An apple a day keeps the doctor away: Wertvolle Pflanzenstoffe
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- Johann Hafner
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1 An apple a day keeps the doctor away: Wertvolle Pflanzenstoffe Anna Bozzi Nising Biotechnologie & Ernährung scienceindustries Wirtschaftsverband Chemie Pharma Biotech 28. Januar 2013
2 Sekundäre Pflanzenstoffe
3 WIESO bilden Pflanzen Sekundäre Pflanzenstoffe? Abwehrstoffe gegen Schädlinge und Krankheiten Wachstumsregulatoren Farbstoffe Aroma- und Duftstoffe SPS kommen im Gegensatz zu den primären Pflanzenstoffen (Kohlenhydrate, Fette, Eiweisse) nur in geringen Mengen vor Bild: sarsmis / Shutterstock.com 3
4 Sekundäre Pflanzenstoffe gehören nicht zu den lebensnotwendigen Nährstoffen, sind aber der Gesundheit und dem Wohlbefinden förderlich Die Aufnahmemenge wird auf ca. 1.5g/Tag geschätzt Von den bis bekannten Substanzen werden ca mit der Nahrung aufgenommen Bild: sarsmis / Shutterstock.com 4
5 Gruppe Bekannte Strukturen Zufuhr [mg/tag] Vorkommen Carotinoide > Früchte & Gemüse Phytosterine > Nüsse, Getreide Polyphenole: - Phenolsäuren?? Pflanzl. Lebensmittel - Flavonoide > Früchte & Gemüse - Phytoöstrogene > 870 < 5 Soja, Getreide Glucosinolate > 120 < 50 Kohlarten, Senf Sulfide???? Knoblauch, Zwiebel Monoterpene?? < 2 Zitrusfrüchte, Kräuter DGE, Ernährungsbericht
6 Polyphenole: Phenolsäuren Carotinoide Flavonoide Monoterpene Phytosterine Glucosinolate Sulfide Phytoöstrogene 6
7 Phenolsäuren kommen in allen pflanzlichen Lebensmitteln vor und sind überwiegend in den Randschichten zu finden Chlorogensäure Ferulasäure Ellagsäure Gallussäure 7 Bilder: sarsmis, antoni halim, Piotr Malczyk, Horiyan, Nikola Bilic, Yeko Photo Studio / Shutterstock.com
8 Flavanole, Flavonole und Flavone Hellgelbe Farbpigmente Flavonone / Bitterstoffe Anthozyane Rote und blaue Farbpigmente Bilder: Nikola Bilic, Artem Samokhvalov, Elena Itsenko / Shutterstock.com 8
9 40-50 verschiedene Carotinoide sind wichtig als Lebensmittel-Inhaltstoffe und können vom Menschen absorbiert werden Farbpigmente mit Spektrum im gelb-roten Farbpigmente mit Spektrum im gelb-roten Carotine (z.b. b-carotin = Pro-Vitamin A, Lycopin) Xanthophylle (z.b. Lutein, Zeaxanthin) Bilder: Evgeny Karandaev, Maks Narodenko, Grauvision, nito / Shutterstock.com 9
10 Monoterpene kommen vorwiegend in Früchten vor. Sie bieten eine Vielfalt an Aromastoffe Zitrusfrüchte sind besonders reich an Monoterpenen (Limonen macht 90% des Zitrus-Öls aus) Bilder: Artem Samokhvalov, Goncharuk, Nikola Bilic, Subbotina Anna / Shutterstock.com 10
11 Gesundheitliche Wirkung Bilder: Amero, Sebastian Kaulitzki / Shutterstock.com
12 Wirkung Phenolsäuren Flavonoide Carotinoide Monoterpene Antikanzerogen Antimikrobiell Antioxidativ Antithrombotisch Immunmodulierend Entzündungshemmend 12
13 Verminderung der Bildung von Kanzerogenen aus nicht-toxischen Vorstufen (in vitro nachgewiesen): Einfluss auf Phase-I-Enzyme, welche Oxidations-, Hydroxylations- und Reduktionsreaktionen katalysieren Induktion von Phase-II-Enzymen, welche die Entgiftung von karzinogenen Metaboliten beschleunigen Erschwerende Faktoren für in vivo-studien: Normale Aktivität dieser Enzyme beim Menschen sind nicht bekannt Einfluss der genetischen Faktoren ist nicht bekannt Einfluss von Umweltfaktoren ist nicht bekannt 13
14 Oxidative Schädigungen werden verantwortlich gemacht für: Herzkreislauf-Erkrankungen Krebsentstehung Bildung von Katarakten Entzündungen Neurologische Störungen Antioxidative Wirkung: Verhindert die Bildung von freien Radikalen Unterstützt bei der Entfernung von gebildeten Radikalen Hilft die Reparatur von Radikalen
15 Die Bioverfügbarkeit gibt an, wie schnell und wie vollständig eine Substanz im Verdauungstrakt absorbiert wird und somit im Stoffwechsel ihre Wirkung entfalten kann Monoterpene und Flavonoide sind gut bioverfügbar (> 15%) Phenolsäuren haben eine mittlere Bioverfügbarkeit Anthozyane sind nur schlecht bioverfügbar (< 3%) Carotinoide sind aus rohen Lebensmitteln schlecht verfügbar, aber erhitzten Lebensmitteln gut verfügbar. Carotenoide sind in Anwesenheit von Fett noch besser bioverfügbar. Bilder: matin / Shutterstock.com 15
16 Biozugänglichkeit Bioverfügbarkeit Ausmass der Freisetzung von SPS im Verdauungstrakt Ausmass der Absorption und des Transports zum Zielorgan Bild: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock.com 16
17 Was beeinflusst SPS Inhalt und Bioverfügbarkeit? Bild: Evgeny Litvinov / Shutterstock.com
18 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 18
19 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 19
20 Lutein ist neben -Carotin das verbreitete Carotinoid Biosynthese nur in Pflanzen aus -Carotin durch spezifische Hydrolasen Bestandteil der Macula (Zentrum der Netzhaut): essentielle Rolle beim Sehen und Schutz vor AMD (Altersbedingte Macula- Degeneration) und Katarakten (Grauer Star) Hohe Gehalte v.a. in dunkelgrünen Blattgemüsen Verwendet als Lebensmittelfarbstoff E161b 20
21 Pellet et al.,
22 Pellet et al.,
23 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 23
24 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 24
25 Hitze führt im Allgemeinen zu einer Erweichung der pflanzlichen Gewebe bzw. Separierung der Zellen Durch mechanische Beanspruchung wird das Gewebe geschert und Zellen werden aufgebrochen. Das erlaubt den Austritt von Zell-Inhalt Metabolisches Chaos Zelltod unerwünschte Farbe und Geschmack (Oxidationen) Abbau (Vitamin C) oder Bildung (Isothiocyanate) von bioaktiven Substanzen 25
26 Ellagsäure wird vor allem aus Beeren aufgenommen Beim Konsum von frischen Beeren sind die Mengen deutlich höher als beim Genuss von Konfitüre Ellagsäuregehalt [mg/kg Produkt] Brombeeren Himbeeren Erdbeeren Frisch Konfitüre Hollman & Venema, 1993 Bild: Nikola Bilic / Shutterstock.com 26
27 Carotinoide aus rohen Früchten sind schlecht bioverfügbar Bei der Verarbeitung werden die pflanzlichen Strukturen aufgeschlossen Die Carotinoid-Aufnahme ist beim Konsum von Frucht-Konserven höher als beim Genuss von frischen Früchten Carotinoide -Carotin Lycopin Xanthophylle [mg/kg Produkt] Aprikosen, frisch Aprikosen, Konserve Pfirsich, frisch Pfirsich, Konserve Khachik et al Bild: Goncharuk, / Shutterstock.com 27
28 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 28
29 Sorte Umweltfaktoren Produktionsfaktoren Ernte Lagerung Verarbeitung Transport Transport Lagerung Transport Lagerung Zubereitung SPS-Inhalt / Metaboliten Bioverfügbarkeit Bilder: Skylines, matka_wariatka, FedorKondratenko, Valentyn Volkov / Shutterstock.com Gesundheitliche Wirkung 29
30 Flavonoide befinden sich vorwiegend in der Schale Beim Herstellen von Apfelsaft gehen nur ca. 10% der Flavonoide in den Saft über. Flavanole gehen vollständig verloren Flavanolgehalt [mg/kg Frischgewicht] Catechin Epicatechin Gesamt- Catechine Äpfel mit Schale Äpfel ohne Schale Apfelsaft, kommerziell Arts et al
31 Lebensmittel-Matrix Verarbeitung der Lebensmittel Lagerbedingungen der Lebensmittel Zusammensetzung der Mahlzeit Physiologischer Zustand des Individuums Bild: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock.com 31
32 Personalised Nutrition Massgeschneiderte Ernährung Bilder: Amero / Shutterstock.com; Simon A. Eugster / Creative Commons
33 Die Ernährungsbedürfnisse einzelner Menschen unterscheiden sich, da sie von der Lebensweise, dem Geschlecht, dem Alter, der erblichen Veranlagung und dem gesundheitlichen Zustand abhängen. Bundesamt für Statistik BFS 33
34 Nutrigenomik ist eine Wissenschaft, die forscht, wie eine bestimmte Ernährung den Erbgut beeinflusst und so Genregulation und Stoffwechsel verändern kann. Solche Einflüsse können sich auf Dauer positiv auswirken und beispielsweise vor altersbedingten Erkrankungen schützen. Genom-Sequenzierung und Proteomik werden ermöglichen neue biologische «Fingerabdrücke» von gesunden, gefährdeten oder erkrankten Menschen zu erstellen. 34
35 Diese Fingerabdrücke werden die Risikoeinschätzung bzw. die Früherkennung von Krankheiten erlauben. So wird man Gruppen von Menschen mit gemeinsamen Ernährungs-Anforderungen definieren können und für sie massgeschneiderte Ernährungs-Modelle entwickeln, die den genauen Bedürfnissen des Einzelnen gerecht werden. Bilder: Wilfredor / Creative Commons; sarsmis / Shutterstock.com 35
36 When the wind of change blows, some build walls, others windmills Chinese proverb Anna Bozzi Nising, Dott. Biotechnologie, Ernährung, Konsum Scienceindustries - Wirtschaftsverband Chemie Pharma Biotech Nordstrasse 15, Postfach, 8021 Zürich Tel / Fax anna.bozzi@scienceindustries.ch 36
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