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Definition

Unter Sekundären Pflanzenstoffen versteht man eine Gruppe von zahlreichen, chemisch sehr unterschiedlichen Stoffen, die ausschließlich in Pflanzen vorkommen.

Sie werden im Gegensatz zu Nährstoffen wie Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten und Ballaststoffen, die im primären Stoffwechsel der Pflanze gebildet werden, im Zuge des sekundären Stoffwechsels hergestellt. Damit erfüllen sie eine Vielzahl unterschiedlichster Funktionen in der Pflanze und dienen u.a. als Abwehrstoffe gegen Schädlinge und Krankheiten, als Wachstumsregulatoren und als Farbstoffe. Zudem wird ihnen eine pharmakologische Wirkung zugeschrieben. Sie können gesundheitsfördernde, aber auch -schädliche Effekte haben.

Obwohl ihre Anzahl auf 60.000 bis 100.000 geschätzt wird, sind sie nur in geringer Menge und nur in bestimmten Pflanzen vorhanden. Mit einer gemischten Kost nehmen wir täglich ca. 1,5g von ihnen auf.

Die Sekundären Pflanzenstoffe lassen sich in neun Substanzklassen unterteilen und werden im folgenden kurz erläutert. Es gibt jedoch eine Reihe weiterer Verbindungen, die sich nicht in diesem Schema einordnen lassen.

Carotinoide

Dabei handelt es sich um weit verbreitete rote und gelbe Farbstoffe in Pflanzen. Der überwiegende Anteil von ihnen ist als Vorstufe (Provitamin) des Vitamin A bekannt, jedoch kann aus der Vielzahl der verschiedenen Carotinoide nur ein geringer Anteil vom Menschen aufgenommen und verstoffwechselt werden.

Beim Menschen wird der überwiegende Teil in Fettgewebe (80-85%), Leber (8-12%) und in der Muskulatur gespeichert.

Carotinoide lassen sich nach ihrer chemischen Struktur einteilen in:

1. Sauerstoffhaltige Carotinoide (Xanthophylle):

• ß-Cryptoxanthin
• Zeaxanthin
• Lutein

Sie kommen überwiegend in grünblättrigen Gemüse vor.

2. Sauerstofffreie Carotinoide:

• Alpha-Carotin
• ß-Carotin (bekanntestes Carotinoid, kommt in fast allen orangefarbenen Obst- und Gemüsesorten vor)
• Lycopin (es ist in bedeutenden Mengen in Tomaten vorhanden und ist verantwortlich für deren rote Färbung)

Beide Gruppen unterscheiden sich durch ihre Hitzestabilität. ß-Carotine und Lycopine sind relativ hitzestabil (nur 8-10% der vorhandenen Struktur wird verändert), während Xanthophylle bei hohen Temperaturen zerstört werden (60-100%).

Phytosterine

Diese Gruppe der Pflanzenstoffe ähnelt in ihrer chemischen Struktur den tierischen Sterinen, z.B. dem Cholesterin. Zu den häufigsten Vertreter zählen Campesterin, Stigmasterin und v.a. ß-Sitosterin. Sie kommen hauptsächlich in fettreichen Lebensmitteln vor wie z.B. in Sonnenblumenkernen (534mg/100g), Sesamöl (714mg/100g) und in nativem Sonnenblumenöl. Die tägliche Zufuhr liegt bei ungefähr 150-400mg pro Person. Allerdings werden weniger als 5 % vom menschlichen Körper aufgenommen. Dementsprechend wird der Rest mit dem Kot ausgeschieden.

Phytosterinen wird eine cholesterinsenkende Wirkung zugeschrieben. Dieser Effekt ist vermutlich auf die verminderte Resorption von Cholesterin im Darm bei gleichzeitiger Zufuhr von Phytosterinen zurückzuführen. Sie werden deshalb oft bei der Therapie erhöhter Cholesterinwerte eingesetzt. Neuerdings finden Phytosterine auch bei der Margarineherstellung Verwendung.

Saponine

Saponine sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in wässrigen Lösungen zu starker Schaumbildung neigen - daraus resultiert auch ihr Name (Sapon = Seife). Ein weiteres Charakteristikum ist ihr stark bitterer Geschmack.

Besonders reich an diesen Sekundären Pflanzenstoffen sind Hülsenfrüchte, allen voran Kichererbsen mit einem Gehalt von 50mg/kg und Sojabohnen (39mg/kg), die allein fünf verschiedene Saponine enthalten.

Die tägliche Aufnahme liegt in Großbritannien (für Deutschland liegen z.Zt. keine Angaben vor) bei einer normalen Mischkost in einem Bereich von ca. 10mg pro Tag. Bei Vegetariern, die zu einer deutlich höheren Aufnahme von Hülsenfrüchten neigen, liegt die Zufuhr bei ungefähr 110-240mg/Person und Tag entsprechend höher.

In der Industrie finden Saponine als Lebensmittelzusatzstoff, z.B. als Schaumbildner bei der Bierherstellung, Verwendung. In Deutschland ist ihr Einsatz als Zusatzstoff jedoch verboten.

Glucosinolate

Sie kommen hauptsächlich in Pflanzen der Kreuzblütler-Familie (Kruziferen) vor, z.B. in Gartenkresse (121mg/100mg), Kohlrabi (110mg/100g), Brokkoli (50-60mg/100g) und Rettich (10-15mg/100g). Sie tragen dort zu dem typischen Geschmack von Meerrettich, Senf, Kohl und anderen Gemüsesorten bei.

Wenn man von einer täglichen Aufnahme von ca. 30g Kruziferengemüse pro Tag und Person ausgeht, so ist mit einer Aufnahme von ca. 40-45mg zu rechnen. Auch hier liegt die Aufnahme mit einer vegetarischen Kost um ein Vielfaches höher (ca. 110mg/Tag/Person).

Glucosinolate sind hitzelabil und gehen während des Garens zu einem Großteil verloren. Der Verlust liegt je nach Garverfahren bei 35-60 %. Des weiteren können sie durch fermentative Prozesse wie z.B. Milchsäuregärung (bei der Sauerkrautherstellung) abgebaut werden.

Polyphenole

Obwohl diese Stoffgruppe relativ uneinheitlich ist, kennzeichnen sie sich durch ein gemeinsames strukturelles Merkmal (einen Polyphenolring).

Zu den bekanntesten Untergruppen gehören hier die

• Cumarine
• Lignane
• Flavonoide und
• Phenolsäuren

Die Gruppe der Polyphenole kommt vor allem im Schalen- und Randbereich der Pflanzen vor. Das liegt u.a. daran, dass sie in ihrer Funktion als Antioxidans zum Schutz des darunter liegenden Gewebes dienen sollen. Die Hauptvertreter sind die Kaffeesäure, Ellagsäure und die Ferulasäure. Bestimmte Gemüse- und Getreidearten enthalten hohe Konzentrationen dieser Säuren. Dazu zählen z.B. Grünkohl (ca. 1000-1500 mg/kg Frischgewicht) und Weizen (500 mg/ kg Frischgewicht).

Kaffeesäure ist, wie der Name schon verrät, in bedeutenden Mengen im Kaffee enthalten. So enthält eine Tasse Kaffee ca. 7 mg Kaffeesäure.

Ebenfalls weit verbreitet sind Flavonoide, von denen bisher ca. 4000-5000 unterschiedliche Verbindungen bekannt sind. Zu dieser Gruppe werden gezählt:

• Flavonone (gelb-orange Färbung)
• Flavonole (gelbe Färbung)
• Anthozyane (rote, blaue und violette Färbung, z.B. bei Kirschen und Pflaumen)

Der bekannteste Vertretern ist das Quercetin, das vor allem in Zwiebeln (347 mg/kg) und Grünkohl (110 mg/kg) enthalten ist. Die Aufnahme von Flavonoiden wird auf ca. 23 mg pro Person geschätzt.

Weitere Polyphenole sind z.B. Isoflavonoide und Lignane. Chemisch gesehen gehören sie zwar zur Gruppe der Polyphenole, jedoch werden sie aufgrund ihrer Eigenschaften zu den Phytoöstrogenen gezählt.

Protease-Inhibitoren

Dabei handelt es sich um Substanzen, die proteinspaltende Enzyme hemmen und die ihrerseits aus Eiweißbestandteilen zusammengesetzt sind. Sie entfalten ihre Wirkung, indem sie an ein entsprechendes Enzym binden und verhindern, dass diese mit dem Substrat reagieren.

Protease-Inhibitoren werden nicht nur mit der Nahrung aufgenommen, sondern können auch vom Körper selbst gebildet werden, um z.B. entstandene Entzündungen zu kontrollieren. Viele Pflanzen enthalten einige oder mehrere solcher Verbindungen. Ein Beispiel ist der Trypsin-Inhibitor, der mit einer durchschnittlichen täglichen Kost in einem Mengenverhältnis von ca. 295mg enthalten ist. Eine vegetarische Ernährungsweise mit einem entsprechend hohem Anteil an Hülsenfrüchten und Getreideprodukten erhöht diesen Anteil. Jedoch hat man festgestellt, dass nur ca. 10% der zugeführten Menge im Darm des Menschen aufgenommen wird. Zudem kann ihr Anteil in der Nahrung durch Hitze verringert (im Weizen bis zu 80%) werden.

Monoterpene

Diese Stoffgruppe kommt insbesondere in verschiedenen Obstarten (z.B. Orangen, Aprikosen, Weintrauben) vor und kann von Pflanzen und einigen Mikroorganismen hergestellt werden.

Sie haben die Funktion von Aromastoffen und sind z.B. in Form von Menthol in der Pfefferminze oder als Limonen (zu 90%) im Zitrusöl enthalten.

Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie häufig von der Industrie zur Aromatisierung von Lebensmitteln eingesetzt.

Phytoöstrogene

Die Struktur der Phytoöstrogene ähnelt der der vom Körper gebildeten Östrogene (weibliche Sexualhormone).

Das Vorkommen sogenannter Isoflavonoide (vgl. oben) ist auf wenige tropische Hülsenfrüchte berenzt. Dazu gehört z.B. die Sojabohne, die einen hohen Anteil des Hauptvertreters Genistein enthält (ca. 729mg/kg Frischgewicht).

Lignane sind dagegen weit verbreitete Sekundäre Pflanzenstoffe. Als Ausgangssubstanz des Zellwandbestandteil Lignin sind sie in großen Mengen in den Randschichten von Getreide, weniger von Gemüse, vorhanden. Hohe Konzentrationen dieser Stoffgruppe sind z.B. in Leinsamen lokalisiert (15,5mg/kg).

Sulfide

Zu der wohl bekanntesten Stoffgruppe gehören die Sulfide. Der wichtigste Vertreter ist das Allicin, die als Hauptwirksubstanz in Knoblauch enthalten ist und dort für den typischen Geruch verantwortlich ist. Sie muss erst durch bestimmte Vorgänge aus Vorstufen umgebaut werden und kommt dort in einer Konzentration von bis zu 4g/kg Frischgewicht vor.

Schon in vorchristlicher Zeit wurde auf die heilsamen Wirkungen des Knoblauchs bei der Behandlung von Herzbeschwerden, Kopfschmerzen und Geschwülsten in Heilrezepturen aufmerksam gemacht.

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