Ein Wettlauf gegen die Zeit: Warum die Verarbeitung frischer Pflanzen über die Qualität der Tinktur entscheidet

Studienquelle: Barmaverain D, Hasler S, Kalbermatten C, Plath M, Kalbermatten R. Processes, 2022

Studiendesign: Analytische Laboruntersuchung (Oxidationsstresstest, UV-Vis-Spektroskopie, Antioxidanzien-Assay)

Publiziert: Juli 2022 · DOI: 10.3390/pr10071335 · Editor's Choice

Hinweis: Laboranalytische Studie — keine klinischen Schlussfolgerungen

Wer eine frische Pflanze aufschneidet, setzt einen Prozess in Gang, der sich nicht aufhalten lässt: Enzyme, die bislang von der intakten Zellstruktur getrennt gehalten wurden, treten in Kontakt mit phenolischen Verbindungen — und mit Sauerstoff. Was folgt, ist eine Oxidationskaskade, die in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie seit Langem bekannt ist: das Bräunen von Avocados, der Farbverlust von frisch gepresstem Saft, die Qualitätsminderung empfindlicher Rohstoffe.

In der Herstellung pflanzlicher Arzneimittel wurde dieser Zusammenhang wissenschaftlich bisher kaum untersucht. Eine Studie des Ceres-Forschungsteams hat sich genau damit beschäftigt — und zeigt, dass Minuten über die Qualität einer homöopathischen Urtinktur entscheiden können.

Was untersucht wurde

Das Forschungsteam um Didier Barmaverain, Samuel Hasler, Christoph Kalbermatten, Matthias Plath und Roger Kalbermatten untersuchte vier Heilpflanzen, die in der Herstellung von Urtinkturen eingesetzt werden: Echinacea purpurea (Sonnenhut), Mentha piperita (Pfefferminze), Ginkgo biloba und Hypericum perforatum (Johanniskraut).

Für den Versuchsaufbau wurden frisch geerntete Pflanzen unter kryogenen Bedingungen — also bei extrem niedrigen Temperaturen mit flüssigem Stickstoff — gemahlen, um enzymatische Prozesse zu hemmen und einen möglichst oxidationsfreien Referenzextrakt zu erhalten. Anschliessend wurde dasselbe Pflanzenmaterial nach 30 Minuten Luftkontakt extrahiert, um den Effekt der Oxidation zu simulieren.

Die resultierenden Tinkturen wurden mit UV-Vis-Spektroskopie, einem Antioxidanzien-Assay (Kaliumpermanganat) und einem enzymatischen Tyrosinase-Test analysiert. Zusätzlich wurden mehrere kommerziell erhältliche Urtinkturen verschiedener Hersteller — darunter Ceres Heilmittel AG — auf ihren Oxidationszustand hin untersucht.

Was passiert, wenn eine Pflanze zu lange wartet

Das Ergebnis des Oxidationsstresstests ist eindeutig: Bereits 30 Minuten Luftkontakt nach dem Mahlen führen bei allen vier getesteten Pflanzen zu einem messbaren Rückgang der antioxidativen Aktivität. Bei Echinacea beträgt dieser Rückgang 44 %, bei Pfefferminze 43 %. Johanniskraut verliert 20 % seiner antioxidativen Aktivität, Ginkgo erweist sich mit 10 % als vergleichsweise robust.

30 Minuten Luftkontakt nach dem Mahlen können die antioxidative Aktivität einer Frischpflanzentinktur um bis zu 44 % reduzieren — abhängig von der Pflanzenart.

Die Ursache liegt in der Enzymgruppe der Polyphenoloxidasen (auch Tyrosinasen genannt): Sobald die Zellintegrität beim Schneiden oder Mahlen zerstört wird, treten diese Enzyme aus den Plastiden in Kontakt mit den phenolischen Verbindungen der Pflanze. In Gegenwart von Sauerstoff katalysieren sie die Oxidation der Hydroxylgruppen — jener Strukturen, die massgeblich für die antioxidative Wirkung phenolischer Verbindungen verantwortlich sind. Die oxidierten Produkte reagieren weiter zu braunen Polymeren (Melaninen), die sich nicht in hydroalkoholischen Lösungsmitteln lösen und daher in der fertigen Tinktur fehlen.

Das UV-Vis-Spektrum bietet dabei ein überraschend einfaches diagnostisches Fenster: Die Oxidation zeigt sich als charakteristische Abflachung der typischen Absorptionskurve — ein Verhältnis von Maximum zu Minimum, das messbar sinkt und linear mit dem Rückgang der antioxidativen Aktivität korreliert. Diese Methode könnte, so schlagen die Autoren vor, als schnelle Qualitätskontrolle in der Routineanalytik eingesetzt werden.

Der Vergleich kommerzieller Chargen

Neben dem kontrollierten Laborversuch wurden kommerziell erhältliche Urtinkturen von fünf verschiedenen Herstellern analysiert. Das Bild ist heterogen: Die untersuchten Chargen unterscheiden sich in ihrer antioxidativen Aktivität erheblich — bei einigen Fremdchargen lag die Aktivität sogar unterhalb jener des künstlich oxidierten Laborextrakts.

Die Tinkturen der Ceres Heilmittel AG zeigten über die analysierten Pflanzenarten hinweg — mit Ausnahme von Ginkgo, wo alle Hersteller vergleichbare Werte aufwiesen — eine höhere antioxidative Aktivität sowie eine weniger ausgeprägte Abflachung der UV-Absorptionskurve.

Die Autoren führen dies auf Besonderheiten im Ceres-Herstellungsprozess zurück: Die frischen Pflanzen werden in einer speziell entwickelten, geschlossenen Mühle gemahlen, die den Luftkontakt minimiert und in der der Alkohol bereits während des Mahlvorgangs anwesend ist — eine Bedingung, die die enzymatische Oxidation hemmt. Eine abschliessende Ursachenzuschreibung ist laut den Autoren jedoch nicht möglich, da zu viele variable Faktoren zwischen verschiedenen Herstellern bestehen.

Die Ergebnisse legen nahe, dass nicht nur die Ausgangsqualität der Pflanze, sondern auch jede einzelne Sekunde des Verarbeitungsprozesses die Qualität der fertigen Urtinktur beeinflusst.

Einordnung und Grenzen der Studie

Die Studie ist eine analytische Laboruntersuchung — keine klinische Studie. Sie macht keine Aussagen darüber, ob höhere antioxidative Aktivität in vitro klinisch relevante Unterschiede bedeutet. Die Autoren weisen ausdrücklich darauf hin, dass die klinische Bedeutung dieser analytischen Unterschiede zum Zeitpunkt der Publikation nicht bekannt ist.

Die Studie wurde vom Forschungs- und Entwicklungsteam der Ceres Heilmittel AG durchgeführt und durch das Unternehmen finanziert. Christoph Kalbermatten ist CEO, Roger Kalbermatten Gründer von Ceres Heilmittel AG. Diese Angaben sind in der Publikation vollständig offengelegt. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Processes (MDPI) publiziert, als Editor's Choice ausgezeichnet und durchlief ein reguläres Peer-Review-Verfahren.

Was die Studie leistet, ist dennoch bedeutsam: Sie benennt erstmals in der wissenschaftlichen Literatur die Oxidation während der Frischpflanzenverarbeitung als relevante Qualitätsvariable bei der Herstellung homöopathischer Urtinkturen — und schlägt mit der UV-Vis-Spektroskopie eine einfache, praxistaugliche Methode zu deren Erfassung vor.

Originalarbeit

Barmaverain D, Hasler S, Kalbermatten C, Plath M, Kalbermatten R. Oxidation during Fresh Plant Processing: A Race against Time. Processes. 2022;10(7):1335. DOI: 10.3390/pr10071335

Open Access: mdpi.com/2227-9717/10/7/1335