Quantitative Analyse des Gesamtgehaltes an ätherischen Ölen in gefriergetrockneten Kräutern und Gewürzen und deren Einfluss auf Lebensmittel und den menschlichen Organismus

Diplomarbeit von Jens Wiemer

Einleitung:

Die Kenntnisse über den Anbau und die Verwendung von Kräutern und Gewürzen sind Jahrtausende alt. Aromatische und heilende Pflanzen sind dem Menschen seit der Frühzeit bekannt. Die Verwendung zur Aromatisierung von Speisen und Getränken ist im Gegensatz zu ihrer Anwendung als Arznei jedoch erst seit dem Altertum bekannt. Durch Kolonialisierung, Handelsfahrten und Forschungsreisen verbreiteten sich die damals nur regional bekannten Kräuter und Gewürze über die ganze Welt.

Das Wissen um die Heilkraft von Kräutern und Gewürzen und ihr Einsatz in der Medizin geriet im letzten Jahrhundert ein wenig in Vergessenheit. Es erlebt erst jetzt wieder eine Renaissance in einer immer mehr auf gesunde Ernährung ausgerichteten Gesellschaft.

Der Gehalt an ätherischen Ölen ist für Kräuter und Gewürze ein qualitätsbestimmendes Merkmal. Die Bestimmung des Gesamtgehaltes an ätherischen Ölen dient in der Lebensmittelindustrie zur Kontrolle der Einhaltung geforderter Mindestgehalte und der Würzkraft. Die positiven Wirkungen von Kräutern und Gewürzen werden vielfach auf die ätherischen Öle zurückgeführt. Die ätherischen Ölgehalte der untersuchten Kräuter und Gewürze werden praktisch bestimmt. Der Versuchsaufbau und die theoretischen Grundlagen zur Untersuchungsapparatur werden eingehend beschrieben. Des Weiteren erfolgt ein Vergleich von Messwerten und Literaturwerten.

Mit dieser Diplomarbeit soll außerdem der aktuelle Stand der wissenschaftlichen nachgewiesenen Wirkung von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle auf Lebensmittel und den menschlichen Organismus aufgezeigt werden.

Vorrangig soll der Einfluss von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle auf Mensch und Lebensmittel durch normalen Mitverzehr in Lebensmitteln und Speisen belegt werden.

Es geht nicht um Aromatherapie, der Anwendung von ätherischen Ölen zur Behandlung von Krankheiten, oder Phytotherapie, die sich mit der Anwendung von pflanzlichen Heilmitteln zur Behandlung von Krankheiten befasst.

Gang der Untersuchung:

Das erste Kapitel befasst sich mit Grundsätzlichem zu Kräutern und Gewürzen. Es werden Einteilung, Verwendung, Wirkung und Inhaltsstoffe von Kräutern und Gewürzen und die Gewinnung ätherischer Öle dargelegt.

Im zweiten Kapitel wird die dieser Diplomarbeit zugrunde liegende Problemstellung erläutert:

- Welche Wirkungen von Kräutern und Gewürzen sind wissenschaftlich nachgewiesen?

- Welche Rolle spielen die ätherischen Öle?

- Wie ist ihr Gehalt quantitativ messbar?

Das dritte Kapitel listet die untersuchten Kräuter und Gewürze auf und erläutert die Recherche zu Studien der untersuchten Kräuter. Das Verfahren der Gefriertrocknung wird erklärt. Des Weiteren werden Vorschriften und theoretische Grundlagen zur Extraktion ätherischer Öle dargelegt.

Auf die praktische Durchführung der Extraktion, den Versuchsaufbau und die Absicherung der Messwerte wird im vierten Kapitel eingegangen.

Die Ergebnisse der Extraktionen und die Auswertung der Studien erfolgen im fünften Kapitel.

Das sechste Kapitel beinhaltet die Diskussion zum Gehalt an ätherischen Ölen. Es wird auf den Einfluss des Untersuchungsmaterials und der Extraktionsmethode auf die erhaltenen Messwerte eingegangen. Der Aussagewert des Gehaltes an ätherischen Ölen wird kritisch hinterfragt.

Die Ergebnisse aus der Auswertung der Studien zur Wirkung von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle werden in Kapitel sieben diskutiert.

Im achten Kapitel werden alle wesentlichen Aussagen und Ergebnisse zusammengefasst.

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einleitung	7
1.1	Einteilung der Kräuter und Gewürze	9
1.2	Verwendung von Kräutern und Gewürzen im Privathaushalt	12
1.3	Wirkungen von Kräutern und Gewürzen auf Lebensmittel und den menschlichen Organismus	13
1.4	Qualitätsanforderungen der Lebensmittelindustrie	14
1.5	Inhaltsstoffe der Kräuter und Gewürze	14
1.5.1	Ätherische Öle	15
1.5.2	Scharfstoffe und weitere sekundäre Inhaltsstoffe	17
1.6	Extraktion ätherischer Öle aus Kräutern und Gewürzen	17
2.	Problemstellung	18
3.	Material und Methoden	20
3.1	Untersuchte Kräuter und Gewürze	20
3.2	Wissenschaftliche Studien zur Wirkung von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle	21
3.3	Gefriertrocknung	22
3.4	Extraktionsmethode zur Bestimmung der ätherischen Ölgehalte	29
4.	Praktische Durchführung der Extraktion ätherischer Öle	32
4.1	Bestimmung des Blindwertfaktors	38
4.2	Bestimmung der Wiederfindungsrate	41
5.	Ergebnisse der ätherischen Ölbestimmungen der Kräuter und Gewürze und deren Wirkungen	43
5.1	Basilikum	50
5.1.1	Gehalt an ätherischem Öl in Basilikum	51
5.1.2	Wirkung von Basilikum auf Lebensmittel	52
5.1.3	Wirkung von Basilikum auf den menschlichen Organismus	53
5.2	Bohnenkraut	55
5.2.1	Gehalt an ätherischem Öl in Bohnenkraut	56
5.2.2	Wirkung von Bohnenkraut auf Lebensmittel	57
5.2.3	Wirkung von Bohnenkraut auf den menschlichen Organismus	57
5.3	Ingwer	59
5.3.1	Gehalt an ätherischem Öl in Ingwer	60
5.3.2	Wirkung von Ingwer auf Lebensmittel	61
5.3.3	Wirkung von Ingwer auf den menschlichen Organismus	62
5.4	Knoblauch	64
5.4.1	Gehalt an ätherischem Öl in Knoblauch	65
5.4.2	Wirkung von Knoblauch auf Lebensmittel	66
5.4.3	Wirkung von Knoblauch auf den menschlichen Organismus	67
5.5	Majoran	69
5.5.1	Gehalt an ätherischem Öl in Majoran	70
5.5.2	Wirkung von Majoran auf Lebensmittel	71
5.5.3	Wirkung von Majoran auf den menschlichen Organismus	72
5.6	Oregano	73
5.6.1	Gehalt an ätherischem Öl in Oregano	74
5.6.2	Wirkung von Oregano auf Lebensmittel	76
5.6.3	Wirkung von Oregano auf den menschlichen Organismus	77
5.7	Petersilie	78
5.7.1	Gehalt an ätherischem Öl in Petersilie	79
5.7.2	Wirkung von Petersilie auf Lebensmittel	80
5.7.3	Wirkung von Petersilie auf den menschlichen Organismus	81
5.8	Schwarzer Pfeffer	82
5.8.1	Gehalt an ätherischem Öl in schwarzem Pfeffer	83
5.8.2	Wirkung von schwarzem Pfeffer auf Lebensmittel	85
5.8.3	Wirkung von schwarzem Pfeffer auf den menschlichen Organismus	85
5.9	Rosmarin	87
5.9.1	Gehalt an ätherischem Öl in Rosmarin	88
5.9.2	Wirkung von Rosmarin auf Lebensmittel	89
5.9.3	Wirkung von Rosmarin auf den menschlichen Organismus	90
5.10	Salbei	91
5.10.1	Gehalt an ätherischem Öl in Salbei	92
5.10.2	Wirkung von Salbei auf Lebensmittel	93
5.10.3	Wirkung von Salbei auf den menschlichen Organismus	94
5.11	Thymian	95
5.11.1	Gehalt an ätherischem Öl in Thymian	96
5.11.2	Wirkung von Thymian auf Lebensmittel	97
5.11.3	Wirkung von Thymian auf den menschlichen Organismus	98
5.12	Zitronengras	99
5.12.1	Gehalt an ätherischem Öl in Zitronengras	100
5.12.2	Wirkung von Zitronengras auf Lebensmittel	101
5.12.3	Wirkung von Zitronengras auf den menschlichen Organismus	101
6.	Diskussion zum Gehalt an ätherischen Ölen	102
6.1	Untersuchungsmaterial	102
6.2	Extraktionsmethode	104
6.3	Aussagewert des ätherischen Ölgehaltes	106
7.	Diskussion zur Wirkung von Kräutern und Gewürzen	108
7.1	Diskussion zur Wirkung von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle auf Lebensmittel	108
7.2	Diskussion zur Wirkung von Kräutern und Gewürzen und deren ätherischer Öle auf den menschlichen Organismus	110
8.	Zusammenfassung	112
9.	Literaturverzeichnis	115

Textprobe:

Kapitel 5.6.1, Gehalt an ätherischem Öl in Oregano Literaturwerte In der Literatur sind die ätherischen Ölgehalte für frischen Oregano wie folgt angegeben:

- 1,1 %.

- 0,15 bis 0,4 %.

- 0,25 bis 4 %.

- Spannweite: 0,15 bis 4 %.

Messwerte:

Die Analysen bei zwei verschiedenen Partien gefriergetrocknetem Oreganos ergaben folgende ätherische Ölgehalte:

- Messung Partie A: 2,8 % ätherisches Öl in 100 g gefriergetrocknetem Oregano.

- Messung Partie B: 3,4 % ätherisches Öl in 100 g gefriergetrocknetem Oregano.

Für einen Vergleich mit den Literaturwerten muss eine Umrechnung der ätherischen Ölgehalte auf 100 g frischen Oregano erfolgen. Das Frischeverhältnis beider Partien beträgt 1:6. Daraus ergeben sich folgende gerundeten rechnerischen Werte für 100 g Frischware:

- Umrechnung Messung Partie A: 0,47 % ätherisches Öl in 100 g frischem Oregano.

- Umrechnung Messung Partie B: 0,57 % ätherisches Öl in 100 g frischem Oregano.

Vergleich von Literatur- und Messwerten:

Beide Messwerte des Oreganos (0,47 % und 0,57 %) bewegen sich, abgesehen von der Angabe der ersten Literaturquelle (1,1 %), innerhalb der Spannweite der Literaturwerte. Als Ursache für diese relativ guten Werte kommen drei Möglichkeiten in Frage:

- Der Gehalt an ätherischen Ölen war in den Proben besonders hoch.

- Die Literaturwerte fallen zum Teil sehr niedrig aus.

- Die Verluste an ätherischem Öl durch die Gefriertrocknung sind bei Oregano geringer als bei den anderen Kräutern und Gewürzen.

Ein Messfehler bei den ätherischen Ölbestimmungen ist unwahrscheinlich, da zwei verschiedene Partien mit ähnlichem Ergebnis untersucht wurden. Beide Analysen ergaben verhältnismäßig hohe Gehalte an ätherischem Öl.

Daher kommen diese relativ hohen Werte vermutlich durch Möglichkeit 2 und Möglichkeit 3 zustande.

Wirkung von Oregano auf Lebensmittel:

Die Wirkung des ätherischen Öls von Oregano ist sehr gut untersucht.

Studien von Quattara et al. , Hammer et al. , Skandamis/Nychas, Ultee et al., , Dorman/Deans, Tsigarida et al., Koutsoumanis et al., Elgayyar et al., Marino et al., Basilico/Basilico und Akgul/Kivanc wurden ausgewertet.

Die Studien kommen übereinstimmend zu dem Ergebnisse, dass das ätherische Öl von Oregano eine antimikrobielle Wirkung gegen in Lebensmitteln vorkommende verderbniserregenden und pathogene Bakterien, Pilze und Hefen besitzt. Die Wirkung ist allerdings auch beim Oregano nicht für alle Bakterien, Pilze und Hefen gleich stark ausgeprägt. Ebenfalls ist die Wirkung auch abhängig von der Menge bzw. Verdünnungsstufe des ätherischen Öls.

Wirkung von Oregano auf den menschlichen Organismus:

Postulierte Wirkungen:

Oregano ist entzündungshemmend, hilft gegen Krämpfe und löst Schleim.

Nachgewiesene Wirkungen:

Trotz intensiver Recherche zur Wirkung von Oregano auf den menschlichen Organismus wurden keine aussagekräftigen Studien gefunden.

Der antimikrobielle Effekt gegen in Lebensmitteln vorkommende Mikroorganismen weist jedoch auf die postulierte entzündungshemmende Wirkung.

Petersilie:

Herkunft, Aroma und Verwendung:

Die botanische Bezeichnung der Petersilie lautet Petroselinum crispum.

Die zweijährige Pflanze war ursprünglich in südöstlichen Mittelmeergebiet beheimatet, ist jetzt aber in ganz Europa heimisch.

Petersilie hat einen süßlichen charakteristischen Kräutergeschmack und ist sehr vielseitig, auch in Kombination mit anderen Kräutern, verwendbar.

Petersilie findet Anwendung in Suppen und Saucen, bei Gemüse und Fisch- und Fleischgerichten. Wegen seines ansprechende Äußeres wird sie auch oft als Dekoration von Speisen eingesetzt. Damit das Aroma und die Vitamine der Petersilie erhalten bleiben, sollte sie erst kurz vor dem Servieren der Speise zugegeben werden.

Gehalt an ätherischem Öl in Petersilie:

Literaturwerte:

In der Literatur ist der ätherische Ölgehalt für frische Petersilie mit 0,3 % ,angegeben:

Messwerte:

Die Analysen bei zwei verschiedenen Partien gefriergetrockneter Petersilie (siehe Abbildung 21) ergaben folgende ätherische Ölgehalte:

- Messung Partie A: 0,14 % ätherisches Öl in 100 g gefriergetrockneter Petersilie.

- Messung Partie B: 0,5 % ätherisches Öl in 100 g gefriergetrockneter Petersilie.

Für einen Vergleich mit den Literaturwerten muss eine Umrechnung der ätherischen Ölgehalte auf 100 g frische Petersilie erfolgen. Das Frischeverhältnis beträgt bei Partie A 1:10 und bei Partie B 1:7. Daraus ergeben sich folgende gerundeten rechnerischen Werte für 100 g Frischware:

- Umrechnung Messung Partie A: 0,014 % ätherisches Öl in 100 g frischer Petersilie.

- Umrechnung Messung Partie B: 0,07 % ätherisches Öl in 100 g frischer Petersilie.

Vergleich von Literatur- und Messwerten:

Beide Messwerte sind wesentlich niedriger als der Literaturwert von 0,3 %. Während der Messwert von 0,07 % ätherischem Öl nur ca. 1/4 des Literaturwertes entspricht, stellt der Messwert von 0,07 % sogar nur ca. 1/21 des Literaturwertes dar.

Die beiden Messwerte zeigen eindrucksvoll, wie stark die ätherischen Ölgehalte schon zwischen zwei Partien schwanken können.

Wirkung von Petersilie auf Lebensmittel:

Trotz intensiver Recherche konnten keine Studien zur Wirkung des ätherischen Öls von Petersilie auf Lebensmittel ermittelt werden.

Daher beschränkt sich der Wirkungsnachweis bei Petersilie auf den menschlichen Organismus in 5.7.3.

Wirkung von Petersilie auf den menschlichen Organismus:

Postulierte Wirkungen:

Petersilie besitzt eine harntreibenden Wirkung und vermindert Blähungen. Weiterhin enthält Petersilie den krebsvorbeugenden Stoff Myristicin.

Nachgewiesene Wirkungen:

Zheng et al. erforschten die Hemmung der Tumorentstehung bei Mäusen durch Myristicin. (Bestandteil des ätherischen Öls von Petersilie).

Die Mäuse wurden durch Benzpyren zur Bildung von Tumoren provoziert. Durch die Behandlung mit Myristicin fand eine effektive Hemmung der Tumorgenese statt.

Zu der postulierten harntreibenden Wirkung und der Verminderung von Blähungen wurden trotz intensiver Recherche keine Studien ermittelt.