Forscher entwickeln allergenreduzierte Milchprodukte Milch ohne Nebenwirkungen

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Weltweit reagieren drei Prozent aller Säuglinge und Kinder allergisch auf Eiweiß in der Kuhmilch. Nun wollen Lebensmittelchemiker die allergische Reaktion auf Milcheiweiß reduzieren, indem sie phenolische Verbindungen aus Apfeltrester einsetzen.

Forscher der TU Berlin arbeiten daran, die allergische Reaktion auf Milcheiweiß zu reduzieren. Sie wollen hypoallergene – also allergenreduzierte – Milchprodukte auf Kuhmilchbasis herstellen, die Allergiker besser vertragen als herkömmliche Milchprodukte.

„Verantwortlich für die allergische Reaktion auf Kuhmilch sind die so genannten Milchprotein-Epitope“, sagt die Lebensmittelchemikerin Dr. Helena Kieserling. „Dabei handelt es sich um Strukturbereiche der Proteine, gegen die das Immunsystem bei manchen Menschen Antikörper zur Abwehr bildet. Leider unnötigerweise, denn die Milchprotein-Epitope sind harmlos und stellen für den Organismus keine tatsächliche Gefahr dar.“ Zu erklären ist diese fehlgeleitete Reaktion des Immunsystems damit, dass ähnliche Epitope auch in Proteinen von Bakterien und Viren vorkommen, wie die Forscherin erläutert. In diesen Fällen sei es jedoch vom menschlichen Immunsystem sinnvoll, eine Immunantwort auszulösen, um Krankheitserreger unschädlich zu machen. „Das Immunsystem von Kuhmilch-Allergikern kann also nicht erkennen, dass es sich beim Protein-Epitop in der Milch nicht um einen Krankheitserreger handelt“, sagt Kieserling.

Milchproteine maskieren

Um das Immunsystem daran zu hindern, gegen Protein-Epitope in der Kuhmilch Antikörper zu bilden und damit eine allergische Reaktion auszulösen, „maskieren“ die Wissenschaftler das Milchprotein-Epitop. „Die ‚Maske', die wir dem Milchprotein-Epitop aufsetzen, besteht aus phenolischen Verbindungen und die bewirken, dass sich das Immunsystem zu keiner oder zumindest einer abgeschwächten Abwehrreaktion veranlasst sieht“, sagt der Lebensmittelchemiker Daniel Güterbock, der an dem Projekt mitarbeitet. Pflanzen produzieren phenolische Verbindungen als sekundäre Stoffwechselprodukte, die unter anderem als Schutz gegen Fraßfeinde dienen, antioxidativ wirken oder die Farbe bestimmen.

Die phenolischen Verbindungen gewinnen Güterbock und Kieserling aus Apfeltrester, dem Nebenprodukt bei der Herstellung von Apfelsaft, welches die Forscher in Form eines rosafarbenen Pulvers zur Verfügung haben. In Deutschland fallen jährlich mehrere Tonnen Apfeltrester an, den Hersteller bislang fast ausschließlich als Tierfutter verwenden. Künftig könnten Forscher die phenolischen Verbindungen auch aus anderen Obst- und Gemüsetrestern extrahieren.

Aber wie läuft die Maskierung ab? „Wir mischen die Milch mit den phenolischen Verbindungen aus dem Apfeltrester unter spezifischen Reaktionsbedingungen“, sagt Güterbock. „Dabei reagieren die Verbindungen mit dem Milchprotein-Epitop. Für unsere ‚Maskerade' und letztendlich für unser Ziel, allergenreduzierte Milchprodukte herzustellen, nutzen wir die Erkenntnis aus der Grundlagenforschung, dass die phenolischen Verbindungen der Pflanze mit Proteinen wechselwirken und nutzen diese Reaktion, um das Immunsystem austricksen.“

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Potenziell können auch andere Allergien maskiert werden

Für ihre Herangehensweise, Wissen aus der Grundlagenforschung bei der Herstellung eines Produktes anzuwenden, erhielten die beiden Wissenschaftler 2024 den ersten Preis beim Wettbewerb „Forum Junge Spitzenforschung“, den die Stiftung Industrieforschung und die Humboldt-Innovation GmbH austragen.

Kuhmilch dient den beiden TU-Forschenden als Modell. „Übertragbar ist unsere Idee jedoch prinzipiell auf alle Eiweiße – tierische wie pflanzliche. Denn wie hinlänglich bekannt, gibt es zum Beispiel auch eine Erdnussallergie, deren Ursache Proteine sind“, sagt Lebensmittelchemikerin Kieserling. Allergien seien in den meisten Fällen Reaktionen des Immunsystems mit Proteinen, im Unterschied zu Lebensmittelintoleranzen wie der Lactoseunverträglichkeit, führt die Forscherin aus. Eine solche Unverträglichkeit beruhe darauf, dass Enzyme den Milchzucker nicht aufspalten können. Allergien und Intoleranzen haben also unterschiedliche Ursachen, auch wenn sie häufig fälschlicherweise synonymisch verwendet werden, wie Kieserling sagt.

Ökologisch und ökonomisch sinnvoll

Um die Allergenität von Milchproteinen zu reduzieren, vermischen die Wissenschaftler also Kuhmilch oder andere milchbasierte Lebensmittel wie Quark oder Joghurt mit pflanzlichen, phenol-reichen Extrakten. Dieser Ansatz bietet neben dem gesundheitlichen Aspekt noch einen ökologischen und ökonomischen Nutzen, erklärt Kieserling: „Der Apfeltrester [...] findet eine zweite Anwendung und bleibt somit im Rohstoffkreislauf. Und der ökonomische Vorteil besteht darin, dass die Produktion unserer Milchmischgetränke in die bestehenden Produktionsprozesse eines Herstellers von Milchprodukten ohne technischen Mehraufwand und hohe Kosten integriert werden kann.“ Die Forscher sehen den Apfeltrester daher nicht als Abfallprodukt der Lebensmittelindustrie an, sondern als Nebenprodukt mit dem Potenzial für wertvolle neue Verwendungen.

Aktuell gibt es zwar bereits zahlreiche allergenreduzierte Milchprodukte im Handel. Doch Hersteller produzieren diese unter hohem technologischem und finanziellem Aufwand. Grund: Bei diesen Verfahren zerlegen sie das Protein-Epitop in der Regel komplett in seine Bestandteile, sodass das Immunsystem es nicht mehr erkennen kann. Das Aufspalten des Protein-Epitops, die so genannte Hydrolyse, braucht viel Energie und ist nur aufwendig umzusetzen. Zudem finden die auf diese Weise hergestellten Produkte bei Verbrauchern kaum Anklang, weil sie einen bitteren Beigeschmack haben. „Zwar stehen die sensorischen Tests für unser Milchmischgetränk auf der Basis von phenol-reichen Rohstoffen wie Apfeltrester noch aus, aber wir gehen davon aus, dass die phenolischen Verbindungen – besonders in Kombination mit herkömmlichen Fruchtzubereitungen – weitestgehend geschmacksneutral sind“, sagt Güterbock.

Ob aus der Idee einmal ein marktreifes Lebensmittel wird, hängt jedoch entscheidend davon ab, inwiefern es den beiden Forschenden gelingt nachzuweisen, dass ihr Produkt aus Kuhmilch und phenolischen Verbindungen aus Apfelextrakt die Immunreaktion bei betroffenen Säuglingen und Erwachsenen deutlich dämpft. Diese Untersuchungen laufen momentan.

Diese Meldung ist zuvor bei unserer Schwestermarke www.foodtec-insider.deerschienen.

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