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Strukturvielfalt aus Obst und Gemüse

26.06.2000
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-PharmazieGovi-Verlag

FLAVONOIDE

Strukturvielfalt aus Obst und Gemüse

von Gunter Metz, Blaubeuren

Unter den Polyphenolen sind Flavonoide durch Strukturvielfalt zahlenmäßig und in der Nahrung auch mengenmäßig die größte Phytamingruppe. Flavonoide sind in erster Linie Antioxidantien. Einige Untergruppen weisen aber auch spezifische Wirkungen auf.

In Früchten und Gemüse sind Flavonoide noch weiter verbreitet als Carotinoide. Der Pflanze bieten Flavonoide vor allem Schutz vor toxischem Singulettsauerstoff. Daher sind sie wie die Carotinoide als Strahlenschutz vor allem in den äußeren Teilen angereichert. Wer Früchte schält, oder bei Gemüse die äußeren Blätter entfernt, verliert erhebliche Mengen dieser gesundheitlich wertvollen Stoffe.

Die Pflanze bildet Flavonoide aus Chalkonen, die der Kondensation einer C6- und einer (C6-C3)-Einheit wie Kaffeesäure entstammen. Hauptsächlich auf zwei Wegen werden die unterschiedlichen Flavonoidgruppen gebildet. Erstens durch Cyclisierung von Chalkonen zu Flavanonen, die strukturell weiter abgewandelt werden. Zweitens durch Reduktion des Chalkons und Cyclisierung zu 3-Flavenen, woraus andere Strukturtypen wie Anthocyanidine gebildet werden. Die 3-OH-Gruppe wie in Flavonol wird vermutlich vor der Chalkonbildung in die C9-Einheit eingebaut. Phenolische OH-Gruppen in 5,7,4’-Stellung sind ein überwiegend anzutreffendes Strukturelement.

Die klassische Einteilung der Flavonoide bezog sich auf Benzo-g-pyron (Chromon) als Grundstruktur und umfasste somit nur Flavone, Flavonole, Flavanone und Flavanonole. Die moderne Klassifizierung geht vom typischen (C6-C3-C6)-Grundgerüst aus und erweitert die Stoffpalette auch um Strukturen ohne g-Pyrongerüst wie Flavane, Anthocyanidine oder Catechine. Mehr als 5000 unterschiedliche Flavonoide wurden bis 1990 beschrieben. Die Strukturvielfalt ergibt sich aus variablen Substituenten an Ring A und B wie OH-, OCH3- und Estergruppen, der O- und C-Glykosidierung mit unterschiedlichen Zuckerresten, komplexeren Substituenten an Ring A und Veränderungen an Ring C einschließlich Kondensationen an C-4 zu Di- und Polymeren.

Flavonoide in Nahrungsmitteln

Bis heute ist eine Klassifizierung der Nahrungsflavonoide in 13 Untergruppen gültig (1). Außer den Chalkonen, Flavonen, Flavonolen und Flavanonen, Flavanonolen und Anthocyanidinen gehören hierzu noch Dihydrochalkone, Aurone, Flavanole, Leukoanthocyanidine (Flavandiole), Isoflavonoide, Biflavonoide und Proanthocyanidine (kondensierte Tannine). Diese Einteilung scheint reformbedürftig, da die wichtigen Klassen der Catechine und Epicatechine nicht eigenständig, sondern als Teil der Flavanole gewertet werden. Variantenreich ist auch ihre Farbpalette, die von farblos (Catechine oder Proanthocyanidine) über gelb (Flavone und Flavonole) bis hin zu intensivem Rot oder Blau (Anthocyanidine) reicht.

Die Verteilung der Flavonoide in Obst und Gemüse zeigt einige Besonderheiten (2). Flavanone und Flavone sind in Obst auf Zitrusfrüchte begrenzt. Diese enthalten dafür keine Anthocyanidine, Catechine oder Biflavane, die neben Flavonolen in anderen Obstsorten häufig vorkommen. Ansonsten bilden nur wenige Spezialisten noch Flavanone wie Tomate, Paprika oder Süßholz. Flavone sind dagegen weit verbreitet in Gemüse, Gewürzkräutern und Grundnahrungsmitteln wie zum Beispiel Paprika, Artischocke, Salatsorten, Kohl, Getreide, Reis, Petersilie, Salbei, Rosmarin und auch in Honig. Einige Gewürzkräuter wie Pfefferminze, Majoran, Salbei, Thymian oder Kümmel enthalten Flavonoide fast ausschließlich als Flavone.

Flanonole sind in allen Obstsorten, in Blatt- und Wurzelgemüse sowie einigen Getreidesorten und Mais anzutreffen. Auch Kakao enthält Flanonole, aber keine Flavone. Überraschenderweise fehlen Flavonole nicht nur in den erwähnten Gewürzkräutern, auch einige Bohnen- und Erbsensorten wie Kidney-Bohnen oder Kichererbsen, ebenso Reis, Weizen oder Hafer enthalten keine Flavonole. Trotz dieser Ausnahmen machen Flavonole in pflanzlicher Nahrung das größte Stoffkontingent unter den Flavonoiden aus. Verteilungs- und mengenmäßig ist Quercetin das wichtigste Flavonol.

Die Domäne der Anthocyanidine ist Beerenobst. Sie sind aber auch in pflanzlichen Produkten vorhanden, in denen man sie nicht vermutet, wie beispielsweise in Spargel, Weizen, Zwiebeln oder Kartoffeln. Biflavane kommen vor allem in Obst vor, in Gemüsesorten eher selten. Da auch Hopfen Biflavane enthält, zählt Bier zu den wichtigen Nahrungsquellen.

Über die Nahrung werden hauptsächlich Flavonole, Flavanone und Catechine zugeführt, gefolgt von Antho- und Procyanidinen sowie Phloretin. Das Dihydrochalkon Phloretin beziehungsweise sein Glucopyranosid Phloridzin (Phlorrhizin) sind unter den Flavonoiden eine bemerkenswerte Ausnahme, da sie nur in Äpfeln anzutreffen sind. An Phloretin (Dihydronaringenin) ist die Forschung wegen seines besonderen Wirkspektrums interessiert. Es ist als Additiv in Functional Food beliebt.

Die Dihydrochalkone sind ansonsten als Nahrungsergänzungsmittel weniger interessant, eignen sich jedoch als Süßstoff, da sie circa 300-fach süßer als Saccharose schmecken.

Auch Reifegrad und Lagerung bestimmen den Gehalt

Die Pflanze produziert Flavonoide nicht nur sortenspezifisch mit großer Schwankungsbreite, auch Reifegrad, Bodenbedingungen, Lagerung oder Zubereitung sind entscheidende Kriterien für den Gehalt (3). Beim Kochen von Gemüse gehen etwa 50 Prozent verloren; daher sind Salat und Rohkost besonders wichtig. Die Tabelle gibt eine Übersicht über Pflanzenprodukte mit hohem Anteil an ausgewählten Flavonoidgruppen. Die Mengenangaben entstammen einer Datenbank und entsprechen dem Median des Aglucons (4); in einigen Fällen wurde die Schwankungsbreite anderen Quellen entnommen.

Tabelle 2: Tägliche Flavonoidzufuhr über typische Nahrungsmittel
in den USA (5)

Nahrungsmittel mg/Tag

Getreideprodukte         44

Kartoffel, Wurzelgemüse  79

Erdnüsse, Nüsse          45

Gemüse, Kräuter      162

Getränke
(Coca-Cola, Kaffee,
Tee, Bier, Wein)                420

Früchte, Fruchtsäfte        290

Summe                       1040

 

Tee und Rotwein wurden bewusst nicht erwähnt, da diesen wichtigen Nahrungskomponenten demnächst ein eigener Beitrag gewidmet wird. Zudem fehlen Isoflavone, die später im Beitrag über die Phytestrogene folgen.

Wesentlich mehr als durch pflanzliche Kriterien wird die Flavonoidzufuhr durch die individuelle Präferenz und vor allem durch bevölkerungsspezifische Besonderheiten bestimmt. Dies zeigen die wenigen bisher vorliegenden Untersuchungen, bei denen wegen unterschiedlicher Kriterien Rückschlüsse auf vergleichbare Zufuhrmengen schwierig sind.

Zahlen aus den USA deuten darauf hin, dass der Mensch täglich etwa 1 g Flavonoide aufnimmt (Tabelle). Andere Studien, die sich jedoch nur an Flavonen und Flavonolen orientieren, benennen erheblich geringere Verzehrmengen. So beträgt die Flavonolzufuhr in den Niederlanden 20 bis 26 mg/Tag und entfällt im wesentlichen auf Tee, Zwiebel und Äpfel (48, 29 und 7 Prozent). In einem anderen Kollektiv von männlichen Senioren fand man, dass schwarzer Tee bis zu 70 Prozent der Flanoidzufuhr abdeckt. Wesentlich repräsentativer ist eine Untersuchung an einem bayerischen Teilkollektiv der Nationalen Verzehrstudie (4). Hiernach werden täglich durchschnittlich 54 mg Flavonoide aufgenommen. Obstprodukte galten als wichtigste Quelle und etwa die Hälfte der Flavonole stammte aus Gemüseprodukten. Im direkten Vergleich mit den Niederländern nahmen die Bayern aber 50 Prozent weniger Flavonole zu sich.

Kopf oder Zahl?

Leben US-Amerikaner so viel gesünder als Europäer? Ist Bayern ein Flavonoid-Notstandsgebiet oder nur durch ein Extremkollektiv repräsentiert? Wurde falsch kalkuliert? Eine Reihe von Fragen, deren präzise Antwort auf Grund der exorbitanten Unterschiede ohne weitere Untersuchungen schwer fällt. Zu beachten ist vor allem, dass in die US-Zahlen Flavonoid-haltige Nahrungsmittel eingingen, die in der bayerischen Studie nicht berücksichtigt wurden. Bei gesunder, ausgewogener Ernährung nach der "Five-a-day"-Regel oder mit mediterraner Kost ist eine Flavonolzufuhr von täglich weniger als 100 mg nicht glaubhaft. Selbst wenn nur der Verzehr von Obst und Gemüse angesetzt wird, sollten Zufuhrmengen von 200 bis 500 mg Flavonoide realistisch sein.

Literatur:

(1) Bravo, L., Polyphenols: Chemistry, dietary sources, metabolism, and nutritional significance. Nutr. Rev. 56 (1998) 317 - 333.
(2) Kühnau, J., The flavonoids: A class of semi-essential food components: their role in human nutrition. World Rev. Nutr. Diet. 24 (1976) 197 - 191.
(3) Hertog, M. G. L., Hollman, P. C. H., Katan, M. B., Content of potentially anticarcinogenic flavonoids of 28 vegetables and 9 fruits consumed in the Netherlands. J. Agric. Food Chem. 40 (1992) 2379 - 2383.
(4) Linseisen, J., Radke, J., Wolfram, G., Flavonoidzufuhr Erwachsener in einem bayerischen Teilkollektiv der Nationalen Verzehrstudie. Z. Ernährungswiss. 36 (1997) 403 - 412.
(5) Pierpoint, W. S., Flavonoids in the human diet. In: Progress in Clinical and Biological Research, Cody, V., et al. (Hrsg), Alan R. Riss, New York, Bd. 213 (1986), S. 125 - 140.

Anschrift des Verfassers:
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