Probiotika - Mikrobielle Kulturen und ihre Anwendungen in Lebensmitteln

Probiotika

Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die in angemessen verabreichten Mengen einen gesundheitlichen Nutzen für den menschlichen Organismus haben können. [1]

Wirkungen

Hinsichtlich der Wirkung von Probiotika, gibt es Hinweise auf eine positive Beeinflussung der Darmflora, der Regulierung des Darmtransits und der Verdrängung von Pathogenen. Die Wirkungen sind speziesspezifisch unterschiedlich. [2]

Vertreter und Quellen

Milchsäurebakterien sind die wichtigsten Vertreter der probiotischen Mikroorganismen. In der Lebensmittel- und Biotechnologie werden zur Milchsäurefermentation vor allem Bifidobakterien (adolescentis, animalis, bifidum, breve und longum) und Laktobazillen (acidophilus, casei, fermentum, gasseri, johnsonii, reuteri, paracasei, plantarum, rhamnosus und salivarius) eingesetzt. [3]

Natürliche Quellen für Probiotika sind fermentierte Lebensmittel:

• auf Joghurtbasis (Joghurt, Joghurt mild, Rahmjoghurt...)
• auf Sauermilch- und Buttermilchbasis (Buttermilch, Sauerrahm, Crème fraîche...)
• auf Basis von Acidophilusmilch, Bifidusmilch oder Kefir
• fermentiertes Gemüse (Sauerkraut, Kimchi, eingelegtes Gemüse)

Bei der Fermentation dieser Milchprodukte wird die Milch vor allem mit Milchsäurebakterienkulturen der Gattungen Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Bifidobacterium und bei Kefir zusätzlich mit Hefen und fallweise Essigsäurebakterien beimpft und bebrütet. [4]

Präbiotika

Präbiotika sind unverdauliche Nahrungsmittelbestandteile, die selektiv das Wachstum, die Aktivität eines Bakteriums oder die Anzahl von gewissen Bakterien im Darm, fördern und dadurch möglicherweise positive gesundheitliche Wirkungen erzielen können. [5]

Wirkungen

Bei Präbiotika handelt es sich um bestimmte Kohlenhydratverbindungen, darunter kurz- und langkettige β-Fruktane (FOS, Inulin), Laktulose und Galaktooligosaccharide [5]. Präbiotika sind auf der Ebene einzelner Stämme und Spezies in der Lage das Darmmikrobiom zu modifizieren, jedoch gibt es unzureichende wissenschaftliche Belege für die positiven gesundheitlichen Auswirkungen einer langfristigen Einnahme. [2]

Vertreter und Quellen

Es gibt Präbiotika die aus natürlichen Quellen, wie zum Beispiel Obst, Gemüse und Getreide stammen. Darunter fallen:

• Spargel, Chicorée, Tomaten, Zwiebeln, Knoblauch, Topinambur
• Zuckerrüben, Honig, Bananen,
• Human- und Kuhmilch,
• Weizen, Gerste, Roggen,
• Sojabohnen, Erbsen, Bohnen
• Algen und Mikroalgen [5]

Da Präbiotika nur in geringen Mengen in Lebensmitteln enthalten sind, werden sie auch durch lebensmitteltechnologische Verfahren hergestellt. Für die industrielle Erzeugung dienen meist Laktose, Stärke und Saccharose als Rohmaterial [5]. Synthetisch produzierte Präbiotika sind Laktulose, Fructooligosaccharide, Maltooligosaccharide, Galactooligosaccharide, Cyclodextrine und Lactosaccharose [5]. Diese werden beispielsweise durch chemische Isomerisierung, Hydrolyse oder durch enzymatische Synthesewege erzeugt. [5][6][7]

Synbiotika

Synbiotika sind Kombinationen von Pro- und Präbiotika, durch die es zu einer Wechselwirkung der Effekte beider kommt. Der synergistische Effekt ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass Probiotika im Dünn- und Dickdarm, Präbiotika hingegen fast ausschließlich im Dickdarm wirken. [6]

Rechtliche Regelungen von Probiotika

Nährwert-, gesundheit-, und krankheitsbezogene Angaben sind durch die Verordnung VO (EG) Nr. 1924/2006 (Health Claims VO) festgelegt. Einerseits soll durch die Verordnung Verbraucherschutz, andererseits einheitliche Regelungen im Warenverkehr in der EU gewährleistet werden. [8] Die EFSA (European Food Safety Authority) ist für die Überprüfung der wissenschaftlichen Absicherung der beantragten Angaben verantwortlich, darunter auch für die Bewertung gesundheitsbezogener Angaben zu probiotischen Produkten.

Bisher hat die EFSA alle eingereichten gesundheitsbezogenen Angaben (EU Health Claims Verordnung) für Probiotika abgelehnt, da keine ausreichenden, wissenschaftlichen Daten zum Nutzen von Probiotika vorliegen. In der EU Verordnung (EG) Nr. 1924/2006, Artikel 13, sind alle Inhaltsstoffe oder Lebensmittelgruppen, die einen von der EFSA validierten Claim beinhalten dürfen, aufgelistet. [9]

Probiotika in Nahrungsergänzungsmitteln

In vielen angebotenen Nahrungsergänzungsmitteln werden Probiotika zugesetzt und zur Optimierung der Verdauung und zur Besserung von Verdauungsproblemen beworben. Grundsätzlich fallen Nahrungsergänzungsmittel unter die Health Claims Verordnung, wenn diese als Lebensmittel angeboten werden. Aus diesem Grund werden sie aber häufig in Drogerien, Apotheken und dem Internet vertrieben. [10]

Einsatz von Probiotika

Bei folgenden Erkrankungen haben Studienuntersuchungen ergeben, dass der Einsatz von Probiotika zur Verbesserung der Symptomatik führen kann. Es ist jedoch zu erwähnen, dass weitere Untersuchungen notwendig sind, um gesicherte Aussagen zu Dosis, Bakterienstamm und Darreichungsform formulieren zu können. [11]

• Dysbiosen des Mikrobioms [12]
• Antibiotische Diarrhoe [13] [14]
• Akute Diarrhoe bei Kindern [15]
• Entzündungen der Magenschleimhaut [16]
• Reisekrankheit [17]
• Reizdarmsyndrom [18]
• Entzündliche Darmerkrankungen [19]
• Depressionen [31]

Hinweise auf potentielle, präventive Wirkungen sieht die Studienlage derzeit bei der Prävention von:

• Obstipation
• Antibiotischer Diarrhoe
• Darmkrebs
• Entzündlichen Darmerkankungen

Jedoch können, weder in der Prävention noch in der Behandlung, noch keine konkreten Empfehlungen gegeben werden, da die Datenlage noch nicht ausreichend ist. [20]

Die meisten Probiotika gelten als sicher. Besitzen Bakterienarten den sogenannten GRAS-Status (generally recognized as save), gelten sie als gesundheitlich unbedenklich und sicher. Hierzu gehören zum Beispiel die meisten in Lebensmitteln eingesetzten Milchsäure- und Bifidobakterien.

Bei schwer kranken oder immunschwachen Patient*innen sollte jedoch bei der Gabe von Probiotika Acht gegeben werden. Insbesondere besteht bei Saccharomyces boulardii eine Kontraindikation bei schwer kranken und immunsupprimierten Patient*innen. [32] Bis jetzt sind Interaktionen mit Medikamenten nicht bis nur wenig erforscht. [10]

Schwangere

In einem Bericht der American Academy of Pediatrics wird über die Supplementation von Probiotika zur Prävention von atopischen Erkrankungen bei Schwangeren, stillenden Müttern und bis zu sechs Monate alten Kindern noch diskutiert, da die Evidenz durch weitere Studien noch belegt werden muss. [21]

Was die S2k-Leitlinie "Chronische Obstipation" betrifft, so wird dort argumentiert, dass bei funktioneller chronischer Obstipation Probiotika verwendet werden können - auch bei einer Schwangerschaft. Die Anwendung von Probiotika anhand von RCTs ist gesichert und zeigt positive Effekte, ausgenommen von slow-transit-Obstipation, bei der nur eine schwache Wirkung nachzuweisen ist. Aufgrund dessen werden Probiotika bei der Behandlung dieser Obstipationsform eher weniger eingesetzt. [22]

In einer Metaanalyse und einem Review aus dem Jahr 2018 wird davon ausgegangen, dass es keine Evidenz für einen Vorteil von Probiotika bei Schwangerschaftsdiabetes gibt. Weiters wurde weder ein Schaden noch ein Nutzen von Prä- oder Probiotika in Bezug auf Frühgeburten oder anderen ungünstigen Folgen für Mutter oder Kind festgestellt. [23]

Säuglinge und (Klein-)Kinder

Die Leitlinien, welche den Einsatz von Probiotika im Säuglings- und Kleinkindalter diskutieren, kamen zu verschiedenen Empfehlungen. Die S2k-Leitlinie "Akute infektiöse Gastroenteritis im Säuglings-, Kindes-und Jugendalter" gibt, aufgrund der unzureichenden Datenlage und der Heterogenität der eingesetzten Bakteriensspezies, keine allgemeine Empfehlung für den prophylaktischen Einsatz von Probiotika. Jedoch gilt der Einsatz von Probiotika hier als sicher. Der Einsatz von Probiotika in Ergänzung zur Rehydration kann ebenso erwogen werden. [24]

Die S3-Leitlinie „Allergieprävention“ spricht sich ebenso nicht für eine Empfehlung für den Einsatz von Probiotika aus. Bisher haben Probiotika und Präbiotika nur bei atopischen Ekzemen eine vorbeugende Wirkung gezeigt. [25] Es ist nicht möglich Probiotika hinsichtlich der Allergieprävention zu empfehlen, da sich die Studiendesigns hinsichtlich der verwendeten Bakterienstämme, verschiedener Dosierungen und Dauer der Gabe stark unterscheiden. [26]

Die S2k-Leitlinie "Nekrotisierende Enterokolitis" spricht keine generelle und uneingeschränkte Empfehlung für probiotische Präparate aus. Da jedoch in klinischen Studien belegt werden konnte, dass eine Kombination mehrerer Probiotika (Lactobacillus acidophilus und Bifidusbaceterium infants) in Kombination mit Muttermilch sich als wirksam erweist, gilt dies als evidenzbasierte Therapieoption. [27] Eine weitere Metaanalyse stützt diese Annahme ebenso und weist darauf hin, dass auch das Risiko für das Auftreten einer Sepsis und das Mortalitätsrisiko gesenkt werden würde. [28]

Eine Stellungnahme des BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) weist darauf hin, dass Säuglingsnahrung angereichert mit probiotischen Keimen keinen positiven gesundheitlichen Effekt induziert, verglichen mit normaler Säuglingsnahrung. [29] Diese Annahme stützt auch der Basisliteraturbericht des Projekts „Richtig essen von Anfang an“. [30]

© ÖGE 2021

Quellen:

[1] FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. Probiotics in animal nutrition. FAO Animal Production and Health Paper No. 179. 2016. 5.

[2] BIESALSKI H, GRIMM P, NOWITZKI-GRIMM S. Taschenatlas der Ernährung, 6. Auflage. Georg Thieme Verlag Stuttgart 2015. Kapitel 13.4 Prä- und Probiotika

[3] DE SIMONE C. The Unregulated Probiotic Market. Clinical Gastroenterology and Hepatology 2019, 17(5):809-817. doi: 10.1016/j.cgh.2018.01.018. (Zugriff: 22.01.2021)

[4] ÖSTERREICHISCHES LEBENSMITTELBUCH. 6.1 Allgemeine Beschreibung fermentierter Produkte. Internet: https://www.lebensmittelbuch.at/lebensmittelbuch/b-32-milch-und-milchprodukte/6-fermentierte-milcherzeugnisse/6-1-allgemeine-beschreibung-fermentierter-produkte.html (Zugriff: 05.03.2021)

[5] DAVANI-DAVARI D, NEGAHDARIPOUR M, KARIMZADEH I, et al. Prebiotics: Definition, Types, Sources, Mechanisms, and Clinical Applications. Foods. 2019. 8(3): 92. doi:10.3390/foods8030092 (Zugriff: 22.01.2021)

[6] MARKOWIAK P, ŚLIŻEWSKA K. Effects of Probiotics Prebiotics and Synbiotics on Human Health. Nutrients 2017. 9(9).

[7] JANA UK, SURYAWANSHI RK, PRAJAPATI BP, KANGO N. Prebiotic mannooligosaccharides: Synthesis, characterization and bioactive properties. Food Chem. 2021 Apr 16; 342:128328. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128328.

[8] VERORDNUNG (EG) NR. 1924/2006 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 20. Dezember 2006 über nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben über Lebensmittel. Internet: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006R1924&from=DE (Zugriff: 13.04.2021)

[9] EFSA. „General function“ health claims under Article 13. Internet: https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/general-function-health-claims-under-article-13 (Zugriff 15.04.2020)

[10] FACHGESELLSCHAFT FÜR ERNÄHRUNGSTHERAPIE UND PRÄVENTION (FETeV).  Probiotika – lebende Mikroorganismen für die Gesundheit. Internet: https://fet-ev.eu/probiotika/ (Zugriff: 15.04.2021)

[11] Islam, Saif Ul MD, RPh Clinical Uses of Probiotics, Medicine: February 2016 – Volume 95 – Issue 5 – p e2658 doi: 10.1097/MD.0000000000002658

[12] AMERICAN GASTROENTEROLOGICAL ASSOCIATION. Clinical Practice Guidelines on the Role of Probiotics in the Management of Gastrointestinal Disorders. Gastroenterology. August 2020. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.05.059. (Zugriff 15.04.2021)

[13] McFarland LV. Meta-analysis of probiotics for the prevention of antibiotic associated diarrhea and the treatment of Clostridium difficile disease. Am J Gastroenterol. 2006 Apr;101(4):812-22. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00465.x. PMID: 16635227.

[14] Hickson M, D’Souza AL, Muthu N, Rogers TR, Want S, Rajkumar C, Bulpitt CJ. Use of probiotic Lactobacillus preparation to prevent diarrhoea associated with antibiotics: randomised double blind placebo controlled trial. BMJ. 2007 Jul 14;335(7610):80. doi: 10.1136/bmj.39231.599815.55. Epub 2007 Jun 29. PMID: 17604300; PMCID: PMC1914504.

[15] Van Niel CW, Feudtner C, Garrison MM, Christakis DA. Lactobacillus therapy for acute infectious diarrhea in children: a meta-analysis. Pediatrics. 2002 Apr;109(4):678-84. doi: 10.1542/peds.109.4.678. PMID: 11927715

[16] Lesbros-Pantoflickova D, Corthésy-Theulaz I, Blum AL. Helicobacter pylori and probiotics. J Nutr. 2007 Mar;137(3 Suppl 2):812S-8S. doi: 10.1093/jn/137.3.812S. PMID: 17311980.

[17] McFarland LV. Meta-analysis of probiotics for the prevention of traveler’s diarrhea. Travel Med Infect Dis. 2007 Mar;5(2):97-105. doi: 10.1016/j.tmaid.2005.10.003. Epub 2005 Dec 5. PMID: 17298915.

[18] Didari T, Mozaffari S, Nikfar S, Abdollahi M. Effectiveness of probiotics in irritable bowel syndrome: Updated systematic review with meta-analysis. World J Gastroenterol. 2015 Mar 14;21(10):3072-84. doi: 10.3748/wjg.v21.i10.3072. PMID: 25780308; PMCID: PMC4356930.

[19] Ganji-Arjenaki M, Rafieian-Kopaei M. Probiotics are a good choice in remission of inflammatory bowel diseases: A meta analysis and systematic review. J Cell Physiol. 2018 Mar;233(3):2091-2103. doi: 10.1002/jcp.25911. Epub 2017 May 3. PMID: 28294322

[20] Kim SK, Guevarra RB, Kim YT, Kwon J, Kim H, Cho JH, Kim HB, Lee JH.  Role of Probiotics in Human Gut Microbiome-Associated Diseases.  J. Microbiol. Biotechnol. 2019;29:1335-1340.  https://doi.org/10.4014/jmb.1906.06064

[21] Dan W. Thomas, Frank R. Greer. Probiotics and Prebiotics in Pediatrics. Committee on Nutrition; Section on Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition. Pediatrics. Dec 2010, 126 (6) 1217-1231; doi: 10.1542/peds.2010-2548

[22] DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR NEUROGASTROENTEROLOGIE UND MOTILITÄT(DGNM), DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR VERDAUUNGS- UND STOFFWECHSELKRANKHEITEN(DGVS). S2k-Leitlinie Chronische Obstipation: Definition, Pathophysiologie, Diagnostik und Therapie. Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. 2013. 38-39.

[23] JARDE A et al. Pregnancy outcomes in women takingprobiotics or prebiotics: a systematic reviewand meta-analysis. BMC Pregnancy and Childbirth. 2018; 18:14 doi: 10.1186/s12884-017-1629-5 (Zugriff: 05.02.2021)

[24] GESELLSCHAFT FÜR PÄDIATRISCHE GASTROENTEROLOGIE UND ERNÄHRUNG (GPGE). S2k-Leitlinie akute infektiöse Gastroenteritis im Säuglings-, Kindes-und Jugendalter. Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. 2019. 54-55

[25] Zuccotti G, Meneghin F, Aceti A, Barone G, Callegari ML, Di Mauro A, Fantini MP, Gori D, Indrio F, Maggio L, Morelli L, Corvaglia L. Probiotics for prevention of atopic diseases in infants: systematic review and meta-analysis. Allergy. 2015 Nov;70(11):1356-71. doi: 10.1111/all.12700. Epub 2015 Aug 13. PMID: 26198702.

[26] DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR ALLERGOLOGIE UND KLINISCHE IMMUNOLOGIE (DGAKI), DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR KINDER- UND JUGENDMEDIZIN (DGKJ). S3-Leitlinien061/016: Allergieprävention. Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. 2014. 15-16.

[27] GESELLSCHAFT FÜR NEONATOLOGIE UND PÄDIATRISCHE INTENSIVMEDIZIN, DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR KINDER- UND JUGENDMEDIZIN, GESELLSCHAFT FÜR PÄDIATRISCHE GASTROENTEROLOGIE UND ERNÄHRUNG, DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR KINDERCHIRURGIE. Nekrotisierende Enterokolitis (NEK). Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. 2017. 13.

[28] Dermyshi E, Wang Y, Yan C, Hong W, Qiu G, Gong X, Zhang T: The “Golden Age” of Probiotics: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized and Observational Studies in Preterm Infants. Neonatology 2017;112:9-23. doi: 10.1159/000454668

[29] BUNDESINSTITUT FÜR RISIKOBEWERTUNG. Aktualisierte Stellungnahme zum Gesundheitlichen Nutzen von Säuglingsanfangs- und Folgenahrung mit Zusatz von „Probiotika“. Internet: https://www.bfr.bund.de/cm/343/aktualisierte-stellungnahme-zum-gesundheitlichen-nutzen-von-saeuglingsanfangs-und-folgenahrung-mit-zusatz-von-probiotika.pdf doi: 10.17590/20200914-121845 (Zugriff: 15.04.2021)

[30] AGES. Basisliteraturbericht Ernährung in der Schwangerschaft. Internet: https://www.ages.at/download/0/0/55c609a46cac0fe866163c622f4eb19e18111b8b/fileadmin/AGES2015/Themen/Ernaehrung_Dateien/Basisliteraturbericht_Schwangerschaft.pdf (Zugriff: 15.04.2021)

 [31] LIU RT, WALSH RFL, SHEEHAN AE. Prebiotics and probiotics for depression and anxiety: A systematic review and meta-analysis of controlled clinical trials. Neurosci Biobehav Rev. 2019 Jul;102:13-23. doi: 10.1016/j.neubiorev.2019.03.023. Epub 2019 Apr 17. PMID: 31004628; PMCID: PMC6584030.

[32] BUNDESINSTITUT FÜR ARZNEIMITTEL UND MEDIZINPRODUKTE. Neue Kontraindikation von Saccharomyces boulardii (Saccharomyces cerevisiae HANSENCBS 5926) bei schwerkranken oder immunsupprimierten Patienten. 2018. Internet: https://www.akdae.de/Arzneimittelsicherheit/RHB/Archiv/2018/20180122.pdf (Zugriff. 19.04.2021)