FERMENTIERTE ALGEN ALS FUTTERMITTELZUSATZSTOFFE

Verbesserung der biologischen Verfügbarkeit von Pflanzenstoffen für die Tiergesundheit

Algenmehl und -extrakt
Foto: Lea Karlsberger 

Bioreaktor für die Fermentation
Foto: Alice König

Zellkulturstudie
Foto: Georg Sandner 

Die wachsende Nachfrage nach tierischen Erzeugnissen hat die Besorgnis der Öffentlichkeit über das Wohlergehen der Tiere, die Lebensmittel- und Verbrauchersicherheit und die nachhaltige Viehzucht verstärkt. Das Verbot antimikrobieller Wachstumsförderer (AGP) in der Tierproduktion in der EU führte zu einer intensiven Suche nach natürlichen, pflanzlichen Alternativen für Futtermittelzusatzstoffe. Bestimmte pflanzliche Wirkstoffe („bioaktive Wirkstoffe“ oder „Phytochemikalien“) können die Darmgesundheit und Wachstumsleistung von Nutztieren verbessern und deren Widerstandsfähigkeiten gegen Krankheiten erhöhen, weshalb sie als Futtermittelzusatzstoffe eingesetzt werden.

In den letzten Jahren haben sowohl Land- als auch Meerespflanzen wie Makroalgen (Seetang) Aufmerksamkeit erregt. Diese sind reichhaltige Quellen an bioaktiven Verbindungen, die ein breites Spektrum an gesundheitsfördernden Wirkungen wie zum Beispiel antioxidative, entzündungshemmende oder antibiotische Effekte aufweisen. Bei diesen bioaktiven Molekülen handelt es sich hauptsächlich um Polyphenole, die in Pflanzen in Form von Estern, Glykosiden oder Polymeren vorkommen. In Braunalgen sind die vorwiegenden Polyphenole sogenannte Phlorotannine, die eine hohe strukturelle Komplexität und ein hohes Molekulargewicht aufweisen können.

Die Bioaktivität von phytogenen Futtermittelzusatzstoffen hängt von ihrer Bioverfügbarkeit im Tier ab. Der hohe Polymerisationsgrad der Phlorotannine schränkt jedoch ihre Resorption im Darm ein, wodurch ihre gesundheitsfördernde Wirkung verringert wird. Studien deuten darauf hin, dass Phlorotannine mit sehr hohem Molekulargewicht im Dünndarm nicht absorbiert werden können und im Dickdarm eine Fermentation mit Darmbakterien durchlaufen, was zur Bildung von kleineren und besser absorbierbaren Metaboliten führt.

Ziel dieses Projekts ist es, die Wirkungsweise bioaktiver Pflanzenstoffe zu untersuchen und die biologische Verfügbarkeit und physiologische Aktivität ausgewählter Polyphenole durch Biotransformation zu verbessern. Verschiedene Pflanzenextrakte werden charakterisiert und fermentiert, um phenolische Polymere durch bakterielle Spaltung von Bindungen in Oligomere zu zerlegen. Es wird angenommen, dass durch die Aufspaltung der chemischen Bindungen von Phlorotannin kleinere, besser bioverfügbare Oligomere entstehen, die möglicherweise die Bioaktivität erhöhen.

Zunächst wird die Bioaktivität der nicht fermentierten Substrate in geeigneten in-vitro hinsichtlich antioxidativer Kapazität, Immunmodulation und Darmmorphologie untersucht. Im nächsten Schritt werden geeignete Bakterienstämme ausgewählt und Fermentationsversuche im kleinen Maßstab durchgeführt, um optimale Parameter zu ermitteln. Falls geeignete Bakterienstämme identifiziert werden und die Degradierung von Phlorotanninen nachgewiesen wird, können ausgewählte Substrate in einem kleinen Bioreaktor fermentiert werden. Schließlich werden die fermentierten mit den nicht fermentierten Materialien verglichen, um die Durchführbarkeit und Effizienz der Fermentation zur Steigerung der biologischen Aktivität von pflanzlichen Futtermittelzusatzstoffen zu bewerten.

Lead Researcher:
 

FH-Prof. Priv.-Doz. Dr. Julian Weghuber

FFoQSI Area Leader GREEN

Leiter CoE Lebensmitteltechnologie und Ernährung
Lebensmitteltechnologie und Ernährung an der FH Oberösterreich

julian.weghuber@fh-wels.at
+43 5 0804 44403
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