Bio & Botanik

• Normal: Körner von Assimilationsstärke (transitorische Stärke, Primärstärke) im Stroma
• Ausnahmefälle: auch Reservestärke (manche Algen im Tang) – in Speicherorganen der Pflanzen: Früchte, Samen, Knollen aus Glucose Einheiten aufgebaut à pflanzliche KH -lieferanten der Humanernährung – entstehen in Amyloplasten (als Stärkekörner sichtbar)
   

• Fettlösliche Carotinoide (Provitamin A; α-β-γ Carotin, Lycopin)
• in Chromoplasten (gelb, orange, rötlich (Karotte)), Chloroplasten (von Chlorophyll überdeckt) – Chlorophyll wird schneller abgebaut à Grund für Laubfärbung im Herbst

• Reservestärke (Stärkekörner): Speichersubstanz der Pflanze à pflanzlicher KH-lieferant in Humanernährung
• entsteht in bestimmten Leukoplasten, den Amyloplasten
• in Speicherorganen der Pflanzen: Früchten, Samen, Knollen
• aus Glucose-Einheiten aufgebaut – durch Photosynthese gebildet – hinunter transportiert à in Stärke umgewandelt

• aus Glucose-Einheiten aufgebaut à G+G = Maltose àschraubig gewundene Glucoseketten

Aussehen dieser Ketten à 2 Stärkearten: Amylose und Amylopektin

• Amylasen 
• während Reifungsprozesses in Getreidekörnern, Früchten gebildet
• baut Stärke zu Zucker ab à Getreidekörner können keimen, Früchte werden süßer
• um wasserunlösliches SpeicherKH zurück in wasserlösliche Einfach-/Doppelzucker 
• in dieser Form: Aufnahme von Keimling zum Aufbau neuer Zellen 

Im Wasser liegende Stärkekörner lassen eine deutliche Schichtung erkennen, die dadurch hervorgerufen wird, dass um eine innere, weniger dichte Partie, das sogenannte Bildungszentrum, Schichten von ungleicher Lichtbrechung schalenartig gelagert sind; das Bildungszentrum liegt nur bei kugeligen Körnern genau im Mittelpunkt (konzentrisch), meist ist es exzentrisch, und die es umgebenden Schichten haben dementsprechend ungleiche Dicke. Die Schichtung wird durch den verschiedenen Wassergehalt und die dadurch bedingte unterschiedliche Lichtbrechung der Schichten verursacht, weshalb auch trockene oder in absolutem Alkohol liegende Körner ungeschichtet erscheinen.

Die aus Iod und Iodidionen gebildeten Polyiodidionen lagern sich im Innern der spiralförmigen Amylose an. Dadurch entsteht die charakteristische Lilafärbung. Bei Erwärmen der Lösung wird die Stärke entspiralisiert, da die Wasserstoffbrücken-Bindungen gespalten werden. Hierdurch werden die Polyiodidionen wieder freigesetzt, die Lösung erhält dann eine farblose bis gelbbraune Farbe. Unter Abkühlung kommt es zu einer Respiralisierung und einer erneuten Einlagerung der Polyiodidionen.

• durch Abbau von Chlorophyll bei der Alterung von Chloroplasten à Gerontoplasten
• bestimmte Vakuolenfarbstoffe (Carotinoide) beginnen zu dominieren à gelb, orange (fettlöslich)und rot (wasserlöslich)

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  in Chromoplasten: speziell in den Tubuli
• bestehen aus: Carotinoiden, Lipiden, Proteinen;  kein Chlorophyll à photosyn. inaktiv

• Carotinoide: ß-Carotin à Provitamin A; Schutzfunktion, antikanzerogen (Prostatakrebs), Antioxidans, beugen der Hautalterung und dem Altern vor à Radikalfänger
• Anthocyane: Positive Wirkung auf Herz-Kreislaufsystem, Antioxidans, Radikalfänger
• Flavonoide: Antikanzerogen, antiviral, antibakteriell, antigrippal, antikanzerogen, antiphlogistisch, schützt vor Herz Kreislauf Erkrankungen

natürliche, fettlösliche Pigmente – Provitamin A (im Körper zu Vitamin A umgewandelt) Meistens bestehen die Carotinoide aus ungesättigten Kohlenwasserstoffketten und deren Oxidationsprodukten

• in tierischen Zellen nicht gebildet à nur angereichert werden
• Bildung: in prokaryotischen Blaualgen, eukaryotischen Pilzen, Algen, grünen Pflanzen

• Primärcarotinoide: Akzessorische Pigmente in Chloroplasten à grünes Blattgemüse, Salat

Sekundärcarotinoide: in Chromoplasten – Humanernährung: Wurzeln, Früchte 

Beispiele: Glykoside, Terpene, Bitterstoffe, Gerbstoffe, Alkaloide, Phenole, Saponine

• chemische Verbindungen: weder im Energiestoffwechsel, noch im aufbauenden, abbauenden Pflanzenstoffwechsel produziert – nur in speziellen Zelltypen
• Funktionen: Schutzstoffe, Anlockung von Blütenbesuchern 

Flavonoide (Flavanderivat, Anthocyan), Gerbstoffe (Polyphenol), Betalaine: wasserlöslich

• wasserlösliche Farbstoffe im Zellsaft der Zentralvakuole – zählen zu Flavonoiden Vorkommen: Holunder, Heidelbeere, Johannisbeere, Brombeere…
• Anthocyane: phenolische Verbindungen, mit Zucker verbunden à Glykoside
• Anthocyanidine: Grundkörper à Grundkörper + Zucker = Anthocyan
• Phenolische OH-Gruppen: ergeben in Abhängigkeit vom pH-Wert des Zellsafts mit Basen blaue Farbtöne, mit Säuren rote Farbtöne
• können mit Metallionen Komplexe bilden à Farbtonunterschiede

Die Flavonoide sind eine Gruppe von sekundären Pflanzenstoffen, zu denen ein Großteil der Blütenfarbstoffe gehört. Ihnen werden besonders antioxidative Eigenschaften zugeschrieben. Etliche flavonoidhaltige Pflanzen werden auch medizinisch genutzt. antiallergische und antiphlogistische antivirale und antimikrobielle antioxidative antiproliferative und antikanzerogene, orange über rot bis blau

Sie gehören zu den Polyphenolen und haben sich als hervorragende Radikalfänger ausgewiesen. Wissenschaftliche Untersuchungen ergaben, dass Proanthocyanidine sowohl das Risiko von Herzerkrankungen senken als auch den Cholesterinspiegel. Sie schützen außerdem vor Krebs und vorzeitiger Alterung.

Durch die Bildung von Histamin bieten die Proanthocyanidine einen gewissen Schutz vor Allergien und reduzieren Ödeme (Wasseransammlungen im Körper), was sich wiederum postiv auf geschwollene Gelenke auswirkt. Auch Venen, Arterien und Kapillargefäße werden durch Proanthocyanidine stabilisiert.

• phenolische Verbindung (Triphenol)
• Vorkommen: größere Mengen im Rotwein , Himbeeren, Maulbeeren, Pflaumen,Japanischen Staudenknöterich.
• Wirkung:  Antioxidans, hilft bei Abtötung von Krebszellen, angebliche Anti-Aging

• wasserlösliche Farbstoffe im Zellsaft der Zentralvakuole
• N-hältige Farbstoffe mit glykosidisch gebundenen Grundkörpern
• Betacyane: rot-violett, Betaxanthine: gelb
• ersetzen bei den Pflanzenfamilien – Chenopodiaceae(Gänsefußgewächse), Amaranthaceae(Fuchsschwanzgewächse), Polygonaceae (Knöterichgewächse) die Anthocyane (Bedecktsamer)

• enzymatische Spaltung S-hältiger AS
• Radikalfänger, besitzen Schutzwirkungen, Fließeigenschaft des Blutes, Esastizität der Blutgefäße, Senkung von Blutdruck
• typische Sekundärstoffe der Brassicaceae (Kohlgewächse) wie: Kresse, Kohl, Kraut, Kren
• Wärme- und Schmerzempfindengemisch

• Ausgangssubstanz Alliin (im Zellinneren) à durch membrangebundenes Enzym Alliinase à Allicin (Thiosulfinat): instabiles Lauchöl – Entstehung: bei Zerstörung der Zellen
• Lauchöle/Thiosulfinate: instabil, flüchtig, geruchsstark – über Haut, Schleimhaut, Atemluft ausgeschieden à Geruch
• Knoblauch, Bärlauch, Küchenzwiebel à Amaryllidaceae, Unterfamilie: Lauchgewächse
• Wirkung: Entzündungshemmend, hemmen Aggregation der Thrombozyten, Infarktprophylaxe, hemmen die Cholesterinbiosynthese à Senkung: Cholesterinspiegel
  Allioideae

• Sekundärstoffe: N-frei, O-reiche Substanzen – auch in hoher Verdünnung noch bitter
• chemisch uneinheitlich – Unterteilung: terpenoide Bitterstoffe (Sesquiterpenderivate),  nichtterpenoide Bitterstoffe (Phloroglucinderivate)
• mit Nahrung aufgenommen: regen Speichel-Magen, Gallensekretion an 

• Asteraceae: Korbblütler -- Wermut, Schafgarbe, Beifuß
• charakteristische Bitterstoffe à C15 Körper = Sesquiterpen mit Lactonring
• relativ stabil, nicht flüchtig, lipohil, bitter
• Wirkung: Antibakteriell, entzündungshemmend, manche sind allergen

• Familie der Asteraceae – Korbblütler
• Typische Sekundärstoffe: Bitterstoffe – Terpenoide Bitterstoffe z.B. Sesquiterpenderivate
• Anstatt Stärke – Familien dieser Ordnung: Inulin als Reservestoff, haben oft ätherische Öle

• Pektin, bestimmte β-Glucane, Phycokolloide: von Darmbakterien fast völlig abbaubar
• in Humanernährung als Geliermittel verwendet à Quellstoffe
• Gerüstsubstanzen, „Schutzstoffe“ d. Zellwand – gehören zu den löslichen Ballaststoffen

• Cellulose, Hemicellulose, Lignin: unlösliche Ballaststoffe
• gelangen in unteren Darmabschnitt – teilweise von Bakterien abgebaut à regen Darmtätigkeit, Stuhlgang an, haben Volumeneffekt im Dickdarm
• bauen die pflanzliche Zellwand auf – Gerüstsubstanzen, „Schutzstoffe“ der Zellwand

• Hauptmasse der Interzellularsubstanz, Kittmasse zwischen Zellen, Mittellamelle, Gerüstsubstanz der Zellwand

kompliziertes Mischpolymerisat aus sauren Polysacchariden à Mischpolymerisat aus Galakturonsäure und Rhamnose + Seitenketten aus anderen Zuckern – Ketten sind untereinander vernetzt, Brücken leicht lösen à elastisches, leicht veränderliches Gerüstwerk

• Humanernährung: Geliermittel/Verdickungsmittel à stark quellbar
• aus pektinreichen Früchten: Quitte, Apfel, Karotte,…

• Hemicellulose: Cellulosane à verschiedene Polysaccharide wie Xanthan, Mannane

Hauptmasse der strukturlosen Grundsubstanz der Zellwand – Matrix, Bestanteil von pflanzlichen Schleimen, Gerüstsubstanz, „Schutzstoff“ der Zellwand

• Stärke: α-D-Glucan, Bindung = α-(1- 4); α-(1- 4), (1-6); schraubig
• Cellulose: β-D-Glucan, Bindung = β- (1-4) glycosidisch; gestreckt
• andersartige Form der Bindung: Fadenmoleküle à Fibrillen à Gerüstsubstanz
• 50-100 Cellulose Moleküle à 1 Micelle (mehrere)à Micellarstrang(e) à Fibrillenbündel
• Cellulose: ist ein Zellwandpolysaccharid

• Mittellamelle: aus Pektin, verbindet Wände benachbarter Zellen miteinander, strukturlose Kitt- oder Interzellularsubstanz, können hier Stelle leicht wieder auseinanderweichen à lufterfüllte Interzellularräume bilden
• Primärwand: entsteht: Zellteilung mit ML, aus Pektin, Hemicellulose, Cellulose, Extensin
• Sekundärwand: Auf Primärwand aufgelagert, durch Übergangslamelle verbunden, aus mehr Cellulose als PW, aus dicht gepackten Cellulose-Mikrofibrillen bestimmter Textur