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Innovative Forschungsarbeit: Biochemische Prozesse bei der Zubereitung von Lebensmitteln

Lebensmittel sind komplexe Wirkstoffgemische. Ihre Wirkung auf den Organismus wird jetzt in einem von der FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft) geförderten Headquarter Bridge-Projekt an der Medizinischen Universität Innsbruck untersucht. Die Arbeitsgruppe „Eco Biochemistry & Nutritional Biochemistry“ des Biozentrums erforscht gemeinsam mit dem Unternehmen Philips Consumer Lifestyle Klagenfurt die biochemischen Prozesse während der Zubereitung von Lebensmitteln.

Menschen sind ständig von flüchtigen organischen Stoffen umgeben. Auch bei der Verarbeitung von Lebensmitteln entstehen solche flüchtigen organischen Stoffe, sogenannte VOC´s (Volatile Organic Compounds). Welche Auswirkungen diese auf humane Zellen haben, ist bisher allerdings vielfach unbekannt. In dem gemeinsamen Forschungsprojekt „Kitchen Appliances - Auffindung von volatilen Biomarkern aus Lebensmitteln“ mit den international tätigen Unternehmen Philips setzen sich ao.Univ.-Prof. Dr. Florian Überall und Dr.ⁱⁿ Johanna Gostner von der Innsbrucker Sektion für Medizinische Biochemie (Leiter: Univ.-Prof. Dr. Ludger Hengst) mit den molekularen und zellulären Vorgängen beim Kochen, Braten und Entsaften auseinander. „Wir werden eine unmittelbare Simulation einer Exposition von flüchtigen Einzelsubstanzen, aber auch Substanzgemischen an Zellmodellen durchführen, die uns Rückschlüsse auf den Einfluss auf die molekulare Signalweiterleitung geben“, erklärt Univ.-Prof. Überall. Die Ergebnisse sollen auch dazu verwendet werden, Zubereitungsprozesse von Nahrung in Zukunft zu optimieren. Ziel ist es, dass bei der Zubereitung von Speisen die Entstehung von schädlichen Biomolekülen vermieden wird, gleichzeitig aber der Gehalt an gesunden, beispielsweise antioxidativ wirkenden Lebensmittelinhaltsstoffen optimal genutzt wird. „Wir hoffen mit unserem Projekt Biomarker zu finden, die nicht nur auf die Anwesenheit von bestimmten VOC´s hinweisen, sondern auch deren Bioaktivität beschreiben. In Zukunft könnten solche VOC´s quasi als Stoffsignatur verwendet werden um die Prozessierung von Nahrung zu überwachen. Dieses Projekt kann somit auch einen wichtigen Beitrag zur Lebensmittelsicherheit leisten.“, erklärt Prof. Überall. Das bedeutet VOC´s könnten als Biomarker genutzt werden um ein Maximum der gesundheitsfördernden Inhaltsstoffe zu erhalten. Die Informationen sollen auch in einer Datenbank erfasst werden, um Informationen über biologisch relevante Effekte von VOC´s, die bei Zubereitung von Speisen entstehen, dem interessierten Endverbraucher zugänglich zu machen.

Forschungsverbund schlägt Brücke zwischen Wissenschaft und Wirtschaft

Damit die Erkenntnisse technisch umgesetzt werden können, ist die Carinthian Tech Research AG, unter der Projektleitung von Dr. Raimund Leiter, ein weiterer Projektpartner. Die FFG fördert das Headquarter Bridge-Projekt „Kitchen Appliance“ mit einem namhaften Millionenbetrag in den nächsten zwei Jahren. Die Voraussetzung ein Bridge-Projekt zu erhalten ist eine positive internationale Begutachtung, die dem Projekt exzellente wissenschaftliche Vorgehensweise bescheinigt, sowie eine breite wirtschaftliche Nutzung absehen lässt. „Wir setzen auf die Zusammenarbeit von ExpertInnen in den Bereichen des technischen Küchengerätebaus sowie auf das Wissens und die Fähigkeit von GenetikerInnen, BiochemkerInnen und PharmazeutInnen im Bereich Zellbiologie und Lebensmitteltoxikolgoie. Wir haben so einen Forschungsverbund zur biologischen und biochemischen Funktionsbewertung von Lebensmittelinhaltsstoffen an Zellmodellen geschaffen“, erklärt Univ.-Prof. Überall, Leiter der Arbeitsgruppe „Eco Biochemistry & Nutritional Biochemistry“.

Vor nicht ganz einem Jahr konnte an der Sektion für Medizinische Biochemie ein einzigartiges VOC-Analysezentrum in Betrieb genommen werden. Das VOC-Expositionssystem für flüchtige organische Komponenten ermöglicht sowohl die Analyse von Einzelsubstanzen, wie auch von Substanzgemischen an Zellmodellen. Es wird derzeit auch genutzt um im Rahmen des laufenden Bridge-Projekts „VocOnCell“ die Auswirkungen von VOC´s aus Holz sowie Holzwerkstoffen auf den Organismus zu untersuchen. Das Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck verfügt damit über gute Voraussetzungen sowie die Erfahrung für die Untersuchung von VOC´s gemeinsam mit weiteren Wirtschaftspartnern aus der Lebensmittelindustrie oder anderen Wirtschaftsbereichen.

Projektteam:

Philips Klagenfurt

DI Dr. Roland Waldner, DI Dr. Thomas Strutzmann, Ing. Jürgen Holzbauer, Ing. Mag. Johannes Ebner, DI Arno Zwenig.

Medizinische Universität Innsbruck, Centrum für Chemie und Biomedizin (Abteilung für Medizinische Biochemie, Arbeitsgruppe Eco Biochemistry & Nutritional Biochemistry)

ao.Univ.-Prof. Dr. Mag. Florian Überall, Dr.ⁱⁿ Johanna Gostner, MSc Kathrin Becker, Mag.^a Martina Naschberger, BSc Simon Überall, Dr. MMag. Peter Gruber, DI Johannes Zeisler.

Carinthian Tech Research AG (CTR)

Dr. Raimund Leitner, Mag. Thomas Ladstätter

(B. Hoffmann)

Weitere Informationen:

Philips: www.philips.com

Philips Klagenfurt: www.klagenfurt.philips.com

CTR: http://www.ctr.at/home.html

Sektion für Medizinische Biochemie der Medizin Uni Innsbruck: https://www.i-med.ac.at/imcbc/medclinchemfolder/medclinchem.html

Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft: www.ffg.at

Presseinformation: Welche Auswirkungen haben flüchtige Inhaltsstoffe aus Holz sowie Holzwerkstoffen auf menschliche Zellsysteme? https://www.i-med.ac.at/pr/presse/2013/12.html