Vitamin B12

Das Vitamin B12 gehört zur Familie der Cobalamine. Diese unterscheiden sich hinsichtlich der namensgebenden Seitengruppen in Cyano-, Methyl-, Adenosyl-, Hydroxy-, Aquo- oder Nitrocobalamin. Die vitaminwirksamen Varianten des Vitamin B12 (Adenosylcobalamin und Methylcobalamin) fungieren als Cofaktoren zweier Enzyme in höheren Tieren, der Methioninsynthase und der Methylmalonyl-CoA-Mutase. Cyanocobalamin ist eine rein synthetische Form. (1)

Sogenannte B12-Analoga (Pseudovitamin B12) unterscheiden sich leicht in der Struktur oder den Seitengruppen von den vitaminwirksamen Varianten, sind aber biologisch inaktiv. Einige der oft eingesetzten Analyseverfahren können die aktiven nicht von den inaktiven Formen unterscheiden! (2)

Als Quelle für Vitamin B12 gelten vor allem tierische Produkte. Tiere akkumulieren B12 vor allem über die Nahrungsaufnahme oder über enterale/gastrointestinale Synthese (Pflanzenfresser/Wiederkäuer). Pflanzen benötigen dieses Vitamin für ihren eigenen Stoffwechsel nicht, deshalb akkumulieren sie es auch nicht. Dennoch können pflanzliche Lebensmittel vergleichsweise geringe Mengen Vitamin B12 enthalten, bedingt durch einen natürlichen bakteriellen Aufwuchs oder durch Kontamination bei Anbau/Verarbeitung. Eine Ausnahme bilden bestimmte Algen … (6)

Algen

Algen sind eine Gruppe recht unterschiedlicher Organismen, die keine sogenannte monophyletische Gruppe (mit einem Abstammungsursprung) bilden. So gehört Spirulina als Blaualge zu den Cyanobakterien („Echten Bakterien“), Chlorella und der Meeressalat zu den Grünalgen (Pflanzen) und Nori als Rotalge in die verwandtschaftliche Nähe der Pflanzen. Das heißt, wir als Menschen sind mit einem Fliegenpilz oder einem Gänseblümchen näher verwandt, als Chlorella mit der Spirulina! Deshalb sind verallgemeinernde Aussagen nach dem Motto: „Algen sind …“ meistens nicht sinnvoll und müssen differenziert diskutiert werden!

Algen und Vitamin B12

Im Jahr 2005 wurden 326 verschiedene Algenarten untersucht, von denen überraschenderweise mehr als die Hälfte auxotroph gegenüber Vitamin B12 waren. Das heißt, diese Algen sind, wie wir, abhängig von einer externen Vitamin-B12-Quelle. (7) Einige Algen nehmen dabei das Vitamin aus einer Symbiose mit Bakterien auf, andere können es aktiv aus dem Wasser aufnehmen und haben dafür ein spezielles Protein („cobalamin acquisition protein“ = „The Vitamin B12 claw“) entwickelt. Im Stoffwechsel dieser Algen dient das Vitamin, ähnlich wie bei uns selbst, als Cofaktor für eine Vitamin-B12-abhängige Methioninsynthase. (8, 9, 10, 11)

Einige Algen enthalten teilweise große Mengen an Vitamin B12. Ob es sich dabei um die biologisch aktiven Formen oder um B12-Analoga handelt,wird kontrovers diskutiert. (12, 13, 14)

Mikroalge Arthrospira (Spirulina) platensis und maxima Blaualge = Cyanobakterium

Zusammenfassung:
Spirulina wird weltweit in offenen Becken angebaut oder als Algenblüte aus Seen geerntet und kann große Mengen an Vitamin B12 enthalten. Dabei handelt es sich nach Stand des Wissens hauptsächlich um biologisch inaktive B12-Analoga. Die meisten Untersuchungen wurden mit Hilfe biochemischer oder mikro­biologischer Tests an der Biomasse durchgeführt. Am Menschen durchgeführte Studien bestätigten allerdings diese Ergebnisse (Reviews: 6, 28, 29, 30, 31)

Publikationen in chronologischer Reihenfolge:

Herbert et al. (1982) analysierten Spirulina-Tabletten dreier Anbieter (USA) und fanden mittels mikrobiologischer Methoden und Radioassays, dass diese zwar große Mengen an „B12“ enthielten, diese aber zu mehr als 80% aus B12-Analoga bestanden. (15)

Dagnelie et al. (1991) untersuchten den Effekt von Nori und Spirulina bei Kindern mit B12-Mangel und zeigten, dass beide Algen die nicht-bioverfügbare Formen des Vitamin B12 enthielten. (12)

Van den Berg et al. (1991) fand in Fütterungsversuchen mit Ratten heraus, dass Cobalamin von Spirulina (und Nori) zwar von diesen absorbiert wird, aber im Vergleich zu Cyanocobalamingaben zu einem anderen Verteilungsmuster in Leber und Niere führten, was auf  biologisch inaktive B12-Analoga hindeutet. (16)

Cyanotech, Hersteller von Spirulina auf Hawaii, schreibt in seiner Publikation von 1999 „Spirulina Pacifica as a Source of Cobalamin Vitamin B-12“, dass mit Hilfe mikrobiologischer Tests sowie Tests mit Ochromonas gezeigt werden konnte, dass (nur) 36% der enthaltenen Corrinoide biologisch aktiv waren. Das deckt sich weitestgehend mit den anderen, hier beschriebenen Untersuchungen und zeigt, dass hauptsächlich inaktives B12 in Spirulina zu finden war. (17)

Watanabe et al (1999) untersuchten mittels Leishmanii- und Intrinsic Factor-Assay Spirulina-Tabletten und fanden, dass der größte Teil der gefundenen Cobalamine aus inaktiven B12-Analoga bestand. (18)

In einem Review von Watanabe et al. (2002) werden die Ergebnisse zur Bioverfügbarkeit von Vitamin B12 verschiedener Algen zusammengefasst. Spirulina ist dabei die Alge mit, hauptsächlich, Pseudovitamin B12. (19)

In der Herbstausgabe 2005 des „The Vegan“ der Veganen Gesellschaft Großbritanniens wird ein Versuch beschrieben, bei dem Menschen Spirulina gegeben wurde, um den B12-Status (hier: abnormale MMA-Werte) der Probanden zu verbessern. Das Ergebnis war negativ, die Versuchsgruppe leider sehr klein. (20)

Kumudha et al. (2010 & 2013) konnten biologisch aktives Methylcobalamin in Spirulina in einer Größenordnung von um die 35 µg /100g nachweisen. (21, 22) Aber auch das ist bei einem mittleren Gesamt-B12-Gehalt von um die 150 µg/100g sehr wenig!
Nach einem Urteil des OLG Hamm darf das Vitamin B12 von Spirulina-Produkten nicht mehr speziell (z.B. „Vitamin -B12-reichste Pflanze“ oder „hervorragender Lieferant von aktiven B12-Formen“) beworben werden. „Die Werbung mit Hinweisen auf den Vitamin-B12-Gehalt der Spirulina-Produkte sei irreführend.“ „Insbesondere Vegetarier und Veganer, die sich darauf verließen, dass das in ihrer Ernährung fehlende Vitamin B12 ersetzt werden könne, hätten daher ein hohes Risiko für einen B12-Mangel.“ (23)

Mikroalge Chlorella vulgaris oder „pyrenoidosa“ (veralteter Begriff) und sorokiniana Grünalge

Zusammenfassung: Chlorella wird vorwiegend in Asien und zunehmend auch in Europa in offenen Becken, Glasröhrensystemen und Fermentern angebaut. Unterschiedliche Anbaumethoden haben Konsequenzen für den Vitamin-B12-Gehalt (pers. comm. Watanabe F., 4/2015 und eigene Untersuchungen). Fermentierte Chlorella (axenisch, steril kultiviert) enthält natürlicherweise kein/kaum B12,  da die Begleitbakterien während der Kultivierung fehlen. Andere Chlorella-Produkte können teilweise große Mengen an, nach Stand des Wissens, bioverfügbarem B12 enthalten. (Reviews: 6, 28, 30, 31) Damit kann Chlorella eine gute pflanzliche Quelle für dieses Vitamin sein! Bei einem durchschnittlichen Gehalt von 100 µg/100g decken 3 g Chlorella (ein leicht gehäufter Teelöffel) 120% der empfohlenen Tagesdosis! Um dies abzusichern, sind weitere Untersuchungen an geeigneten Probanden angeraten.

PDF-b12-gehalte-lebensmittelPublikationen in chronologischer Reihenfolge:

Pratt & Johnson (1968) veröffentlichten vor knapp 50 Jahren die erste Untersuchung zu Chlorella, die sie hinsichtlich des Vitamin B12 untersuchten. Sie fanden kein Vitamin B12. Allerdings gaben die Autoren damals schon zu bedenken, dass sie wahrscheinlich nicht über die richtige Methode verfügten und Chlorella in künstlichen Nährmedien angezogen war, was die Bildung des Vitamins beeinflusst haben könnte. (35)

Rauma et al.. (1995) konnten zeigen, dass sich der Serum-B12-Spiegel bei sich „roh“ ernährenden Veganern durch Chlorella-Gaben deutlich verbesserte. Allerdings ist der Serumspiegel nicht sehr aussagekräftig, da hier auch Analoga mitbestimmt werden können. (24)
Kittaka-Katsura et al. (2002) konnten mit Hilfe des Leishmanii-Tests und der Intrinsic Factor-Assays zeigen, dass die von ihnen untersuchten Chlorella-Tabletten dreier Anbieter ausschließlich die bioverfügbare Form des Vitamins enthielten. (25)
In dem Review von Watanabe et al. (2002) werden die Ergebnisse zur Bioverfügbarkeit von Vitamin B12 verschiedener Algen zusammengefasst. Aktives B12 wird als das vorherrschende Corrinoid in Meeressalat, Nori und Chlorella gezeigt. (19)

In der Herbstausgabe 2005 des „The Vegan“ der Vegan Society, UK wird ein Versuch beschrieben, bei dem Menschen Chlorella gegeben wurde, um den B12-Status der Probanden zu verbessern. Das Ergebnis war zwar positiv, der MMA-Gehalt verbesserte sich, allerdings nahm nur eine Person bis zum Ende der Studie teil. (20)

Chen & Jiang (2008) nutzten eine  neue Form der Kapillarelektrophorese, um die Cobalamine in Chlorella-Proben zu bestimmen und fanden fast ausschließlich eine bioverfügbare Form. (26)

Nakano et al. (2010) untersuchten das Risiko schwangerschaftsbedingter Anämie bei 70 Frauen. In der Chlorella-Gruppe war dieses signifikant niedriger, was seine Ursache in der guten Verfügbarkeit von Folsäure, Vitamin B12 und Eisen aus Chlorella haben sollte. (27)
Kumudha et al. (2013) fanden in den von ihnen untersuchten Chlorella-Proben bioverfügbares Methyl- und Adenosylcobalamin, also aktives B12. Der Gehalt von ca. 30 µg/100g erscheint niedrig, jedoch wird die Gesamtmenge der von ihnen untersuchten Algen nicht angegeben. (22)

Makroalgen Porphyra spec. (Rotalge: Nori, Sushi), Ulva, früher auch: Enteromorpha (Grünalge: Meeressalat)

Die Rotalge Porphyra kann ähnlich große Mengen an Vitamin B12 enthalten wie eine Rinderleber. Allerdings zeigten Untersuchungen, dass durch den Trocknungsprozess ein Großteil des in roher Porphyra bioverfügbaren Vitamins B12 (73%) in Analoga umgewandelt wird. Ob Porphyra eine gute Quelle für das Vitamin sein kann, ist umstritten. Eine Studie aus dem Jahr 1991 von Dagnelie et al. zeigte, dass Porphyra keine gute Quelle für Vitamin B12 war. Es müssten außerdem relativ große Mengen verzehrt werden, um relevante Mengen des Vitamins zuzuführen. (30, 32, 33, 34)

Die Grünalge Ulva kann ähnlich große Mengen an wahrscheinlich bioaktivem Vitamin B12 enthalten. (19, 30, 32)

Diese vorläufigen Ergebnisse zu den Makroalgen sind interessant, bedürfen jedoch sicher weiterer Untersuchungen.

Die vollständige Literaturliste
finden Sie online unter:
weltderalgen.wordpress.com

TEXT: Jörg Ullmann, Dipl. Biologe
FOTOS: Fotolia (Titelbild Algen)

ZUR PERSON:
Jörg Ullmann ist Biologe und Algenfarmer. Interessantes rund ums Thema „Alge“ finden Sie in seinem Blog „Welt der Algen“.
Nächste Vorträge:
Norddeutscher Heilpraktikerkongress Hamburg, 21.11.2015

Quellenangaben/Literatur

(1)    Herbert V: Vitamin B12 in present knowledge in nutrition. 17th ed. Washington, DC, International Life Science Institute Press, 1996.

(2)    Karmi O, Zayed A, Baragheti S, Qadi M, Ghanem R: Measurement of vitamin B12 concentration: A review on available methods. The IIOAB Journal, 2011.

(3)    U.S. Department of Health & Human Services, National Institutes of Health, Office of Dietary Supplements, Vitamin B12 – dietary supplement fact sheet, 2011.

(4)    Stabler SP, Allen RH: Vitamin B12 deficiency as a worldwide problem. Annu Rev Nutr, 2004, 24, 299-326.

(5)    Stahl A, Heseker H: Vitamin B12 (Cobalamine). Ernährungs Umschau, 2007, 10 594-601.

(6)    Ullmann J, Ecke M: Chlorella vulgaris – Pflanzliche Quelle für hochkonzentriertes und bioverfügbares Vitamin B12. OM & Ernährung, 2011, 137.

(7)    Croft MT, Lawrence AD, Raux-Deery E, Warren M J, Smith AG: Algae acquire vitamin B12 through a symbiotic relationship with bacteria. Nature 438, 2005, 438(7064), 90-3.

(8)    Bertrand EM, Dawn MM, McIlvin MR, Hoffmannn JM, Allen AE, Saito MA: Methionin synthase interreplacement in diatom cultures and communities: Implications fort he persitence of B12 use by eukaryotic phytoplancton. Limnol Oceanogr, 2013, 58(4), 1431-1450.

(9)    Lippsett L: The vitamin B12 claw. Oceanus Magazine, 2012, 49(3).

(10)    Kazamia E, Czesnick H, Nguyen TT, Croft MT, Sherwood E, Sasso S, Hodson SJ, Warren MJ, Smith AG: Mutualistic interactions between B12-dependend algae and heterotrophic bacteria exhibit regulation. Environ Microbiol, 2012, 14(6), 1466-76.

(11)    Helliwell KE, Wheeler GL, Leptos KC, Goldstein RE, Smith AG: Insights into the evolution of vitamin B12 auxotrophy from sequenced algal genomes. Mol Biol Evol, 2011, 28(10), 2921-33.

(12)    Dagnelie PC, van Staveren WA, van den Berg H: Vitamin B-12 from algae appears not to be bioavailable. Am J Clin Nutr, 1991, 53(3), 695-7.

(13)    Van den Berg H, Dagnelie PC, van Staveren WA: Vitamin B12 and seaweed. Lancet, 1988, 1(8579), 242-3.

(14)    Watanabe F: Vitamin B12 sources and bioavailability. Exp Biol Med (Maywood), 2007, 232, 1266-74.

(15)    Herbert V, Drivas G: Spirulina and vitamin B12. JAMA, 1982, 248(23), 3096-7.

(16)    van den Berg H, Brandson L, Sinkeldam BJ: Vitamin B-12 content and bioavailability of spirulina and nori in rats. Journal of Nutritional Biochemistry , 1991, 2(6), 314 – 18.

(17)    Lorenz T (Cyanotech Corporation): Spirulina Pacifica as a Source of Cobalamin Vitamin B-12. 1999, http://www.cyanotech.com/pdfs/spirulina/spbul52.PDF

(18)    Watanabe F, Katsura H, Takenaka S, Fujita T, Abe K, Tamura Y, Nakatsuka T, Nakano Y: Pseudovitamin B12 is the predominate cobamide of an algal health food, spirulina tablets. J Agric Food Chem, 1999, 47, 4736–4741.

(19)    Watanabe F, Takenaga S, Kittaka-Katsura H, Ebara S. Miyamoto E: Characterization and bioavailability of vitamin B12-compounds from edible algae.  J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo), 2002, 48(5), 325-31.

(20)    The Vegan Society (UK), The Vegan, Autumn 2005, S. 30 (http://issuu.com/vegan_society/docs/the_vegan_autumn_2005)

(21)    Kumudha A, Kumar SS, Thakur MS, Ravishankar GA, Sarada R: Purification, identification, and characterization of methylcobalamin from Spirulina platensis. J Agric Food Chem. 2010, 58(18), 9925-30.

(22)    Kumudha A, Simon DP, Sarada R: Vitamin B12 characterization in microalgae. 7th International Algae Congress, 2013, poster presentation.

(23)    OLG Hamm, Urteil vom 17. August 2010, Az. I-4 U31/10

(24)    Rauma AL, Törrönen R, Hänninen O, Mykkänen H: Vitamin B-12 status of long-term adherents of a strict uncooked vegan diet (‘‘living food diet’’) is compromised. J Nutr, 1995, 125(10), 2511–5.

(25)    Kittaka-Katsura H, Fujita T, Watanabe F, Nakano Y: Purification and characterization of a corrinoid-compound from chlorella tablets as an algal health food. J Agric Food Chem, 2002, 50, 4994–7.

(26)    Chen JH, Jiang SJ: Determination of cobalamin in nutritive supplements and Chlorella foods by capillary electrophoresis-inductively coupled plasma mass spectrometry. J Agric Food Chem, 2008, 56(4), 1210-5.

(27)    Nakano S, Takekoshi H, Nakano M: Chlorella pyrenoidosa supplementation reduces the risk of anemia, proteinuria and edema in pregnant women. Plant Foods Hum Nutr, 2010, 65, 25–30.
(28)    Watanabe F: Vitamin B12 from edible algae-from food science to molecular biology. Vitamins (Japanese), 2007, 81, 49–55.

(29)    Watanabe F, Yabuta Y, Tanioka Y, Bito T: Biologically active vitamin B12 compounds in foods for preventing deficiency among vegetarians and elderly subjects. J Agric Food Chem, 2013, 61(28), 6769-75.

(30)    Watanabe F, Yabuta Y, Bito T, Teng F.: Vitamin B12-Containing Plant Food Sources for Vegetarians. Nutrients, 2014, 6, 1861-1873

(31)    Ullmann J: Mikroalgen im Porträt. Paracelsus Magazin, 2013, 5.

(32)    Watanabe F, Takenaka S, Katsura H, Masumder SA, Abe K, Tamura Y, Nakano Y: Dried green and purple lavers (Nori) contain substantial amounts of biologically active vitamin B(12) but less of dietary iodine relative to other edible seaweeds. J Agric Food Chem, 1999, 47(6), 2341-3.

(33)    Yamada S, Shibata Y, Takayama M, Narita Y, Sugawara K, Fukuda M: Content and characteristics of vitamin B12 in some seaweeds. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo), 1996, 42(6), 497-505.

(34)    Yamada K, Yamada Y, Fukuda M, Yamada S: Bioavailability of dried asakusanori (porphyra tenera) as a source of cobalamin (vitamin B12). Int J Vitam Nutr Res, 1999, 69(6), 412-8.

(35)    Pratt R, Johnson E: Deficiency of vitamin B12 in Chlorella. J Pharm Sci, 1968, 57(6), 1040-1.