27.05.2020 von Carina Kern

Sekundäre Pflanzenstoffe im Portrait

Sekundäre Pflanzenstoffe dienen Pflanzen zum Schutz vor Umwelteinflüssen und Krankheiten. Der Mensch nimmt sie ausschließlich über pflanzliche Nahrungsquellen auf und kann ebenfalls von ihnen profitieren. Doch worin sind sie enthalten und welche Effekte haben sie auf den Menschen? 

Um ihren Stoffwechsel und das Wachstum aufrecht zu erhalten, produzieren Pflanzen zusätzlich zu ihren lebenserhaltenden Nährstoffen auch sekundäre Pflanzenstoffe. Ihre Aufgaben sind vielseitig: Sie locken pollenverbreitende Insekten an, schützen die Pflanze vor Schädlingen und Krankheitserregern und bewahren sie vor starker Sonneneinstrahlung. Näher erforscht werden sie erst seit den 1990er-Jahren. Heute gehen Wissenschafter davon aus, dass sie auch im menschlichen Organismus gesundheitliche Effekte entfalten.

In Pflanzen funktionsreich

Zu den sekundären Pflanzenstoffen zählen Farbpigmente, Boten- sowie Schutzstoffe, die sich hauptsächlich in ihrer chemischen Struktur unterscheiden. Während in der Pflanze der größte Anteil der enthaltenen Stoffe auf energieliefernde Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette entfällt, kommen sekundäre Pflanzenstoffe nur in geringen Konzentrationen vor. Etwa 100.000 verschiedene Verbindungen sind heute bekannt und es wird davon ausgegangen, dass viele noch unentdeckt sind. 5.000 bis 10.000 sekundäre Pflanzenstoffe finden sich in der menschlichen Nahrung. Hier übernehmen sie wichtige, aber entbehrliche Funktionen und zählen somit zu den nicht-essenziellen Nährstoffen.

Wissenswert

Obwohl sie nur als „sekundär“ bezeichnet werden, nehmen sekundäre Pflanzenstoffe eine wesentliche Rolle ein. Der Begriff rührt daher, dass sie im Sekundärmetabolismus der Pflanze entstehen. Dazu zählen alle Stoffwechselwege, die nicht direkt zu den lebenserhaltenden Prozessen des Primärstoffwechsels eines Organismus gehören. 

In der täglichen Pflanzenkost

Enthalten sind sie in Obst und Gemüse, Hülsenfrüchten, (Vollkorn-)Getreide, Kräutern und Gewürzen, Nüssen und Samen. In den einzelnen Lebensmitteln sind sie jeweils nur begrenzt vorzufinden, so sind es beispielsweise in Zwiebeln etwa 70 bis 100, in Äpfeln 200 bis 300 oder in Tomaten 300 bis 350 unterschiedliche Vertreter. Gemüse weist in der Regel höhere Gehalte auf als Obst. Durchschnittlich nimmt ein Mensch pro Tag durch eine gemischte Kost etwa 1,5 g davon auf. Bei Vegetariern und Veganern ist dieser Wert etwas höher.

Mit einer Vielzahl an Effekten assoziiert

Wer sich pflanzenbetont ernährt, könnte davon profitieren. Denn Studien zeigen, dass sekundäre Pflanzenstoffe Stoffwechselprozesse positiv beeinflussen können. Wie alle bioktiven Substanzen sind sie physiologisch wirksam. Ihre Eigenschaften wurden in zahlreichen Zellkultur-und Tierversuchen belegt: Sie können antioxidativ, antimikrobiell gegen Hefen, Viren und Bakterien sowie blutdruck- und cholesterinsenkend wirken und das Immunsystem stimulieren. Die Ergebnisse aus Tiermodellen können allerdings nur bedingt auf den Menschen übertragen werden. Für die Effekte bei der humanen Ernährung liegen bloß Daten aus Beobachtungsstudien vor, die nur Zusammenhänge aufzeigen, aber keine Ursache-Wirkungs-Mechanismen belegen können. So wurde beobachtet, dass eine hohe Aufnahme von sekundären Pflanzenstoffen das Risiko für bestimmte Krankheiten möglicherweise verringert. Dazu zählen: Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, Adipositas, Gefäßverengungen, Demenz und altersbedingte Augenerkrankungen. Ob die Effekte auf einzelne sekundäre Pflanzenstoffe oder auf bestimmte Gruppen zurückzuführen ist, ist unklar. Aufgrund der fehlenden Datenlage zur Bioverfügbarkeit und den genauen Wirkmechanismen gibt es aktuell auch keine klaren Empfehlungen zu einzelnen sekundären Pflanzenstoffen. Mit einem regelmäßigem Verzehr von vielen unterschiedlichen pflanzlichen Lebensmitteln, ist eine Mischung aus den Substanzen gewährleistet.

Wissenswert

Einige Lebensmittel können unserem Immunsystem auf die Sprünge helfen, etwa Knoblauch und Zwiebeln. Mehr zum Thema „Abwehr stärken“gibt es hier.

Die einzelnen sekundären Pflanzenstoffe

Carotinoide sind vorwiegend Farbstoffe, die Obst und Gemüse ihre rote, gelbe, orange und grüne Farbe verleihen. Der wohl bekannteste Vertreter ist das beta-Carotin. Je nach Sorte, Jahreszeit und Reifegrad können die Gehalte in den Lebensmittel schwanken. Auch innerhalb des Lebensmittels, so sind Lutein und beta-Carotin (Provitamin-A) vermehrt in den äußeren Blättern von Salaten oder in Schalen von Karotten enthalten. Im menschlichen Körper finden sich die größten Gehalte mit 80 bis 85 % im Fettgewebe.

In der Gruppe der Glukosinolate sind etwa 120 Vertreter der sogenannten Senfölglykoside bekannt, die hauptsächlich in der Pflanzenfamilie der Kreuzblütler wie Senf, Kren und Kohlgewächsen enthalten sind. Die höchsten Glukosinolatmengen wurden in Kohlrabi (109 mg/100 g) und Gartenkresse (121 mg/100 g) gefunden. Die in ihnen vorkommenden Schwefelverbindungen sorgen für einen stechend-scharfen und leicht bitteren Geschmack. Glukosinolate sind hitzeempfindlich und werden beim Kochen, aber auch beim Fermentieren abgebaut. So schmeckt  z. B. Sauerkraut deutlich weniger scharf als frisches Kraut.

Monoterpene sind vorwiegend in ätherischen Ölen enthalten, z. B. Zitrus-, Pfefferminz- oder Kümmelöl, aber auch in aromatischen Gewürzen wie Zimt und Thymian. Der bekannteste Vertreter ist Limonen, das vorallem im Saft und in der Schale von Zitrusfrüchten vorkommt. Eingesetzt werden sie in der Herstellung von Parfums, aber auch von Getränken, Backwaren und Desserts.

Bei Phytoöstrogenen handelt es sich um Pflanzenhormone, die dem weiblichen Sexualhormon Östrogen ähnlich sind. Sie wirken jedoch weniger als ein Hundertstel des menschlichen Östrogens oder synthetisch hergestellter Östrogene. Das bekannteste Phytoöstrogen ist das im Soja enthaltene Isoflavon, das auch in Vollkorngetreide und Samen vorkommt.

Phytosterine sind pflanzliche Fette, die hauptsächlich in fettreichen Pflanzen bzw. Pflanzenteilen vorkommen. Reichlich enthalten sind sie in Sesamsaat (714 mg/100g) und Sonnenblumenkernen (534 mg/100 g) sowie in Pflanzenölen und Nüssen. Sie dienen den Pflanzen zum Aufbau der Zellwände und ähneln in ihrer Struktur den tierischen Sterinen, wie Cholesterin.

Flavonoide gehören mit Phenolsäuren zur Gruppe der Polyphenole und sind die am weiten verbreitete Verbindung. Sie befinden sich hauptsächlich in den Randschichten von roten, gelben, grünen und violetten Obst- und Gemüsesorten sowie Hülsenfrüchten und Getreide und geben ihnen deren Farbe. Auch verarbeitete Produkte wie Schokoladeerzeugnisse sowie Rotwein enthalten relevante Mengen. Durch äußere Einflüsse von Licht, Verarbeitung oder Zubereitung unterliegen die Werte jedoch großen Schwankungen. Zu den bekanntesten Vertretern dieser Pflanzenstoffe zählen neben dem Flavonoid Quercetin, das vorwiegend in Zwiebeln (347 mg/kg) und Grünkohl (110 mg/kg) zu finden ist, die Anthozyane. Sie sind dunkle Farbstoffe, die aufgrund ihrer färbenden Eigenschaften auch als natürliche Lebensmittelfarbstoffe eingesetzt werden. Den höchsten Gehalt an Phenolsäuren weist ebenfalls Grünkohl (970–1550 mg/kg) auf.

Saponine sind Pflanzenseifen, die in wässriger Lösung eine Emulgator- und Schaumwirkung zeigen. Saponine sind bitter schmeckende Stoffe, die in hohen Konzentrationen in Kichererbsen (50 mg/kg) und Sojabohnen (39 mg/kg) vorkommen. In der Getränkeherstellung werden sie beispielsweise als Schaumbildner in Bier oder bei alkoholfreien Erfrischungsgetränken zugesetzt. In der veganen Küche wird das Kochwasser der Kichererbse, genannt Aquafaba als falscher Eischnee verwendet.

Der wichtigste Vertreter der Sulfonide ist das Allicin, das in Knoblauch, aber auch in Zwiebeln enthalten ist. Als schwefelhaltige Verbindungen sorgen sie für den typischen unangenehmen scharfen Geruch. In frischem Knoblauch können sie Konzentrationen von bis zu 4 g/kg erreichen.

Tabelle: Eigenschaften, Vorkommen und mögliche gesundheitsförderne Wirkung von sekundären Pflanzenstoffen:

PflanzenstoffAufgabe in der PflanzeVertreterVorkommenMögliche gesundheitliche Effekte
Carotinoide

Farbstoffe (gelb, orange, rot, grün); Schutz vor Sonneneinstrahlung

z. B. α- und β-Carotin, Lykopin, LuteinKarotten, Tomaten, Paprika, Mais, Kürbis, dunkelgrünes Gemüse (Spinat, Grünkohl), Marillen, Melonenantioxidativ, immunstärkend, krebsvorbeugend
Glukosinolate Duft- und Aromastoffe; Abwehrstoffe gegen Fressfeinde oder Krankheitserregerz. B. Sinigrin, Glucobrassicin, GlucoraphaninKohl- und Krautarten (z. B. Brokkoli, Grün- und Weißkohl), Rettich, Radieschen, Sauerkraut, Kresse und Senfantioxidativ, antimikrobiell, entzündungshemmend, krebsvorbeugend, cholesterinsenkend
MonoterpeneDuft- und Aromastoffez. B. Carvon, Limonen Ätherische Öle, Zitrusfrüchte, Gewürze wie Ingwer, Koriander, Lorbeer, Muskat, Zimt, Thymianantimikrobiell, cholesterinsenkend, krebsvorbeugend
Flavonoide

Farbstoffe (rot, hellgelb, blau, violett); Geruchs- und Aromastoffe

z. B. Flavone, Isoflavone, Chalkone, AnthocyaneÄpfel, Birnen, Trauben, Zwetschken, Beeren, Kirschen, Zwiebeln, Rotkohl, Radieschen, Peperoni, Sellerie, Karotten, Grapefruit, Melanzani, Tomaten, Lauch, Soja, Kichererbsen, Weizen, schwarzer und grüner Tee, Schokoladeantioxidativ, antimikrobiell, entzündungshemmend, krebsvorbeugend, immunstärkend, blutdrucksenkend, blutglukosesenkend, blutgerinnungshemmend
PhenolsäurenGerb-, Bitter- und Scharfstoffe; Abwehrstoffe gegen Fressfeinde oder  Krankheitserregerz. B. Ferulasäure, Kaffeesäure, Gallussäure, Ellagsäure, VannilinsäureKaffee, Tee, Rot- und Weißwein, Nüsse, Beeren, Vollkornprodukte, Kohlgemüse, Spinat, Schalen von Äpfeln und Kartoffelantioxidativ, krebsvorbeugend
PhytoöstrogenePflanzenhormone z. B. Isoflavone, Lignane, CoumestaneVollkorngetreide, Hülsenfrüchte wie Linsen und Kichererbsen, Leinsamen, Kürbiskerne, Sprossenantioxidativ, immunstärkend, blutdrucksenkend, krebsvorbeugend
Phytosterine

Baustoffe von Zellwänden; Pflanzenhormone

z.B. β-Sitosterol, StigmasterinAvocado, Nüsse, Pflanzensamen (Sonnenblumen- und Kürbiskerne, Sesam), Hülsenfrüchte wie Sojabohnen, kaltgepresste und unraffinierte Pflanzenöleantimikrobiell, blutdrucksenkend, cholesterinsenkend, krebsvorbeugend
SaponineBitterstoffe; Schaumbildnerz. B. Sojasapogenol, GlycyrrhizinHülsenfrüchte wie Soja und Erbsen, Spargel, Hafer, Spinat, rote Beete, Süßholzwurzel (Lakritze)antimikrobiell, krebsvorbeugend
Sulfonide  Schwefelhaltige Duft- und Aromastoffez. B. Alliin, Allicin, AllaycysteinsulfoxideKnoblauch, Zwiebel, Lauch, Brokkoli, Schnittlauch, Kohlgewächse, Kresseantimikrobiell, antioxidativ, blutgerinnungshemmend, blutdrucksenkend, cholesterinsenkend, krebsvorbeugend

Adaptiert nach: Watzl und Leizmann (2005), Watzl (2012)

Fazit

Obwohl zahlreiche Daten vorliegen, die auf ein Gesundheitspotenzial der sekundären Pflanzenstoffe beim Menschen hinweisen, sind die zugrundeliegenden Mechanismen bislang noch nicht vollständig aufgeklärt. Empfohlen wird daher eine ausreichende und variantenreiche Zufuhr von Gemüse und Obst, Hülsenfrüchten und Nüssen sowie Vollkornprodukten, um eine gute Versorgung mit sekundären Pflanzenstoffen sicherzustellen.

 

Literatur

Deutsche Gesellschaft für Ernährung: Sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkung auf die Gesundheit – Eine Aktualisierung anhand des Ernährungsberichts 2012. DGEinfo, 178–186 (2014).
Watzl B: Einfluss sekundärer Pflanzenstoffe auf die Gesundheit. In: Deutsche Gesellschaft für Ernährung, Hrsg. Ernährungsbericht 2008. DGE 2008: 335-346, Bonn (2008).
Watzl B: Einfluss sekundärer Pflanzenstoffe auf die Gesundheit. In: Deutsche Gesellschaft für Ernährung, Hrsg. Ernährungsbericht 2012. DGE 2012: 355–374, Bonn (2012).
Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) Schweiz: Sekundäre Pflanzenstoffe. Gesundheitsförderungskampagne „5amTag“ der Schweizerischen Gesellschaft für Ernährung (SGE).www.5amtag.ch (Zugriff am 22.05.2020).
Watzl B, Leizmann C: Bioaktive Stubstanzen in Lebensmitteln. Hippokrates Verlag, 3. Auflage, Stuttgart (2005).
Watzl B: Fundort Pflanzenzelle. Einführung in Vorkommen, Eigenschaften und Wirkungsweise sekundärer Pflanzenstoffe. Akt. Ern. Med. 36 (Suppl. 1), S2-S5 (2011).
Semler E: Sekundäre Pflanzenstoffe: Substanzen mit vielen Unbekannten. www.ugb.de (Zugriff am 23.04.2020).
Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE): Ernährungsbericht 2008. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE), Bonn (2008).
Ruesten A, Feller S, Boeing H: Beeinflusst die Einhaltung der Empfehlungen des DGE-Ernährungskreises das Risiko für chronische Erkrankungen? Berechnung eines Healthy Eating Index – Daten der EPIC-Potsdam-Studie. Ernährungs Umschau 58. (5) 242-249 (2011).
Boeing H, Bechthold A, Bub A et al.: Critical review: vegetables and fruit in the prevention of chronic diseases. Eur J Nutr. 51. (6) 637-663 (2012).
Leitzmann C: Characteristics and Health Benefits of Phytochemicals. Forsch Komplementmed, 23: 69–74 (2016).

 

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