Lactobacillus casei Shirota reduziert Acrylamidgehalt

In Nahrungsmitteln vorkommendes Acrylamid wird als potentiell krebserregend eingestuft. Vor allem Pommes Frites und Kartoffelchips weisen je nach Zubereitung erhöhte Werte von Acrylamid auf. Inwieweit Lactobacillen den Acrylamidgehalt in der Nahrung reduzieren können, untersuchte eine Studie anhand einer Simulation im Verdauungsmodell.

Acrylamid entsteht bei Temperaturen über 120 Grad Celsius aus der Aminosäure Asparagin und speziellen Zuckern. Dieser Bräunungsprozess, auch „Maillard-Reaktion“ genannt, führt in Lebensmitteln wie z.B. Toast, Kaffee oder Kartoffelprodukten zu einem intensiveren Geschmack und stärkeren Aroma.

Jüngste Studien zeigten, dass Milchsäurebakterien Acrylamid aus wässrigen Lösungen entfernen können, indem sie das Toxin an ihre bakterielle Zellwand binden. In einem Modellsystem simulierten die Wissenschaftler nun die Bedingungen des Gastrointestinaltrakts von der Mundhöhle über den Magen bis zum Dünndarm, um hier mögliche Acrylamid-Interaktionen nachzuweisen. Zuerst wurde die Fähigkeit von  Lactobacillus reuteri RRRL 14171 und L. casei Shirota untersucht, die Resorption von Acrylamid im Darm zu unterbinden. Bei geringen Konzentrationen von 10 μg/ml Acrylamid entfernte L. casei Shirota bis zu 68% und L. reuteri ca. 53% des Toxins. Erhöhten die Wissenschaftler die Acrylamid-Konzentration über 100 μg/ml wurden nur noch 2% von den jeweiligen Lactobacillen Stämmen gebunden (p<0,05).

Mithilfe des gastrointestinalen Modells wurden Lactobacillen und verschiedene Kartoffelchips-Proben unter Peristaltik mit einer Abfolge von Verdauungssäften wie Speichel, Magensaft und Duodenal Saft mit Galle für 2h (nüchterner Zustand) oder 4h (postprandial) inkubiert. Der Acrylamidgehalt aus Überständen der jeweiligen Verdauungstufen wurde bestimmt. Die Zahl der Lactobacillen nahm aufgrund der harschen Bedingungen des Verdauungstrakts leicht ab, dennoch konnten 32-73% des Acrylamids aus Chips-Proben mit ursprünglich geringerem Acrylamidgehalt entfernt werden. L. casei Shirota lieferte hierbei effizientere Ergebnisse (65–73%) als L. reuteri (32–39%). Bei den Chips-Proben mit ursprünglich hohem Acrylamidgehalt konnten die Lactobacillen nur 5-10% des Acrylamids entfernen. Möglicherweise sind die Bindungsstellen der Bakterien nach einer gewissen Acrylamid-Konzentration gesättigt.

Originalpublikation

Rivas-Jimenez L, Ramírez-Ortiz K, González-Córdova AF, Vallejo-Cordoba B, Garcia HS, Hernandez-Mendoza A (2016). Evaluation of acrylamide-removing properties of two Lactobacillus strains under simulated gastrointestinal conditions using a dynamic system. Microbiol Res. 2016;190:19-26.

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