Sekundäre Pflanzenstoffe - Stoffgruppen

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

Sie werden im Gegensatz zu N√§hrstoffen wie Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten und Ballaststoffen, die im prim√§ren Stoffwechsel der Pflanze gebildet werden, im Zuge des sekund√§ren Stoffwechsels hergestellt. Damit erf√ľllen sie eine Vielzahl unterschiedlichster Funktionen in der Pflanze und dienen u.a. als Abwehrstoffe gegen Sch√§dlinge und Krankheiten, als Wachstumsregulatoren und als Farbstoffe. Zudem wird ihnen eine pharmakologische Wirkung zugeschrieben. Sie k√∂nnen gesundheitsf√∂rdernde, aber auch -sch√§dliche 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 werden täglich ca. 1,5 g davon aufgenommen.

Die sekundären Pflanzenstoffe lassen sich in neun Substanzklassen unterteilen. Diese werden im Folgenden kurz erläutert. Es gibt jedoch eine Reihe weiterer Verbindungen, die sich nicht in dieses Schema einordnen lassen.

Carotinoide

Bei den Carotinoiden handelt es sich um weit verbreitete rote und gelbe Farbstoffe in Pflanzen. Der √ľberwiegende Anteil von ihnen ist als Vorstufe (Provitamin) des Vitamin A bekannt. Aus der Vielzahl der verschiedenen Carotinoide kann nur ein geringer Anteil vom Menschen aufgenommen und im Stoffwechsel verwertet werden.

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

Carotinoide lassen sich nach ihrer chemischen Struktur einteilen in:

1. Sauerstoffhaltige Carotinoide (Xanthophylle)

  • √ü-Cryptoxanthin
  • Zeaxanthin
  • Lutein

Diese kommen √ľberwiegend in gr√ľnbl√§ttrigen Gem√ľse vor.

2. Sauerstofffreie Carotinoide

  • őĪ-Carotin
  • √ü-Carotin (bekanntestes Carotinoid, kommt in fast allen orangefarbenen Obst- und Gem√ľsesorten vor)
  • Lycopin (ist in bedeutenden Mengen in Tomaten vorhanden und ist verantwortlich f√ľr deren rote F√§rbung)

Beide Gruppen unterscheiden sich durch ihre Hitzestabilität. Beta-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 Vertretern zählen Campesterin, Stigmasterin und v. a. ß-Sitosterin. Sie kommen hauptsächlich in fettreichen Lebensmitteln vor wie Sonnenblumenkernen (534 mg / 100 g), Sesamöl (714 mg / 100 g) und in nativem Sonnenblumenöl. Die tägliche Zufuhr liegt bei ungefähr 150-400 mg pro Person. Allerdings werden weniger als 5 % vom menschlichen Körper aufgenommen.

Phytosterinen wird eine cholesterinsenkende Wirkung zugeschrieben. Dieser Effekt ist vermutlich auf die verminderte Resorption von Cholesterin im Darm bei gleichzeitiger Zufuhr von Phytosterinen zur√ľckzuf√ľhren. Sie werden deshalb oft bei der Therapie erh√∂hter Cholesterinwerte eingesetzt. Au√üerdem finden Phytosterine 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 sekund√§ren Pflanzenstoffen sind H√ľlsenfr√ľchte, allen voran Kichererbsen mit einem Gehalt von 50 mg / kg und Sojabohnen (39 mg / kg), die allein f√ľnf verschiedene Saponine enthalten.

Die t√§gliche Aufnahme liegt in Gro√übritannien (f√ľr Deutschland liegen zurzeit keine Angaben vor) bei einer normalen Mischkost in einem Bereich von ca. 10 mg pro Tag. Bei Vegetariern, die mehr H√ľlsenfr√ľchte essen, liegt die Zufuhr mit ungef√§hr 110-240 mg pro Person und Tag entsprechend h√∂her.

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 haupts√§chlich in Pflanzen der Kreuzbl√ľtler-Familie (Kruziferen) vor, z. B. in Gartenkresse (121 mg / 100 mg), Kohlrabi (110 mg / 100 g), Brokkoli (50-60 mg / 100 g) und Rettich (10-15 mg / 100 g). Glucosinolate tragen zu dem typischen Geschmack von Meerrettich, Senf, Kohl und weiteren Gem√ľsesorten bei.

Wenn man von einer t√§glichen Aufnahme von ca. 30 g Kruziferengem√ľse pro Tag und Person ausgeht, so ist mit einer Aufnahme von ca. 40-45 mg zu rechnen. Auch hier liegt die Aufnahme mit einer vegetarischen Kost um ein Vielfaches h√∂her (ca. 110 mg pro Tag und 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, sind Polyphenole durch ein gemeinsames strukturelles Merkmal (einen Polyphenolring) gekennzeichnet.

Zu den bekanntesten Untergruppen gehören hier die

  • Cumarine,
  • Lignane,
  • Flavonoide und
  • Phenols√§uren.

Polyphenole kommen vor allem im Schalen- und Randbereich von Pflanzen vor. Das liegt u.a. daran, dass sie in ihrer Funktion als Antioxidans zum Schutz des darunter liegenden Gewebes dienen sollen. Die Hauptvertreter dieser Gruppe sind die Kaffees√§ure, die Ellags√§ure und die Ferulas√§ure. Bestimmte Gem√ľse- und Getreidearten enthalten hohe Konzentrationen dieser S√§uren. Dazu z√§hlen z.B. Gr√ľnkohl (ca. 1.000-1.500 mg / kg Frischgewicht) und Weizen (500 mg / kg Frischgewicht).

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

Ebenfalls weit verbreitet sind Flavonoide, von denen bisher ca. 4.000-5.000 unterschiedliche Verbindungen bekannt sind. Zu dieser Gruppe werden gezählt:

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

Der bekannteste Vertreter ist das Quercetin, das vor allem in Zwiebeln (347 mg / kg) und Gr√ľnkohl (110 mg / kg) enthalten ist. Die Aufnahme von Flavonoiden wird auf ca. 23 mg pro Person gesch√§tzt.

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

Bei den Protease-Inhibitoren 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 dieses mit dem Substrat reagiert.

Protease-Inhibitoren werden nicht nur mit der Nahrung aufgenommen, sondern sie k√∂nnen auch vom K√∂rper selbst gebildet werden, z.B. um Entz√ľndungen zu kontrollieren. Viele Pflanzen enthalten einige oder mehrere solcher Verbindungen. Durch thermische Einfl√ľsse wie ein Erhitzen kann der Gehalt in den Lebensmitteln stark sinken (im Weizen bis zu 80 %).

Ein Beispiel f√ľr einen Protease-Inhibitor ist der Trypsin-Inhibitor, von dem √ľber die Nahrung t√§glich ca. 295 mg zugef√ľhrt werden. Vegetarier nehmen √ľber H√ľlsenfr√ľchte und Getreideprodukte noch mehr davon auf. Die Resorptionsrate im Darm ist mit 10 % jedoch in jedem Fall eher gering.

Monoterpene

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

Monoterpene 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 Monoterpene häufig von der Industrie zur Aromatisierung von Lebensmitteln eingesetzt.

Phytoöstrogene

Die Struktur der Phyto√∂strogene √§hnelt jener der vom K√∂rper gebildeten √Ėstrogene (weibliche Sexualhormone). Zu ihnen z√§hlen Isoflavonoide und Lignane.

Das Vorkommen der Isoflavonoide ist auf wenige tropische H√ľlsenfr√ľchte begrenzt. Dazu geh√∂rt z.B. die Sojabohne, die einen hohen Anteil des Hauptvertreters der Phyto√∂strogene, dem Genistein, enth√§lt (ca. 729 mg / kg Frischgewicht).

Lignane dagegen sind weit verbreitete Phyto√∂strogene. Als Ausgangssubstanz des Zellwandbestandteils Lignin sind sie in gro√üen Mengen in den Randschichten von Getreide, seltener von Gem√ľse, vorhanden. Hohe Konzentrationen dieser Stoffgruppe sind z.B. in Leinsamen lokalisiert (15,5 mg / kg).

Sulfide

Zu der wohl bekanntesten Stoffgruppe geh√∂ren die Sulfide. Der wichtigste Vertreter ist das Allicin, das als Hauptwirksubstanz in Knoblauch enthalten ist und dort f√ľr den typischen Geruch verantwortlich ist. Allicin muss erst durch bestimmte Vorg√§nge aus Vorstufen umgebaut werden. In diesen kommt es in einer Konzentration von bis zu 4 g / kg Pflanzen-Frischgewicht vor.

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