Bioverfügbarkeit von Nährstoffen in Fruchtsaft

Gemäß den EU-Bestimmungen wird Fruchtsaft (FS) nichts entzogen oder zugesetzt, weshalb er den Nährstoffgehalt der jeweiligen Ausgangsfrucht widerspiegelt.[1]

Nachstehend wird die Nährstoffzusammensetzung von Orangensaft (OS) pro 100 g ausgewiesen. Die rot dargestellten Werte dürfen entsprechend der „Health Claims“ bzw. der EU-Verordnung 1924/2006 über nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben über Lebensmittel auf der Verpackung angegeben werden.

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Neben diesen Nährstoffen enthält FS auch bioaktive Substanzen wie Carotinoide (z. B. Beta-Carotin, Lutein und Cryptoxanthin), Polyphenole (Hesperidin und Narirutin aus der Flavanon-Gruppe) und Ballaststoffe (Pektin). In klinischen Studien zeigte Hesperidin einen positiven Einfluss auf neurologische und psychiatrische Störungen sowie auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen[2]. TDer Einfluss auf die Gehirngesundheit ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass Zitrus-Flavanone die Blut-Hirn-Schranke passieren und so dazu beizutragen könnten, das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen zu verringern[3]. Zugeschrieben werden Hesperidin außerdem antioxidative, antiallergische, immunmodulatorische und potentiell wundheilungsfördernde Eigenschaften sowie die Fähigkeit, hormonellen Störungen und Geschwüren entgegenzuwirken[4]

WAS BEDEUTET BIOVERFÜGBARKEIT?? 

Die Bioverfügbarkeit beschreibt, in welchem Umfang in Lebensmitteln enthaltene Nährstoffe vom Körper aufgenommen und verwertet werden können. So enthält beispielsweise Spinat im Vergleich zu anderen Gemüsesorten relativ viel Eisen – aufgrund anderer natürlicher Verbindungen (wie etwa Oxalsäure) werden allerdings weniger als 10 % des enthaltenen Eisens vom Körper aufgenommen.[5] Bestimmte Lebensmittel und Nährstoffe sind jedoch dazu in der Lage, die Bioverfügbarkeit zu optimieren. Im Falle von Spinat lässt sich die Eisenaufnahme zum Beispiel durch den gleichzeitigen Verzehr von einem vitamin-C-reichen Saft wie Orangensaft erhöhen. Der Begriff „bioverfügbar“ wird auch in Studien verwendet und bezeichnet den Teil einer Verbindung, der, im Vergleich zu dem Teil, der tatsächlich absorbiert wurde, potentiell absorbierbar und bioverfügbar ist.

SIND DIE IN FRUCHTSAFT ENTHALTENEN NÄHRSTOFFE BIOVERFÜGBAR?

Dieser Frage gingen Pereira-Caro G et al.[6] nach. Die Forscher erfassten die Bioverfügbarkeit der in OS enthaltenen Polyphenole bei 12 Erwachsenen, die sich zwei Tage lang polyphenolarm ernährten. Nach einer zweiwöchigen Washout-Phase erhielten sie dann entweder 250 ml mit Fruchtfleisch angereicherten OS oder ein Placebo-Getränk. Der OS enthielt 584 mmol an Polyphenolen, die zum Großteil in Form von Flavanonen vorlagen. Die über 24 Stunden entnommenen Urinproben ergaben, dass sich innerhalb von 2–10 Stunden nach dem Verzehr Stoffwechselprodukte der Flavanone zeigten. Dies steht im Einklang mit der geläufigen Meinung, dass Flavanone sowohl im Dünn- als auch im Dickdarm aufgenommen werden. Es fanden sich große Mengen an Flavanon-Kataboliten (Abbauprodukten), die 88% der verzehrten Menge entsprachen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die in OS enthaltenen Polyphenole in höherem Maße als bisher angenommen bioverfügbar sind.

Im Rahmen einer Langzeitstudie[7] wurde die Bioverfügbarkeit der in OS enthaltenen Nährstoffe und bioaktiven Substanzen untersucht. Drei Wochen lang tranken 13 gesunde, normalgewichtige Erwachsene täglich 236 ml Fruchtsaft, der 256 mg Vitamin C, 229 mg Hesperidin, 6 mg Carotinoide und 160 μg Folat enthielt. Im Vergleich zu den Ausgangswerten zeigten die Blutproben einen signifikanten Anstieg der Nährstoffkonzentrationen. So nahm beispielsweise die Konzentration an Vitamin C und Folat jeweils um etwa 50 % zu, während der Flavanonwert um das Achtfache anstieg. Der Carotinoid-Spiegel stieg um 22 %. Die Urinproben bestätigten, dass neunmal mehr Flavanone ausgeschieden wurden. Nach Einstellen des Saftkonsums wurden innerhalb von zwei Wochen wieder die Ausgangswerte erreicht. Interessanterweise veränderte sich das Gewicht der Probanden im Laufe der Studie nicht. Die Teilnehmer berichteten jedoch, dass sie weniger Zwischenmahlzeiten zu sich nahmen und sich die Größe ihrer Mahlzeiten verringert hatte.


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SÄFTE UND GANZE FRÜCHTE IM VERGLEICH

Aschoff et al. (2015)[8] verglichen die Bioverfügbarkeit von ß-Cryptoxanthin, Lutein, Zeaxanthin und Zeinoxanthin aus frischen Orangen (400 g) mit der aus pasteurisiertem OS (719 g). In einem randomisierten Crossover-Versuch mit 12 Teilnehmern wurde unter beiden Versuchsbedingungen eine identische Menge ß-Cryptoxanthin verabreicht. Während der folgenden zehn Stunden wurden stündlich Blutproben genommen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bioverfügbarkeit des ß-Cryptoxanthin aus OS um das 1,8-fache höher lag als aus ganzen Orangen. Basierend auf einem separaten In-vitro-Verfahren überstieg die Bioverfügbarkeit von in OS enthaltenem ß-Cryptoxanthin jene des in ganzen Orangen enthaltenen Stoffes um das Fünffache (siehe auch die Angaben zu ß-Cryptoxanthin in der Tabelle unten. Ein vergleichbarer, statistisch jedoch nicht signifikante Entwicklung zeigte sich auch bei Lutein):

Die Unterschiede sind möglicherweise darauf zurückzuführen, dass der hohe Pektingehalt in ganzen Früchten die Resorption erschwert. Auch könnten die bei der Herstellung von OS zerstörten Zellwände zu einer vermehrten Freisetzung von ß-Cryptoxanthin führen. Einer anderen Studie[9] zufolge liegen in OS mehr Carotinoide in Tropfenform vor. Dies könnte erklären, warum aus Fruchtsäften mehr aufgenommen wird als aus ganzen Früchten.

Eine zweite, ähnliche Studie[10] untersuchte die Bioverfügbarkeit der Flavanone Hesperidin und Narirutin aus OS im Vergleich zu ganzen Orangen. Dazu wurde die Ausscheidung einer bekannten Menge der verabreichten Flavanone über den Urin untersucht. Obwohl der Hesperidin-Gehalt in ganzen Orangen jenen in OS um das 2,3-fache übersteigt, wurde in den über 24 Stunden genommenen Urinproben ein vergleichbarer Wert an Hesperitin (dem Hauptstoffwechselprodukt) festgestellt. Dies könnte bedeuten, dass die Aufnahme und Verstoffwechselung von in Lebensmitteln enthaltenen Flavanonen – möglicherweise aufgrund von schlechter Löslichkeit oder Einschränkungen bei der Passage durch den Darm – ab einer bestimmten verzehrten Menge gesättigt sind. Möglich ist auch, dass die in ganzen Früchten enthaltenen Flavanone aufgrund des Ballaststoffanteils eine geringere Bioverfügbarkeit im Vergleich zum Saft haben. Ganze Orangen enthalten 16 Mal mehr Ballaststoffe als OS.

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FRISCHER UND HANDELSÜBLICHER SAFT IM VERGLEICH

Da handelsüblicher Saft aufgrund der Auswirkungen auf die Haltbarkeit einen etwas geringeren Vitamingehalt aufweist, wird angenommen, dass er aus ernährungsphysiologischer Sicht weniger wertvoll sei als frisch gepresster Fruchtsaft. Für OS wurde dies im Rahmen eines randomisierten Crossover-Versuchs mit 24 Erwachsenen[11]untersucht. Getrennt durch eine 30-tägige Washout-Phase, wurden beide Saftvarianten jeweils zwei Tage lang verabreicht. Die entsprechenden Blut- und Urinproben ergaben keine statistischen Unterschiede hinsichtlich der Verstoffwechselung von Flavanonen, Hesperidin und Narirutin aus handelsüblichem bzw. frischem OS. Aufgrund des unterschiedlichen Gehalts an Flavanonen (58 mg bei handelsüblichem gegenüber 16 mg bei frischem Saft), waren die Werte hinsichtlich der Aufnahme über den Darm und der Ausscheidung über den Urin nach dem Verzehr von handelsüblichem OS jedoch deutlich höher. Insgesamt lieferte ein Glas handelsüblicher OS den Teilnehmern 2,8 mal mehr Hesperetin als ein identisches Glas mit frischem OS.

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Flavanone sind lösliche Verbindungen in Zitrusfrüchten, die sowohl in den trüben Saftbestandteilen als auch in den Zellwänden vorhanden sind. Durch die höhere mechanische Kraft beim maschinellen Auspressen von Orangen werden mehr Flavanone in den Saft „gepresst“ als bei der manuellen Entsaftung. Es wurde die These aufgestellt, dass einige der in Studien beobachteten, positiven gesundheitlichen Auswirkungen (wie etwa antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften oder eine verbesserte Gefäßfunktion) möglicherweise auf den hohen Flavonoidgehalt in OS zurückzuführen sind.

Einer anderen Studie[12] zufolge könnte der Abbau von Vitamin C in wärmebehandelten Nahrungsmitteln eine eher untergeordnete Rolle spielen, da für die Gesundheit möglicherweise nicht nur ein einziges Antioxidans, sondern vielmehr komplexe Zusammensetzungen von sekundären Pflanzenstoffe verantwortlich sind. So ist Vitamin C beispielsweise nur für 0,4 % aller antioxidativen Eigenschaften in Äpfeln verantwortlich. Der Rest beruht auf Phenolen, Flavonoiden und Anthocyanen. Aus diesem Grund sollten künftige Forschungsarbeiten - neben dem Wassergehalt, der sich auf die Nährstoffkonzentration auswirken kann - ein breites Spektrum der in Nahrungsmitteln enthaltenen bioaktiven Substanzen betrachten.

DIE FUNKTION VON BIOAKTIVEN SUBSTANZEN IM KÖRPER

Die potentiell positiven gesundheitlichen Auswirkungen der in FS enthaltenen bioaktiven Substanzen wurden durch diverse Studien bestätigt. Im Zuge einer Kontrollstudie mit Diabetes-Patienten konnten oxidative DNA-Schädigungen und Lipidperoxidation durch Hesperidin verringert werden.[13] In einer anderen Untersuchung zeigte sich, dass ß-Cryptoxanthin Gesamtcholesterin, LDL- und HDL-Cholesterin senken und die Knochenumsatzmarker positiv verändern kann.[14] Beobachtet wurde auch, dass Lutein und Zeaxanthin die Sehkraft von Patienten mit altersbedingter Makuladegeneration teilweise wiederherstellen können[15], während Zitrus-Flavonoide in der Lage sind, das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen zu verringern.[16] Bislang wurden keine EU-weit geltenden „Health Claims“ (nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben über Lebensmittel) für Zitrus-Flavonoide bewilligt. Entsprechende Aussagen gibt es jedoch zu in Oliven enthaltenen Polyphenolen (Blutlipidoxidation) und Kakao-flavanolen (Gefäßgesundheit).

SCHLUSSFOLGERUNG

Diese Zusammenstellung verschiedener Studien zeigt Folgendes:

- FS – und insbesondere OS – ist eine wertvolle Quelle für Nährstoffe und bioaktive Substanzen wie Carotinoide und Flavanone; ¥ diese bioaktiven Substanzen sind in FS bioverfügbar;

- ein Glas handelsüblicher, abgepackter OS liefert dem Körper das 2,8-fache an Hesperetin (dem Hauptmetabolit von Hesperidin) wie ein identisches Glas mit frischem OS;

- die Bioverfügbarkeit von Flavanonen aus abgepacktem und frischem Saft ist vergleichbar. Bei Carotinoiden ist die Bioverfügbarkeit aus abgepacktem Saft jedoch höher;

- Der Vergleich von abgepacktem Fruchtsaft mit ganzen Früchten in Hinblick auf die Aufnahme und Verstoffwechselung von Flavanonen legt nahe, dass er bei bioaktiven Substanzen vergleichbare Nährwerte aufweist

- Die Studien deuten darauf hin, dass die in Früchten enthaltenen bioaktiven Substanzen wichtig für den Erhalt der Gesundheit sind und das Risiko für bestimmte chronische Erkrankungen senken könnten.

Haftungsausschluss: Es wurden alle Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass die in diesem Dokument enthaltenen Informationen zuverlässig sind und überprüft wurden. Die Informationen sind ausschließlich für nicht-gewerbliche Mitteilungen an medizinische Fachkräfte gedacht. Die in diesem Dossier vermittelten Informationen stellen keine Ernährungsberatung dar.

Quellen:

[2] Li C & Schluesener H (2017)

Health-promoting effects of the citrus flavanone hesperidin. Crit Rev Food Sci Nutr 57: 613-631. 

[3] Hwang SL et al. (2012)

Neuroprotective effects of citrus flavonoids. J Agric Food Chem 60:877-85. 

[4] Garg A et al. (2001)

Chemistry and pharmacology of the Citrus bioflavonoid hesperidin. Phytother Res 15: 655-69.

[6] Pereira-Caro G et al. (2014)

Orange juice (poly)phenols are highly bioavailable in humans. Am J Clin Nutr 100: 1378-84.

[7] Franke AA et al. (2005)

Bioavailability and antioxidant effects of orange juice components in humans. J Agric Food Chem 53: 5170-8.

[8] Aschoff JK et al. (2015)

Bioavailability of β-cryptoxanthin is greater from pasteurized orange juice than from fresh oranges - a randomized crossover study. Mol Nutr Food Res 59: 1896-904.

[9] Cervantes-Paz B et al. (2017)

Effects of pectin on lipid digestion and possible implications for carotenoid bioavailability during pre-absorptive stages: A review. Food Res Int 99: 917-927.

[10] Aschoff JK et al. (2016)

Urinary excretion of Citrus flavanones and their major catabolites after consumption of fresh oranges and pasteurized orange juice: A randomized cross-over study. Mol Nutr Food Res 60: 2602-2610.

[11] Silveira JQ et al. (2014)

Pharmacokinetics of flavanone glycosides after ingestion of single doses of fresh-squeezed orange juice versus commercially processed orange juice in healthy humans. J Agric Food Chem 62: 12576-84.

[12] Nayak B et al. (2015)

Effect of processing on phenolic antioxidants of fruits, vegetables, and grains--a review. Crit Rev Food Sci Nutr 55: 887-919. 

[13] Homayouni F et al. (2017)

Hesperidin Supplementation Alleviates Oxidative DNA Damage and Lipid Peroxidation in Type 2 Diabetes: A Randomized Double-Blind Placebo-Controlled Clinical Trial. Phytother Res 31: 1539-1545.

[14] Granado-Lorencio F et al. (2014)

Effect of β-cryptoxanthin plus phytosterols on cardiovascular risk and bone turnover markers in postmenopausal women: a randomized crossover trial. Nutr Metab Cardiovasc Dis 24: 1090-6. 

[15] Liu R et al. (2014)

Lutein and zeaxanthin supplementation and association with visual function in age-related macular degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci 56 :252-8.

[16] Cirmi S et al (2016)

Neurodegenerative Diseases: Might Citrus Flavonoids Play a Protective Role? Molecules 21. pii: E1312.

[17] Stuetz W et al. (2016)

Plasma Carotenoids, Tocopherols, and Retinol in the Age-Stratified (35-74 Years) General Population: A Cross-Sectional Study in Six European Countries. Nutrients 8: E614.