Bewertung von lebensmitteltauglichen Mikroalgen als Eisenquelle in der Ernährung: Eine Studie mit jungen Frauen

Summary description of the study

Tierische Lebensmittel enthalten große Mengen an hoch bioverfügbarem Eisen, sind jedoch teuer und werden von Vegetariern und Veganern nur selten konsumiert. Die Eisenaufnahme aus herkömmlichen eisenreichen pflanzlichen Lebensmitteln wie Vollkornprodukten und Hülsenfrüchten ist aufgrund des häufigen Vorhandenseins von Eisenaufnahmehemmern und geringen Eisengehalts niedrig. Mikroalgen sind nachhaltige und nährstoffreiche Lebensmittel, die bis zu 100-mal mehr Eisen enthalten können als pflanzliche und tierische Lebensmittel.In dieser Studie werden wir die Aufnahme von Eisen aus zwei verschiedenen lebensmitteltauglichen Mikroalgen untersuchen. Dazu werden wir 1) eine mit Spirulina angereicherte Joghurtmahlzeit und 2) eine mit Chlorella angereicherte Joghurtmahlzeit zubereiten. Die Studie wird 19 Tage dauern und mit gesunden Frauen mit Eisenmangel durchgeführt. Jede Teilnehmerin erhält drei verschiedene Testmahlzeiten, die Spirulina, Chlorella oder eine Referenz-Eisenquelle enthalten. Die Studie wird dazu beitragen, den Nutzen von lebensmitteltaugliche Mikroalgen als Eisenquelle in der Ernährung bewerten zu können.

(BASEC)

Intervention under investigation

Im Labor für Ernährung und metabolische Epigenetik der ETH Zürich wird für die Studie eine Eisenisotopenlösung mit 54FeSO4 nach derselben Methode hergestellt wie in früheren Studien des Labors für Humanernährung (ETH Zürich) (z. B. 2018-019281, 2019-014842, 2020-019323, 2021-008134). Mit 54Fe, 57Fe und 58Fe angereicherte Eisenpulver werden von Chemgas, Boulogne, Frankreich, bezogen. Fe54 und Fe57 werden bei 65 °C in 1,7 M Schwefelsäure (1,21 ml/100 mg Fe) in 100-ml-PE-Flaschen (Semadeni, Ostermundigen, Schweiz) bei 65 °C in 1,7 M Schwefelsäure (1,21 ml/100 mg Fe) gelöst, und die resultierenden Lösungen werden mit ultrapurem Wasser auf eine Konzentration von 4 mg Fe/ml verdünnt, mit Argon gespült und bis zur weiteren Verwendung bei 4–8 °C aufbewahrt. 58Fe wird bei Raumtemperatur in 6 M Salzsäure (0,9 ml/100 mg Fe) gelöst. Das resultierende Eisen(II)-chlorid wird mit 30 %igem Wasserstoffperoxid (0,2 ml/100 mg Fe) und Erhitzen auf 80 °C zu Eisen(III)-chlorid oxidiert. Anschließend wird eine Lösung von 1,8 M EDTA-Dinatriumsalz (1 ml/100 mg Fe) zugegeben, und die Lösung wird mit ultrapurem Wasser auf eine Konzentration von 4 mg Fe/ml verdünnt und bis zur weiteren Verwendung bei 4–8 °C aufbewahrt. Die Reagenzqualität wird den Vorgaben der European Pharmacopoeia entsprechen (Schwefelsäure 95–97 %, Sigma-Aldrich, Buchs, Schweiz; EDTA-Dinatriumsalz 99,0–101,0 %, Sigma-Aldrich, Buchs, Schweiz). Die Lösungen werden als einzige Eisenquelle in der Mikroalgenkultivierung (57FeSO4 für Spirulina und 58FeNaEDTA für Chlorella) verwendet. Der Gehalt an stabilen Isotopen in der Mikroalgenbiomasse wird mittels ICP-MS quantitativ bestimmt werden, um die exakte Eisenmenge für jede Mahlzeit zu ermitteln.

Die Zusammensetzung der Testmahlzeiten wird wie folgt sein:

• Testmahlzeit A (150 g mit Spirulina angereicherter Joghurt) wird 4 mg 57Fe in der Spirulina-Biomasse enthalten.

• Testmahlzeit B (150 g mit Chlorella angereicherter Joghurt) wird 4 mg 58Fe in der Chlorella-Biomasse enthalten.

• Testmahlzeit C (150 g Joghurt) wird Eisenionen (4 mg) als FeSO4 enthalten, das als extrinsisch markiertes 54Fe verabreicht werden wird.

Die 3 verschiedenen Testmahlzeiten werden nach dem Zufallsprinzip verabreicht. Als Testmahlzeit wird ein handelsüblicher Joghurt auf Milchbasis verwendet. Die Eisenquelle (Spirulina, Chlorella und FeSO4) wird 1 Stunde vor dem Test zum Joghurt hinzugefügt und bei 4 °C im Kühlschrank gelagert.

(BASEC)

Disease under investigation

Eisenmangel, ohne Anämie

(BASEC)

Sponsor

Fengzheng Gao

(BASEC)

Name of the authorising ethics committee (for multicentre studies, only the lead committee)

Ethics Committee Zurich

(BASEC)

Date of authorisation

05.12.2025

(BASEC)

Results of the trial