Hesperidin – Das Citrus-FlavonoidVORKOMMEN IM ORANGENSAFT UND EFFEKTE AUF DEN STOFFWECHSEL

Mit gutem GeWISSEN geniessen.

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In der Ernährungsberatung ist Orangensaft vor allem als Vitaminquelle etabliert. So deckt der Vitamin-C-Anteil

eines kleinen Glases (150 ml) mit rund 55 mg etwa 50 % der von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung

(DGE) empfohlenen Zufuhr an Vitamin C von 110 mg (Männer) bzw. 95 mg (Frauen).* Und auch hinsichtlich

Kalium und Folat kann Orangensaft einen Beitrag zu einer ausgewogenen Ernährung leisten.

Doch Orangensaft wird von der Fachwelt aktuell neu entdeckt, denn als Träger bioaktiver Substanzen wie

Carotinoide und Flavonoide rückt er zunehmend ins Blickfeld der Ernährungsforschung. Vor allem das

Flavonoid Hesperidin ist dabei von großem Interesse, gilt Orangensaft doch als eine der wenigen natürlichen

Quellen.

Ein kleines Glas (150 ml) Orangensaft enthält durchschnittlich rund 78 mg Hesperidin und damit mehr als

Vitamin C.1 Das Wirkungspotenzial von Hesperidin steht zwar erst am Anfang der Erforschung, doch schon

jetzt deutet sich an, dass es einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung des körperlichen Wohlbefindens leisten

könnte.

Diese Broschüre erläutert das Profil von Hesperidin als Bestandteil von Orangensaft und stellt aktuelle

Erkenntnisse zu seiner Wirkungsweise vor.

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Von „Vitamin P“ … Polyphenole bilden eine Hauptgruppe der

sekundären Pflanzenstoffe und fungieren

oftmals als Farb- oder Geschmacksstoffe in

Obst und Gemüse. Allen gemeinsam ist ihre

Phenolgrundstruktur aus aromatischem Ring

und einer oder mehreren Hydroxygruppen.

Polyphenole kommen vor allem im

Schalenbereich von Pflanzen vor. Dort schützen

sie dank ihrer antioxidativen Eigenschaften das

darunter liegende Gewebe.

Flavonoide sind eine weit verbreitete Untergruppe innerhalb der Polyphenole. Bekannte Vertreter mit

postuliertem gesundheitlichem Nutzen sind Resveratrol in blauen Trauben bzw. Rotwein und Catechine in

grünem Tee. Weniger bekannt, aber schon länger im Fokus der Wissenschaft ist das Flavonoid Hesperidin.

Es wurde bereits 1827 aus der weißen inneren Schicht von Zitrusfrüchten isoliert. In den 1930er-Jahren

entdeckten Forscher im Zusammenhang mit Skorbut günstige Effekte der Citrus-Flavonoide auf die

Gefäßstabilität und Permeabilität, die vorher dem Vitamin C zugeschrieben wurden. Daher stammt die

Bezeichnung „Vitamin P“, unter der später Hesperidin und Eriodictyol zusammengefasst wurden. Schließlich

aber verwarf man diese Begrifflichkeit, weil nicht alle Eigenschaften der Vitamin-Definition genügten.2

… ZUM FLAVANON HESPERIDINDoch auch ohne Vitamin-Status spielt Hesperidin eine wichtige Rolle im Stoffwechsel und ist vermutlich

mit-, wenn nicht sogar hauptverantwortlich für zahlreiche positive Effekte von Zitrusfrüchten, wie eine Reihe

internationaler Studien zeigen.

Flavonoid-Grundstruktur: Zwei aromatische Ringe sind durch einen sauerstoffhaltigen Ring miteinander verbunden.

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Biochemie der Citrus-FlavonoideFlavonoide treten aufgrund ihrer chemischen Struktur in einer großen Vielfalt auf. Außerdem kommen sie

meistens nicht frei, sondern als Glykoside vor, also in Verbindung mit Zuckermolekülen. Hesperidin gehört

danach zu den Flavanonen und tritt in Lebensmitteln als Glycosid aus Hesperetin und dem Disaccharid

Rutinose auf (s. Abbildung 1). Letzteres besteht wiederum aus einem Molekül Rhamnose und einem Molekül

Glucose. Die chemische Bezeichnung für Hesperidin lautet daher korrekt Hesperetin-7-O-Rutinosid oder

Hesperetin-7-Rhamnoglucosid.

Hesperidin und Hesperetin wird im Körper ineinander umgewandelt. So wird Hesperidin in Form des besser

wasserlöslichen Hesperetins über den Urin ausgeschieden. Und ein Teil des Hesperidins wird nicht bereits im

Dünndarm resorbiert, sondern gelangt in den Dickdarm. Dort wird es durch die Darmbakterien gespalten und

in Form von Hesperetin und weiterer Metabolite resorbiert.

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Abbildung 1: Strukturformel von Hesperidin

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Der in Europa handelsübliche Orangensaft enthält im Durchschnitt 52 mg Hesperidin/100 ml, also weit mehr als Vitamin C (36,4 mg/100 ml).1

Hesperidin als Hauptkomponente im OrangensaftOrangen und daraus hergestellte Säfte sind bekannt für ihren hohen Nährstoffgehalt. Doch während

Vitamin C, Folat und Carotinoide in vielen anderen Lebensmitteln vorkommen, finden sich Hesperidin und

Narirutin fast ausschließlich in Zitrusfrüchten: In süßen Orangen (Citrus

sinensis) machen die beiden Flavanone etwa 90 % der enthaltenen

Flavonoide aus. Da beide Flavonoide vor allem in den Membranen und in

der weißen Schicht unterhalb der Schale lagern, enthalten ganze Früchte

höhere Konzentrationen als Orangensaft. So ermittelten Aschoff et al. in

ganzen Orangen einen Gehalt von 269 mg Hesperidin und Narirutin pro

100 g Frucht. Bei pasteurisiertem Orangensaft lag er bei 63 mg pro 100 g

Saft. Hesperidin war dabei mit rund fünffacher Menge deutlich höher

konzentriert als Narirutin.3

Hesperidin

Vitamin C

Folat

Bioverfügbarkeit: Orange vs. OrangensaftOffensichtlich ist die Bioverfügbarkeit von Polyphenolen und speziell Hesperidin aus Orangensaft weitaus

größer als lange angenommen. Bereits 2005 zeigte eine Studie, in der Probanden drei Wochen lang täglich

236 ml Orangensaft tranken, einen um das Fünffache erhöhten Hesperetinspiegel im Blut und eine um den

Faktor 16 erhöhte Ausscheidung über den Urin.4 Auch bei einer Placebo-kontrollierten Studie mit Orangensaft,

die eine ganze Reihe von Hesperidin- und anderen Flavonoid-Metaboliten berücksichtigte – auch solche, die

durch Spaltung mittels Darmbakterien im Dickdarm entstanden –, wurde eine gute Bioverfügbarkeit ermittelt.

Theoretisch müssten Orangen mit Blick auf ihren deutlich höheren Hesperidingehalt industriell

hergestelltem Orangensaft überlegen sein. Tatsächlich scheint dies jedoch nicht der Fall zu sein, wie

eine Forschergruppe der Universität Hohenheim herausfand: Obwohl die Probanden über Orangen

eine 2,3-fach höhere Menge an Hesperidin im Vergleich zu Orangensaft aufnahmen, zeigten sich keine

Unterschiede in der Hesperetinausscheidung mit dem Urin. Die Autoren vermuten hinter diesem Ergebnis

einen Sättigungsmechanismus in der Freisetzung, Resorption und Verstoffwechselung von Flavonoiden

aus der Nahrung. Außerdem enthalten ganze Orangen 16-mal mehr Ballaststoffe, speziell Pektin, die die

Hesperidinaufnahme hemmen könnten.3

Auch beim Vergleich zwischen frisch gepresstem und handelsüblichem Orangensaft schnitt Letzterer deutlich

besser ab: Eine Studie von Silveira et al. zeigte für verarbeiteten Saft eine 3,3-mal höhere Menge an Hesperidin

als für frisch gepressten. Dieser Unterschied spiegelte sich im Blutplasma in einer 2,8-fach größeren Menge

Hesperetin wider (s. Abb. 2). Möglicherweise sind die Prozesse bei der kommerziellen Saftherstellung und

-lagerung für die bessere Bioverfügbarkeit von Hesperidin sowie die teilweise höheren Gehalte verantwortlich.6

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Abbildung 2: Industriell hergestellter Orangensaft enthält 3,3-mal mehr Hesperidin als frisch gespresster und stellt dem Stoffwechsel daraus 2,8-mal mehr Hesperetin zur Verfügung.

7

Hesperidin im Fokus der ForschungIn vielen Untersuchungen der letzten Jahre

und Jahrzehnte wirkte sich der Verzehr

von Orangen und Orangensaft günstig auf

den Stoffwechsel und die Gesundheit aus.

So deuten epidemiologische Studien auf

eine Schutzwirkung vor kardiovaskulären

Erkrankungen und Schlaganfall hin. In

prospektiven Studien verbesserte der

Verzehr von Orangensaft die Gefäßfunktion

oder senkte das Gesamtcholesterin.3

Nicht zuletzt aufgrund seiner hohen

Konzentration in Orangen bzw.

Orangensaft gilt Hesperidin als möglicher

Faktor für diese Beobachtungen. Mittlerweile gibt es Dutzende von Tierversuchen, die diese Hypothese mit

unterschiedlichen Hesperidinmengen überprüft haben und erste Einblicke in vermutete zugrunde liegende

Mechanismen erlauben. Sie wurden 2017 in einem Review von Li und Schluesener zusammengefasst:7

� Hesperidin wirkt als Antioxidans, indem es die Glutathion-Konzentration erhöht und die körper eigenen

antioxidativen Enzyme Superoxid-Dismutase, Katalase und Glutathion-Peroxidase unterstützt.

� Hesperidin wirkt entzündungshemmend, indem es die Produktion der pro-inflammatorischen Zytokine

TNF-alpha, Interleukin 1 und 6 senkt.

� Hesperidin könnte die Blut-Hirn-Schranke passieren und so in neuro-inflammatorische

Erkrankungen eingreifen.

� Hesperidin erhöht die Verfügbarkeit von Stickstoffmonoxid aus den Endothelzellen und senkt darüber den

Blutdruck.

Auch klinische Humanstudien zeigten antioxidative Wirkungen von Hesperidin. So schützte es beispielsweise

in einer Studie mit übergewichtigen oder adipösen Probanden vor Lipidperoxidation und modifizierte

antioxidative Enzyme.8

Ahmadi et al. fassten die Studienlage zu möglichen antikanzerogenen Effekten von Hesperidin zusammen, die

sich unter anderem durch den Schutz von DNA, Fetten und Proteinen vor freien Radikalen erklären lassen.9

8

Hesperidin und Herz-Kreislauf-ErkrankungenDie wichtigsten Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen – Hypertonie, Diabetes mellitus,

Fettstoffwechselstörungen und Adipositas bzw. das metabolische Syndrom – lassen sich durch einen

gesunden Ernährungs- und Lebensstil günstig beeinflussen. Dazu gehört der Verzehr von Obst: Laut

Ernährungsbericht 2016 senkt dieser das Risiko für koronare Herzkrankheiten (KHK) mit wahrscheinlicher

Evidenz.10

Tierversuche, klinische und epidemiologische Studien haben gezeigt, dass sich auch der regelmäßige Genuss

von Orangensaft günstig auf Parameter des metabolischen Syndroms auswirken und so einen Beitrag zum

Schutz vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen leisten kann. Beispielsweise senkte die die tägliche Zufuhr von 750 ml

Orangensaft über acht Wochen das Gesamtcholesterin bei Normal- und Übergewichtigen, reduzierte den

LDL-Spiegel, verbesserte die Insulinsensitivität und senkte den Blutdruck.11 In einem ähnlichen Studiendesign

sank der LDL-Spiegel bei Patienten mit einer Hypercholesterinämie.12 Der vergleichsweise hohe Orangensaft-

Konsum führte dabei in keiner der Studien zu einer Gewichtszunahme.

Viele Studien legen heute in Summe nahe, dass die im Orangensaft enthaltenen Flavanone unter anderem

aufgrund ihrer anti-entzündlichen und antioxidativen Effekte hierfür verantwortlich sind.13 Dazu ein Ergebnis

der Nurses‘ Health Study: Von 69.622 Frauen hatten diejenigen, deren Flavanon-Zufuhr in der höchsten

Quintile lag, ein um 19 Prozent geringeres Schlaganfallrisiko als diejenigen in der niedrigsten.14

STUDIEN MIT HESPERIDIN GEBEN NEUE HINWEISEUntersuchungen wie die von Morand et al. deuten darauf hin, dass Hesperidin hinter diesen Wirkungen

stecken könnte: In dieser Studie tranken übergewichtige Probanden täglich entweder 500 ml Orangensaft mit

einem Hesperidingehalt von 292 mg, ein Kontrollgetränk mit gleicher Hesperidinmenge

oder ein Placebogetränk. Nach vier Wochen war der Blutdruck der beiden

ersten Gruppen im Vergleich zur Placebogruppe

signifikant gesunken. Gleichzeitig verbesserten

sich die Eigenschaften der Endothelzellen.15

Letzteres sowie eine Reduktion von

Entzündungsmarkern zeigte auch

eine Studie, in der Probanden mit

metabolischem Syndrom drei Wochen

lang täglich 500 mg reines Hesperidin

supplementierten.16

9

Erste Ergebnisse zu Gehirn und Psyche

Vielversprechende Forschungsansätze aus Tierexperimenten gibt es zur präventiven Wirkung von Hesperidin

auf die Entstehung neurologischer Erkrankungen wie Morbus Alzheimer und Morbus Parkinson oder

psychischer Störungen wie Depressionen.7 Speziell Morbus Alzheimer und andere Demenzerkrankungen

nehmen zu. Bisher gibt es keine wirksame Behandlung der Ursachen, sondern lediglich Medikamente zur

Linderung der Symptome. Studien deuten jedoch darauf hin, dass der Verzehr von Obst und Gemüse positiv

wirken könnte, möglicherweise aufgrund der darin enthaltenen Polyphenole. Und auch hier verdichten sich die

Hinweise auf Hesperidin, denn in Untersuchungen konnte es die Blut-Hirn-Schranke überwinden und Neuronen

vor Schädigungen schützen.18

Diese besondere Eigenschaft könnte auch die Ergebnisse einer klinischen Studie erklären, die kognitive

Fähigkeiten untersuchte: Probanden, die Orangensaft mit einem Gehalt von 220 mg Hesperidin tranken,

schnitten sowohl im Vergleich zur Ausgangsbasis als auch im Vergleich zur Placebogruppe signifikant besser

ab.19

Auch im Glucosestoffwechsel scheint Hesperidin eine wichtige Rolle zu spielen. So verlangsamte es

die Aufnahme von Glucose im Darm über eine Hemmung des GLUT2-Transporters.17 Das könnte neben

dem günstigen Verhältnis von Glucose zu Fructose ein Grund für den niedrigen glykämischen Index des

Orangensafts von 50 sein. Darüber hinaus bietet dieser Zusammenhang möglicherweise eine weitere

Erklärung dafür, warum der Genuss von Orangensaft die Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 nicht fördert.

10

Relevanz für die PraxisDiese Beispiele veranschaulichen das große Interesse der internationalen Forschung an Hesperidin und seinen

Metaboliten. Zukünftige Studien werden sowohl Aufschluss über die genauen Wirkmechanismen liefern als

auch über die dazu erforderlichen Zufuhrmengen. Gleichzeitig trägt die Hesperidinforschung dazu bei, den

Gesundheitswert und das präventive Potenzial von Orangensaft als einer der wenigen potenten Quellen des

Flavonons zu verstehen.

11

Quellen* DGE: Referenzwerte Vitamin C, unter https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/vitamin-c/, zuletzt eingesehen am 12.03.2019

1 AIJN-Angaben sowie Phenol-Explorer. Database on the Phenol Content of Food. Version 3.6. unter http://phenol-explorer.eu/contents/polyphe-nol/207, zuletzt eingesehen am 12.03.2019

2 Garg A et al. (2001) Chemistry and pharmacology of the Citrus bioflavonoid hesperidin. Phytother Res 15: 655-69

3 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

4 Franke AA et al. (2005) Bioavailability and antioxidant effects of orange juice components in humans. J Agric Food Chem 53: 5170-8.

5 Pereira-Caro G et al. (2014) Orange juice (poly)phenols are highly bioavailable in humans. Am J Clin Nutr 100: 1378-84

6 Silveira JQ et al. (2014) Pharmacokinetics of flavanone glycosides after ingestion of single doses of fresh-squeezed orange juice versus commer-cially processed orange juice in healthy humans. J Agric Food Chem 62: 12576-84

7 Li C & Schluesener H (2017) Health-promoting effects of the citrus flavanone hesperidin. Crit Rev Food Sci Nutr 57: 613-631

8 Oscar D Rangel-Huerta et al. (2015) Normal or High Polyphenol Concentration in Orange Juice Affects Antioxidant Activity, Blood Pressure, and Body Weight in Obese or Overweight Adults, The Journal of Nutrition, 145 (8): 1808–1816

9 Ahmadi A et al. (2016) Oxidative stress and cancer; the role of hesperidin, a citrus natural bioflavonoid, as a cancer chemoprotective agent. Nutr Cancer. 68(1): 29-39

10 Deutsche Gesellschaft für Ernährung (Hrsg.): 13. DGE-Ernährungsbericht. Bonn (2016)

11 Silveira JQ et al. (2015) Red-fleshed sweet orange juice improves the risk factors for metabolic syndrome. Int J Food Sci Nutr 66(7):830-6

12 Cesar TB et al. (2010) Orange juice decreases low-density lipoprotein cholesterol in hypercholesterolemic subjects and improves lipid transfer to high-density lipoprotein in normal and hypercholesterolemic subjects. Nutr Res 30(10):689-94

13 Chanet A, Milenkovic D, Manach C, et al. (2012) Citrus flavanones: what is their role in cardiovascular protection? J Agric Food Chem 60, 8809–8822

14 Cassidy et al. (2012) Dietary Flavonoids and Risk of Stroke in Women. Stroke 43: 946 – 951

15 Morand C et al. (2011) Hesperidin contributes to the vascular protective effects of orange juice: a randomized crossover study in healthy volun-teers. Am J Clin Nutr 93(1):73-80

16 Rizza S et al. (2011) Citrus polyphenol hesperidin stimulates production of nitric oxide inendothelial cells while improving endothelial function and reducing inflammatory markers in patients with metabolic syndrome. J Clin End Metab 96, E782–E792

17 Kerimi et al. (2019): Effect of the flavonoid hesperidin on glucose and fructose transport, sucrase activity and glycaemic response to orange juice in a cross-over trial on healthy volunteers

18 Cirmi S et al (2016) Neurodegenerative Diseases: Might Citrus Flavonoids Play a Protective Role? Molecules 21. pii: E1312

19 Alharbi et al. (2016) Flavonoid‐rich orange juice is associated with acute improvements in cognitive function in healthy middle‐aged ales. Eur J Nutr 55: 2021

„Fruit Juice Matters“ ist eine Initiative des Verbands der deutschen Fruchtsaft-Industrie e. V. (VdF) und des Europäischen

Fruchtsaftverbands (AIJN), die zum Ziel hat, über die Eigenschaften von Fruchtsaft auf wissenschaftlicher Basis zu

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Stand: April 2019

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