nahrung mit Vitaminen und Zusatzstoffen einschließlich Probiotika bei Mensch und Tier. Dabei wurde der Lebens- und Futtermittelsicherheit großes Gewicht beigemessen.

So wurde herausgestellt, daß sich die neuen Referenzwerte für die Vitaminzufuhr in nutritive sowie präventive Aspekte zur Risikoreduktion degenerativer Erkrankungen gliedern. Beispielsweise beziehen sich präventive Aspekte auf eine erhöhte Vitamin-D-Zufuhr bei Senioren zur Osteoporoseprophylaxe und die Empfehlung von Folsäuresupplementen für junge Frauen zur Prävention von Neuralrohrdefekten Neugeborener. Angesichts der Homozysteinproblematik und aufgrund neuer biokinetischer Daten wurden die Empfehlungen zur Folat- und zur Ascorbinsäurezufuhr um je 30 % erhöht.

Eine Ableitung des Vitamin-Bedarfs für Nutztiere nach der faktoriellen Methode ist infolge fehlender experimenteller Daten gegenwärtig nicht möglich. Dosis-Wirkungs-Studien und Leistungsversuche unter Berücksichtigung physiologischer Parameter dienten bisher der Ableitung von Empfehlungen zur Vitaminversorgung. Bei Angaben zur Vitaminversorgung landwirtschaftlicher Nutztiere muß in verschiedene Niveaus (Minimal-, Optimalbedarf, opt. Empfehlung, „Sondereffekte“) unterschieden werden. Die Empfehlungen von Vitamin-Herstellern oder -vertreibern zur Vitaminversorgung liegen meist deutlich über den Vorschlägen von wissenschaftlichen Gesellschaften. Vitamin-Überdosierungen, die „Sondereffekte“ ermöglichen sollen, können in extremen Fällen zu Schäden bei Nutztieren führen.

Zum Nutzen von Probiotika in der menschlichen Ernährung wurde betont, daß die verwendeten Kulturen bestimmte Kriterien erfüllen müssen: sie wurden aus Wirtsspezies isoliert, sie haben einen nachgewiesenen Nutzeffekt, sie sind nicht pathogen, sie überleben den Transit in den Darm und sie bleiben in Lebensmitteln über längere Lagerzeit vital. Nicht alle eingesetzten probiotischen Keime siedeln sich im Darm eines jeden Menschen an, vermehren sich und üben ihre beabsichtigte Funktion aus, was zu teilweise widersprüchlichen Ergebnissen bei Interventionsstudien führt. Es wurde auch auf differierende Effekte zwischen Joghurt und Rohwurst mit L. acidophilus,  B. longum und L. paracasei auf den Lipidstoffwechsel hingewiesen, wobei die Einflußfaktoren sowohl auf der Seite der Kulturen als auch auf der Seite der Träger-Lebensmittel zu suchen waren. Die Effekte probiotischer Kulturen in der Prävention von Atherosklerose und Krebs sind überwiegend gering und beschränken sich weitgehend auf Laborstudien. Allerdings induzierte Faeceswasser von gesunden Probanden, die probiotischen Joghurt (L. acidophilus) verzehrten, weniger DNA-Strangbrüche bei Zellkulturen.

In der Tierernährung werden Probiotika besonders als Futterzusatzstoffe für Ferkel, Kälber und Broiler eingesetzt. In den meisten Untersuchungen werden wie in der Humanernährung lediglich Trends positiver Effekte auf die Lebendmassezunahme und den Futteraufwand festgestellt, die nur selten signifikant sind. Dagegen kann bei Ferkeln und Kälbern die Durchfallhäufigkeit meist statistisch gesichert gesenkt werden. Derzeit sind in der EU 18 Probiotikapräparate zugelassen. Sie wirken vermutlich primär über die Beeinflussung der pathogenen und apathogenen Darmflora, aber auch andere Reaktionen des Wirtsorganismus scheinen am Effekt beteiligt zu sein.

Die Supplementation der Nahrung mit Vitaminen und Zusatzstoffen wurde unter dem Aspekt der Lebensmittelsicherheit diskutiert. Es wurde resümiert, daß Lebensmittel in Deutschland zunehmend angereichert werden, daß aber auch Bemühungen wachsen, aufkommende Probleme im Vorfeld unter Vorsorgegesichtspunkten in den Griff zu bekommen. Der gesundheitliche Verbraucherschutz folgt dabei nicht mehr einfach dem Verbotsprinzip, sondern stützt sich mehr und mehr auf wissenschaftliche Prinzipien. Die Aufstellung einer Positivliste für ernährungsphysiologisch relevante Zusatzstoffe und die Ableitung von transparenten Grenzwerten sind erste Schritte in diese Richtung.

Auch der Beitrag zur Futtermittelsicherheit stellte eine kritische Bestandsaufnahme aus der Sicht von Tierernährung und Tiermedizin dar. Trotz einer insgesamt hervorragenden Qualität von Lebensmitteln tieri­scher Herkunft ist die gegenwärtige öffentliche Diskussion geprägt von Zweifeln an der Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln. Vor diesem Hintergrund wurden die verschiedenen Facetten des Begriffs „Futterqualität“ in Erinnerung gerufen. Um diese zu charakterisieren, sind zusätzlich die Effekte auf die Gesundheit der Tiere, die Auswirkun­gen auf die Umwelt und die Lebensmittelqualität einzubinden. Zur Aufdeckung von Schwach­stellen für die Futtermittelsicherheit sollte verstärkt der Weg des Futters von seiner Gewinnung bis zum Angebot an das Tier verfolgt und geprüft werden. Auf diesem Weg gibt es eine Vielzahl von Einflüssen, welche die Sicherheit der Lebensmittel tan­gieren können. Auch wenn derzeit der Verbraucher „natürliche“ Futtermittel und Füt­terungsbedingungen favorisiert, ist der Hinweis erlaubt, daß gerade moderne Fütterungstechniken zur Sicherheit von Futtermitteln und damit von Lebensmitteln beitragen können, wie es beispielsweise der Einsatz effizienter Kon­servierungsmittel verdeutlicht.

Die Antibiotika-Resistenzgene in der Umwelt und in der Nahrungskette stellten ein hochaktuelles Thema dar. Es wurde darauf verwiesen, daß die Verwendung von Antibiotika in den letzten Jahren eine rasche Ausbildung von Antibiotika-Resistenzen unter der Bakterienpopulationen bewirkte. Die zunehmende Nutzung molekularer Werkzeuge, wie DNS-Sonden und PCR, erlauben es, die Verbreitung bakterieller Antibiotika-Resistenzgene in den verschiedensten Matrices zu analysieren. Im Rahmen des EU-BIOTECH-Projektes “RESERVOIR”  wurde u.a. das Vorkommen von Resistenzgenen gegen Gentamycin, einem klinisch wichtigen Antibiotikum, besonders in Faeces von Geflügel, Rindern und Schweinen sowie in Abwässern von Kläranlagen nachgewiesen.

Die Kurzvorträge und Poster bezogen sich überwiegend auf die oben genannten Schwerpunkte, beinhalteten aber auch angrenzende Aspekte von Vitaminen, Zusatzstoffen und sekundären Pflanzenstoffen in Hinblick auf Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Mensch und Tier.

Zusatz bzw. Gehalt und Funktionsweise von Vitaminen und antioxidantiven Stoffen in der Nahrung nahmen einen breiten Raum ein.

Zur Vitaminversorgung von Säuglingen und Kleinkindern wurde aus 2163 Drei-Tage-Wiege-Ernährungsprotokollen  im Zeitraum 1998-1999 geschlossen, daß sich die Aufnahme besonders an den Vitaminen B₂, Niacin und C in einigen Altersgruppen veränderte. Die steigende Anzahl gestillter Säuglinge und Veränderungen im Verzehr üblicher Lebensmittel spiegelten sich in der Vitaminzufuhr der Säuglinge wider.

Frauen schieden im Verlauf der Schwangerschaft mit dem Urin nur geringe Mengen Retinol (< 35 nmol/g Kreatinin) und retinolbindendes Protein (< 70 nmol/g Kreatinin) aus, so daß es nicht nötig erscheint, diese Verluste während der Schwangerschaft zu berücksichtigen.

Hohe Vitamin-E-Dosen können eine Verbesserung des antioxidativen Status des Gehirns bewirken. So konnten die experimentellen Hirninfarkte mit 1 bzw. 100 mg Vitamin E je kg Körpergewicht um 66 % bzw. 81% verkleinert werden. Diese Ergebnisse unterstützen die  Hypothese, daß die Bildung von Sauerstoffradikalen einen wesentlichen Faktor bei der Pathogenese des Hirninfarktes darstellt und hohe prophylaktische Vitamin E-Gaben an Patienten mit einem erhöhten Infarktrisiko die Folgen eines Schlaganfalles mildern könnten.

Andererseits können extrem hohe Vitamin-E-Dosierungen auch negative Wirkungen haben, wie an Ratten, die 100 bis 10.000 mg DL-a-Tocopherylacetat je kg Futter (ca. 10-1000 mg/kg Körpergewicht) erhielten, gezeigt wurde. Die Untersuchungen demonstrierten, daß die gleichzeitige Aufnahme sehr hoher Vitamin-E-Dosen und mehrfach ungesättigter Fettsäuren (Fischöl) zu einer Destabilisierung der Erythrozytenmembran führt. Diese Destabilisierung wurde als Folge einer verminderten Kapazität des enzymatischen antioxidativen Schutzsystems in den Erythrozyten gewertet, die vermutlich zu erhöhten Konzentrationen reaktiver Sauerstoffspezies führt.

Die Effekte sehr hoher Zusätze an Vitaminen, Spurenelementen und Antioxidantien zum Futter für Nutztiere werden oft überschätzt. In Versuchen mit Legehennen konnte bewiesen werden, daß eine Reduzierung oder Eliminierung verschiedener Futterzusatzstoffe im Legehennenfutter (Bestandteile des vitaminisierten Mineralfutters) keine nachteiligen Folgen auf die Leistungen und die Gesundheit der Tiere ausübten. Für die Erzeugung eines nährstoffreichen, wohlschmeckenden und ernährungsphysiologisch wertvollen Eies reichen die von der GfE empfohlenen Futterzusätze aus. Kosten in Höhe von 2-3 DM/t Legehennenfutter könnten dadurch gespart werden.

Untersuchungen mit Milchkühen zur Absorbierbarkeit von intraruminal appliziertem Vitamin A und E (1.000.000 I.E. Vit. A und 10.000 I.E. Vit. E je Tag) ergaben, daß die verabreichten Vitamine im Pansen zu 28 % (Vit. A) bzw. 87 % (Vit. E) abgebaut werden und sich der Vi­tamingehalt im Blut nicht erhöhte.

Über den Empfehlungen liegende Vitamin- und Ca-Gaben an Legehennen sind meist nicht mit Leistungsverbesserung verbunden. In einem 10-wöchigen Versuch waren bei 37 g bzw. 60 g Ca und 0 bis 3.150 IE Vitamin-D₃ je kg Futter die Leistungsparameter und Eischalenstabilität in allen Dosierungen fast gleich. Bei 3,7 % Ca und abnehmender Vitamin-D3-Supplementation bestand lediglich ein Trend zu niedrigerer Leistung.

Dabei ist entsprechend anderer Studien an Broilern zu berücksichtigen, daß Cholecalciferol (Vit. D₃) gegenüber 25-Hydroxycholecalciferol (25-OH-D₃) eine höhere metabolische Wirksamkeit für Wachstum und Knochenausbildung besitzt.

Werden sportlich sehr aktive Schüler (PAL 2,0) in der Gemeinschaftsgastronomie versorgt, kann einer Unterschreitung der Zufuhrempfehlungen bei einzelnen Vitaminen des B-Komplexes (z.B. Folsäure) sowie bei ausgewählten Mineralstoffen (z.B. Calcium, Magnesium) durch kohlenhydratreiche, protein­optimierte und fettreduzierte Sportlerkost vorgebeugt werden.

Neben Effekten von fettlöslichen Vitaminen auf Osteopathien wurden in weiteren Beiträgen Absorbierbarkeit und spezielle Funktionen wasserlöslicher Vitamine besprochen.

Die  Absorbierbarkeit (präzäkale Verdaulichkeit, Modell Schwein) betrug bei Thiamin 73-96 % und bei Vitamin B₆ 16-91 %, wobei für Produkte tierischen Ursprungs um 18 % höhere Werte ermittelt wurden. Hierfür ist hauptsächlich der hohe Anteil an β-glykosidisch gebundenem Vitamin B₆ in pflanzlichen Produkten verantwortlich.

Durch eine Co-Ergänzung konnte keine nennenswerte Erhöhung der Vitamin B₁₂-Konzentration im Serum von Milchkühen erzielt werden. Eine Anreicherung der Ration mit Co (0,27 mg Co/kg T) bewirkte jedoch im Vergleich zur Kontrollgruppe (0,13 mg Co/kg T) eine Erhöhung der Co-Konzentration und damit auch der Vitamin B₁₂-Konzentration im Lebergewebe.

Obwohl die fetale Leber und die Placenta äußerst empfindlich auf einen Riboflavinmangel reagieren, scheint bei Ratten bereits ab dem 20. Trächtigkeitstag unabhängig von der Riboflavinzufuhr ein wirksamer regulatorischer Mechanismus  die Vitamin B₂-Konzentration im Gehirn relativ konstant zu halten.

Weiterhin wurde an Ratten gezeigt, daß auch bei ausreichender Thiaminversorgung durch eine chronische Ethanolzu­fuhr in Abhängigkeit der Dosis die Thiamin-Phosphorylierung und Dephosphorylierung gestört wird. Die dadurch im Gehirn verminderte Konzentration Thiamindiphosphat steht im Zusammenhang mit den unter chronischer Alkoholzufuhr beobachteten neuronalen Funktions- und Stoff­wechselstörungen.

Die Sinnhaftigkeit vitaminisierter Säfte und die Konzentration bzw. Bioverfügbarkeit von antioxidativen Substanzen in verschiedenen Getränken war Gegenstand weiterer Vorträge und Poster.

Fruchtsafthaltige Getränke bieten sich als wohl­schmeckende Basis für Zusätze mit funktionellen Eigenschaften an. Dabei sind sensorische Parameter für eine Akzeptanz der Produkte ausschlaggebend. Multivariate Methoden wie Hauptkomponentenanalyse und Internal Preference Mapping haben sich als gute Techniken erwiesen, um Verbraucherpräferenzen zu beschreiben und mögliche Marktnischen für Produkt­entwicklungen zu finden.

Anthocyane gehören zur Gruppe der Polyphenol-Flavonoide und haben aufgrund ihrer antioxidativen Kapazität verschiedene gesundheitsbeeinflussende Effekte. Schwarze Karotten enthalten Cyanidin als Hauptanthocyan, deren Extrakt gegenüber der Reinsubstanz in vitro sowohl Vorteile als auch Nachteile aufwies. Der Extrakt hemmte sowohl die Proliferation von humanen Colon-Tumor-Zellen (HT29 clone 19A-cells) und wirkte zytotoxisch, Cyanidin dagegen nicht. Cyanidin schützt gegen H₂O₂-induzierte DNA-Schäden, dagegen steigerte der Extrakt genetische Schäden. Mögliche Ursache hierfür könnten unbekannte Verbindungen des komplexen Extraktes sein. Die Anthocyane aus rotem Traubensaft und schwarzem Johannisbeersaft sind nur in  ge­ringem Umfang absorbierbar und/oder werden schnell metabolisiert, wie aus geringen Anthocyan-Konzentrationen sowohl im Plasma als auch im Urin geschlossen wurde.

Dem Rotwein werden kardioprotektive Wirkungen zugeschrieben, die insbesondere auf die antioxidativen Eigenschaften der enthaltenen phenolischen Verbindungen zurückgeführt werden. Es konnten mehr als 30 phenolische Verbindungen in den untersuchten Rotweinproben quantifiziert werden. Der Gesamtpolyphenolgehalt (ohne Anthocyane) korrelierte positiv mit der antioxidativen Kapazität. Anthocyane und Sulfit be­einflußten die antioxidativen Eigenschaften der Rotweine dagegen nicht.

Bei der Weinherstellung wird zunehmend auf Erhalt der Polyphenole wäh­rend der Traubenverarbeitung bzw. Weinbereitung geachtet. Bei Einsatz von Schönungsmitteln treten unterschiedlich hohe Verluste an antioxidativ wirksamen phenolischen Verbindungen ein, die nach Schönungen mit Tannin-K und Tannin-S (neue Präparate aus Trauben-Kernen und ‑Schalen) am geringsten sind. Da jedoch das Hauptanthocyan im Rotwein von diesen beiden Tanninen stark adsorbiert wird, ist deren Einsatz nur für Weißweinschönungen zu empfehlen.

Verschiedene Tee-Extrakte unterscheiden sich in Gesamtphenolgehalt, antioxidativer Aktivität und Catechingehalten. Grüntee von China, Darjeeling Grüntee und Darjeeling Schwarztee hatten ver­gleichbare Gesamtphenolgehate und antioxidative Aktivität. Die Fermentation bewirkte eine Abnahme im Gehalt an Catechinen.

Zu hoher Teekonsum kann bei Frauen allerdings die Eisenversorgung beeinträchtigen. Der tägliche Konsum von einem Liter grünen oder schwarzen Tee führte bei Mischköstlerinnen zu signifikant niedrigeren Ferritin-Werten.

Das im grünen Tee am reichlichsten vorkommende Flavanoid mit sehr hoher antioxidativer Kapazität ist Epigallocatechingallat (EGCG). Es kann mit speziellen Verfahren in  einer Reinheit von 93 - 95 % isoliert werden. In Humanstudien wurden EGCG-Dosen bis zu 1600 mg gut toleriert.

Ein wesentlicher Aspekt, der zu einer Qualitätsminderung von Fleisch führt, sind oxidationsbedingte Veränderungen der in Membran-Phospholipiden gebundenen mehrfach ungesättigten Fettsäuren und des Myoglobins. Durch Supplementierung von Antioxidantien (z.B. a-Tocopherol) kann eine oxidative Stabilisierung des Schlachtkörpers erzielt werden. Zur Überprüfung der antioxidativen Wirksamkeit bei der Lagerung stellt die Bildung von Malondialdehyd (MDA) im Rindfleisch einen empfindlichen und selektiven Indikator zur Beurteilung des Oxidationsstatus dar.

Bei Schweinen bewirkte eine mäßige Supplementation mit 200 mg a-Tocopherol je kg Futter für die Dauer von 60 Tagen vor dem Schlachten eine Verdoppelung der a-Tocopherol-Konzentration im Muskel sowie eine signifikante Verminderung der Fe-induzierten Lipidoxidation.

In anderen Versuchen zeigte sich ein synergistischer Effekt bei kombinierter Supplementierung mit 200 mg/kg dl-a-Tocopherylacetat plus 200 mg/kg Ascorbinsäure beim wachsenden Schwein, in dem bei gleichzeitiger Zulage beider Vitamine auch die Konzentration beider Vitamine in Leber, Milz und M. longissimus dorsi höher war als bei Supplementierung mit nur jeweils einem Vitamin. 

Der kombinierte Zusatz von Vitamin-E und Se (40 mg/kg als a-Tocopherylacetat + 0,3 mg/kg als Na-Selenit) zu Vitamin-E- und Se-armen Rationen (Vitamin E 14 mg/kg, Se 17 µg/kg) für Schweine erhöhte die oxidative Stabilität (TBARS) und den Oxy-Myoglo­bin-Gehalt des Muskelfleisches sowie den Gehalt an PUFA in Muskellipiden mehr als jeweils ein Zusatz allein.

Die antioxidative Stabilität des Blutplasmas von Kälbern gemessen am Redoxstabilität-Index (RSI) korreliert eng mit dem Se-Gehalt im M. long. dorsi. (r = 0,6).

Gewürze dienen nicht nur der Schmackhaftigkeit von Wurstkonserven, auch deren Haltbarkeit nach Anbruch und langer Kühllagerung kann durch sie verbessert werden. Sowohl Majoran als auch Pfeffer und Kümmel schützten das Fett vor Oxidation. Die stärkste Wirkung hatte Majoran, der die Induktionszeit im Vergleich zum Kochgut ohne Gewürzzusatz versiebenfachte. Welche Inhaltsstoffe diese Wirkung bedingen, ist noch zu klären.

Bei der Analytik  von phenolischen Verbindungen, Carotinoiden und Tocopherolen ergeben sich oft erhebliche Probleme. Es wurden neue Entwicklungen bei der Bestimmung dieser sekundären Inhaltsstoffe  in Lebensmitteln mittels HPLC präsentiert.

Bei der Ermittlung der antioxidativen Aktivität von Lebensmitteln mittels LDL-Oxidations-Test (ex-vivo Methode) kann es zu Problemen kommen. Durch eine zusätzliche EDTA-Zugabe wird die Probenstabilität bis zum Beginn der Oxidation zuverlässig erreicht, so daß die modifizierte Methode ausreichend zuverlässig ist.  

Der geburtsnah ermittelte antioxidative Status ist ein wichtiger prognostischer Faktor für die Krankheitsanfälligkeit des neugeborenen Menschen. Die Ursachen dafür können einerseits in einem erhöhten Antioxidantienverbrauch durch die katalytische Wirkung von prooxidativem Fe²⁺ liegen, das beim Abbau des fetalen Hämoglobins freigesetzt wird. Es bleibt zu prüfen, ob eine Verbesserung der Antioxidantienversorgung die Ausbildung von sauerstoffradikalinduzierten Erkrankun­gen verhindern kann.