Einfluss von Lignin und Ferulasäure auf die Fermentation von Maiszellwänden (Influence of lignin and ferulic acid on the fermentation of maize cell walls)

Authors: FUNK, C. - UNIVERSITY OF HAMBURG; BRAUNE, A. - INSTITUT FUR ERNAHRUNGSFO; Grabber, John

Submitted to: Meeting Proceedings
Publication Type: Abstract Only
Publication Acceptance Date: 9/18/2006
Publication Date: 9/18/2006
Citation: Funk, C., Braune, A., Grabber, J.H., Steinhart, H., Bunzel, M. Einfluss von Lignin und Ferulasäure auf die Fermentation von Maiszellwänden (Influence of lignin and ferulic acid on the fermentation of maize cell walls) [abstract]. Deutscher Lebensmitttelchemikertag. p. 135.

Interpretive Summary:

Technical Abstract: Ballaststoffe unterliegen im Dickdarm einer teilweisen oder vollständigen mikrobiellen Fermentation. Das Ausmaß der Fermentation beeinflusst eine Vielzahl physikochemischer und daraus resultierender physiologischer Eigenschaften der Ballaststoffe (z.B. Wasserbindungs- und Bulkvermögen, Transitzeit, mikrobielles Wachstum im Colon, Bildung kurzkettiger Fettsäuren) und wird u.a. von der chemischen Struktur der Ballaststoffe bestimmt.[1] Hierbei wird v.a. für ligninreiche Pflanzenzellwände von einer verminderten Fermentierbarkeit ausgegangen.[2] Des Weiteren wird ein Einfluss zellwandgebundener Ferulasäuren bzw. der Cross-Link-bildenden Diferulasäuren diskutiert.[3] Die äußerst komplexe Struktur von Ballaststoffen erschwert die Untersuchung des Einflusses einzelner Ballaststoffkomponenten auf die Fermentierbarkeit. Bislang wurden v.a. isolierte Modellballaststoffe untersucht. Eine Zuordnung der erzielten Ergebnisse zu einzelnen Ballaststoffkomponenten durch Vergleich verschiedener Modellballaststoffe ist jedoch stets fehlerbehaftet, da in verschiedenen Ballaststoffen eine Vielzahl von Parametern variieren. Eine gezielte Untersuchung definierter Ballaststoffkomponenten wurde nun durch die Verwendung isolierter Maiszellwände ermöglicht. Diese wurden zur Untersuchung des Parameters Lignin künstlich lignifiziert, sodass Maiszellwände mit variierenden Ligningehalten als auch –strukturen, jedoch mit einer vergleichbaren Protein- und Polysaccharidmatrix vorlagen. Zur Untersuchung von zellwandgebundenen Ferulaten wurden Maiszellen mit normalen sowie reduzierten Ferulsäuregehalten gezüchtet und der Diferulasäuregehalt durch Zugabe von Wasserstoffperoxid variiert.[4] Der Einfluss von Lignin sowie (Di)ferulasäuren auf die Fermentierbarkeit der genannten Maiszellwände wurde durch Inkubation der Zellwände mit menschlichen Faezessuspensionen untersucht. Zur Simulation von Dickdarmbedingungen erfolgte die Fermentation unter strikt anaeroben Bedingungen bei 37 °C über verschiedene Zeiträume. Mit diesen Abbaustudien konnte gezeigt werden, dass wie erwartet eine erhöhte Fermentationszeit zu einem vermehrten Abbau der Zellwände führte. Zudem reduzierte ein höherer Ligningehalt die Fermentierbarkeit der Zellwände. Es konnte ebenfalls ein Einfluss der Ligninstruktur auf die Abbaubarkeit nachgewiesen werden. Hingegen konnte wider Erwarten weder für den Ferulasäure- noch für den Diferulasäuregehalt von Zellwänden ein Einfluss auf die Fermentierbarkeit aufgezeigt werden.