Wenn Maike Gleichenhagen das Wachstum der jungen Petersilie-, Spinat- und Pfefferminzpflänzchen prüft, dauert die Stippvisite nur wenige Sekunden. Der Grund: Sie muss die Luft anhalten, denn das Kohlendioxid beim Ausatmen würde das Experiment verfälschen. Die Doktorandin am Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften der Universität Bonn kultiviert die Kräuter zusammen mit Prof. Dr. Ingar Janzik in einer speziellen Klimakammer des Instituts für Pflanzenwissenschaften in Jülich. Diese Klimakammer wurde dort vom Pflanzenwissenschaftler Dr. Siegfried Jahnke speziell an die Notwendigkeiten dieser „schweren“ Anzucht angepasst. „Hier ist es möglich, die Kräuter mit markiertem Kohlendioxid zu begasen, das die Pflanzen über die Fotosynthese aufnehmen und einbauen“, berichtet Gleichenhagen.
Aus einer Gasflasche strömt kontrolliert Kohlendioxid in die Klimakammer, das nicht den in der Atmosphäre überwiegend vorkommenden Kohlenstoff 12C, sondern das viel seltenere, schwerere Isotop 13C enthält. „Auch dieser `schwere´ Kohlenstoff kommt natürlicherweise vor, hat in der Natur aber am Kohlenstoff nur einen Anteil von etwa einem Prozent“, sagt Prof. Janzik vom Institut für Pflanzenwissenschaften (IBG-2) des Forschungszentrums Jülich. „Das ist das Besondere an dem Versuch: Eine Flasche von dem gasförmigen `Dünger´ kostet rund 100.000 Euro“, sagt Lebensmittelchemiker Prof. Dr. Rudolf Galensa, der an der Universität Bonn die Doktorarbeit im Projekt „PhytoFuN“ (Phyto Functional Nutrition) betreut. Neben den Anteilen der beteiligten Institute werden die Kosten weitgehend vom Deutschen Stiftungszentrum (Stiftungsfonds Unilever) und von der Landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn getragen.
Schützen Flavonoide wirklich vor Krankheiten?
Besonders haben es die Wissenschaftler auf die begehrten Flavonoide abgesehen, die in Pflanzen nur in einem Promilleanteil vorkommen. „In Petersilie, Spinat und Pfefferminze liegen sie aber in vergleichsweise hohen Gehalten vor“, sagt Dr. Benno Zimmermann, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Galensas Team. Den Flavonoiden wird eine antioxidative Wirkung zugeschrieben - sie sollen unter anderem vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Krebs schützen. „Das ist aber noch nicht zweifelsfrei bewiesen“, stellt Prof. Galensa fest.
Deshalb wollen die Wissenschaftler aus den schweren 13C-markierten Pflanzen die Flavonoide isolieren und Probanden in die Nahrung gemischt zum Verzehr verabreichen. „Dann können wir zum Beispiel anhand von Blutproben den Verbleib der Flavonoide im Körper nachvollziehen“, berichtet Professor Dr. Peter Stehle, Ernährungswissenschaftler an der Universität Bonn. Wenn die Wissenschaftler Stoffwechselprodukte mit 13C finden, muss es aus den markierten Flavonoiden stammen. „Das Kohlenstoffisotop 13C ist für die Testpersonen vollkommen ungefährlich, es ist weder radioaktiv noch giftig – eben nur ein bisschen schwerer“, sagt Prof. Galensa.
Erfolgreiche Anzucht der markierten Küchenkräuter
Die Anzucht der Pflanzen verlief nach Plan. „Die Kräuter gedeihen gut“, sagt Maike Gleichenhagen nach mehreren Wochen der Kultivierung in der Jülicher Klimakammer. „Die Vorversuche zur Sortenwahl am Institut für Gartenbauwissenschaften von Prof. Dr. Georg Noga haben dazu entscheidend beigetragen.“ Etwas mehr als zwei Kilo an Grünsubstanz konnte die Doktorandin inzwischen ernten. Die Pflanzen haben auch bevorzugt den markierten Kohlenstoff eingebaut. „Die Analysen zeigen, dass der Anteil von 13C in den Flavonoiden deutlich mehr als 90 Prozent beträgt“, berichtet Dr. Zimmermann. „Das reicht aus, um den Weg dieser Stoffe im Körper der Probanden zurückverfolgen zu können.“ Diese Messungen bestätigte auch Dr. Markus Boner von der TÜV Rheinland Agroisolab GmbH mittels Isotopenmassenspektrometrie.
Anfang 2012 sollen dann die Tests mit den Probanden beginnen. „Sie bekommen die markierten und extrahierten Flavonoide in üblichen Speisen – zum Beispiel als Pfefferminztee – gereicht“, sagt Prof. Stehle. Erste Analyseergebnisse werden vermutlich Mitte 2012 vorliegen. Aufgrund der beschränkten Mengen wird zunächst nur eine kleinere Anzahl von Probanden die teuersten und schwersten Kräuter der Welt verzehren dürfen. Doch die Wissenschaftler planen bereits jetzt eine Ausweitung der Tests. „Wir wollen zunächst zeigen, dass das Prinzip funktioniert“, berichtet Prof. Galensa. „Dann werden wir weitere Fördermittel beantragen – denn in den Flavonoiden stecken noch viele Geheimnisse.“
Kontakt:
Maike Gleichenhagen
Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften
Universität Bonn
Tel.: 0228/733738
m.gleichenhagen@uni-bonn.de
Prof. Dr. Rudolf Galensa
Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften
Universität Bonn
Tel.: 0228/733798
galensa@uni-bonn.de
Prof. Dr. Peter Stehle
Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften
Universität Bonn
Tel. 0228/735953 oder 733680
p.stehle@uni-bonn.de
Prof. Dr. Ingar Janzik
Institut für Pflanzenwissenschaften (IBG-2)
Forschungszentrum Jülich
Tel. 02461/616559
i.janzik@fz-juelich.de
Die schwerste und teuerste Petersilie der Welt Die schwerste und teuerste Petersilie der Welt
Bonner und Jülicher Forscher kultivieren 13C-markierte Kräuter, um die Wirkung von Flavonoiden zu testen
Trüffeln und Kaviar sind extrem teure Speisen. Wissenschaftler der Universität Bonn und des Forschungszentrums Jülich toppen nun diese Luxusgüter. Sie haben Petersilie, Spinat und Pfefferminze mit einem Kilopreis von annähernd 50.000 Euro kultiviert. Was die Kräuter so kostenintensiv und gewichtig macht, ist eine chemische Markierung mit dem schwereren Isotop 13C. Die Forscher wollen damit testen, ob die in den Pflanzen enthaltenen Flavonoide im Körper von Probanden tatsächlich die ihnen zugesprochene Schutzwirkung entfalten.
Im Labor:
- Maike Gleichenhagen von der Universität Bonn mit den teuersten und schwersten Kräutern der Welt.
© Foto: Benno Zimmermann/Uni Bonn
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