ETH-Forschende entwickeln hochwirksames Mittel zur Eisenverabreichung
ETH-Forschende entwickeln auf der Basis Nanofasern aus Haferproteinen und
Eisen-Nanopartikeln eine neue Form der Eisen-Supplementierung. Eine erste
klinische Studie bei Menschen zeigt, dass der Körper das auf diese Weise
dargereichte Eisen fast doppelt so gut absorbiert wie das des bisherigen
Standards bei der Eisen-Nahrungsergänzung. Die ETH Zürich hat die Technik
patentieren lassen. Die Forschenden möchten sie auch nutzen, um andere
ernährungsbedingte Mangelerscheinungen zu bekämpfen.
Eisenmangel ist weltweit verbreitet. Besonders betroffen sind Frauen: In
Europa leidet eine von fünf Frauen an Eisenmangel. Die Folgen davon sind
Blutarmut, dauernde Müdigkeit, chronische Kopfschmerzen oder ein
geschwächtes Immunsystem.
Forschende um den ETH-Professor Raffaele Mezzenga haben nun ein neues
Nahrungsergänzungsmittel entwickelt, das Eisenmangel und Blutarmut
effizient behandeln könnte. An der Entwicklung massgeblich beteiligt war
auch Michael B. Zimmermann, emeritierter Professor der ETH Zürich. Das
Präparat besteht aus essbaren Haferprotein-Nanofasern, die mit Eisen-
Nanopartikeln bestückt sind. Die entsprechende Studie wurde soeben in der
Fachzeitschrift Nature Food veröffentlicht.
Um den neuen Nahrungsmittelzusatz herzustellen, griffen die ETH-
Forschenden auf ein Verfahren zurück, das sie im Jahr 2017 entwickelt
hatten. So denaturierten sie zunächst natürliche Haferproteine in einer
Säure, um die Proteinknäuel in Filamenten zu verwandeln. Diese lagerten
sich dann spontan und selbstorganisiert zu Protein-Nanofibrillen zusammen.
Danach stellten die Forschenden aus einem Eisensalz die Eisen-Nanopartikel
her, die sich an den Nanofibrillen anlagerten und durch diese stabilisiert
wurden.
Das neue Eisenpräparat ist nicht nur ziemlich einfach herzustellen,
sondern auch äusserst wirksam: Das darin enthaltene Eisen wird vom Körper
fast doppelt so gut absorbiert wie Eisen, das via Eisen-Sulfat verabreicht
wird – dem aktuell am meist genutzten Standard unter den
Eisenergänzungsmitteln. Das zeigt eine klinische Studie, die Mezzengas
Projektpartner in Thailand durchführte. An der Studie nahmen 52 Frauen im
Alter von18 bis 45 Jahren teil. Sie litten aufgrund des Eisenmangels an
Blutarmut und erhielten das neue Mittel.
Insbesondere das Präparat, das die Forschenden mithilfe von Natrium-
Ascorbat-Lösung herstellten, stach hervor: Die Absorption des Eisens aus
dieser Verbindung war fast doppelt so hoch wie die von Eisen-Sulfat.
Veganerinnen und Vegetarier könnten profitieren
Das neuartige Präparat hat mehrere Vorteile. Weil es auf pflanzlichen
Proteinen basiert, eignet es sich auch für Vegetarier:innen und
Veganer:innen. «Das ist wichtig, weil diese Personen aufgrund ihrer
Ernährungsweise häufiger an Eisenmangel leiden als Menschen, die Fleisch
essen: Der Körper nimmt Eisen aus tierischen Nahrungsmitteln besser auf
als Eisen aus pflanzlicher Nahrung», sagt der ETH-Professor.
Das neue Präparat hat auch weitere Vorteile: Es ist geschmacks- und
farbneutral. Es verändert dadurch weder den Geschmack der Speisen, denen
es zugesetzt wird, noch deren Farbe. Eisen-Sulfat hingegen verleiht
Nahrungsmitteln einen metallischen Beigeschmack.
«Die Sensorik ist sehr wichtig, damit Konsument:innen das Präparat als
Nahrungsmittelzusatz überhaupt akzeptieren», betont Jiantao Zhou, der
Erstautor der Studie und ehemalige Postdoktorand von ETH-Professor
Mezzenga. Er ist heute Assistenzprofessor an der National University in
Singapur.
Denkbar einfach ist auch die Einnahme des Haferprotein-Eisen-Präparats:
Man kann es in Wasser oder in Fruchtsaft auflösen und trinken. Oder man
kann es als Pulver direkt dem Essen beimengen, beispielsweise in ein
Müsli. «Die klinische Studie zeigt aber, dass das Präparat am besten
absorbiert wird, wenn es in Wasser gelöst wird», betont Mezzenga.
Betroffene nehmen oft das falsche Eisen ein
Natürlicherweise kommt Eisen in rotem Fleisch, in Linsen oder in
Vollkornprodukten vor. Der Eisenbedarf ist vor allem für Frauen im
gebärfähigen Alter ziemlich hoch und liegt bei 18 Milligramm pro Tag. Bei
Männern ist der Tagesbedarf geringer und beträgt 11 Milligramm. Trotzdem
leiden auch rund 15 Prozent der Männer an Eisenmangel.
Um dagegen anzukommen, greifen Betroffene oft auf Nahrungsergänzungsmittel
zurück. Der Körper kann das Eisen aus diesen Produkten jedoch oft nur
ungenügend aufnehmen. Daher schaffen bei gravierendem Eisenmangel auf die
Schnelle nur Eiseninfusionen Abhilfe.
Patentierte Technologie und mögliche weitere Produkte
Als die Forschenden das Verfahren zur Herstellung des Eisenpräparats vor
einigen Jahren entwickelten, verwendeten sie zuerst tierische Proteine.
Dasselbe Patent, das sie auf das Verfahren beantragten, umfasste zudem
alle möglichen Nahrungsproteine, darunter auch Pflanzenproteine. Das
Patent wurde jetzt in Europa und den USA genehmigt.
Mezzenga und seine Kollegen hoffen nun, dass die mit Eisen angereicherten
Haferproteinfasern bald vielfältig eingesetzt werden können. «Als
Nahrungsergänzungsmittel sind die Hürden für eine Markteinführung weniger
hoch als für ein pharmakologisches Produkt», erklärt der ETH-Professor. Er
möchte die Technologie jetzt weiterentwickeln, um andere
Mangelerscheinungen zu bekämpfen, wie Zink- oder Selenmangel.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Raffaele Mezzenga, ETH Zürich,
Originalpublikation:
Jiangtao Zhou, Sueppong Gowachirapant, Christophe Zeder, Alexander
Wieczorek, Jeannette Nuessli Guth, Ines Kutzli, Sebastian Siol, Ferdinand
von Meyenn, Michael B. Zimmermann, Raffaele Mezzenga. Oat protein
nanofibril–iron hybrids offer a stable, high-absorption iron delivery
platform for iron fortification, Nature Food (2025), doi:
10.1038/s43016-025-01260-6
