Nichtinvasive in vitro und in vivo Charakterisierung von Multikapselsystemen
Final Report Abstract
Das DFG Projekt „Nichtinvasive in vitro und in vivo Charakterisierung von Multikapselsystemen“ war Bestandteil des AIF/DFG Clusterprojekts „Bioaktive Inhaltsstoffe aus mikrostrukturierten Multikapselsystemen“ (Teilprojekt 6). Ziel des Teilprojektes war die Charakterisierung von entwickelten Kapselsystemen anderer Teilprojekte sowie von verwendeten Hilfsstoffen. Angewendet wurden neben den nichtinvasiven Analysenmethoden Benchtop-NMR (BT-NMR) und Elektronen Spin Resonanzspektroskopie (ESR), der Pankreatintest, die Hochleistungs Dünnschichtchromatographie (HPTLC) sowie die Asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierung (A4F). Das Projekt wurde in enger Kooperation mit den anderen Teilprojekten durchgeführt. Projektpartner des Teilprojektes 1 isolierten eine Polyphenolfraktion des Heidelbeerextraktes (HBE). Mittels A4F wurde das Molekulargewicht dieser Polyphenolfraktion untersucht. In Kooperation mit Teilprojekt 4 wurde der Pankreatintest durchgeführt. Bei diesem Test wurden die zur Verfügung gestellten W 1/O/W 2-Doppelemulsionen in vitro in simulierten Darmmedien (fasted state simulated intestinal fluid und fed state simulated intestinal fluid) verdaut. Durch die anschließende Lipidanalytik wurden die Lipidfraktionen mittels HPTLC aufgespalten und quantifiziert. In einer frühen Phase des Projektes wurden in Anlehnung an das Europäische Arzneibuch Zerfallstest von Kapselsystemen der Teilprojekte 2 und 3 durchgeführt. Diese zeigten, in wie weit die eingesetzten Hilfsstoffe den an sie gestellten Anforderungen gerecht wurden. Hierbei durften die Mikrokapseln nicht im simulierten Magensaft pH 1,2 (ohne Enzym) zerfallen, da sie in vivo im Kolon wirken und somit den Magen unbeschadet passieren müssen. Kapselsysteme, die bereits während einer Inkubation im simulierten Magensaft (ohne Enzym) pH 1,2 zerfielen, wurden von den Projektpartnern nicht weiter entwickelt. In dem größten Netzwerk innerhalb des Clusters wurden die in den Teilprojekten 2, 3 und 5 verkapselten Anthocyane in unserem Labor in die physiologischen Bedingungen nachahmenden Medien freigesetzt. Teilprojekt 7 quantifizierte die Anthocyane der Freisetzungsproben mittels HPLC-UV/VIS. Basierend auf diesen Ergebnissen konnten die Projektpartner ihre Kapselsysteme optimieren. Außerdem zeigten wir, dass eine Verkapselung von HBE einen gewinnbringenden Nutzen hat, da der Gehalt an freien Anthocyanen nach der Inkubation der Kapselsysteme im Dünndarm simulierenden Medium höher war als nach der Inkubation von nicht verkapseltem HBE im gleichen Medium. In eigenen Studien wurde mittels ESR das Oxidationspotential des HBE untersucht. Mit dem zur Verkapselung eingesetztem Hilfsstoff Molkenproteinisolat (WPI) wurden rheologische Tests durchgeführt. Zusätzlich wurde ein eigenes Kapselsystem, basierend auf Hartfett, entwickelt. Insgesamt ist ersichtlich, dass dieser Projektteil eine Schnittstelle in der Analytik der im Cluster entwickelten Kapselsysteme darstellt.
Publications
- Nichtinvasive in vitro und in vivo Charakterisierung von Multikapselsystemen. In: Bioaktive Inhaltsstoffe aus mikrostrukturierten Multikapselsystemen. Zentrale Ergebnisse des gleichnamigen DFG/AiF-Clusterprojekt. Bonn: Forschungskreis der Ernährungsindustrie e. V. (FEI), 2011. ISBN: 978-3-925032-49-3
Mäder, K.
- "Antioxidant capacity of bilberry extract microencapsulated in whey protein hydrogels". Food Research International (2012); 47, 51–57
Betz, M., Steiner, B., Schantz, M., Oidtmann, J., Mäder, K., Richling, E., Kulozik, U.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.foodres.2012.01.010) - "Preparation and comparative release characteristics of three anthocyanin encapsulation systems". Journal of Agricultural and Food Chemistry (2012) 60; 844-851
Oidtmann, J., Schantz, M., Mäder, K., Baum, M., Berg, S., Betz, M., Kulozik, U., Leick, S., Rehage, H., Schwarz, K., Richling, E.
(See online at https://doi.org/10.1021/jf2047515)
