Spirulina

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Spirulina
Spirulina

Spirulina

Systematik
Domäne: Bakterien
Stamm: Cyanobacteria
Klasse: Cyanobacteria
Ordnung: Oscillatoriales
Gattung: Spirulina
Wissenschaftlicher Name
Spirulina
Turpin ex Gomont 1892
Spirulina subsalsa

Spirulina (korrekter Arthrospira)[1] ist eine Gattung der Cyanobakterien (früher als „Blaualgen“ bezeichnet). Bis zu 35 Arten werden unterschieden (zum Beispiel Spirulina platensis, Spirulina fusiformis, Spirulina maxima), es ist jedoch unklar, ob nicht diese 35 Arten möglicherweise doch alle derselben Art angehören, da Spirulina ihre Gestalt in Abhängigkeit vom Nährstoffgehalt und pH-Wert des Wassers ändert. Spirulina wird im Handel auch unter der Bezeichnung „Mikroalgen“ als Nahrungsergänzungsmittel vertrieben.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Das Bakterium bildet mehrzellige, wendelförmige Mikrofilamente.[2] Die zylindrischen Zellen haben einen Durchmesser von etwa 1 bis 5 μm und eine Länge (Höhe) von etwa 1 bis 3 µm. Sie sind hintereinander angeordnet in langen, rechts- oder linkshändig wendelförmigen Filamenten mit einer Länge von 0,5 mm oder mehr und einem Wendeldurchmesser von 5 bis 40 μm. Das Längenwachstum der Filamente ist mit Zellteilung verbunden, ihre Vermehrung erfolgt durch Zerfall der Filamente.

Spirulina ist oxygen photosynthetisch und enthält nur Chlorophyll a, das auch bei Pflanzen vorkommt. Da Spirulina zu den Prokaryoten gehört, ist das Chlorophyll jedoch nicht wie bei den eukaryoten Pflanzen in organisierten Zellstrukturen, den Chloroplasten, lokalisiert, sondern es befindet sich in Membranen, die über fast die ganze Zelle verteilt sind. Spirulina erhält durch weitere Pigmente, die das Chlorophyll-Grün überlagern, einen grün-bläulichen Farbton.

Die Spirulina-Filamente bilden Decken wie andere fädige Cyanobakterien. Infolge der Alkalisierung durch Verbrauch von Kohlenstoffdioxid kann darin Calciumcarbonat abgeschieden werden. Man nimmt an, dass auf diese Weise so genannte Stromatolithen entstehen und auch in früheren geologischen Zeiten entstanden sind. Die ältesten bekannten Stromatolithen kommen in Gesteinsschichten vor, die vor über drei Milliarden Jahren im Präkambrium entstanden sind. Dies lässt vermuten, dass oxygen-photosynthetische, Kohlenstoffdioxid-assimilierende Mikroorganismen, möglicherweise Cyanobakterien, dazu beigetragen haben, die kohlenstoffdioxidreiche Ur-Erdatmosphäre mit Sauerstoff (O2) anzureichern, ihren Kohlenstoffdioxid-Gehalt zu vermindern und ihr so die heutige Zusammensetzung zu verleihen.

Vorkommen[Bearbeiten]

Spirulina kommt in stark alkalischen Salzseen (pH-Wert zwischen 9 und 11) vor, sie besiedelt flache, subtropische bis tropische Gewässer mit hohem Salzgehalt, vor allem in Mittelamerika, Südostasien, Afrika und Australien. Sie wurde schon seit alters her von den an diesen Gewässern wohnenden Menschen als Nahrung genutzt, zum Beispiel von den Kanembu am afrikanischen Tschadsee in Form von Dihe und am mexikanischen Texcoco-See (als Tecuitatl von den Azteken). An das Letzte erinnert noch heute die Sodakonzentrationsschnecke im Tal von Mexiko.

Kultivierung[Bearbeiten]

Spirulina-Biomasse wird in Aquakulturen bei einer Wassertemperatur von bis zu 35 Grad Celsius produziert. Das optimale Wachstum von Spirulina hängt wesentlich von der zur Verfügung gestellten Menge an Kohlenstoffdioxid (CO2) ab. Daher wird den Aquakulturen neben dem Kohlenstoffdioxid, das aus der Luft in die Kultur gelangt, zusätzlich CO2 aus Druckflaschen zugeführt. So wächst Spirulina nicht nur schneller, sondern produziert auch wesentlich mehr Sauerstoff. Zur Ernte pumpt man die Kultur durch einen Filter oder eine Durchlaufzentrifuge und trocknet anschließend die so gewonnene Biomasse mit Heißluft. Die getrocknete Biomasse wird zum Vertrieb meist zu Tabletten gepresst, in Kapseln eingeschlossen oder pulverisiert.[3]

Inhaltsstoffe[Bearbeiten]

Die Trockenpräparate enthalten durchschnittlich:[4]

  • 59,78 % Proteine
  • 20,2 % Kohlenhydrate
  • 4,06 % Fette
  • 5,47 % Mineralstoffe

In den Proteinen sind alle essentiellen Aminosäuren enthalten. Außerdem sind β-Carotin – eine Vorstufe des Vitamin A –, B-Vitamine und Vitamin E enthalten sowie in hohen Konzentrationen Calcium, Eisen und Magnesium.[4]

Vitamin B12[Bearbeiten]

Spirulina enthält – bezogen auf den analytisch ermittelten hohen Gesamtwert – zu etwa 80 % eine unwirksame Form des Vitamins („Pseudovitamin B12“, „Vitamin-B12-Analoge“), bei etwa 20 % handelt es sich um die vom Menschen verwertbare Vitamin-Form. Dieses Verhältnis von verwertbarem Vitamin und sogenannten Analoga findet sich in vielen, auch tierischen Lebensmitteln, ist also keine Besonderheit von Spirulina. Einer rein theoretischen Überlegung zufolge ist es möglich, dass ein Übermaß an Analoga die Aufnahme und den Stoffwechsel des physiologischen Vitamin B12 blockieren kann; bewiesen ist diese Theorie weder durch Experimente noch durch Patientenstudien.[5] Studien 1991 und 1999 mit Kindern, die ein Vitamin B12-Defizit aufwiesen, zeigten, dass nach Gabe von Spirulina zwar der Blutspiegel an messbaren Cyanocobalaminen anstieg, die Krankheitssymptome jedoch nicht verschwanden.[6][7]

Microcystin[Bearbeiten]

Ein Problem stellt die Kontamination mit krebserregenden Microcystinen dar, die Leber, Niere und Gehirn schädigen können. Im Handel erhältliche Produkte, die aus der „Grünen Spanalge“ (AFA für Aphanizomenon flos-aquae, ein Cyanobakterium) hergestellt wurden, enthalten riskante Substanzen.[8] Sofern das Bakterium nicht in separaten, abgeschlossenen Becken kultiviert, sondern aus offenen Seen geerntet wird, besteht die Gefahr, dass giftige Algen oder Cyanobakterien die Präparate kontaminieren. Hersteller müssen hier entsprechend durch Qualitätssicherung bei der Zucht und Verarbeitung entgegensteuern.[9]

Verwendung[Bearbeiten]

Spirulina-Tabletten

Jährlich werden etwa 3000 Tonnen Rohmasse Spirulina platensis aus kommerziellem Anbau als Nahrungsergänzungsmittel verkauft.[10] Spirulina ist in Deutschland wie auch die Süßwasseralge Chlorella in Form von Pulver oder Tabletten als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich und wird in (Bio-)Lebensmitteln als nährstoffreiche Zutat verarbeitet (Nudeln, Fruchtriegel, Getränkepulver etc.). Spirulina ist auch Bestandteil vieler Fischfutter und einiger Katzenfuttermittel. Andere Verwendung findet man in der Biotechnologie und in der Biotechnik, wo Spirulina unter anderem als Biokatalysator in Fermentationsprozessen und zur Energiegewinnung verwendet wird.

Nahrungsergänzung[Bearbeiten]

Bei Spirulina-Produkten als Nahrungsergänzungsmittel wird der Eiweißgehalt und Vitamin B12-Gehalt ausgelobt. Die Dosis, die über Nahrungsergänzungsmittel bei Einnahme der höchsten empfohlenen Dosis aufgenommen wird, ist jedoch so gering, dass sich die ergänzende Eiweißzufuhr in der Regel kaum bemerkbar macht. Das manchmal gesondert ausgezeichnete Chlorophyll findet sich in jedem Lebensmittel mit grünen Pflanzenteilen.[8] Die Auslobung von Vitamin B12 gilt als irreführende Werbung.[11]

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit kam nach Auswertung der vorgelegten Studien von Herstellern zu dem Schluss, dass Spirulina-Kapseln keine Auswirkung auf die Glucose-Konzentration im Blut bei Diabetikern besitzen. Nach der Health-Claims-Verordnung dürfen die Nahrungsergänzungsmittel diesbezüglich nicht mehr beworben werden.[12]

Gesundheit[Bearbeiten]

In der Alternativmedizin werden Spirulinapräparaten mögliche Effekte gegen Krebs, Viren und Allergien nachgesagt.[13][14]

Die Anwendung von Spirulina-Präparaten senkt möglicherweise die Cholesterin-Konzentration im Blut. Bei den durchgeführten Studien traten jedoch nur geringe Effekte zu Tage, die jeweilige Anzahl der Probanden bei den Studien war zu gering oder das Studiendesign schlecht, so dass bislang wenig verwertbare Ergebnisse vorliegen.[9]

Dokumentiert ist auch die immunmodulierende Wirkung von Spirulina u. a. bei Allergien als Mastzellinhibitor – Spirulina hemmt die Freisetzung von Histamin aus Mastzellen.[15][16] Ishii et al. demonstrierten den positiven Einfluss von Spirulina auf die Immunglobulin-A-Sekretion und damit die Verbesserung der Immunkompetenz und Abwehrfunktion im Speichel.[17] Eine aktuellere doppelblind placebokontrollierte Studie in der Türkei belegt eine signifikante Effizienz von Spirulina bei der Behandlung von Patienten mit allergischem Schnupfen. Bei guter Verträglichkeit wurden die Symptome einschließlich Sekretmenge, Niesen, geschwollenen Schleimhäuten und Juckreiz deutlich gebessert.[18] In einer weiteren randomisierten, doppelblind placebokontrollierten Studie nahmen die Probanden 12 Wochen täglich 1 g bzw. 2 g Spirulina. Es zeigte sich, dass die Spiegel von Interleukin-4, das bei Immunglobulin-E-vermittelten Allergien eine verstärkende Rolle spielt, um etwa 32 % gesenkt werden konnten.[19] Darüber hinaus konnte 2011 in einer Studie eine antivirale Wirkung von Spirulina gegen das Epstein-Barr-Virus nachgewiesen werden.[20] Eine Meta-Analyse vermutete einen positiven Einfluss auf verschiedene Parameter, kritisierte jedoch die bis 2008 vorhandenen Studien als von schlechter methodischer Qualität und nicht ausreichend für eine Beurteilung.[21][22]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Spirulina – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. M. F. Raposo, R. M. de Morais, A. M. Bernardo de Morais: Bioactivity and applications of sulphated polysaccharides from marine microalgae. In: Marine drugs. Band 11, Nummer 1, Januar 2013, S. 233–252, ISSN 1660-3397. doi:10.3390/md11010233. PMID 23344113. PMC 3564169 (freier Volltext).
  2. O. Ciferri: Spirulina, the edible microorganism. In: Microbiological reviews. Band 47, Nummer 4, Dezember 1983, S. 551–578, ISSN 0146-0749. PMID 6420655. PMC 283708 (freier Volltext).
  3. Spirulina-Algen.net
  4. a b Nährwerte für Spirulina getrocknet
  5. F. Watanabe, H. Katsura, S. Takenaka, T. Fujita, K. Abe, Y. Tamura, T. Nakatsuka, Y. Nakano: Pseudovitamin B12 is the predominant cobamide of an algal health food, spirulina tablets. In: J Agric Food Chem, Band 47, Nr. 11, 1999, S. 4736–4741.
  6. Geoffrey P. Webb: Dietary supplements and functional foods. Wiley-Blackwell, 2006, ISBN 9781405119092, S. 196.
  7. P.C. Dagnelie, W.A. van Staveren, H. van den Berg: Vitamin B-12 from algae appears not to be bioavailable. Am J Clin Nutr. März 1991 ;53(3):695-7.
  8. a b Stiftung Warentest: Algenpräparate: Die grüne Gefahr, 11. Februar 2011
  9. a b R. Deng, T. J. Chow: Hypolipidemic, antioxidant, and antiinflammatory activities of microalgae Spirulina. In: Cardiovascular therapeutics. Band 28, Nummer 4, August 2010, S. e33–e45, ISSN 1755-5922. doi:10.1111/j.1755-5922.2010.00200.x. PMID 20633020. PMC 2907180 (freier Volltext).
  10. R. J. Marles, M. L. Barrett, J. Barnes, M. L. Chavez, P. Gardiner, R. Ko, G. B. Mahady, T. Low Dog, N. D. Sarma, G. I. Giancaspro, M. Sharaf, J. Griffiths: United States pharmacopeia safety evaluation of spirulina. In: Critical reviews in food science and nutrition. Band 51, Nummer 7, August 2011, S. 593–604, ISSN 1549-7852. doi:10.1080/10408391003721719. PMID 21793723.
  11. Urteil des OLG Hamm vom 17. August 2010
  12. Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to various food(s)/food constituent(s) claiming maintenance of normal blood glucose concentrations (ID 1987, 2091, 2135, 2179, 2335, 2461, 2642, 3145, 3230, 3244, 3258, 3291, 3345, 3375, 3408, 3438, 3457, 3471, 3528, 3534, 3540, 3554, 3557, 3583, 3625, 3628, 3730, 3782, 3851, 3971, 4034, 4043) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/20061, EFSA Journal 2010; 8(2):1490
  13. P. D. Karkos, S. C. Leong, C. D. Karkos, N. Sivaji, D. A. Assimakopoulos: Spirulina in clinical practice: evidence-based human applications. In: Evid Based Complement Alternat Med. 2011, S. 531053, doi:10.1093/ecam/nen058 PMC 3136577 (freier Volltext).
  14. Z. Khan, P. Bhadouria, P. S. Bisen: Nutritional and therapeutic potential of Spirulina. In: Current pharmaceutical biotechnology. Band 6, Nummer 5, Oktober 2005, S. 373–379, ISSN 1389-2010. PMID 16248810.
  15. Yang H-N, Lee E-H, Kim H-M. Spirulina platensis inhibits anaphaylactic reaction. Life Sciences. 1997;61(13):1237–1244.PMID 9324065
  16. H.-M. Kim, E.-H. Lee, H.-H. Cho, Y.-H. Moon: Inhibitory effect of mast cell-mediated immediate-type allergic reactions in rats by Spirulina. In: Biochemical Pharmacology, Band 55, Nr. 7, 1998, S. 1071–1076. PMID 9605430
  17. K. Ishii, T. Katoch, Y. Okuwaki, O. Hayashi: Influence of dietary Spirulina platensis on IgA level in human saliva. In: Journal of Kagawa Nutrition University, Band 30, 1999;, S. 27–33.
  18. C. Cingi, M. Conk-Dalay, H. Cakli, C. Bal: The effects of spirulina on allergic rhinitis. In: European Archives of Oto-Rhino-Laryngology, PMID 18343939
  19. T. K. Mao, J. van de Water, M. E. Gershwin:: Effects of a Spirulina-based dietary supplement on cytokine production from allergic rhinitis patients. In: Journal of Medicinal Food, Band 8, Nr. 1, 2005, S. 27–30. PMID 15857205
  20. Y. Y. Kok, W. L. Chu, S. M. Phang SM et al.: Inhibitory activities of microalgal extracts against Epstein-Barr virus DNA release from lymphoblastoid cells. In: J Zhejiang Univ Sci B, Band 12, Nr. 5, Mai 2011, S. 335–345, doi:10.1631/jzus.B1000336.
  21. M. Halidou Doudou, H. Degbey, H. Daouda, A. Leveque, P. Donnen, P. Hennart, M. Dramaix-Wilmet: [The effect of spiruline during nutritional rehabilitation: systematic review]. In: Revue d'épidémiologie et de santé publique. Band 56, Nummer 6, Dezember 2008, S. 425–431, ISSN 0398-7620. doi:10.1016/j.respe.2008.08.004. PMID 19010626.
  22. P. D. Karkos, S. C. Leong, A. K. Arya, S. M. Papouliakos, M. T. Apostolidou, W. J. Issing: 'Complementary ENT': a systematic review of commonly used supplements. In: The Journal of laryngology and otology. Band 121, Nummer 8, August 2007, S. 779–782, ISSN 1748-5460. doi:10.1017/S002221510600449X. PMID 17125579.