Phytohormone (Phytoöstrogene)

Phytoöstrogene können auch als Pflanzenhormone bezeichnet werden. Anhand ihrer Wirkung zählen sie zu den Phytoöstrogenen,  gehören aber chemisch den Polyphenolen an.

Phytoöstrogene haben, wie ihr Name schon sagt eine ähnliche Struktur und Wirkung wie die im Körper vorkommenden steroiden Hormone. In den in dieser Arbeit untersuchten Gemüsesorten, sind eher geringe Gehalte enthalten.

Im Körper gibt es 2 Arten an Östrogenrezeptoren, ER-α und ER-β. Phytohormone binden stärker an den ER-β Rezeptor, weißen jedoch allgemein eine geringere Bindungsaffinität  von nur 0,1 % im Vergleich zu humanen Östrogenen auf. Dennoch können sie sowohl das Zellwachstum als auch die Hemmung desselbigen in hormonabhängigen Zelllinien (Brust, Prostata, Gebärmutter etc.) bewirken.

Die Wirkung scheint von der Konzentration an Phytoöstrogenen abzuhängen. Es wurden 10-1000fach höhere Konzentrationen im Vergleich zu endogenen Östrogenen im Urin von Menschen gemessen, die phytoöstrogenhaltige Nahrungsmittel verzehren.

Dadurch können Phytohormone konzentrationsabhängig sowohl eine östrogene wie auch eine anti-östrogene Wirkung ausüben. Durch Interaktion mit den Öestrogenrezeptoren (ER) können sie die physiologische Wirkung dieses endogenen Steroidhormons nachahmen oder blockieren.

Phytohormone werden in 3 Gruppen eingeteilt:

• Isoflavonoide

• Lignane

• Coumestane

Abbildung 21

Isoflavonoide 

Kommen vor allem in der Familie der Schmetterlingsblütler (Fabaceae) und Hülsenfruchtarten (Leguminosen) aus den Tropen vor. Sie sind nur in sehr geringen Mengen in heimischen Gemüsearten zu finden. Wie die meisten anderen sekundären Pflanzeninhaltsstoffe kommen auch Isoflavonoide in der Pflanze als inaktive Zuckerkonjugate vor. Die meist bekannten Verbindungen sind Genistein und Diadzein.

Lignane

Sind im Pflanzenreich weit verbreitet. Hauptquellen sind jedoch Vollkorn- und Ölsaaten. Am reichhaltigsten an Lignanen ist Leinsamen. Grundsätzlich enthält Gemüse mehr Lignane als Isoflavonoide und ist auch ein Hauptlieferant dieser sekundären Pflanzenstoffe.

Coumestane

Sind für die menschliche Ernährung eher von untergeordneter Bedeutung da diese Inhaltsstoffe nur in einzelnen Pflanzen enthalten sind, wie  in Alfalfa, Klee und Sojasprossen. Daher wird Ihnen in dieser Arbeit auch keine nähere Aufmerksamkeit geschenkt. Interessant ist jedoch zu wissen, dass zu dieser Gruppe das Phytoöstrogen Coumestrol gehört, welches von den bis dato bekannten Phytoöstrogenen die höchste östrogene Aktivität besitzt. 

Protease-Hemmer

Proteasen sind Enzyme welche die in der Nahrung vorkommenden Proteine in ihre einzelnen Bausteine (Aminosäuren) aufspalten. Protease-Hemmer verhindern diese Eiweißspaltung indem sie diese Enzyme hemmen. Sie binden an die Proteasen und verhindern so, dass das eigentliche Substrat, welches sie aktivieren würde, nicht binden kann. Diese Gruppe an bioaktive Substanzen kommt vor allem in Getreide und Hülsenfrüchten jedoch auch in geringen Mengen in der Roten Rübe vor, weshalb sie hier erwähnt werden.

Man schätzt, dass der Mensch bei Mischkost täglich um die 295-330 mg an Protease-Hemmern zu sich nimmt. Vegetarier, die große Anteile an Hülsenfrüchten und Getreide verzehren, ist die Einnahme natürlich entsprechend höher. In der Literatur konnten keine Werte bezüglich des Gehalts an Protease- Hemmern gefunden werden. 

Saponine

Diese bioaktiven Pflanzenstoffe kommen als Glykoside in Pflanzen vor. Sie sind oberflächenaktive, bitter schmeckende Stoffe die in ihrer freien Form als sogenannte Triterpene, weniger oft als Steroide auftreten, siehe Abbildung 23. Sie werden aufgrund ihrer seifenähnlichen Eigenschaften auch als Seifenglycoside bezeichnet.

Saponine sind vor allem in Hülsenfrüchten, Spinat, Spargel und Hafer reichhaltig und auch in der Roten Rübe vorhanden. Lakritze enthält ebenfalls jede Menge dieser bioaktiven Stoffe, bis zu 2000 mg/100 g können diese Leckereien enthalten.

Gehalte an Saponinen in Spargel oder Rote Rübe konnten in der Literatur nicht gefunden werden.

Sulfide

Sulfide sind Bestandteile der sogenannten Zwiebelgewächse. Sie sind vor allem in Knoblauch, Zwiebel, Porree oder auch Schnittlauch enthalten. Für Porree, welcher Gegenstand dieser Studie war, konnten keine Gehalte an Sulfiden in der Literatur gefunden werden.

Die Vorläufersubstanzen zu den, für ihren scharfen Geruch und Geschmack bekannten, Sulfiden befinden sich im Zellplasma von Pflanzenzellen. Davon getrennt in separaten Kammern (Vakuolen) der Pflanzenzelle sind Enzyme enthalten, welche diese Vorläufersubstanzen in diese Sulfide umwandeln. Dies geschieht, wenn man mechanische Zerstörung anwendet z.B.: beim Zwiebelschneiden oder Knoblauchpressen. Dies erklärt warum einem dabei "die Tränen kommen“.

Es gibt verschiedene Sulfide, wasserlösliche und fettlösliche, siehe Abbildung.

Verschiedene Sulfidgrundstrukturen. Sulfide können fettlöslich oder wasserlöslich sein.

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Eindeutige Nachweise, in welcher Art und Weise, unterschiedliche Sulfide einen Einfluss auf körperliche Funktionen haben sind noch nicht erbracht worden. Es wird aber diskutiert, dass die Anzahl der Schwefelatome in den Verbindungen für die Organspezifität (In welchem Organ sie wirken) und Wirksamkeit der Sulfide verantwortlich sein sollen.

Außerdem wurde festgestellt, dass die Löslichkeit der Sulfide ebenfalls eine Rolle hinsichtlich ihrer Wirksamkeit spielt.

Monoterpene

Werden von Pflanzen und Mikroorganismen synthetisiert. Sie setzen sich aus dem Isoprenbaustein zusammen, siehe Abbildung 25. Je nach Anzahl der Isopreneinheiten unterscheidet man unterschiedliche Subtypen an Terpenen. Monoterpene werden aus 2 Isopreneinheiten gebildet.

D-Limonen und D-Carvon sind die in Nahrungspflanzen vorkommenden, wichtigsten Monoterpene, siehe Abbildung 26.

Außer Ihnen gibt es jedoch noch einige hundert mehr, deren Wirkungen noch nicht ausreichend erforscht sind. Sie kommen vor allem in Zitrusfrüchten und Gewürzen vor, sind aromatisch und bilden die Hauptbestandteile von ätherischen Ölen.

In den untersuchten Gemüsesorten sind Monoterpene laut Literatur nur in Sellerie enthalten, allerdings konnte nur die Konzentration von D-Limonen, welche 21,4 mg/ 100g Sellerie beträgt ermittelt werden.

Monoterpene sind licht-, und oxidationsempfindlich.

Beeinflussung des Gehalts an sekundären Pflanzenstoffen

Die Gehalte an bioaktiven Substanzen in Gemüsearten variiert abhängig von der Sortenwahl, Klima, Pflege, Düngung, Erntezeitpunkt, Reifegrad bei der Ernte und Lagerung des Gemüses. Auch die Verarbeitung nach der Ernte hat einen wesentlichen Einfluss auf die mehr oder weniger stabilen bioaktiven Inhaltsstoffe. Siehe Abbildung 31 für die möglichen Beeinflussungen des Gehalts an sekundären Pflanzenstoffen in Gemüse.

Zum Beispiel sieht man beim Vergleich von Brokkoli, Blumenkohl und Rettich  Glucosinolat-Profilen, wie sich diese über die Änderung pflanzenbauerischer Maßnahmen abhängig von der Gemüseart ändern können.

Änderung der Glucosinolatgehalte von Brokkoli, Blumenkohl und Rettich abhängig von verschiedenen pflanzenbauerischen Maßnahmen. Genotypische Effekte = Unterschiede im Erbgut verschiedener Sorten, Tägliche mittlere Temperatur = Durchschnittstemperatur bei welcher die Pflanzen wachsen, Tägliche mittlere Bestrahlung = die durchschnittliche Bestrahlung, der diese Gemüsearten ausgesetzt sind, S_Zufuhr = Schwefelzufuhr, N-Zufuhr = Stickstoffzufuhr, Wasser-Zufuhr = die tägliche Menge an Wasser, AS-Supplementierung = Aminosäuresupplementierung und Entwicklungsstand beschreibt den Entwicklungsstand zum Erntezeitpunkt mit anschließender Analyse.

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Da es noch sehr wenig fundierte Studien über die Beeinflussung der Gehalte an sekundären Pflanzenstoffen in Gemüse gibt, sind in diesem Kapitel nur einzelne Gemüsearten bzw. Änderungen an sekundären Pflanzenstoffen aufgeführt. Dies liegt daran, dass die gefundenen Studien sich entweder mit nur einer Gemüseart beschäftigt haben oder aber sich z.B. die Änderung des Glucosinolatgehalts von Kreuzblütlern bei verschiedenen Umwelteinflüssen eruiert haben.

Artenunterschied

Carotin-, und Polyphenolgehalt

Kraut, Blumenkohl und Brokkoli

Vergleicht man die Gehalte an Vitaminen, Carotinoiden und Gesamtphenolen  in verschiedenen Sorten von Kraut, Blumenkohl und Brokkoli erkennt man, dass die Unterarten einer Gemüsesorte einen wesentlichen Einfluss auf den Inhaltsstoffgehalt haben, siehe Tabelle 42 und Tabelle 43. Die höchsten Werte der jeweiligen Pflanzeninhaltsstoffe sind farblich hinterlegt. 

Vergleich unterschiedlicher Kraut- und Blumenkohlsorten hinsichtlich ihres Vitamin C & E-, Carotinoid-, und Polyphenolprofils.

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Blumenkohl- und Brokkolisorten im Vergleich hinsichtlich ihres Inhaltsstoffprofils an Polyphenolen, Carotinoiden und Vitaminen.

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Glucosinolatgehalt

Allgemein

Die Glucosinolatgehalt Unterschiede verschiedener Kreuzblütler wurde in zahlreichen Studien nachgewiesen.  Es gibt Sorten die Glucosinolate in sehr hohen Konzentrationen akkumulieren während andere Sorten nur einen moderaten Glucosinolatgehalt aufweisen.

Brokkoli

Der Gehalt an Glucosinolaten in Wildformen im Vergleich zu Züchtungen kann um bis zu das 1000fache höher sein. Daher können Wildformen zur Züchtung von Sorten mit hohem Gehalt an antikanzerogen wirksamen Glucosinolaten herangezogen werden.

Anbauweise Konventionell vs. Biologisch

Im Allgemeinen wird gesagt, dass die biologische Anbauweise einen positiven Effekt auf das Gemüse hat.  Durch biologisch-organischen Anbau kommt es zwar im Vergleich zur konventionellen Anbauweise zu einer Verringerung des Ertrags/ha, jedoch erhält man eine gesunde Pflanze, welche frei von chemischen Rückständen von Pflanzenschutzmitteln ist und grundsätzlich einen höheren Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen aufweist. Leider haben sich nur sehr wenige Studien bisher mit diesem Thema auseinandergesetzt und so kann noch keine eindeutige, wissenschaftlich hinterlegte Aussage getroffen werden. Die gefundenen Studien werden untenstehend kurz beschrieben.

Blumenkohl

In einem Versuch mit italienischem Blumenkohl wurde untersucht, welchen Einfluss eine biologische im Vergleich zu einer konventionellen Anbaumethode auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen hat. Das Experiment wurde mit den beiden Hybriden HF1 Magnifico und Emeraude durchgeführt. Der Boden war lehmig mit 1,2 % organischem Material und einem pH von 7,8. Die Felder wurden jährlich wechselnd mit Tomaten, Melonen, Fenchel und Salat und Erbsen und Blumenkohl bepflanzt. Dieser 4 –Jahresrhythmus wurde aufrechterhalten. Die Blumenkohl Pflanzen wurden im September gesetzt und die Sorte Emeraude im Dezember und Magnifico im Februar geerntet. In Tabelle 44 sind die Gehalte im Vergleich aufgelistet. Für detailliertere Gegenüberstellungen siehe Abbildung 34, Abbildung 35, Abbildung 36, Abbildung 37, Abbildung 38 und Abbildung 39. 

Vergleich der Gehalte an sekundären Pflanzenstoffen abhängig von der Sorte und Anbauart.

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Karotte, Brokkoli, Weißkraut und Zwiebel

Die genannten Gemüsearten wurden auf ihren Gehalt an Polyphenolen untersucht. Man stellte dabei die biologische der konventionellen Anbauweise gegenüber, um festzustellen ob dies einen Einfluss auf den Gehalt an Polyphenolen hat. In Abbildung 33 ist das Ergebnis dargestellt und man kann erkennen, dass der Gehalt bei der biologischen Anbauweise bei allen Gemüsesorten höher ist als bei der konventionellen Methode.

Bodenart

Es konnten keine Studien gefunden werden, die sich mit dem Einfluss verschiedener Bodenarten auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen in Gemüse beschäftigten. 

Düngemittel

Die Düngung soll offensichtlich einen großen Einfluss auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen in Gemüse haben. Wird eine großzügige Düngung an N, K, P –Dünger aufgebracht, kommt es laut Forschern zwar zu gesteigerten Erträgen, jedoch sinken die Gehalte an sekundären Pflanzenstoffen rapide.

Blumenkohl

Eine Studie mit italienischem Blumenkohl hat einen Vergleich der Auswirkungen von unterschiedlichen biologischen Düngemethoden auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen untersucht. Es wurden 3 biologische  und eine konventionelle Düngemittelzusammensetzungen als Kontrolle verwendet:

• Or= Organischer Dünger = 152 Einheiten/ha Stickstoff aus organischen Pellets
• Or + F1(Düngerzusatz 1)= 152 Einheiten/ha Stickstoff aus organischen Pellets + 7 Einheiten/ha Stickstoff aus Kohlgemüsemehl
• Or +F2(Düngerzusatz 2)= 152 Einheiten/ha Stickstoff aus organischen Pellets + 7 Einheiten/ha Stickstoff aus Kohlgemüsemehl + 4 Einheiten/ha Stickstoff aus wasserlöslichen, hydrolysierten Tierresten und Ammonium Komplexen.
• Conv= Konventionell = 189 Einheiten/ha Stickstoff + 45 Einheiten/ha P₂O₅ + 171 Einheiten/ha K₂O

Die Ergebnisse bekräftigen die seit langem von Forschern angestellten Mutmaßungen, dass der Gehalt an sekundären Inhaltsstoffen je nach Art der Düngung und sortenabhängig variiert. Siehe  Tabelle 45 für die Unterschiede der Gehalte an sekundären Pflanzenstoffen in 2 Blumenkohlsorten bei 4 Methoden der Düngung.

Einfluss von verschiedenen Düngemethoden auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen in Blumenkohlsorten.

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In Abbildung 34 ist ersichtlich, dass es je nach Art der Düngung Unterschiede im Ertrag gibt. Die biologische Düngung bringt hier eindeutig einen geringeren Ertrag ein als die konventionelle Methode. Die Sorte Emeraude weißt bei allen Düngungen, bis auf bei der rein biologischen Anbauweise, einen etwas höheren Ertrag auf als Magnifico.

Aus Abbildung 35 geht hervor, dass die Sorte Magnifico im Vergleich zu Emeraude bei allen 4 Düngungen einen geringeren Gehalt an Polyphenolen aufweist. Außerdem kann man erkennen, dass Magnifico einen gesteigerten Polyphenolgehalt durch die biologischen Düngungen hat. Bei Emeraude steigt der Polyphenolgehalt, im Vergleich zur konventionellen Düngung, nur bei der biologischen Anbauart + Düngung 1.

In Abbildung 36 kann man sehen, dass der Gehalt an Carotinoiden bei beiden Sorten bei Düngungsmethode 3 am höchsten ist.  Die anderen Düngungsmethoden werden von den  beiden Sorten unterschiedlich, ohne erkennbares Muster aufgenommen.

Der Glucosinolatgehalt von Blumenkohl der Sorten Emeraude und Magnifico variiert sehr stark. Der Gehalt ist bei Magnifico bei den beiden ersten biologischen Düngungsmethoden höher als bei der konventionellen NPK Düngung und bei der biologisch + Düngung 2 ist er geringfügig niedriger. Bei Emeraude ist der Gehalt bei der konventionellen Methode am höchsten, siehe Abbildung 37. Dies weist darauf hin, dass bei dieser Sorte die biologische Anbauweise bei dem Ziel, einen höheren Glucosinolatgehalt zu erhalten, nicht ideal ist.

Der Gehalt an Isothiocyanaten, den biologisch wirksamen Abbauprodukten der Glucosinolate,  ist um ein vielfaches kleiner verglichen mit den Glucosinolatgehalten. In Abbildung 38 ist ersichtlich, dass die Sorte Emeraude bei den beiden biologischen Düngungen + Zusatzdüngung einen wesentlich höheren Gehalt aufweist als Magnifico, wobei Magnifico wiederum bei der rein biologischen Düngung dominiert. Bei der konventionellen Düngung übertrifft Emeraude die Sorte Magnifico wieder bei weitem und weißt auch den höchsten Gehalt an Isothiocyanaten auf. 

Bezüglich des Sulfidgehaltes gibt es ein sehr eindeutiges, schönes Ergebnis welches besagt, dass die Sorte Magnifico hinsichtlich des Sulfidgehaltes, positiv auf die biologische Düngung anspricht. In Abbildung 39 ist zu erkennen, dass die rein biologische und die biologische mit Zusatzdüngung 1 die höchsten Gehalte an Sulfiden bei der Sorte Magnifico bewirken. Bei der konventionellen Düngung  gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden Sorten. Emeraude spricht jedoch in Bezug auf den Sulfidgehalt nicht auf die biologische Anbauweise an, das sich der Gehalt verringert oder gleich bleibt.

Brokkoli

Glucosinolatgehalt

Einige Arbeiten zum S (Schwefel) - bzw. N (Stickstoff)-Haushalt der Pflanze in Zusammenhang mit deren Glucosinolat-Synthese zeigen, dass der Gehalt an aliphatischen und aromatischen Glucosinolaten bei moderater N-Ernährung und gesteigerter S-Gabe maximiert werden kann.

Das beruht vermutlich darauf, dass einige Glucosinolate aus der Aminosäure Methionin hergestellt werden und Methionin ist eine von zwei schwefelhaltigen, proteinbildenden Aminosäuren.

Bei gesteigerter N-Düngung kommt es zu einer erhöhten Bildung der indolischen Glucosinolaten. Indolische Glucosinolate werden aus Tryptophan, einer weiteren Aminosäure synthetisiert.

Polyphenol-, Glucosinolat-, und Flavonoidgehalt

In einer Studie in Kairo wurden 2 Brokkolisorten hinsichtlich des Effekts von konventioneller NPK zu NPK-organischer und NPK-organisch-biologischer Düngung auf den Gehalt an ausgewählten sekundären Pflanzenstoffen untersucht. Es hat sich herausgestellt, dass beide Sorten positiv auf die Beimengung von organisch-biologischem Dünger reagieren. In Tabelle 46 sind die Ergebnisse dieses Versuchs dargestellt. Man kann erkennen, dass eine NPK in Kombination mit organischer Düngung den höchsten Anstieg an Polyphenolen, Glucosinolaten und Flavonoiden bewirkt hat. Außerdem sieht man auch, dass die Düngung mit NPK + organisch-biologischem Dünger einen höheren Gehalt an den oben genannten Inhaltsstoffen erzielt, verglichen mit der konventionellen, reinen NPK Düngung.

Vergleich von 2 Brokkolisorten bezüglich ihres Polyphenol-, Glucosinolat- und Flavonoidgehalts abhängig von verschiedenen Düngungsmethoden.

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Flavonoidgehalt

In einer Studie, in welcher der Einfluss von Schwefel Düngung auf Brokkoli Pflanzen untersucht wurde hat sich herausgestellt, dass eine Düngung von 150 kg/ha im Vergleich zu 15 kg/ha in einem 3-fach höheren Flavonoidgehalt resultierte. 

Bewässerung

Bis auf die Änderung des Glucosinolatgehalts in verschiedenen Gemüsearten bei mäßiger Bewässerung, konnten keine Ergebnisse gefunden werden, die auf eine Änderung des Gehaltes an sekundären Pflanzenstoffen durch Bewässerung hinweisen. Siehe auch Abbildung 32. 

Umwelttechnischer Stress

Sekundäre Pflanzenstoffe sind ein natürlicher Schutzmechanismus der Pflanzen gegen Fressfeinde, Verletzungen oder extreme Umweltbedingungen wie erhöhte Temperatur oder Strahlung etc. Sind Pflanzen einem solchen „Stress“ ausgesetzt, schütten sie entsprechende Stoffe, die sekundären Pflanzenstoffe, aus, die sie vor diesen Gefahren schützen sollen.

Polyphenolgehalt

In Abbildung 40 kann man erkennen, welchen Einfluss ein Hitzeschock, Kälteschock und extremer Lichteinfluss auf Salatpflanzen hat.  Die Pflanzen waren 5 Wochen alt und wurden für 3 Tage lang diesen Extremsituationen ausgesetzt. Man hat nach 10 min bis 1h, 1 Tag und 3 Tagen Proben genommen und auf ihren Polyphenolgehalt untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass im Vergleich zu Kontrollpflanzen wo keine Beeinflussung vorgenommen wurde, der Gehalt an Polyphenolen anstieg.

Nach dem Hitzeschock stieg der Gehalt an, sank nach einem Tag geringfügig und hat am 3. Tag einen Höhepunkt erreicht.

Der Kälteschock hatte einen Anstieg zur Folge, der nach 1h und einem Tag in etwa gleich war, nach 3 Tagen jedoch ebenfalls seinen Höhepunkt erreichte.

Die Bestrahlung mit Licht führte nach einer Stunde zu einem leichten Anstieg an Polyphenolen und stieg nach einem Tag rasant an um am 3. Tag den Höhepunkt zu erreichen.  

Ernte

Glucosinolatgehalt

Beispiel Brokkoli

Brokkoli stellt aufgrund seines hohen Gehaltes an Glucoraphanin eine ideale Quelle für das daraus gebildete ITC (Isothiocyanat) Sulforaphan dar. Hierbei gilt jedoch zu beachten, dass sich das Glucosinolatprofil über den Wachstumszeitraum der Pflanze weg von Glucoraphanin, welches v. a. im Schössling dominiert, zu indolischen Glucosinolaten wie Glucobrassicin oder Neoglucobrassicin in der adulten Pflanze ändert. Generell ist der Glucosinolatgehalt in den Brokkolisprossen um das 10- 100fache höher als in der erntereifen Pflanze.

Polyphenolgehalt

In Versuchen mit verschiedenen Krautsorten und deren Subtypen aus Kroatien wurde festgestellt, dass der Gehalt an Polyphenolen 6 Wochen nach der Pflanzung ins freie Feld am höchsten ist und sich ca. 4 Wochen vor der Ernte auf einen geringeren Gehalt als 4 Wochen nach Pflanzung stabilisiert. Kurz gesagt, der höchste Gehalt an Polyphenolen ist in der halbreifen Pflanze zu finden. Zusätzlich konnte man feststellen, dass verschieden Sorten auch unterschiedliche Gehalte an Polyphenolen aufweisen.

Flavonoidgehalt

Im August geerntet, enthalten Kopfsalat oder Endivien 3-bis 5-mal mehr Flavonoide als im April.

Konservierung und Lagerung

Polyphenolgehalt

Lagerung im Kühlschrank

Der Gehalt an Polyphenolen in Kreuzblütlern verringert sich nur unwesentlich durch die Lagerung im Keller oder Kühlschrank. Es hängt jedoch davon ab, ob das Gemüse verpackt oder unverpackt aufbewahrt wird. Mit Polyethylene Folie verpacktes Gemüse zeigt eine bessere Haltbarkeit hinsichtlich Polyphenolen wobei sich der Gehalt bei unverpacktem Gemüse leicht verringert.

Einfrieren

Der Polyphenolgehalt von Kohl und Blumenkohl verringert sich durch Einfrieren um 12 % der von Brokkoli um ganze 58%.

Eine andere Studie, welche den idealen Prozess zur Haltbarmachung und einfrieren von Brokkoli bei möglichst hohem verbleibendem Gehalt an Polyphenolen untersuchte ergab, dass langsames Einfrieren bei -20 °C und atmosphärischem Druck die schonendste Methode ist.

Flavonoide

Durch geeignete Lagerung, auch über mehrere Monate, ändert sich der Gehalt an Flavonoiden in Obst- und Gemüse nur sehr wenig.

Phenolsäure

Während der Gefrierlagerung von Obst und Gemüse wird der Gehalt der Phenolsäure Hydroxybenzoesäure nicht herabgesetzt.

Thermische Behandlung vor Verzehr

Vitamingehalt

Kraut

Dieses zur Familie der Kreuzblütler gehörende Gemüse enthält Ascorbigen, eine Vorstufe von Vitamin C, welche beim Kochen zu Vitamin C umgewandelt wird. Dies ist eine Besonderheit, da Vitamin C normalerweise beim Kochen zu großen Teilen zerstört wird.

Rote Rübe

Dieses Gemüse sollte man nur kurz dämpfen, da zu lange Hitzeeinwirkung bis zu 80 % der extrem hitzeempfindlichen Folsäuremoleküle zerstören kann.

Kochen: 15 Minuten mit wenig Wasser idealerweise im Schnellkochtopf oder Dampfgarer.

Glucosinolatgehalt

Kohlgemüse

Beim Kochen reduziert sich der Gehalt an Glucosinolaten in Kohlgemüse um 30-60 %, was in erster Linie an der Auswaschung in das Kochwasser und des Weiteren am Abbau der thermisch instabilen Moleküle zu Indolverbindungen. Die antikanzerogene Wirkung dieser Indolverbindungen ist um ein vielfaches geringer, was Versuche an Ratten zu Tage brachten.

Die antikanzerogen wirksamen Isothiocyanate, die Abbauprodukte der Glucosinolate werden von dem Enzym Myrosinase durch Spaltung der Glucosinolate hergestellt. Jedoch wird dieses Enzym durch Hitzeeinwirkung inaktiviert und somit enthält frisches Kohlgemüse eine um ein vielfaches höhere Konzentration an diesen gesundheitsförderlichen Inhaltsstoffen als gekochtes Kohlgemüse. Zum Beispiel frischer Krautsalat anstatt gekochtes Dadurch ist auch die Bioverfügbarkeit um einiges höher.

Carotinoidgehalt 

Carotine haben eine sehr viel höhere Hitzestabilität als Xanthophylle, welche bei länger andauernder Hitzeeinwirkung Verluste von bis zu 50% verzeichnen

Kraut, Blumenkohl und Brokkoli

Studien haben gezeigt, dass das Kochen oder das Erhitzen mit der Mikrowelle von Kohl, Kraut, Blumenkohl oder Brokkoli nach einer thermischen Einwirkzeit von 5 Minuten bereits eine Reduktion an Carotinoiden von 23 % zur Folge hatte. Des Weiteren wurde aber festgestellt, dass vor allem der Gehalt an ß-Carotin stark abnahm wohingegen der Gehalt an Lutein anstieg.

In diversen anderen Studien wurde ermittelt, dass die Änderungen der Carotinoidgehalte verschiedener Gemüsesorten sich unterschiedlich verhalten. Es steht jedoch fest, dass durch das Kochen und andere thermische Behandlungen eine strukturelle Veränderung vor sich geht, die den Gehalt an Carotinoiden beeinflussen.

Polyphenolgehalt

Beim Kochen, Entsaften und Konservieren von polyphenolhaltigem Gemüse kommt es zu großen Verlusten der thermisch instabilen Verbindungen. Verluste von 50% (Kochen) bis zu 80% (Entsaften) können auftreten.

Beim Kochen beruht der Verlust großteils auf der Auswaschung in das Kochwasser. Die Reduktion von Polyphenolen durch Entsaften ist auf den hohen Gehalt dieser Stoffe in der Schale und der organischen Matrix von Gemüse zurückzuführen. Mit der Schale und einem Teil der organischen Matrix wird der Großteil der Polyphenole abgetrennt. Je mehr der Trübstoffe in den Saft übergehen, desto höher ist auch sein Polyphenolgehalt.

Kohlgemüse

Durch Dünsten wurden in einem Experiment mit Kreuzblütlern folgende Reduktionen an Polyphenolgehalten ermittelt:

• Brokkoli: 58 %
• Kohl und Blumenkohl: 12 %

Durch Kochen wurde in Brokkoli eine Reduktion von 65-72 % nachgewiesen.

Brokkoli

Eine andere Studie hat ergeben, dass Kochen von Brokkoli bei 70 °C für eine Minute den Gehalt an Polyphenolen signifikant erhöht. Auch Kochen für 5 Minuten hat einen Anstieg des Gehalts an Polyphenolen bewirkt. Jedoch wurde nach 10 Minuten eine Reduktion an Polyphenolen nachgewiesen. Somit kann man annehmen, dass es allgemein auf die Dauer und Höhe der Hitzeeinwirkung ankommt, ob der Gehalt ansteigt oder absinkt.

Karotte, Brokkoli, Weißkraut und Zwiebel

Dieses Experiment hat sich damit befasst herauszufinden, ob eine thermische Behandlung (Kochen, Mikrowelle od. Dampfgaren) einen Einfluss auf den Gehalt an Polyphenolen hat. Dabei wurde zusätzlich analysiert, ob die Anbauweise auch hier ein entscheidender Faktor ist.

In Abbildung 41 und Abbildung 42 sind die Ergebnisse in einem Diagramm zusammengefasst.

Man kann erkennen, dass durch Hitzeeinwirkung beim biologischen Gemüse unterschiedliche Effekte auftreten. Bei der Karotte steigt der Gehalt bei den ersten 2 Anwendungen leicht an und sinkt beim Dampfgaren leicht ab. Dies kann man damit erklären, dass die Hitzeeinwirkung beim Dampfgaren länger andauerte. Durch die thermische Behandlung von Brokkoli stieg der Gehalt an Polyphenolen von Anwendung 1-3 kontinuierlich an. Weißkohl reagierte in allen 3 Anwendungen mit einer Reduktion wobei diese beim Dampfgaren am geringsten war. Zwiebel zeigte einen Anstieg an Polyphenolen für alle 3 Anwendungen.

In Abbildung 42 sieht man, dass es wesentliche Unterschiede zum biologischen Gemüse gibt. Karotten, Brokkoli und Weißkraut zeigen alle eine Verringerung des Polyphenolgehalts durch Hitzeeinwirkung wohingegen bei Zwiebel bei allen 3 Anwendungen ein Anstieg des Polyphenolgehalts bewirkt werden konnte. Dies könnte darauf hinweisen, dass die Polyphenole in konventionell angebautem Gemüse empfindlicher gegen Hitze sind als jene aus biologischem Anbau.

Sellerie

Eine andere Studie hat ergeben, dass das Kochen, Dünsten oder Dampfkochen von Sellerie etwa, in Verlusten an Polyphenolen von bis zu 43 % beim Kochen resultierte wohingegen beim Dampfkochen nur eine Reduktion von 1,9 % auftrat. Dies unterstützt die Annahme, dass Polyphenole ins Kochwasser ausgewaschen werden, ein Effekt der beim Dampfkochen nicht so stark auftritt.

Dies lässt uns schlussfolgern, dass es beim Gehalt dieser antioxidativ wirksamen Inhaltsstoffe darauf ankommt, wie lange man Gemüse welchen Temperaturen aussetzt. Warum der Gehalt nach einer Kochzeit bis zu 5 Minuten ansteigt ist damit zu erklären, dass es durch die Hitzeeinwirkung zu einem erhöhten Aufschluss der Zellen kommt, d.h. die Zellen „zerplatzen“ und geben ihre Inhaltsstoffe frei. Wird die Hitzeeinwirkung jedoch 10 Minuten und länger durchgeführt, kommt es zur Zerstörung der hitzeinstabilen Polyphenole und somit zu einer Senkung des Gehaltes in Gemüse.

Flavonoidgehalt

Durch Kochen oder Dampfkochen von Sellerie wurde festgestellt, dass sich der Gehalt beim Kochen signifikant verringert, wobei beim Dampfkochen festgestellt wurde das es zu einem leichten Anstieg des Flavonoidgehalts kam.

Phenolsäuregehalt

Auch der Gehalt an Phenolsäuren wurde durch Kochen, Dünsten oder Dampfkochen gesenkt. Es stellte sich aber heraus, dass das Dampfkochen hinsichtlich des Phenolsäuregehalts die schonendste Zubereitungsmethode ist.

Phytosteringehalt

In einer Studie in der der Einfluss von 30 minütigen Kochen auf den Gehalt an Phytosterin in Sellerie, Kohl, Karotte und Karfiol untersucht wurde, stellte man fest, dass in allen Gemüsearten außer Karfiol der Gehalt an Phytosterinen angestiegen ist. Somit kann für Phytosterine gesagt werden, dass 30 minütiges Kochen einen durchwegs positiven Einfluss auf den Phytosteringehalt in Gemüse hat.

Saponingehalt

Durch Kochen werden ca. 50 % der Saponine aus den Nahrungsmitteln ausgespült, bereits ein Einweichen vor dem Kochen reduziert den Gehalt der oberflächenaktiven Stoffe um bis zu 10 %.

Weitere Studien auf diesem Gebiet sind notwendig, um eine klare Aussage treffen zu können, inwieweit die Hitzeeinwirkung beim Kochen einen negativen/positiven Effekt auf den Gehalt an sekundären Pflanzenstoffen hat.  Es sollte der Zeit und Temperaturfaktur betrachtet werden.

ACHTUNG: Allgemein gilt die Grundregel, Nitrathaltige Gemüsesorten nicht zweimal aufzuwärmen! Das Nitrat kann in Nitrit abgebaut werden und so zur Bildung von kanzerogenen Nitrosaminen führen. Zu nitratreichen Gemüsesorten gehören Kohlrabi, Rote Rübe, Spinat (konventioneller Anbau), Spargel, Rucola, Rettich, Radieschen und Salat (konventioneller Anbau).