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Lebensmittel-Zusatzstoffe Nur negativ? Wie Nanopartikel unsere Darmflora beeinflussen

| Autor / Redakteur: Cathrin Becker* / Dr. Ilka Ottleben

Das Kaugummi, das die Zähne weißer macht, das Salz, das nicht klumpt: Lebensmittel enthalten häufig Nanopartikel als Zusatzstoffe. Schaden sie unserer Gesundheit? Wie wirken sie sich in unserem Inneren aus? Ein Forscherteam der Uni Duisburg-Essen hat nun untersucht, wie sich Nanopartikel speziell auf die für unsere Gesundheit so wichtige Darmflora auswirken. Und kommt zu überraschenden Ergebnissen: Neben negativen sind offenbar auch positive Effekte möglich – welche das sind, beschreiben die Forscher hier.

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Vom Kaugummi bis zur Instantsuppe: Viele Lebensmittel enthalten synthetische Nanopartikel als Zusatzstoffe
Vom Kaugummi bis zur Instantsuppe: Viele Lebensmittel enthalten synthetische Nanopartikel als Zusatzstoffe
(Bild: Copyright © Zsolt Nyulaszi. All rights reserved.)

Duisburg – Vom Kaugummi bis zur Instantsuppe: Viele Lebensmittel enthalten heutzutage synthetische Nanopartikel als Zusatzstoffe, um Produkteigenschaften wie eine weiße Strahlkraft oder die Rieselfähigkeit zu verbessern. Auch gegen Verklumpung helfen Nanopartikel. Sie haben aufgrund ihrer minimalen Größe einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, beispielsweise bei der Anlagerung an Kleinststrukturen. Mit den Lebensmitteln gelangen diese Nanopartikel auch in unseren Darm. Doch was passiert mit den winzigen Teilchen in unserem Inneren? Wie wirken sie sich aus?

Darmflora: essentielle Funktion für unsere Gesundheit

Dass alle Mikroorganismen im menschlichen Körper, darunter auch die als Darmflora bekannten Darmbakterien sich auf unser Wohlergehen auswirken ist bekannt. Sie beeinflussen Herz-Kreislauf-Krankheiten, Krebs, Fettleibigkeit und Allergien. Umweltfaktoren, wie die Einnahme von Medikamenten und vor allem die Ernährung, also beispielsweise auch mit technischen Nanopartikeln versetzte Lebensmittel, haben einen starken Einfluss auf die Vielfalt im Verdauungstrakt – und damit auf unsere Gesundheit. Hersteller sind verpflichtet enthaltene Nanopartikel zu kennzeichnen.

Doch wie beeinflussen Nanopartikel in unseren Lebensmitteln die Magen- und Darmflora? Um das zu untersuchen stellte Professorin Dr. Shirley Knauer vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit ihrem Team den Gang der Nanoteilchen im Darm nach, indem sie die unterschiedlichen Bedingungen des Verdauungstrakts im Labor imitierte. So herrscht im Magen ein sehr saurer pH-Wert während es im restlichen Trakt eher neutral zugeht. Die Forscher konnten zeigen, dass sich eine Vielzahl von Nanomaterialien an Bakterien binden kann.

Nanopartikel in Lebensmitteln können Darm-Mikrobiom negativ und positive beeinflussen

Elektronenmikroskopische Aufnahme von Darmbakterien mit angelagerten Nanopartikeln
Elektronenmikroskopische Aufnahme von Darmbakterien mit angelagerten Nanopartikeln
(Bild: © IMCES - Imaging Center Essen am UK Essen)

„Dies hat verschiedene Auswirkungen: So scheint die körpereigene Immunpolizei bedeckte Bakterien weniger gut zu erkennen, was vermehrt zu Entzündungen führen kann“, erläutert Prof. Knauer. Doch es gibt auch positive Effekte. Silica-Nanoteilchen schwächten die Infektiosität des Keims Helicobacter pylori. Er gilt als Hauptursache für die Entstehung von Magenkrebs.

Und was ist mit Lebensmitteln ohne künstliche Zusätze?„Besonders spannend wurde es, als wir Nanopartikel aus Bier isoliert haben. Das heißt, Nanoteilchen werden nicht nur gezielt unserer Nahrung zugesetzt, sondern entstehen auch völlig natürlich bei deren Zubereitung – sie sind also bereits omnipräsent.", erklärt Juniorprofessor Dr. Jens Voskuhl vom Institut für Organische Chemie.

Technische Nanopartikel als Lebensmittel-Zusatzstoffe besser entwickeln

Die Wissenschaftler arbeiten daran in Zeiten von „Designer-food“ und Verbraucherschutz die potenziell negativen oder positiven Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Nanoteilchen bestmöglich zu verstehen. „Aus unseren Ergebnissen lassen sich nun Strategien ableiten, um technische Nanopartikel als Inhaltsstoffe für Lebensmittel weiter zu entwickeln. Nicht nur für die Anwendung sondern auch Grundlagenforschung, einschließlich Nahrungsmittelallergien, liegt ein riesiges Potenzial“, betonen Professorin Knauer und ihr Team.

Originalpublikation: Svenja Siemer, Angelina Hahlbrock, Cecilia Vallet, David Julian McClements, Jan Balszuweit, Jens Voskuhl, Dominic Docter, Silja Wessler, Shirley K. Knauer, Dana Westmeier & Roland H. Stauber: Nanosized food additives impact beneficial and pathogenic bacteria in the human gut: a simulated gastrointestinal study, Nature Publishing Journal- Science of Food, Volume 2, Article number: 22 (2018)

* C. Becker: Universität Duisburg-Essen, 47057 Duisburg

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