| Abbildung 1: Beispiele für Polyphenole: Chlorogensäure, die zur Gruppe der Phenolsäuren gehört, sowie die zu den Flavonoiden gehörende Verbindungen Quercetin, Epicatechin und Phloretin. |
„Bio-Äpfel ernährungsphysiologisch betrachtet“ |
Corinna Rüfer, Berenike Stracke und Bernhard Watzl
Der ökologische LandbauIn den letzten Jahren stieg die Nachfrage nach ökologisch produzierten Lebensmitteln stark an. Hinter dieser Entwicklung steht der Wunsch der Verbraucher nach umweltfreundlichen und ernährungsphysiologisch hochwertigen Produkten. Ökologische Produkte werden mit einer geringeren Belastung an Pestiziden, einem besseren Geschmack, einem höheren Nährwert sowie höheren Gehalten an gesundheitsfördernden Inhaltstoffen (z.B. Vitaminen und sekundären Pflanzenstoffen) als konventionell produzierte Produkte in Verbindung gebracht [1].
Die wesentlichen Unterschiede zwischen der ökologischen und der konventionellen Landwirtschaft bestehen darin, dass der ökologische Landbau auf den Einsatz mineralischer Düngemittel, von Pflanzenschutzmaßnahmen mit synthetischen Pestiziden und Herbiziden sowie von Gentechnik verzichtet. Die Erzeugung von pflanzlichen ökologischen Produkten wird nach der EG-Öko-Basisverordnung (Nr. 834/2007 des Rates vom 28.06.2007) geregelt [2].
In Deutschland haben sich bereits vor in Kraft treten der EG-Öko-Verordnung Produzenten in verschiedenen Anbauverbänden zusammengeschlossen, z.B. Demeter, Bioland, Ecovin und Naturland, um nach ökologischen Prinzipien zu produzieren. Die EG-Öko-Verordnung ermöglicht heute Betrieben, unabhängig von den Anbauverbänden zu wirtschaften. Die Kriterien der EU-Richtlinie bleiben jedoch teilweise deutlich hinter den Standards der Anbauverbände zurück.
Durch die zunehmende Verbrauchernachfrage nach "Bio-Lebensmitteln" entwickelt sich der Markt für ökologische Lebensmittel zum am stärksten wachsenden Segment im Lebensmittelbereich. Im Jahr 2007 betrug der Umsatz von ökologischen Produkten in Deutschland ca. 5,3 Mrd. Euro. Das entspricht einem Wachstum von 15 % im Vergleich zum Vorjahr und einem Anteil am Gesamtlebensmittelmarkt von ca. 3,5 % [3].
Ein wichtiges Qualitätskriterium für ernährungsphysiologisch hochwertige Produkte stellen sekundäre Pflanzenstoffe (SPS) dar. Sie sind wertgebende Inhaltsstoffe in pflanzlichen Lebensmitteln, denen eine hohe gesundheitliche Bedeutung zukommt.
Unter SPS werden mehrere 100.000 Verbindungen zusammengefasst. Auf Grund ihrer strukturellen Heterogenität werden sie in verschiedene Untergruppen eingeteilt, u.a. in Polyphenole (Phenolsäuren und Flavonoide), Carotinoide, Saponine, Glucosinolate und Monoterpene.
SPS gehören zum natürlichen Abwehrsystem der Pflanze. Sie schützen die Pflanzen vor verschiedenen abiotischen (z.B. Düngung, Wetter, Sonnenstrahlung, Temperatur, Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit) und biotischen (z.B. Infektionen durch Mikroorganismen sowie Insektenbefall) Stressfaktoren. Wenn Pflanzen diesen Stressfaktoren ausgesetzt sind, bilden sie vermehrt SPS. Darüber hinaus kann die Konzentration der SPS durch Standortfaktoren (Bodenqualität und Klima), Sorte und Reifegrad beeinflusst werden. Die Stickstoffdüngung/-verfügbarkeit beeinflusst ebenfalls den SPS-Gehalt. So konnte gezeigt werden, dass eine erhöhte Stickstoffdüngung die Bildung von Flavonoiden negativ beeinflusst. Daher kann die Anbauweise den SPS-Gehalt pflanzlicher Lebensmittel beeinflussen.
Im Apfel kommen vorwiegend Phenolsäuren, mit Chlorogensäure (Abb. 1) als Hauptverbindung, und Flavonoide (Flavonole, Flavanole und Dihydrochalkone) vor. Flavonolglykoside des Quercetins finden sich hauptsächlich in der Schale, Flavanole (Epicatechin, Catechin und die Procyanidine) sind ebenfalls in der Schale, aber auch im Kerngehäuse und im Parenchym enthalten (Abb. 1). Chlorogensäure sowie die Dihydrochalkone (Phloretinglykoside) (Abb. 1) kommen im Kerngehäuse und im Fruchtfleisch vor. Äpfel enthalten bis zu 2 g/kg Polyphenole, wobei die Sorte einen großen Einfluss auf den Gehalt an SPS hat. Das Schälen der Produkte führt immer zu einer Verringerung des Polyphenolgehaltes führt, da der größere Anteil dieser Verbindungen in der Schale lokalisiert ist.
In Deutschland liegt die durchschnittliche Aufnahme an Phenolsäuren bei 200 mg und an Flavonoiden bei 54 mg pro Tag. Äpfel sind neben Tee und dunkler Schokolade die Hauptquelle für Polyphenole.
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Am Institut für Physiologie und Biochemie der Ernährung des Max- Rubner-Instituts in Karlsruhe sollte überprüft werden, ob sich ökologisch und konventionell angebaute Äpfel hinsichtlich ihres Gehalts an Polyphenolen und ihres antioxidativen Potenzials unterscheiden.
Für die Versuche wurden Äpfel (Malus domestica Bork.) der Sorte Elstar, die aus acht benachbarten konventionell bzw. ökologisch bewirtschafteten Betrieben (entspricht vier Betriebspaaren) in Norddeutschland stammten, verwendet. Die Ernte erfolgte 2004 und 2005. Die Sorte Elstar wird sowohl im konventionellen als auch im ökologischen Obstbau häufig angebaut.
Nach Extraktion der Phenolsäuren und Flavonoide aus den Äpfeln wurde die antioxidative Kapazität der Apfelproben mit drei unterschiedlichen Testsystemen gemessen:
Das antioxidative Potenzial der Apfelproben (Ernte 2004) ergab sich aus der Zusammenschau der drei Testsysteme. Es konnten - unabhängig vom Standort - keine signifikanten Anbauunterschiede gezeigt werden (Abb. 2). Nur beim ORAC-Test konnten signifikante Unterschiede zwischen den beiden Anbaujahren (2004: 9,14 ± 1,9 µmol Troloxäquivalente (TÄ)/g Frischmasse (FM) vs. 2005: 7,86 ± 2,02 µmol TÄ/g FM) festgestellt werden.
Bei der Bestimmung der Polyphenolgehalte zeigten sich Standort-abhängige Anbauunterschiede. Die Äpfel wiesen im Erntejahr 2004 bei allen vier untersuchten Betriebspaaren statistisch signifikante Unterschiede auf. Bei zwei Betriebspaaren hatten die Äpfel aus ökologischem Anbau und bei den anderen beiden Betrieben die konventionell erzeugten Äpfel statistisch signifikant höhere Polyphenolgehalte (Abb. 3). Im Erntejahr 2005 konnten in zwei Betriebspaaren höhere Gehalte in den ökologisch erzeugten Äpfeln bestimmt werden. Die beiden anderen Betriebspaare wiesen keine statistisch signifikanten Unterschiede auf (Abb. 3). Zwischen den beiden Erntejahren 2004 und 2005 traten statistisch signifikante Unterschiede auf (2004: 564 ± 144 µg/g FM vs. 2005: 881 ± 152 µg/g FM) (Abb. 3).
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Bei der Bestimmung der Polyphenolgehalte der untersuchten Äpfel traten bei der Zusammenfassung aller Standorte keine nennenswerten Unterschiede zwischen der konventionellen und ökologischen Anbauweise auf. In Abhängigkeit der Standorte konnten jedoch statistisch signifikante Unterschiede gefunden werden. Dabei wiesen die ökologisch erzeugten Äpfel zum Teil statistisch signifikant höhere Polyphenolkonzentrationen als die konventionellen auf.
Zusätzlich zu den Unterschieden in der Anbauweise traten signifikante Jahrgangsunterschiede im Polyphenolgehalt bei den Äpfeln auf. Dies stimmt mit verfügbaren Literaturdaten überein. Durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit wurde auch bestätigt, dass Faktoren wie Sorte und Anbaujahr einen größeren Einfluss auf den Gehalt an SPS als die Anbauweise (ökologisch/konventionell) haben. Das Anbaujahr (bis zu 35 %) beeinflusste den Polyphenol-Gehalt der Äpfel stärker als die Anbauweise (10 - 20 %).
Die antioxidative Kapazität wurde durch die Anbauform und das Anbaujahr nicht beeinflusst.
Um die ernährungsphysiologische Relevanz von ökologischen Produkten im Vergleich zu konventionellen Lebensmitteln beurteilen zu können, sind jedoch humane Interventionsstudien, d.h. an Probanden, dringend erforderlich, Aussagen allein zum SPS-Gehalt in pflanzlichen Lebensmitteln lassen keine Rückschlüsse zu, welche funktionellen Wirkungen mit dem Verzehr von ökologisch erzeugten Lebensmitteln im Vergleich zu konventionell erzeugten im menschlichen Organismus assoziiert sind.
Wir danken Herrn Prof. Rahmann für die Bereitstellung der Apfelproben sowie allen anderen Projektpartnern. Dem Bundesprogramm "Ökologischer Landbau" danken wir für die Finanzierung dieses Projektes.
| Schlauer Fuchs |
Unser Schlauer Fuchs diese Woche ist Annette J. aus Berlin. Zur Frage: Wie viele Verbindungen - in etwa - werden unter dem Begriff sekundäre Pflanzenstoffe zusammengefasst? Schickte sie uns die erste richtige Antwort. |
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Literaturhinweise
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