Landwirtschaftliche Lösungen zur Bekämpfung des Mikronährstoffmangels
Ein Mangel an Selen (Se) ist ein unterrepräsentiertes Ernährungsproblem, von dem große Teile der Bevölkerung betroffen sind. Die Hauptursache für diesen Mangel ist, dass das essenzielle Spurenelement in Böden und Anbaukulturen fehlt – eine Situation, die sich mit dem Klimawandel noch verschärfen könnte. Dies stellt eine gesundheitliche Herausforderung dar. Eine unzureichende Se-Zufuhr kann zu geistiger Ermüdung und Muskelschwund führen und wird mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung chronischer degenerativer Krankheiten in Verbindung gebracht. Herkömmliche Nahrungsergänzungsstrategien sind aufgrund der geringen Bioverfügbarkeit (ein Maß für die körperliche Aufnahme von Substanzen) oftmals ineffizient.
Biofortifikation von Pflanzen und angereicherte Milcherzeugnisse
Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm(öffnet in neuem Fenster) befasste sich Projekt Se4All(öffnet in neuem Fenster) mit der Entwicklung von nachhaltigen, an der Nahrungskette orientierten Ansätzen zur Erhöhung der Se-Aufnahme. Das Projekt ging entscheidenderweise über die Biofortifikation von Pflanzen hinaus, indem es den vollständigen Transfer von Se über die gesamte Nahrungskette demonstrierte, von Anbaukulturen über Tierfutter bis hin zu Milcherzeugnissen für den menschlichen Verzehr. „Das Ziel bestand von Anfang an darin, eine sichere, natürliche und wirksame Methode zu finden, um bioverfügbares Selen über gängige Nahrungsmittel zuzuführen“, erklärt Projektkoordinatorin María Jesús Sánchez Martín, Professorin an der Autonomen Universität Barcelona(öffnet in neuem Fenster). „Dazu haben wir ein hochgradig multidisziplinäres Konsortium aus Sachverständigen für Agronomie, analytische Chemie, Lebensmitteltechnologie, Milcherzeugung und große Forschungsinfrastrukturen vereint.“ Die Arbeit umfasste die Entwicklung und Anwendung von Se-Formulierungen bei Luzernen unter Verwendung von Blattbehandlungen. Diese Experimente wurden sowohl unter kontrollierten Bedingungen als auch in offenen Feldversuchen validiert. Die angereicherten Luzernen wurde dann in Fütterungsversuchen mit Milchkühen verwendet, um den Se-Transfer in die Milch nachzuweisen. „Mittels fortschrittlicher Analysetechniken, einschließlich HPLC-ICP-MS und Synchrotronmethoden, wurde Selen entlang der Pflanze-Tier-Milch-Kette untersucht, um die Bildung bioverfügbarer Selenformen zu bestätigen“, so Sánchez. „Wir haben auch die funktionellen, mikrobiologischen und sensorischen Eigenschaften der daraus resultierenden Milcherzeugnisse bewertet, um die industrielle Durchführbarkeit und die Akzeptanz für die Verbraucherschaft zu gewährleisten.“
Erfolgreicher „Boden-zu-Nahrung“-Ansatz
Im Rahmen des Se4All-Projekts wurde die Durchführbarkeit des „Boden-zu-Nahrung“-Ansatzes erfolgreich demonstriert. Die Erzeugung von SE-angereicherten Luzernen konnte ohne negative Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum oder den Nährwert erreicht werden. Das Team konnte zudem den effizienten Transfer von Se aus dem Futter in die Milch nachweisen, wobei der Se-Gehalt deutlich erhöht und gleichzeitig sichere und nährstoffrelevante Konzentrationen bei der Erzeugung Se-angereicherter Milch beibehalten wurden. „Wir konnten bestätigen, dass die Selenanreicherung die Milchqualität, die Sicherheit und die Verarbeitungsleistung nicht beeinträchtigt“, so Sánchez. „Selen-angereicherte Milcherzeugnisse wie Milchpulver, Käse und Joghurt wurden sensorisch und mikrobiologisch gleichwertig hergestellt.“ Diese Erzeugnisse können beachtlicherweise ohne größere Änderungen an den bestehenden Milchverarbeitungstechnologien gewonnen werden können, was ihre Skalierbarkeit und industrielle Einführung unterstützt. Insgesamt hat das Projekt demonstriert, dass die Biofortifikation von Se über die Nahrungskette ebenso durchführbar wie skalierbar ist.
Widerstandsfähigere Nahrungssysteme
Die nächsten Schritte umfassen weitere Studien zur Stabilität von Se bei verschiedenen Milcherzeugnissen sowie die Bewertung der langfristigen Stabilität und Bioverfügbarkeit von Se während der Lagerung und Verarbeitung. Die Skalierung der Erzeugung von Se-angereicherten Milchbestandteilen (wie Milchpulver) wird außerdem zur Gewährleistung der industriellen Durchführbarkeit beitragen. „Zu diesem Zweck möchten wir die Zusammenarbeit mit Milchviehbetrieben und den industriellen Interessengruppen verstärken“, so Sánchez. „Wir beabsichtigen zudem die weitere Erforschung der gesundheitlichen Nutzen eines regelmäßigen Verzehrs von Selen-angereicherten Milcherzeugnissen.“ Auf lange Sicht hofft Sánchez, dass die Ergebnisse des Se4All-Projekts zu widerstandsfähigeren Nahrungssystemen und zur Bewältigung globaler Herausforderungen im Kontext von Ernährung, Nachhaltigkeit und Klimawandel beitragen werden. „Unser Ansatz birgt das Potenzial, die Volksgesundheit zu verbessern, den Milchsektor mit höherwertigeren Erzeugnissen zu unterstützen und die Abhängigkeit von konventionellen Nahrungsergänzungsmitteln zu verringern“, erklärt sie.
