Die wundersame Natur des Grapefruitkernextraktes |
 | 08.02.1999 00:00 Uhr |
Pharmazie
Grapefruitkernextrakte und daraus hergestellte Produkte sind seit einiger Zeit als Nahrungsergänzungsmittel, Naturheilmittel sowie Kosmetika im Handel. Ihnen wird vornehmlich eine antimykotische sowie antibakterielle Wirkung nachgesagt. Verantwortlich für diese Effekte sind jedoch eher in den Extrakten enthaltene Konservierungsstoffe wie Benzethoniumchlorid, Triclosan und Methylparaben.
Angeregt durch eine Übersicht in der Pharmazeutischen Zeitung (1) ergab eine gezielte Recherche im Buchhandel, daß sich derzeit mindestens 14 deutschsprachige populärwissenschaftliche Bücher der Thematik Grapefruitkernextrakte (GKE) widmen. Die Zubereitung wird dort als hochpotentes, nahezu universell antimikrobiell wirksames Mittel beschrieben, das unter anderem als Antibiotikum bei zahlreichen Infektionen, zur Wundbehandlung, als Mittel bei Candida- und Hautpilzbefall, zur Trinkwasseraufbereitung, als Flächendesinfektions- und Konservierungsmittel, zum Einsatz gegen Schuppen und Läuse und bei Sonnenbrand empfohlen wird.
GKE soll auch noch in sehr geringen Konzentrationen gegen 800 verschiedene Bakterien- und Virusstämme sowie 100 Pilzstämme wirken, ohne toxische oder allergene Effekte zu zeigen oder das Immunsystem zu beeinflussen (1, 2, 3, 4). Um die Wirksamkeit von GKE zu belegen, verweist die Mehrzahl der Autoren auf zahlreiche wissenschaftliche Studien und Tests. Um so erstaunlicher ist es, daß in der wissenschaftlichen Literatur bisher kaum zu dieser Thematik publiziert wurde. Die wenigen vorhandenen Arbeiten befassen sich mit Möglichkeiten der Lebensmittelkonservierung, zum Beispiel von Hühnerfleisch, Fisch, Erdnüssen, Obst und Gemüse (5, 6, 7, 8, 9) oder mit ausgewählten antifungalen Effekten(verschiedene Aspergillus-Arten, Penicillium islandicum) sowie antibakteriellen Eigenschaften des Extraktes (10, 11, 12, 13, 14). Eine in-vivo-Studie beschäftigt sich mit der Wirkung von "citrus seed extract" auf die intestinale Mikroflora bei Patienten mit atopischem Ekzem (15).
Insgesamt finden sich in den zitierten Publikationen experimentelle Daten zu einigen Teilaspekten der dem GKE nachgesagten Wirksamkeit. Es war jedoch bisher nicht möglich, in der zugänglichen Literatur wissenschaftliche Belege für das angeblich universelle Wirkungs-beziehungsweise Anwendungsspektrum von GKE zu finden.
Aus der Zusammenfassung einer 1996 in Japan erschienenen Publikation geht hervor, daß in einem dort kommerziell erhältlichen GKE die Konservierungsstoffe Methylparaben und Triclosan gefunden worden waren (16). Ein von den Autoren zweier bereits in mehreren Auflagen erschienener Bücher über GKE (2, 17) auf Anfrage verschicktes Informationsschreiben aus dem Jahre 1997 enthielt den Hinweis "auf einen chemischen Bestandteil, der in sehr ähnlicher Form wie im Grapefruitkern-Extrakt, jedoch als synthetischer Konservierungsstoff bekannt ist" (18). Im August 1997 informierte das Zentrallaboratorium Deutscher Apotheker (ZL), daß in Grapefruitkernextrakten das Konservierungsmittel Benzethoniumchlorid nachgewiesen worden war (19). Anfang 1998 wies die Arzneimittelkommission der Deutschen Apotheker (AMK) erneut auf die Benzethoniumchlorid-Problematik im Zusammenhang mit der Anwendung von GKE-Produkten hin (20). Weitere Untersuchungen führten schließlich Ende Juli 1998 zu einer Warnung der AMK, wonach sowohl eine innerliche als auch äußerliche Anwendung von GKE aufgrund des darin enthaltenen Konservierungsstoffes Benzethoniumchlorid nicht unbedenklich und eine Abgabe derartiger, nicht ausdrücklich geprüfter Extrakte in der Apotheke nicht zulässig sei (21).
Neben der Tatsache, daß Benzethoniumchlorid als Lebensmittelzusatzstoff nicht und zur Verwendung in Kosmetika nur sehr eingeschränkt in Deutschland zugelassen ist, wird in den genannten Mitteilungen grundsätzlich der Verdacht geäußert, daß die dem GKE zugesprochenen Wirkungen zumindest teilweise auf enthaltene Konservierungsmittel zurückzuführen seien und es sich somit keineswegs um die Anwendung eines Naturproduktes handele. Abgesehen von einigen Daten in einer am Institut für Pharmazeutische Technologie der Westfälischen Wilhelms-Universität, Münster, angefertigten Seminararbeit (22) sind jedoch bisher keine experimentellen Untersuchungen zur antimikrobiellen Wirksamkeit von GKE im Zusammenhang mit darin enthaltenen Konservierungsmitteln bekannt. Ziel der vorliegenden Studie, die als Diplomarbeit angefertigt wurde, war es daher, verschiedene handelsübliche Grapefruitkernextrakte auf ihre antimikrobielle Wirksamkeit zu testen und die Resultate unter Berücksichtigung eventuell darin nachweisbarer Konservierungsmittel zu bewerten.
Untersuchungsmaterial
GKE wird aus den Kernen und dem entsafteten Fruchtfleisch von Grapefruit-Früchten in einem Mahl- und Walzverfahren unter Verwendung von Glycerol als Auszugsmittel hergestellt (2, 17, 23). In der vorliegenden Studie wurden sechs kommerziell erhältliche Produkte untersucht (Tabelle 1). GKE Nr. 1 und 2 wurden uns auf Anfrage freundlicherweise von der Firma Sanitas GmbH, Steinheim, zur Verfügung gestellt. Alle anderen Extrakte wurden zufällig nach Angebot käuflich erworben. Beim Produkt Nr. 1 (Citricidal*) handelt es sich um einen von der Firma Bio/Chem Research aus Lakeport, California (USA), hergestellten Grundextrakt mit 60 Prozent GKE-Reinanteil und 40 Prozent Glycerol. Aus diesem Stammextrakt wurde der in der vorliegenden Studie ebenfalls getestete Extrakt Nr. 3 (NutriBiotic*) hergestellt (23).
Tabelle 1
Untersuchte Extrakte
Nach bisherigen Erkenntnissen bestehen die meisten anderen handelsüblichen Grapefruitkernextrakte ebenfalls aus 33 Prozent (V/V) eines entsprechenden Konzentrates, verdünnt mit 67 Prozent Glycerol. Daraus ergibt sich ein tatsächlicher GKE-Reinanteil von 20 Prozent.
Für die mikrobiologischen Tests wurden aus den vorliegenden sechs Extrakten wäßrige Stammlösungen mit einem GKE-Reinanteil von 1 Prozent (V/V) und aus diesen Verdünnungsreihen mit dem Faktor 0,5 (Konzentrationsbereich 0,5x10-5 bis 1,0 Prozent) hergestellt.
Methoden
Für die Untersuchungen wurden drei grampositive (Bacillus subtilis SBUG 14, Micrococcus flavus SBUG 16, Staphylococcus aureus SBUG 11) und drei gramnegative Bakterienstämme (Serratia marcescens SBUG 9, Escherichia coli SBUG 17, Proteus mirabilis SBUG 47) sowie ein Hefepilz (Candida maltosa SBUG 700) ausgewählt. Die minimale Hemmkonzentration (MHK) der Testsubstanzen wurde mit dem Reihenverdünnungstest bestimmt. Je 9,0 ml einer Suspension des jeweiligen Testkeims in Caseinpepton-Sojamehlpepton-Bouillon (BAG-Biologische Analysensysteme GmbH, Lich) wurden mit 1,0 ml der zu testenden GKE-Verdünnung gemischt und 18 Stunden bei der jeweils optimalen Wachstumstemperatur (37°C; C. maltosa: 30°C; M. flavus: Zimmertemperatur) bebrütet.
Eine Probe galt als frei von vermehrungsfähigen Keimen, wenn die mit der Wirkstofflösung vermischte Keimsuspension nach der Bebrütung bei visueller Betrachtung klar war. Als MHK wurde die niedrigste Wirkstoffkonzentration angegeben, bei der keine auf ein Keimwachstum zurückzuführende Trübung zu beobachten war (24).
Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen wurden mit dem Agardiffusionstest in Anlehnung an das Arzneibuchverfahren "Mikrobiologische Wertbestimmung von Antibiotika" (25) bestimmt. Der jeweilige Testkeim wurde in verflüssigtem Caseinpepton-Sojamehlpepton-Agar (BAG-Biologische Analysensysteme GmbH, Lich) suspendiert und in Petrischalen ausgegossen (Agarschichtdicke circa 5 mm). Nach Verfestigung des Agars (Kühlschrank) wurden pro Agarplatte bis zu vier Löcher (Durchmesser 10mm) ausgestanzt, in die je 100 *l der zu testenden GKE-Verdünnung eingebracht wurden. Nach zweistündiger Vordiffusionszeit im Kühlschrank und Bebrütung über 18 Stunden wurden die Radien der entstandenen Wachstumshemmhöfe als Abstand zwischen Stanzlochrand und beginnender Keimwachstumszone auf dem Agar gemessen und in Abhängigkeit vom dekadischen Logarithmus der GKE-Konzentration graphisch dargestellt.
Die in Grapefruitkernextrakten enthaltenen Konservierungsstoffe wurden qualitativ beziehungsweise semiquantitativ mittels Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von Kieselgelfolien (DC-Alufolien Kieselgel 60 F254, E. Merck, Darmstadt) bestimmt. Es wurde auf die drei aufgrund der Literaturhinweise zu erwartenden Konservierungsstoffe Benzethoniumchlorid, Triclosan und Methylparaben geprüft.
Als Untersuchungslösungen dienten einprozentige Lösungen der Testsubstanzen in 96prozentigem Ethanol. Die methodische Vorgehensweise, die Auswahl der Laufmittel sowie die Detektion folgten für Benzethoniumchlorid den Festlegungen der Ph. Eur. 1997 (25), für Triclosan einer Vorschrift des AB-DDR 87 (26) und für Methylparaben den Angaben von Pachaly 1982 (27).
Als Referenzsubstanzen dienten Benzethoniumchlorid (Hyamine* MicroSelect, > 99 Prozent, Fluka Chemie AG, Buchs, Schweiz), Triclosan (2,4,4‘-Trichlor-2‘-hydroxydiphenylether; Synopharm GmbH, Barsbüttel) und Methylparaben (Methyl-4-hydroxybenzoat; Berlin-Chemie, Berlin).
Ergebnisse
Die mit dem Reihenverdünnungstest ermittelten MHK sind in der Übersicht über die antimikrobielle Wirksamkeit der getesteten Grapefruitkernextrakte (Tabelle 2) zusammengestellt. Es wird deutlich, daß Extrakt Nr. 2 unter den vorliegenden Testbedingungen antimikrobiell unwirksam war. Bis zu der getesteten Maximalkonzentration von 0,1 Prozent war in keinem Fall eine Wachstumshemmung in den Keimsuspensionen nachweisbar. Für die anderen eingesetzten Extrakte wurden abhängig von den jeweiligen Testkeimen MHK-Werte zwischen 1 und 31 ppm ermittelt, was auf relativ geringe Unterschiede in der Wirksamkeit der Extrakte hinweist.
Tabelle 2: Minimale Hemmkonzentrationen (MHK)*) der Extrakte gegenüber Testkeimen
Extrakt S. aureus B. subtilis P. mirabilis E. coli S. marcescens C. maltosa Nr. 1 2,0·10-4 3,9·10-4 1,6·10-3 3,9·10-4 3,1·10-3 3,1·10-3 Nr. 2 >0,1 >0,1 >0,1 >0,1 >0,1 >0,1 Nr. 3 2,0·10-4 2,0·10-4 1,6·10-3 3,9·10-4 3,1·10-3 3,1·10-3 Nr. 4 9,8·10-5 3,9·10-4 1,6·10-3 7,8·10-4 1,6·10-3 1,6·10-3 Nr. 5 2,0·10-4 3,9·10-4 3,1·10-3 7,8·10-4 3,1·10-3 3,1·10-3 Nr. 6 2,0·10-4 2,0·10-4 3,1·10-3 3,1·10-3 3,1·10-3 3,1·10-3In verschiedenen Publikationen sind als Beleg für die antimikrobielle Wirksamkeit von GKE Tabellen mit MHK-Werten gegenüber verschiedenen Testkeimen enthalten, wobei offenbar in allen Fällen Citricidal* als Testsubstanz diente (1, 2, 3). Es werden MHK-Werte zwischen 2 und 20000 ppm angegeben, die Befunde für S. aureus, B. subtilis, P. mirabilis und E. coli liegen mit 2 bis 16 ppm in der Größenordnung der von uns ermittelten Werte. Lediglich der in den Tabellen angegebene MHK-Wert für S. marcescens ist mit 2000 ppm deutlich höher als der in unseren Tests gefundene Wert.
Auch im Agardiffusionstest erwies sich Extrakt Nr. 2 als vollständig unwirksam. Sogar bei Einsatz des unverdünnten Extraktes war bei keinem der verwendeten Testkeime eine Wachtumshemmung festzustellen. Die Konzentrations-Wirkungs-Kurven der anderen fünf Grapefruitkernextrakte verliefen nahezu parallel beziehungsweise waren identisch, was ebenfalls auf nur geringe Unterschiede in der Wirksamkeit der einzelnen Präparate deutet. Den hier dargestellten, mit S. aureus gewonnenen Daten entsprechende Resultate wurden mit den anderen Testkeimen erhalten, wobei geringe Unterschiede in den Empfindlichkeiten der einzelnen Keime gegenüber den getesteten Grapefruitkernextrakten festzustellen waren.
Der mit beiden Testmodellen als unwirksam eingestufte Extrakt Nr. 2 (CitroBiotic*) wird nach einer Information des Herstellers nicht aus einem aus den USA importierten Stammextrakt hergestellt, sondern basiert auf einem eigenen, von Konservierungsmitteln und Pestizidrückständen freien Stammkonzentrat (23). Dies wird in einem Untersuchungsbericht der Bremer Umweltinstituts-Gesellschaft für Schadstoffanalytik und Begutachtung mbH, der uns von der Firma Sanitas GmbH ebenfalls zur Verfügung gestellt wurde, bestätigt (28). Demgegenüber ging aus einem anderen Untersuchungsbericht des selben Institutes hervor, daß in verschiedenen Chargen des GKE-Präparates Citricidal* zum Teil erhebliche Mengen Benzethoniumchlorid und Triclosan gefunden worden waren (29). Auch die in unseren Tests eingesetzte Citricidal*-Charge (Extrakt Nr. 1) enthielt laut Deklaration der Vertriebsfirma Benzethoniumchlorid. Da Citricidal* als Stammkonzentrat für den von uns ebenfalls getesteten Extrakt NutriBiotic* (Extrakt Nr. 3) diente, mußte auch hier von vornherein mit Konservierungsmitteln gerechnet werden. Für die anderen drei Extrakte (Nr. 4 bis 6) lagen uns keine entsprechenden Informationen vor.
Die DC bestätigte das Vorhandensein von Benzethoniumchlorid in Extrakt Nr. 1 (Citricidal*) und 3 (NutriBiotic*) und ergab darüber hinaus, daß dieses Konservierungsmittel auch in den von uns getesteten Extrakten Nr. 4 bis 6 vorhanden war. Die Detektion erfolgte zunächst bei 254 nm; die entsprechenden Benzethoniumchlorid-Banden erschienen außerdem nach Besprühen mit Dragendorff’s Reagens als orangerote Flecken. Eine semiquantitative Benzethoniumchlorid-Bestimmung mittels einer dünnschichtchromatographischen Eichreihe ergab für die getesteten Extrakte Nr. 1, 3, 5 und 6 Benzethoniumchlorid-Konzentrationen zwischen 2,5 und 5 Prozent. GKE Nr. 4 wies mit 10 bis 20 Prozent die höchste Konzentration dieses Konservierungsstoffes auf. Unter den Bedingungen der Benzethoniumchlorid-DC konnte auch Triclosan und Methylparaben aufgetrennt und ebenfalls bei 254 nm detektiert werden. Beide Stoffe waren neben Benzethoniumchlorid in Extrakt Nr. 1, 3 und 5 nachweisbar. Dieser Befund wurde durch weitere, speziell auf Triclosan und Methylparaben ausgerichtete DC-Trennungen unter Verwendung anderer Laufmittelgemische und anderer Detektionsverfahren bestätigt.
Damit steht fest, daß alle fünf unter den gegebenen Testbedingungen antimikrobiell wirksamen Grapefruitkernextrakte Konservierungsmittel enthielten. Der einzige Extrakt, in dem keiner der drei Stoffe nachgewiesen werden konnte (Extrakt Nr. 2), zeigte auch keinerlei antimikrobielle Wirksamkeit.
Ein Vergleich der antimikrobiellen Aktivitäten der gefundenen Konservierungsstoffe im Agardiffusionstest ergab, daß Methylparaben gegen die hier verwendeten Testkeime unwirksam war. Triclosan zeigte eine hohe, jedoch selektive Wirksamkeit, die sich nicht auf alle verwendeten Testkeime erstreckte. Lediglich Benzethoniumchlorid war gegen alle Keime wirksam, wobei sowohl die Wirkstärke als auch die Abstufung in der Wirksamkeit gegenüber den einzelnen Keimen den Grapefruitkernextrakten sehr ähnlich waren. Das führte zu der Vermutung, daß der Hauptteil der gefundenen antimikrobiellen Wirksamkeiten der getesteten Extrakte auf den Gehalt an Benzethoniumchlorid zurückzuführen war.
Zur Beantwortung der sich daraus ergebenden Frage, ob die antimikrobielle Wirksamkeit von Benzethoniumchlorid durch die natürlichen GKE-Inhaltsstoffe beeinflußt wird, wurden zwei Benzethoniumchlorid-Verdünnungsreihen hergestellt. Dabei wurde als Lösungsmittel einerseits Wasser, andererseits eine einprozentige Lösung des konservierungsmittelfreien Extraktes Nr. 2 verwendet. Die Resultate des Agardiffusionstestes zeigten, daß die den verschiedenen Benzethoniumchlorid-Konzentrationen entsprechenden Hemmhofradien bei den verschiedenen Testkeimen nahezu identisch waren, unabhängig vom verwendeten Lösungsmittel. Das zeigt, daß der GKE die antimikrobielle Wirksamkeit darin enthaltener Konservierungsmittel nicht beeinflußt. Die beschriebenen antimikrobiellen Effekte von GKE dürften also ausschließlich auf den darin enthaltenen Konservierungsmittel beruhen.
Untermauert wurde diese Erkenntnis durch ergänzende Tests mit von uns selbst aus Grapefruitkernen und entsaftetem Fruchtfleisch hergestellten Extrakten. In diesen wurde wie in CitroBiotic* keiner der drei Konservierungsstoffe gefunden, ebenso war auch keinerlei antimikrobielle Aktivität nachzuweisen.
Somit ist ein Großteil der dem Grapefruitkernextrakt nachgesagten "Heilwirkungen" wohl nicht auf das Wirken eines Naturproduktes, eines "verborgenen Schatzes im Kern der Grapefruit " (2) zurückzuführen. Daß die gleichen Konservierungsstoffe in einer Vielzahl von Grapefruitkernextrakten verschiedener Anbieter gefunden wurden, weist darauf hin, daß offenbar für die Herstellung der meisten dieser Produkte die gleichen Stammkonzentrate aus den USA verwendet wurden (20).
Grapefruitkernextrakte werden von den verschiedenen Anbietern als Nahrungsergänzungsmittel in den Handel gebracht. Die in der vorliegenden Studie getesteten Extrakte stellen eine zufällige Auswahl aus dem aktuellen Angebot dar. Für die Produkte anderer Anbieter müßten im Einzelfall entsprechende Untersuchungen durchgeführt werden. Die vorliegenden Daten unterstützen jedoch grundsätzlich die Forderung der AMK, zumindest in Apotheken nur noch Grapefruitkernextrakte anzubieten, die nachweislich frei von Konservierungsmitteln sind (21). Im Zweifelsfall ist eine DC-Untersuchung relativ einfach möglich. Das zeigt auch die vorliegende Studie. Gleichzeitig sollte man sich bei der Abgabe derartiger konservierungsmittelfreier Grapefruitkernextrakte bewußt sein und darauf hinweisen, daß spezielle antimikrobielle Effekte von diesen Produkten höchstwahrscheinlich nicht zu erwarten sind. Von den Ergebnissen der vorliegenden Studie selbstverständlich unberührt bleibt der möglicherweise vorhandene ernährungsphysiologische Wert von konservierungsmittelfreiem GKE, auf den unter anderem in einer Zuschrift an die Pharmazeutische Zeitung von einem Anbieter hingewiesen wurde (30).
Offen bleibt dabei, ob derartige Effekte nicht auch bei Anwendung einfacher und vor allem billiger Produkte aus Zitrusfrüchten zu erwarten wären. Die Mehrzahl der in den einschlägigen Publikationen behaupteten "Heilwirkungen" von GKE jedoch muß unmittelbar mit den in den Extrakten enthaltenen Konservierungsmitteln in Zusammenhang gebracht werden. Für die vielfältigen Indikationen lassen sich für die Anwendung von Benzethoniumchlorid, Triclosan und Methylparaben in der Fachliteratur hinreichend Wirksamkeitsnachweise finden (31 - 42).
Schließlich darf auch nicht übersehen werden, daß Benzethoniumchlorid und Triclosan in Deutschland als Lebensmittelzusatzstoffe nicht und in Kosmetika nur sehr eingeschränkt zugelassen sind. Daher muß die in den einschlägigen Publikationen empfohlene breite Anwendung von nicht ausdrücklich auf eine Abwesenheit von Konservierungsmitteln geprüften Grapefruitkernextrakten grundsätzlich als bedenklich angesehen werden (21).
Es bleibt nach wie vor ungeklärt, auf welchem Wege die gefundenen Konservierungsstoffe in die Extrakte gelangten. Es wird sich wohl nicht vermeiden lassen, daß durch die hier dargestellten Ergebnisse vielfach geäußerte Vorurteile gegenüber alternativ orientierten Therapiekonzepten neue Nahrung gewinnen, zumal von ähnlichen Diskrepanzen zwischen behaupteter Wirkung und tatsächlichem Inhalt der Produkte bereits im Zusammenhang mit zur Aromatherapie empfohlenen Zubereitungen ätherischer Öle berichtet wurde (43).
Danksagung Wir bedanken uns bei Herrn A. Grüttner von der Sanitas GmbH, Steinheim, der uns für unsere Arbeiten die Grapefruitkernextrakte Citricidal* und CitroBiotic*, die Testberichte des Bremer Umweltinstitutes sowie die Seminararbeit aus Münster zur Verfügung stellte.
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Für die Verfasser: Dr. Thomas von Woedtke Institut für Pharmazie Ernst-Moritz-Arndt-Universität Friedrich-Ludwig-Jahn-Straße 17 17489 Greifswald 
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