Im Bereich der natürlichen Lebensmittelantioxidantien haben Flavonoide wegen ihrer starken antioxidativen Kapazität und natürlichen Herkunft immer mehr Aufmerksamkeit erregt. Sie treten als neue antioxidative Option in der Lebensmittelindustrie auf, die Funktionalität mit Umweltvorteilen verbindet und damit der Verbrauchernachfrage nach natürlichen, gesunden und nachhaltigen Lebensmittelzusätzen entspricht.

Ringelblume (Tagetes erecta L.) ist eine einjährige krautige Pflanze der Gattung Tagetes aus der Familie der Asteraceae. Sie ist in Mexiko heimisch und wird heute in mehreren Regionen Chinas, darunter Xinjiang, Hebei und Yunnan, in großem Maßstab angebaut. Ringelblume ist nicht nur ein hochwertiges Rohmaterial für die Luteingewinnung, sondern ihre Blütenreste sind auch reich an Flavonoiden. Durch weitere Verarbeitung und Gewinnung können diese Flavonoide als Ringelblumen-Flavonoide gewonnen werden, was eine umfassendere Nutzung des Rohstoffs ermöglicht und den Mehrwert der Ringelblumenindustrie erheblich steigert.

Bildquelle: Baidu-Enzyklopädie (Baidu Baike)

I. Ringelblumen-Flavonoide

Ringelblumen-Flavonoide sind eine natürliche Mischung aus Flavonoidverbindungen, die aus Ringelblumenpflanzen gewonnen und Nebenprodukte (Blütenreste) durch Prozesse wie Lösungsmittelextraktion, Reinigung, Konzentration und Trocknung verarbeitet werden. Sie stellen einen wichtigen Erfolg bei der umfassenden Nutzung der Ringelblumen-Kette dar. Der Hauptwirkstoff ist Quercetagetin, das mehr als 80 % des gesamten Extrakts ausmacht. Im Vergleich zum häufig vorkommenden Quercetin enthält Quercetagetin eine zusätzliche Hydroxylgruppe und weist unter den natürlich vorkommenden Flavonoiden eine relativ starke antioxidative Aktivität auf [1].

Bildquelle: Baidu-Enzyklopädie (Baidu Baike)

Ringelblumenflavonoide werden hauptsächlich aus Blütenrückständen hergestellt, die als Nebenprodukte der Ringelblumenverarbeitung entstehen, was die wertschöpfende Nutzung von landwirtschaftlichen Abfällen ermöglicht. Der übliche Extraktionsprozess ist ultraschallunterstützte Extraktion mit einer wässrigen Ethanollösung [3,11], kombiniert mit der Reinigung makroporöser Harz. Einige fortschrittliche Produktionsverfahren verwenden eine superkritische CO₂-Extraktion [4], um die Bindung aktiver Komponenten zu maximieren [2]. Basierend auf ihren Löslichkeitsmerkmalen können Ringelblumenflavonoide in öllösliche und wasserlösliche Formen unterteilt werden, die jeweils auf die Verarbeitungsanforderungen verschiedener Formulierungssysteme zugeschnitten sind.

II. Grundlegende Eigenschaften

Bildquelle: Baidu-Enzyklopädie (Baidu Baike)

1. Physikalische Eigenschaften: Das gereinigte Produkt ist ein gelbes bis bräunlich-gelbes Pulver ohne offensichtlichen Nebengeruch. Wasserlösliche Sorten sind in Wasser und Ethanol leicht löslich, während öllösliche Sorten in Pflanzenölen, Aceton und anderen organischen Lösungsmitteln leicht löslich sind. Einmal in die Formulierung eingebaut, beeinträchtigen sie nicht den Grundgeschmack oder die Farbe des Produkts [5].

2. Antioxidativer Mechanismus:

3. Die primäre antioxidative Wirkung von Ringelblumenflavonoiden stammt von den mehreren phenolischen Hydroxylgruppen in ihrer molekularen Struktur. Ihr antioxidativer Mechanismus besteht hauptsächlich aus drei Aspekten:
   (1) Freiradikal-Scavenging: Phenolische Hydroxylgruppen spenden aktive Wasserstoffatome und reagieren mit Peroxyradikalen, Alkylradikalen und anderen während der Lipidoxidation entstandenen Radikalen, wodurch hochreaktive freie Radikale in stabile Produkte umgewandelt werden [6] und die Kettenreaktion der Lipidperoxidation direkt unterbrochen wird.
   (2) Metall-Ionen-Chelatation: Sie können stabile Chelate mit prooxidativen Metallionen wie Eisen und Kupfer in Lebensmittelsystemen bilden, wodurch der katalytische Effekt dieser Metallionen auf die Lipidoxidation reduziert wird [7] und dadurch die Bildung freier Radikale an der Quelle verringert wird.
   (3) Aktivierung von Antioxidativen Enzymen: Sie können indirekt endogene antioxidative Enzyme in Lebensmittelsystemen aktivieren, wie Superoxiddismutase (SOD) und Katalase (CAT), wodurch die eigene antioxidative Kapazität des Systems erhöht und eine doppelte antioxidative Wirkung entsteht.

4. Wichtige Vorteile: Ringelblumen-Flavonoide verbinden eine starke antioxidative Wirkung mit nachhaltiger Rohstoffbeschaffenheit. Die Rohstoffe stammen aus Nebenprodukten der Ringelblumenverarbeitung, wodurch Abfall zu einer wertvollen Ressource wird und mit den Entwicklungsprinzipien der grünen Lebensmittelindustrie übereinstimmt. Sie zeigen zudem eine gute Toleranz gegenüber herkömmlichen Lebensmittelverarbeitungstemperaturen von 100–180°C, was sie für gängige Prozesse wie Kochen und Backen geeignet macht.

5. Stabilität: Sie weisen eine ausgezeichnete Säureresistenz auf und bleiben in sauren Nahrungssystemen bei pH 3–6 stabil. Sie können auch unter leicht alkalischen Bedingungen bei pH 7–8 eine gute Aktivität aufrechterhalten, während ihre Aktivität unter stark alkalischen Bedingungen oberhalb von pH 9 leicht abnimmt [9]. Sie haben eine gute Speicherstabilität, wenn sie vor Licht geschützt und versiegelt bleiben. Licht und Sauerstoff haben relativ begrenzte Auswirkungen auf ihre Aktivität und können unter trockenen Bedingungen bei Raumtemperatur ohne spezielle Niedrigtemperaturspeicherung über längere Zeit gelagert werden.

6. Weitere Funktionen: Neben der antioxidativen Wirkung haben Ringelblumenflavonoide auch physiologische Anti-Aging-Effekte und können helfen, oxidativen Stress zu reduzieren. Kleine Mengen können die natürlichen funktionellen Eigenschaften von Produkten verbessern [12] und so die Entwicklung funktioneller Lebensmittel unterstützen. Sie haben zudem ein breites Anwendungspotenzial in Gesundheitsprodukten, Futterzusätzen und anderen Bereichen.

III. Anerkannter natürlicher Ursprung und starkes Potenzial für industrielle Anwendungen

Derzeit wurden Ringelblumenflavonoide vom chinesischen Ministerium für Landwirtschaft und ländliche Angelegenheiten als neues Futtermittelzusatzprodukt zugelassen. Als natürliches Antioxidans und Alternative zu antibiotikabasierten Futtermitteln können sie in Futtermitteln für Nutztiere, Geflügel und Aquakultur verwendet werden, um oxidativen Stress zu reduzieren, das Immunsystem zu stärken und die oxidative Raszigkeit von Fetten und Ölen im Futter zu verzögern. Sie wurden noch nicht für den Einsatz in Lebensmitteln oder Gesundheitsprodukten in China oder anderen Märkten zugelassen und befinden sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase für diese Anwendungen. Als natürliche Pflanzenextrakte profitieren Ringelblumenflavonoide von der großflächigen Entwicklung der Ringelblumenindustrie und zunehmend ausgereiften Extraktionstechnologien, während ihre Sicherheit und Funktionalität weiterhin bewertet und validiert werden.

IV. Sicherheit

Ringelblumen-Flavonoide sind natürliche Pflanzenextrakte, die aus Ringelblume, einer weit verbreiteten kommerziellen Kulturpflanze, gewonnen werden. Mehrere toxikologische Studien und Prozessvalidierungen haben ein hohes Sicherheitsniveau gezeigt, ohne beobachtete akute oder chronische Toxizität und ohne krebserregende, teratogene oder mutagene Effekte [8].

V. Vorsichtsmaßnahmen

1. Kompatibilitätsaspekte: Die antioxidative Aktivität kann in alkalischen Systemen über pH-Wert 8 abnehmen, daher werden Ringelblumenflavonoide nicht allein in stark alkalischen Systemen empfohlen. Sie können mit natürlichen Antioxidantien wie Rosmarinextrakt, Tocopherolen (Vitamin E) und Tee-Polyphenolen kombiniert werden [10]. Solche Kombinationen können die antioxidative Leistung weiter steigern und ihre Eignung für verschiedene Formulierungssysteme erweitern.

2. Lagerbedingungen: Lagern Sie in einem versiegelten Behälter unter trockenen Bedingungen bei Raumtemperatur, mit einer empfohlenen Lagertemperatur von ≤25 °C. Vermeiden Sie Feuchtigkeit, hohe Temperaturen und längere Exposition gegenüber direktem Sonnenlicht. Feuchtigkeit kann zu Verkalken führen, beeinträchtigt jedoch nicht die Hauptwirkung. Verklebtes Material kann vor normaler Nutzung vorsichtig gemahlen werden.

3. Auflösungsmethoden: Wasserlösliche Ringelblumen-Flavonoide können direkt in warmem Wasser gelöst und gründlich gemischt werden. Öllösliche Ringelblumen-Flavonoide können direkt in die Ölphase gegeben und gleichmäßig durch Erhitzen auf 50–60 °C und Rühren verteilt werden, um eine stabile antioxidative Wirkung im gesamten System zu gewährleisten.

4. Rohmaterialkompatibilität: Als natürliche Pflanzenextrakte haben Ringelblumen-Flavonoide eine gute Verträglichkeit mit verschiedenen natürlichen Inhaltsstoffen. Eine Kombination mit großen Mengen synthetischer Farbstoffe wird jedoch nicht empfohlen, da überlappende Farbeffekte zu unerwünschten Veränderungen im Aussehen des Endprodukts führen können.

Ringelblumenflavonoide stellen eine neue Generation natürlicher Antioxidantien dar, die natürlichen Ursprung, hohe Effizienz und ökologische Nachhaltigkeit vereinen. Neben ihrer starken antioxidativen Fähigkeit ermöglicht ihre Entwicklung die wertschöpfende Nutzung landwirtschaftlicher Nebenprodukte in der gesamten Ringelblumen-Industriekette. Dieser Ansatz unterstützt die grüne Entwicklung und reagiert gleichzeitig auf die Nachfrage der Verbraucher nach natürlich gewonnenen Zutaten.