Antioxidantien in Lebensmitteln: 13 Fragen und Antworten

Antioxidantien (Einzahl: Antioxidans oder Antioxidationsmittel) sind chemische Substanzen, welche den Anstieg von sogenannten Oxidationsmitteln im Organismus verhindern bzw. entgegenwirken.

Solche Oxidationsmittel (Oxidantien) werden auch freie Radikale genannt. Diese sind für das Immunsystem zwar wichtig, aber bei unkontrolliertem Anstieg können sie einzelne Zellstrukturen ebenfalls in eine chemische Reaktion verwickeln, wodurch diese in ihrer Funktion gestört werden. Dadurch wird die Versorgungs- und Entgiftungsfunktionen der Zellen so sehr gestört, dass der Zelltod eine Folge sein kann.

Doch zum Glück gibt es Antioxidantien. Denn diese Antioxidantien verwickeln die freien Radikale in chemische Reaktionen, so dass dies nicht mit den Zellorganellen reagieren können. Man unterscheidet Antioxidantien anhand ihrer Wirkung, ihres Vorkommens in Lebensmitteln, Arznei, Kosmetika oder in Futtermitteln für Nutztiere.

Was sind Antioxidantien

Um erklären zu können, was Antioxidantien sind, sollte zuerst ihr Gegenstück – die freien Radikalen (Oxidantien) geklärt werden. Diese sind sogenannte Hyperoxidanionen und werden auch als Superoxidanionen bezeichnet. Es handelt sich um einfach geladene Sauerstoffanionen, die durch eine Elektronenübertragung auf molekularen Sauerstoff entstehen. Diese sind sehr reaktionsfreudig, was auch nötig ist, aber auch zum Problem wird.

Wieso?
Wenn ein Lebewesen frisst bzw. isst, also Nahrung zu sich nimmt, macht es dies – um aus der Nahrung, eine gewisse Menge an Energie gewinnen zu können. Diese Energie wird dann genutzt, um Muskeln oder andere Organe aufzubauen, Zellen zu reparieren, Krankheitserreger abzuwehren oder ganz allgemein, um Weiterzuleben.

Der Energiestoffwechsel findet in den Mitochondrien der Zellen statt. Dort wird ein Energieträger aufgebaut, welcher als Adenosintriphosphat (kurz: ATP) bezeichnet wird. Überall dort, wo eine Zelle eine bestimmte Menge an Energie benötigt, wird ATP wieder abgebaut – wodurch jedes Mal eine gewisse Menge an Energie freigesetzt wird. Da jeder Organismus permanent Energie benötigt, wird also jederzeit ATP aufgebaut und wieder abgebaut.

Um überhaupt diesen Energieträger herstellen zu können, muss die Nahrung in ihre Einzelteile aufgespalten werden. Diese Nahrungsbestandteile werden durch den Organismus wieder neu kombiniert und zusammengesetzt. Sämtliche Spurenelemente, sonstige Atome und Moleküle werden den Nahrungsbestandteilen angehängt – wodurch neue chemische Substanzen – wie eben das ATP – überhaupt entstehen können. Der Stoffwechsel aller Lebewesen ist eine Neukombination aus aufgenommen Partikeln, Nahrungsbestandteile und Sauerstoff.

Damit Reaktionen stattfinden können, benötigen die Atome der Nahrung einen Reaktionspartner. Dies ist Sauerstoff und die chemische Reaktion wird als Oxidation bezeichnet. Im Mitochondrium wird also unter Zufuhr von Sauerstoff das ATP gebildet. Dies geschieht während der Atmungskette und als Nebenprodukt entstehen freie Radikale.

Wieso?
Sauerstoff besitzt 8 Protonen im Atomkern und 8 Elektronen in der Atomhülle. Diese 8 Elektronen verteilen sich auf zwei Schalen. In der ersten Schale existieren 2 Elektronen, wodurch diese Schale voll besetzt ist. Und in der zweiten Elektronenschale existieren die restlichen 6 Außenelektronen. Diese Schale kann allerdings 8 Elektronen fassen, weshalb Sauerstoff danach strebt, diese Schale mit Elektronen von anderen Substanzen aufzufüllen. Somit strebt Sauerstoff eine chemische Reaktion mit anderen umherschwebenden Atomen an.

Aber Sauerstoff kann sich auch mit einem anderen Sauerstoffatom verbinden. Und sobald Sauerstoff als Molekül auftritt, also paarig ist, strebt es danach beide Außenschalen mit 4 Elektronen von außen zu füllen.

Dadurch wird Sauerstoff sehr reaktionsfreudig und sobald es im Mitochondrium dazu kommt, dass Sauerstoff nicht alle 4 Elektronen gleichzeitig aufnimmt, bildet sich ein reaktives Sauerstoffspezies (ROS) – welches als Radikal ein ungepaartes Elektron besitzen. Dieses sucht chemische Reaktionspartner und nimmt was es kriegen kann. Eine andere Form von ROS wäre Wasserstoffperoxid – dass zwar kein ungepaartes Elektron hat, jedoch ebenfalls extrem reaktionsfreudig ist.

Was bewirkt das ROS als Radikal?
Wenn Krankheitserreger in den Organismus eindringen, können freie Radikale dafür sorgen, dass diese Krankheitserreger (Viren, Bakterien) in eine chemische Reaktion verwickelt werden – wodurch sie ihre Struktur ändern und unschädlich werden.

Wozu braucht der Organismus dann noch Antioxidantien?
Das mit den freien Radikalen läuft solange gut, bis es nicht mehr gut ist. Denn jedes Mal wenn diese freien Radikalen sich mit irgendeinen Stoff verbinden, werden neue Radikale freigesetzt. Es kommt also zu einer Kettenreaktion. Da das Immunsystem diese Radikalen für die Abwehr von Fremdstrukturen einsetzt, steigen die freien Radikalen bei Entzündungen sehr schnell an.

Aber auch bei sämtlichen anderen Stoffwechselvorgängen würden die freien Radikalen ins Unermessliche anwachsen, wenn es nicht ein Gegenstück geben würde. Und das Gegenstück sind die Antioxidantien, welche – wie der Name schon sagt – die oxidativen Vorgänge im Organismus hemmen sollen.

Wie wirken Antioxidantien

Die Antioxidantien sollen die Oxidation in Zellen verhindern, so dass die freien Radikalen sich nicht ungehindert vermehren können. Wie wir gerade gelernt haben, sind aber freie Radikale für den Stoffwechsel und das Immunsystem gut bzw. wichtig. Es stellt sich die Frage, was daran so schlimm wäre, wenn diese sich weiter vermehren würden.

Würden sich die freien Radikalen ungehindert vermehren, würden sie sämtliche Substanzen und Strukturen in den Stoffwechsel verwickeln. Das bedeutet, dass Zellstrukturen oxidieren würden und somit unbrauchbar wären. Aufgrund dessen, dass die mitochondriale DNA (mtDNA) direkt in der Nähe der freien Radikalen ist, wird diese verstoffwechselt.

In dieser mtDNA sind aber auch Baupläne für Enzyme gespeichert, welche bei der Atmungskette benötigt werden. Es wäre demnach äußerst schlecht für die Zelle, wenn ihr Energiestoffwechsel durch die freien Radikalen gestört werden würde oder zum Erliegen kommt.

Nun sollte man wissen, dass Sauerstoff ein richtiges Reaktionsbiest ist – welche alles um sich herum, irgendwie in eine chemische Reaktion verwickelt. Außerhalb des Körper sorgt Sauerstoff dafür, dass Gesteinsschichten ätzen, dass Kupferdächer ihren Glanz verlieren und dass die Welt entflammbar ist. Sauerstoff ist zwar lebensnotwendig, muss aber in einem System permanent verbraucht werden – damit kein Schaden entsteht.

Das bedeutet….
Eine Welt mit mehr Sauerstoff wäre eine Pulverfass und ein Funke könnte diese Welt in Brand stecken. Das Aussterben der Dinosaurier war flächendeckend möglich, da der Sauerstoffanteil damals weitaus höher war als heute. Der Meteoroid, welcher auf die Erde einschlug, sorgte für den Funken – welcher die ganze Atmosphäre brennen ließ.

Zurück zum Thema…
Es ist klar: In einem Organismus muss der Sauerstoff, welcher für den Stoffwechsel zwingend nötig ist, irgendwie kontrollierbar bleiben. Die freien Radikale würden ansonsten den Zellkern, die Mitochondrien, die Zellmembran, das Cytoplasma und jede andere Zellstruktur oxidieren lassen. Und dies wäre der sichere Zelltod. Die Vorstufe dieses Ausmaßes wird als oxidativer Stress bezeichnet.

Die Forschung sieht außerdem einen Zusammenhang zwischen freien Radikalen und Alterungsprozessen, Arterienverkalkung, Alzheimer oder Krebs. Somit wird eine ungehinderte Sauerstoffreaktion irgendwann zum Problem für den ganzen Organismus.

Antioxidantien sorgen dafür, dass die freien Radikalen entweder direkt unbrauchbar gemacht werden oder dass deren Anstieg kontrolliert wird. Sie treten deshalb entweder als Radikalfänger, als Reduktionsmittel oder als Verstärker von antioxidativen Vorgängen auf.

Zusammenfassend kann man sagen, dass ohne das ausreichende Wirken von Antioxidantien:

• die Hautalterung zunimmt
• Entzündungen zunehmen
• Zellerneuerung geschwächt wird bzw. ganz ausfällt
• das Risiko einer Krebserkrankung zunimmt
• Effekte wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Konzentrationsschwäche ansteigen
• das Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung ansteigt
• die allgemeine Lebenserwartung sinkt

Bestimmte Faktoren, wie Alkohol, Medikamente, Nikotin oder UV-Strahlung – gelten als Faktoren, um die Produktion von freien Radikalen zu steigern.

Welche Antioxidantien wirken als Radikalfänger

Antioxidantien, welche als Radikalfänger fungieren, gehen eine chemische Reaktion mit dem Radikal ein, so dass diese reaktionsträge und somit unbrauchbar werden. Dadurch kommt es zum Abbruch der Kettenreaktion bzw. der Radikalkaskade.

Zu den natürlichen Radikalfängern gehört das Vitamin E, welches in acht verschiedenen Formen vorkommt. Gebildet wird Vitamin E in Pflanzenzellen und Cyanobakterien, ist aber Bestandteil der Zellmembran von Tierzellen. Da Vitamin E in Fetten löslich und erst dann wirksam ist, sollte auf den Verzehr von ungesättigten Fettsäuren (Pflanzenölen) geachtet werden.

Synthetisch hergestelltes Vitamin E, wie das in Nahrungsergänzungsmitteln, besitzt keine antioxidative Wirkung. Denn die Tocopherole, welche eine Vorstufe des Vitamin E darstellen, sind im synthetischen Vitamin E relativ instabil. Allerdings werden die Tocopherole im Organismus zu circa 50 % in natürliches Vitamin E umgewandelt.

Mangelerscheinungen an Vitamin E äußern sich bspw. in einer trockenen Haut, Leistungsschwäche, Müdigkeit und Konzentrationsstörungen. Durch die antioxidative Wirkung des Vitamin E werden freie Radikale abgefangen, wodurch die Schädigungen auf Zellebene verhindert werden, welche letztlich zu den Symptomen führen.

Butylhydroxyanisol (BHA, E 320) ist ein Zusatzstoff für Lebensmittel, welcher das Ranzigwerden von Chips, Kräckern oder Nüssen verhindert. Das Stoffgemisch wird als synthetisch hergestelltes Antioxidationsmittel auch in Arznei und Kosmetika verwendet.

Neben BHA wird auch Butylhydroxytoluol (BHT) synthetisch hergestellt. Eingesetzt wird dieses Antioxidationsmittel ebenfalls in Lebensmitteln, in Farben, Arznei und Kosmetika – um die Reaktion mit Sauerstoff zu verhindern.

Welche Antioxidantien wirken als Reduktionsmittel

Ein Oxidationsmittel, wie die freien Radikalen, nimmt immer Elektronen auf. Dadurch wird deren Oxidationspotential reduziert. Das bedeutet, dass diese hinsichtlich einer weiteren Oxidation reaktionsträger werden. Das Potential für die nächste Oxidation sinkt demnach.

Die Elektronen, welche das Oxidationsmittel für die Reaktion braucht, werden von einem Reaktionspartner abgegeben. Durch die Abgabe, steigt das Oxidationspotential des Partners an, wodurch dieser oxidiert. Da aber durch die Abgabe von Elektronen der Reaktionspartner die Oxidantien reduzieren lässt, bezeichnet man diesen Stoff als Reduktionsmittel.

Alle Antioxidantien, welche die freien Radikalen oxidieren lassen, so dass diese nicht mit Zellstrukturen reagieren können – sind demnach Reduktionsmittel, weil sie das Potential einer weiteren Oxidation senken.

So ein natürliches Reduktionsmittel ist die Ascorbinsäure, besser bekannt als Vitamin C. Diese ist in Wasser löslich und entfaltet dort seine Wirksamkeit. Jene Ascorbinsäure ist extrem leicht oxidierbar, reagiert vor den freien Radikalen mit dem Sauerstoff und reduziert somit das Oxidationspotential.

Welche Bedeutung hat der pH-Wert bei der antioxidativen Wirkung

Reines Wasser besitzt einen pH-Wert von 7. Unterhalb dieser Marke ist eine wässrige Lösung immer sauer. Oberhalb der 7 ist eine wässrige Lösung immer alkalisch. So sind Cola, Orangensaft, Kaffee und Tee alles saure Lösungen, da deren pH-Wert unterhalb der 7-er Marke liegt.

Der pH-Wert hat Auswirkungen auf den menschlichen Stoffwechsel. Denn Blut hat einen pH-Wert von 7,4 und ist somit leicht alkalisch. Sinkt der pH-Wert des Blutes hat dies Auswirkungen auf die Fähigkeit des Hämoglobins, Sauerstoff zu binden. Diese Möglichkeiten sinken dann nämlich, wodurch weniger Blutsauerstoff aufgenommen werden kann und zu den Zellen abtransportiert werden kann. Dadurch sinkt natürlich auch die Entfaltungsmöglichkeiten der Oxidantien.

Kaffee, Tee, Orangensaft und andere Getränke wirken demnach antioxidativ, da sie den pH-Wert im Organismus bzw. im Blut senken – wodurch weniger Sauerstoff gebunden werden kann. Dadurch wird die Oxidationsmöglichkeit der freien Radikalen reduziert.

Wie entstehen Synergien durch Antioxidantien

Einige Substanzen treten als sogenannte Synergisten auf. Gemeint sind damit Stoffe, welche die Aktivität eines Antioxidans verstärken. Dies geschieht, indem der Synergist ein bereits verbrauchtes Antioxidans wieder regeneriert, wodurch es wieder als Reduktionsmittel oder Radikalfänger arbeiten kann. Andere Synergisten schaffen pH-Werte, welche für die Sauerstoffzufuhr hinderlich sind. (siehe oben)

Welche Antioxidantien stecken in Lebensmitteln

Beim Menschen können einige Antioxidantien nicht bedarfsdeckend produziert werden und müssen über die Nahrung zugeführt werden. Diese sind:

• Vitamin C (Ascorbinsäure)
• Vitamin E (Tocopherole, Tocotrienole)
• Provitamin A (Beta-Carotin)

Welche Lebensmittel haben Vitamin C als Antioxidans

Ascorbinsäure bzw. Vitamin C ist eine Carbonsäure, welche leicht oxidiert und deshalb als Reduktionsmittel gegen freie Radikale besonders wichtig ist. Da Skorbut (Mundfäule) ein weit verbreitete Krankheit war, welche auf Vitamin-C Mangel zurückzuführen ist, wurde Seeleute sehr viel Sauerkraut verabreicht, um den Vitamin-C-Bedarf zu decken. Und tatsächlich besitzt Sauerkraut einen relativ hohen Vitamin-C-Gehalt von 20 mg je 100 Gramm.

Sauerkraut wurde früher aufgrund des hohen Vitamin C Gehalts auf langen Schiffsreisen verzehrt

Die Buschpflaume im Englischen als Billygoat und bei den Aborigines als Murunga bezeichnet

Camu Camu Beeren

Bei Obst sollte man auf Orangen (50 mg), Kiwis (80 mg), Erdbeeren (70 mg), Zitronen (53 mg), Ananas (20 mg) und Mango (39 mg) zurückgreifen. Auch herkömmliches Obst, wie Äpfel (12 mg), Bananen (12 mg) oder Pfirsiche (12 mg) können mithalten.

Selbst tierische Produkte besitzen Vitamin C. Insbesondere die Innereien, wie Kalbsleber (40 mg) und Rinderleber (33 mg), weisen einen hohen Vitamin-C-Anteil auf.

Das Problem bei Vitamin C ist der Zerfall. Dadurch, dass es ein Antioxidans ist – reagiert es sehr schnell mit Luftsauerstoff. So verlieren aufgeschnittenes Obst oder Gemüse schnell sehr viel des angegeben Vitamingehalts. Auch durch Kochen kann das Vitamin ins Kochwasser übergehen.

Welche Lebensmittel haben Vitamin E als Antioxidans

Vitamin E kommt hauptsächlich in pflanzlichen Ölen vor. Je höher der Anteil an ungesättigten Fettsäuren ist, desto höher ist der Vitamin-E-Gehalt. Auch in Getreide und in Getreideprodukten kommt Vitamin E vor. Bei Weizen wird es allerdings während der Keimung verbraucht. Als natürliche Vitamin-E-Lieferanten gelten Hafer, Roggen oder Dinkel.

Welche Lebensmittel haben Provitamin A als Antioxidans

Beta Carotin ist die wichtigste Vorstufe von Retinol (Vitamin A), weshalb man es als Provitamin A bezeichnet. Die wichtigste Quelle ist Grünkohl, da es von allen Lebensmitteln den höchsten Anteil enthält. Daneben kommt Beta Carotin auch in Süßkartoffeln, Karotten, Kürbis, Spinat, Brokkoli, Rucola, Tomaten, Spargel, Erbsen und Mais vor.

Verschiedene Obstsorten enthalten ebenfalls Beta Carotine. Dazu gehören: Aprikosen, Papaya, Mango, Nektarine, Pfirsich, Pflaumen, Sauerkirschen und Sanddorn.

Welche Lebensmittel haben Polyphenole als antioxidativer Schutz

Polyphenole kommen in Pflanzen vor, um den Photosyntheseapparat vor UV-Strahlung zu schützen. Für den menschlichen Stoffwechsel wirken Polyphenole entzündungshemmend und krebsvorbeugend. Besonders Granatapfel wird so eine Wirkung zugesprochen, weshalb man bei Blasenentzündung bspw. auf diese Frucht zurückgreift.

Flavonoide sind ganz spezielle Polyphenole, welche mit einer Risikoabschwächung von Herz-Kreislauf-Krankheiten in Verbindung gebracht werden. Besonders viele Flavonoide sind in reinem Kakao, schwarzen und grünen Tee enthalten. Aber auch Äpfel, Birnen, Trauben, Kirschen, Pflaumen, Beeren, Zwiebeln, Grünkohl, Auberginen und Soja enthalten diese speziellen Polyphenole.

Die wichtigsten polyphenolische Antioxidantien sind Tee, Kaffee, Soja, Obst, Gemüse, Olivenöl, Zimt oder Rotwein. Durch die Mischung mit Milch bei Tee, Kaffee oder Kakao kann die Wirkung der Flavonoide behindert werden, da das Milchprotein Kasein die Entfaltung stören könnte.

Welche sind die wichtigsten Lebensmittel mit Antioxidantien

Eine amerikanische Studie der American Chemical Society vom 28. August 2005 zeigte, dass Kaffee als weit verbreitetste Antioxidans gilt. Gefolgt von Tee, Bananen, Trockenbohnen, Mais, Rotwein, Bier, Äpfeln, Tomaten und Kartoffeln.

Welche Lebensmittel begünstigen antioxidative Enzyme

Der Körper hat ein antioxidatives Schutzsystem, welches durch Enzyme geregelt wird. Die wichtigsten Enzyme stammen aus der Gruppe der Superoxid-Dismutase (SOD), der Katalasen und der Glutathionperoxidasen.

Damit diese Enzyme ihre Wirkung entfalten können, müssen Spurenelemente eingenommen werden. Diese sind Zink, Selen, Kupfer und Mangan.

Die Menge von Selen hängt von der Beschaffenheit der Böden ab, auf welchen die Nutzpflanzen gedeihen. Besonders selenarme Böden gibt es in Finnland, Deutschland, Schottland und Dänemark. Als natürlicher Selenlieferant gilt die Paranuss.

Zink kommt in rotem Fleisch, aber auch in Käse, Haferflocken, Kürbiskernen, Walnüssen, Pilzen, Meeresfrüchten oder in Linsen vor. Sehr hohe Zinkanteile besitzen Austern, die Leber von Schweinen, Kühen und Kälbern. In Sojabohnen und Sojamehl ist ebenfalls ein hoher Zinkanteil nachgewiesen. Und auch Paranüsse, welche als Selenlieferant bekannt sind, weisen höhere Zinkanteile auf.

Zum Kupfer…
Ein Zusammenhang zwischen einigen Formen von Alzheimer, Parkinson und einem Kupfermangel werden diskutiert. Bereits nachgewiesen ist, dass Kupfer eine entscheidende Bedeutung beim Wachstum von Säuglingen innehat, aber auch für die Knochenstärke mitverantwortlich ist, für das Ausbilden von Blutzellen eine Rolle spielt, sowie für die Entwicklung der Herzmuskulatur und des Gehirns zum Tragen kommt.

Hohe Kupferanteile wurden in Innereien, in Schalentieren, in Hülsenfrüchten – sowie Cashewkernen, Sonnenblumenkernen oder in Kichererbsen nachgewiesen.

Mangan kommt vor allem im schwarzen Tee, in Hülsenfrüchten, Haselnüssen und Sojabohnen vor. Einige Beeren, wie Heidelbeere und Aroniabeeren, gelten ebenfalls als hochwertige Manganlieferanten.

Ein Manganmangel äußert sich in Skelettveränderungen, neurologischen Störungen und Dysfunktionen des Kohlenhydratstoffwechsels. Solche Mangelerscheinungen wurden allerdings lediglich bei Tieren nachgewiesen.

Fazit

Natürliche Antioxidantien bieten vor allem pflanzenbasierte Lebensmittel. Das Vitamin C wird vor allem durch frisches Obst und Gemüse zugeführt. Die wichtigste Quelle für Vitamin E bilden Pflanzenöle mit hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren. Auf gesättigte Fettsäuren von Tieren sollte, aufgrund des hohen Cholesterinanteils, verzichtet werden.

Das Pro-Vitamin A kommt ebenfalls in Pflanzenteilen – wie Obst und Gemüse – vor.

Tees, reiner Kakao und Kaffee bieten durch enthaltene Polyphenole eine weitere antioxidative Wirkung an. Um antioxidative Enzyme zu aktivieren, müssen Spurenelemente (Selen, Kupfer, Zink, Mangan) aufgenommen werden.

Literatur

• Anne Weber (Autor), Das OPC Buch für Anfänger – durch mächtige Antioxidantien das Wohlbefinden steigern?: So wirkt OPC auf unser Immunsystem, unser Aussehen und unsere Gesundheit, ISBN: 978-1798185230*
• Michaela Döll (Autor), Antiaging mit Antioxidantien: Die Powerstoffe für Fitness und Vitalität, ISBN: 978-3776625004*
• Shayaq Ul Abeer Rasool (Autor), Shajrul Amin (Autor), Oxidativer Stress und Antioxidantien: Von freien Radikalen zur Pathogenese von Krankheiten, ISBN: 978-6202821865*

Über den Autor

Folge Sciodoo und bleibe stets auf dem Laufenden. Schließ dich uns an und abonniere unseren Instagram-Kanal ein. Wir stellen täglich neue Artikel für dich rein. Weiter zum Kanal>>>