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Auftreten der Carotinoide

Carotinoide stellen eine Klasse natürlich auftretender, weit verbreiteter Pigmente dar. Es konnte nachgewiesen werden, daß sie in allen drei Domänen der Lebenwesen auftreten, in Eubakterien, in Archaebakterien und in Eukaryoten.

Eine reiche Carotinoidquelle sind Algen. Mehr als 100 Carotinoide konnten aus diesen Organismen isoliert und entsprechend charakterisiert werden.

Für den Menschen stellen Pflanzen die wichtigste Carotinoidquelle dar, wo die strahlende Farbe der Carotinoide jedoch häufig durch Chlorophyll überdeckt wird, z.B. in grünen Blättern.

Carotinoide sind für die schönen Farben vieler Früchte (Ananas, Zitrusfrüchte, Tomaten, Paprika, Hagebutten), Blüten (Mohn, Narzissen), vieler Vögel (Flamingos, Felsenhähne, Ibis, Kanarienvögel), Insekten (Marienkäfer) und Meerestiere (Schalentiere, Lachs) verantwortlich.

Natürlicherweise treten Carotinoide in geringen Konzentrationen auf, jedoch kann die Menge je nach Herkunft stark schwanken.

Die Gesamtmenge natürlich produzierter Carotinoide wird auf etwa 100.000.000 Tonnen pro Jahr geschätzt. Erst kürzlich konnte durch Auswertungen von menschlichem Serum und Muttermilch nachgewiesen werden, daß bis zu 50 verschiedene Carotinoide aus Obst und Gemüse vom Körper aufgenommen und umgewandelt werden können.

Beispiele von Carotinoiden in gängigen Lebensmitteln

Karotten

Das Carotinoid, das in natürlichen Produkten am häufigsten auftritt, ist das gelb-orangene Pigment der Karotte (Daucus carota ), das ß,ß-Carotin . Es konnte bereits 1831 von Wackenroder in Kristallform isoliert werden. Später diente es der Namensgebung der kompletten Klasse dieser Komponenten.

Struktur von ß-Carotin

Die komplette Synthese von ß,ß-Carotin gelang 1950 Karrer, Eugster, Inhoffen und Milas . Nur vier Jahre später wurde ß,ß-Carotin bereits kommerziell hergestellt und als Pigment in Lebensmitteln und Tierfutter verwendet. 1995 waren Kapazitäten für eine Produktion von mehr als 500 Tonnen ß,ß-Carotin pro Jahr geplant.

Aufgrund seiner Provitamin A-Aktivität ist ß,ß-Carotin eines der wichtigsten Carotinoide. Der erste Schritt in dessen Biosynthese ist die Spaltung der zentralen Doppelbindung von ß,ß-Carotin, wodurch zwei Moleküle Retinal entstehen. Retinal wiederum kann dannach zu Vitamin A (Retinol) reduziert werden.

Folgende Abbildung zeigt den ß,ß-Carotin-Anteil verschiedener frischer Obst- und Gemüsearten. Die angegebenen Werte dienen alleine als Schätzwerte, da der tatsächliche Gehalt abhängig von Sorte, Jahreszeit und Reifegrad schwanken kann. Die biologische Verfügbarkeit des Carotins in Obst und Gemüse wiederum hängt davon ab, wie es vor dem Verzehr zubereitet wurde:

Durchschnittlicher ß,ß-Carotin Gehalt in mg/100g essbarer Portion der genannten Obst- und Gemüsearten

Mais

Die Carotinoide, die in gelbem Mais auftreten, sind hauptsächlich im Kolben vorhanden. Die Carotinoide des Mais sind Zeaxanthin und Cryptoxanthin.

Struktur von Zeaxanthin

Zeaxanthin tritt auch in diversen Bakterienarten auf.

Pfeffer

Capsanthin ist das Carotinoid, das hauptsächlich in rotem Pfeffer (Capsicum annuum ) auftritt.

Struktur von Capsanthin

Die natürlichen Extrakte von Pfeffer sind als Lebensmittelfarbstoffe erhältlich. Das Ölextrakt von Pfeffer (Capsicum annuum ) nennt man Oleoresin Capsicum . Die Farbe eines Nahrungsmittels das Pfeffer enthält, kann in Abhängigkeit der verwendeten Konzentrationen zwischen dunkelrot und rosa-gelb schwanken. Das Material kann in Salatdressings, in Soßen und besonders in Fleischprodukten, z.B. in Wurst, als Zusatzstoff verwendet werden. Oft wird es in Kombination mit Annatto, einer anderen natürlichen Carotinoinmischung zur Färbung von verarbeitetem Käse verwendet.

Das ölige Extrakt enthält zwischen 37 und 54 verschiedenen Carotinoidpigmenten, abhängig von der Art der Zubereitung (Extrakt gebleichtem oder ungebleichtem Pfeffer), von denen nur wenige komplett oder nur tendenziell identifiziert werden konnnten. Die gängigsten Carotinoide sind in der Regel Ester von Capsanthin oder Capsorubin. Die meisten Untersuchungsmethoden widmen sich insofern der Bestimmung dieser beiden Carotinoide.

Ein Großteil der Forschung wird in Ungarn durchgeführt, da Pfeffer dort traditionell intensiv angebaut wird.

Tomate

Die hauptsächlich in Tomaten (Lycopersicon esculentum ) auftretenden Carotinoide sind:

Phytoen, Phytofluen, z-Carotin, Neurosporen, Lycopen, ß-Zeacarotin, ß,y-Carotin and ß,ß –Carotin. Der Carotinoidanteil und die Zusammensetzung sind stark von der Tomatensorte und dem Reifegrad der Früchte abhängig.

Struktur von Lycopen

Tomatenmark, Tomatensoße und Suppen auf Tomatenbasis sind reich an Carotinoiden und werden häufig konsumiert. Wie erwartet ist Lycopen das hauptsächliche Carotenoid. Es tritt in Konzentrationen von 0,3 mg/100g in Gemüsesuppe mit Rind bis zu 55 mg/100g in Tomatenmark auf. Die Konzentrationen von Beta-Carotin schwanken zwischen 0,23 mg/100g in Tomatensuppe und 1,51 mg/100g in Gemüsesuppe mit Rind.

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Lachs und Shrimps

Das hauptsächlich in lachsartigen Fischen auftretende Carotinoid is Astaxanthin, zusammen mit anderen Carotinoiden wie Canthaxanthin und Astacin.

Lachsartige Fische erhalten ihre Farbe durch die Carotinoide, die sie über ihre Nahrung aufnehmen, Schalentiere wie z.B. Krabben. Diese wiederum nehmen die Pigmente durch die Algen auf, die sie verzehren.

Struktur von Astaxanthin

Zuchtlachs verdankt seine Farbe dem aus ß,ß-Carotin s ynthetisch hergestellten Astaxanthin, das über die Nahrung verabreicht wird. Die natürliche Farbe von Lachs ist weiß.

Quellen : http://dcb-carot.unibe.ch/carotint.htm und http://www.carotenoidsociety.org/