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Für Säuglingsnahrung & Co.

Humane Milch-Oligosaccharide bieten Mehrwert als Nahrungsergänzungsmittel
Für Säuglingsnahrung & Co.

Für die Entwicklung von Säuglingen sind humane Milch-Oligosaccharide sehr wichtig. Sie sind in der Muttermilch enthalten, wirken präbiotisch und fördern die Gesundheit des Kindes. Jennewein ist in der Lage, den Milchzucker 2′-Fucosyllactose in einem industriellen Maßstab zu produzieren. Das synthetische Produkt ist identisch mit seinem natürlichen Vorbild und bereits für den US-amerikanischen Markt zugelassen.

Die WHO empfiehlt, Kinder bis zum 6. Monat ausschließlich mit Muttermilch zu ernähren. Doch gibt es Ausnahmefälle, in denen Mütter ihre Kinder nicht mit Muttermilch versorgen können. Dann müssen sie auf Säuglingsnahrung zurückgreifen. Letztere ist heutzutage zwar schon sehr gut auf die Bedürfnisse von Säuglingen zugeschnitten, doch fehlen darin wesentliche Bestandteile der Muttermilch wie beispielsweise humane Milch-Oligosaccharide (HMO). Neben Lactose und Fetten repräsentieren sie den drittgrößten Anteil der löslichen Bestandteile in der Muttermilch.

Wertvoller Muttermilchbestandteil
Es sind mehr als 200 strukturell verschiedene, komplexe HMOs bekannt. Sie setzen sich alle aus den Monosacchariden Glucose, Galactose, Fucose, N-Acetylsialinsäure und N-Acetylglucosamin zusammen. Der Anteil und die genaue Zusammensetzung der HMOs in der Muttermilch ist unterschiedlich und verändert sich über die Dauer der Stillzeit. Beträgt der HMO-Anteil am Anfang der Stillzeit noch etwa 20 g/l, sinkt er mit der Zeit auf ca. 5 bis 12 g/l ab.
HMOs werden von Menschen nicht verstoffwechselt, können jedoch vom Körper absorbiert werden. Sie sind die ersten Präbiotika, die ein Mensch zu sich nimmt. Durch den Einfluss, den sie auf die Aktivität und Zusammensetzung des Darmmikrobioms nehmen, werden das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen gefördert. In wissenschaftlichen Studien ist nachgewiesen worden, dass verschiedene Spezies der Gattung Bifidobacterium und Bacteroides HMOs degradieren und metabolisieren können. Auf diese Weise haben die positiven Bakterien einen Wachstumsvorteil gegenüber anderen und schützen so präventiv vor Pathogenen.
Schutz vor Krankheitserregern
HMOs verfügen über einen ähnlichen strukturellen Aufbau wie zellständige Zuckerstrukturen, was ebenfalls zum Schutz gegen pathogene Bakterien und Viren beiträgt. Bevor Pathogene ihre krankheitserregende Wirkung entfalten, binden sie sich an diese Zuckerstrukturen. Letztere sind auf Epithelzellen zu finden und dienen vielen Pathogenen als Rezeptoren oder Co-Rezeptoren. Sind jedoch freie Oligosaccharide vorhanden, binden sich die Pathogene an diese und werden zusammen mit den Zuckern aus dem Körper geschleust.
Spezifische HMOs nehmen darüber hinaus direkten Einfluss auf bestimmte Immunzellen, indem sie Entzündungsreaktionen minimieren. In einer randomisierten klinischen Studie wurde ein solcher Effekt für 2′-Fucosyllactose (2′-FL) gezeigt. Sie ist mit 2 bis 4 g/l bei ca. 80 % aller Frauen das am häufigsten vorkommende HMO in der Muttermilch.
Nekrotisierende Enterokolitis ist bei Frühgeborenen eine häufig vorkommende schwere Erkrankung des Darms. Eine Nahrungsergänzung mit 2′-FL zeigte in Tiermodellen eine deutliche Abschwächung der Symptome im Gegensatz zu nicht supplementierter Nahrung.
Die Vielzahl der wissenschaftlichen Erkenntnisse macht deutlich, dass HMO-supplementierte Babynahrung näher an die positiven Eigenschaften von Muttermilch herankommt als herkömmliche Babynahrung. Bislang war es jedoch nicht möglich, HMOs im industriellen Maßstab herzustellen.
Produktion im Tonnenmaßstab
Jennewein Biotechnologie ist es gelungen, mithilfe eines fermentativen Prozesses den am häufigsten vorkommenden humanen Milchzucker 2′-Fucosyllactose im Tonnenmaßstab zu produzieren. Hierfür hat das Unternehmen in den vergangenen Jahren ein biotechnologisches Verfahren entwickelt, bei dem es die Bakterien so modifizierte, dass sie als Zucker-Zellfabriken arbeiten können.
Die 2′-FL wird in einem fermentativen Produktionsprozess hergestellt: In großen Produktionstanks werden Mikroorganismen mit Kohlenhydraten gefüttert, die aus nachwachsenden Rohstoffen stammen. Dieses Verfahren ist umweltfreundlich, kosteneffizient und nachhaltig.
In Zusammenarbeit mit der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin in Mannheim hat Jennewein Biotechnologie mithilfe präklinischer Untersuchungen nachgewiesen, dass die synthetisch hergestellten humanen Milchzucker in Struktur und Funktion mit den natürlichen Vorbildern aus der menschlichen Muttermilch identisch sind. Aus diesem Grund lassen sich die Zuckermoleküle in der Säuglingszusatznahrung einsetzen. Auf diese Weise kommt ihre prophylaktische Wirkung auch Säuglingen zugute, die nicht gestillt werden und mit herkömmlicher Milch bisher keinen zusätzlichen Schutz erhalten haben.
Weitere Einsatzmöglichkeiten dieser HMOs bieten sich in anderen Nahrungsmitteln wie zum Beispiel Milch-, Getreideprodukten und Getränken. 2′-Fucosyllactose findet bereits Anwendung in klinischen Nahrungsergänzungsmitteln zur Behandlung von Patienten mit Verdauungsstörungen wie zum Beispiel bei Malabsorption.
Ein natürliches Nahrungsmittel
Da es sich bei 2′-Fucosyllactose um ein natürliches Nahrungsmittel in Form eines reinen Zuckers und nicht um ein Medikament handelt, kann es bedenkenlos in Lebensmitteln verarbeitet werden. Die unter dem Namen Mum’s Sweet Secret vermarkteten Milchzucker sind bereits für den US-amerikanischen Markt zugelassen: 2014 erteilte die FDA den Gras-Status (Generally Regarded As Safe) für die Anwendung als Zusatz in allgemeinen und medizinischen Nahrungsprodukten. 2015 erfolgte die Gras-Zulassung durch die FDA für den Einsatz in Säuglings- und Kleinkindernahrung. Hierbei handelt es sich um das erste HMO auf dem amerikanischen Markt, das durch bakterielle Fermentation gewonnen wird. Weitere Zulassungsverfahren in aller Welt, darunter in China und Europa, laufen noch.

Dr. Katja Parschat Dr. Bettina Gutiérrez
Stellv. Leitung Forschung und Entwicklung,
Jennewein Biotechnologie
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,
Jennewein Biotechnologie
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