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Gesundheit mit Genuss

Kurzkettige Fructo-Oligosaccharide
Gesundheit mit Genuss

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Der Trend zu Gesundheit und Fitness beeinflusst auch das Kaufverhalten bei Lebensmitteln. Neben Qualität und Geschmack ist ein wissenschaftlich begründeter Zusatznutzen für Gesundheit und Wohlbefinden ein wichtiges Kaufkriterium geworden. Um die Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte mit gesundheitsfördernder Wirkung zu unterstützen, wurde Actilight entwickelt. Hauptbestandteil dieser Lebensmittelzutat sind kurzkettige Fructo-Oligosaccharide.

A. Balbuchta, C. Demmer, T. Draguhn

Fructo-Oligosaccharide, kurz FOS genannt, sind Kohlenhydrate und gehören zur Gruppe der kurzkettigen Fructane. In der Natur findet man FOS in zahlreichen Gemüsen, Früchten und Geteidearten, wie Zichorie, Zwiebel, Banane, Gerste und Weizen. Aus chemischer Sicht sind FOS ein Gemisch aus Oligosacchariden, die aus einem Glukosemolekül und bis zu zehn Fruktosemolekülen zusammengesetzt sind. Die Fruktosemoleküle sind dabei über spezielle glykosidische Bindung miteinander verknüpft.
Ein Weg zur Herstellung von Fructo-Oligo-sacchariden ist die teilweise enzymatische Hydrolyse von Inulin, das aus der Zichorie gewonnen wird. Produkte, die nach diesem Verfahren gewonnen werden, sind mehr oder weniger reproduzierbare Gemische aus FOS mit zwei bis maximal zehn Fruktoseinheiten. Gleichzeitig enthalten sie aber auch Polyfruktosemoleküle unterschiedlicher Kettenlänge. Um diese vielfältige Molekülmischung zu umgehen, hat ein japanisches Unternehmen ein Herstellungsverfahren für FOS mit dem Handelsnamen Actilight entwickelt. Ausgangsbasis bei der Herstellung ist Zuckersirup, der einem patentierten enzymatischen Prozess unterzogen wird: Die Zuckermoleküle werden dabei teilweise in ein Glukose- und eine Fruktoseeinheit gespalten. Anschließend werden ein bis drei freigesetzte Fruktosemoleküle mit einem Saccharosemolekül verknüpft. Ergebnis ist eine Mischung aus nur drei verschiedenen FOS-Molekülen sowie Saccharose, Fruktose und Glukose. Eine Erhöhung der FOS-Konzentration erreicht man durch eine chromatographische Abtrennung von Mono- und Disacchariden. In seiner reinsten Form enthält Actilight 95% FOS in der Trockensubstanz. Dieses Herstellungsverfahren garantiert eine hohe Reproduzierbarkeit in Bezug auf die Zuckerzusammensetzung. Dadurch können auch gleichbleibende technologische, organo-leptische und ernährungsphysiologische Eigenschaften gewährleistet werden.
Ernährungsphysiologische Eigenschaften
Die ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Actilight ergeben sich aus dem Verhalten der FOS im menschlichen Magen-Darm-Trakt: Da sie in den oberen Abschnitten des Darms von den hydrolytischen Verdauungsenzymen nicht abgebaut werden können, gelangen mehr als 90% der aufgenommenen FOS in den Dickdarm. Erst dort werden sie durch bestimmte Bakterien der Darmflora, insbesondere der Gruppe der Bifidobakterien verbraucht.
Nährstoff für Bifidobakterien
Die im Dickdarm als natürlicher Bestandteil der Darmflora vorhandenen Bifidobakterien können über spezielle Enzyme FOS verwerten. Vor allem die kurzkettigen FOS sind ein wertvoller Nährstoff für ihr Wachstum und ihre Entwicklung. Da Actilight ausschließlich diese kurzkettigen FOS enthält, konnte in klinischen Studien gezeigt werden, dass bei einer Tagesdosis von 5 g die Anzahl der Bifidobakterien mindestens verzehnfacht werden kann. Gleichzeitig werden potentiell krankmachenden Keime wie Clostridium perfringens zurückgedrängt. Dies bedeutet: Die dominante Mikroflora, die die Entwicklung der sogenannten Begleitflora unter Kontrolle hält, wird gestärkt. In dieser Begleitflora können auch Keime leben, die als Pathogene gelten.
Actilight-FOS stärken die Darmflora und halten die Darmschleimhaut gesund und funktionsfähig. Dies wiederum trägt zur Vorbeugung von bakteriellen Tanslokationen, zur Stärkung der Widerstandskraft gegen Infektionen sowie zur Stimulierung des Immunsystems bei und kann die Entstehung von gewissen Krebsarten und Zellmutationen hemmen.
Ballaststoff mit sehr guten sensorischen Eigenschaften
Nach neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen lässt sich die klassische Definition der Ballaststoffe als nicht-stärkeartige Polysaccharide der pflanzlichen Zellwände auch auf unverdauliche, fermentierbare Kohlenhydrate erweitern, da die Wirkmechanismen die gleichen sind. Ballaststoffe sind demnach Stoffe pflanzlicher Herkunft, die im Dünndarm nicht zu resorbierbaren Komponenten abgebaut und im Dickdarm fermentiert werden. Genau dieses Verhalten zeigen auch die FOS. Deshalb sind sie aus wissenschaftlicher Sicht Ballaststoffe. Die beim fermentativen Abbau gebildeten organischen Säuren und die damit verbundene Absenkung des pH-Wertes im Dickdarm, steuern die Darmperistaltik und die Geschwindigkeit des Darmtransits. Eine regelmäßige Verdauung ist die angenehme Folge.
Zwei weitere Pluspunkte dieses Ballaststoffs sind seine sehr guten sensorischen Eigenschaften und seine unkomplizierte Verarbeitbarkeit. Aufgrund der chemischen Struktur der kurzkettigen Actilight-FOS, ist ihr Geschmacksprofil sehr zuckerähnlich und ohne störenden Nachgeschmack. Deshalb stellen die kurzkettigen FOS eine interessante Möglichkeit dar, um in Ergänzung zu Früchten, Getreide und Gemüse das chronische Defizit an Ballaststoffen in der modernen Ernäh-rung zu vermeiden. Außerdem ist Actilight sehr gut löslich und kann als Pulver oder Sirup ohne besondere Anforderungen an die Produktionsanlagen eingesetzt werden.
Kalorienarm und trotzdem süß
Mit 1,6 bis 2,2 kcal/g weisen die kurzkettigen FOS eine geringen Kaloriengehalt auf. Diese Energie wird dem Organismus über die kurzkettigen Fettsäuren zugeführt, die im Dickdarm von der Darmflora produziert werden. Der gesundheitsfördernde Effekt kann also auch für kalorienreduzierte Diätprodukte genutzt werden.
Deklarationsmöglichkeiten
Actilight ist ein Lebensmittel und kann nach der Lebensmittel-Kennzeichnungsverordnung als „Fructo-Oligosaccharide“ oder „Oligofructose“ deklariert werden. Im Rahmen der Nährwertkennzeichnungsvorschriften für Lebensmittel werden die FOS als Ballaststoffe angegeben. Die Glukose-, Fruktose- und Saccharoseanteile zählen zu den Kohlenhydraten. Zur Auslobung „ballaststoffreich“ müssen 6 g Ballaststoffe pro 100 g oder 3 g Ballaststoffe pro 100 kcal im Produkt enthalten sein.
Bereits 5 g Actilight 950P pro Tag bewirken eine Erhöhung der Anzahl und Aktivität der Bifidobakterien im Dickdarm. Die Menge ist ausreichend, um als „bifidogen“ auszuloben. Unerwünschte Nebenwirkungen wie Blähungen treten bei dieser Dosierung übrigens nicht auf. Bei der Herstellung von Actilight werden nicht gentechnisch veränderte Zuckerrüben und Enzyme aus nicht gentechnisch veränderten Aspergillus-Niger-Stämmen eingesetzt.
Technologische Eigenschaften
Da Actilight im Dünndarm nicht hydrolysiert werden kann und erst durch die Stoffwechselaktivitäten bestimmter Dickdarmbakterien (Bifidobakterien) zu kurzkettigen Fettsäuren abgebaut wird, beträgt der Kaloriengehalt der Fructo-Oligosaccharide in Actilight nur 2 kcal/g Trockensubstanz. Für kalorienreduzierte Produkte bietet Actilight daher mehrere Vorteile: Es verleiht dem Produkt mit wenig Kalorien „Körper” und erhöht den Ballaststoffgehalt. Außerdem ist eine Auslobung der prebiotischen Wirkung möglich.
Die Stabilität von Actilight in Lebensmitteln hängt sowohl vom pH-Wert als auch von der Lagertemperatur ab. Bei niedrigen pH-Werten und hohen Temperaturen werden die Fructo-Oligosaccharide hydrolysiert, Glucose und Fruktose entsteht. Bei Lagertemperaturen zwischen 18 °C und +4 °C sind die FOS auf jeden Fall für mindestens drei Monate stabil und dies unabhängig vom pH-Wert. Auch in ungekühlt gelagerten Lebensmitteln wird Actilight nicht abgebaut, sofern der pH-Wert größer als 4 ist.
Die FOS in Actilight geben Lebensmitteln Konsistenz, und sie verbessern die Bindung und Textur von Gebäck und Keksen genauso wie von Milchprodukten und gefrorenen Nahrungsmitteln. Vor allem sogenannten „0%-Fett-Milchprodukten“ verleiht Actilight die gewünschte Cremigkeit. In Bezug auf die Viskosität verhalten sich die Actilight-Sirupe ähnlich wie Glukose- oder Fruktosesirupe. Bestehende technische Anlagen zur Lagerung und Verarbeitung von Glukosesirupen können daher genutzt werden.
Die Wasseraktivität (aw) ist für das Wachstum von Mikroorganismen und damit für die Haltbarkeit von Lebensmitteln ein entscheidender Faktor. Mikroorganismen vermögen bei Wasseraktivitäten von 0,998 bis 0,6 zu wachsen. Die meisten Hefen benötigen aw-Werte von mehr als 0,8. Im Unterschied dazu wächst der Großteil der Bakterien erst ab aw-Werten von 0,98. Die Wasseraktivität von Actilight-Sirupen ist mit der von Saccharoselösungen vergleichbar. FOS übernehmen also eine aw-Wert senkende Funktion in Lebensmitteln und unterstützen damit deren Haltbarkeit. Die Wasseraktivität der sprühgetrockneten Variante Actilight 950P liegt bei 0,19. Somit können sich Mikroorganismen nicht vermehren.
Weitere Einsatzgebiete für Actilight ergeben sich aus seiner guten Verpressbarkeit. In Pulverform kann Actilight direkt zu stabilen Komprimaten verpresst werden, die durch eine glatte und glänzende Oberfläche überzeugen. Actilight und seine prebiotischen Eigenschaften können auf diese Art und Weise mit anderen Wirkstoffen, wie Mineralstoffen, Vitaminen oder auch probiotischen Kulturen in Nahrungsergänzungsmitteln kombiniert werden.
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