Curcumin

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Strukturformel
Ketoform
Keto-Form (oben) und Enol-Form (unten)[1]
Allgemeines
Name Curcumin
Andere Namen
  • (1E,6E)-1,7-Bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-dien-3,5-dion
  • Curcumagelb
  • Diferuloylmethan
  • C.I. 75300
  • C.I. Natural Yellow 3
  • E 100
Summenformel C21H20O6
Kurzbeschreibung

orange-gelber, geruchloser Feststoff[2]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 458-37-7
EG-Nummer 207-280-5
ECHA-InfoCard 100.006.619
PubChem 969516
Wikidata Q312266
Eigenschaften
Molare Masse 368,39 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

183 °C[3]

Löslichkeit

nahezu unlöslich in Wasser[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 315​‐​319​‐​335
P: 261​‐​305+351+338 [4]
Toxikologische Daten
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Curcumin ist ein intensiv orange-gelber (jedoch nicht lichtechter) natürlicher Farbstoff.

Vorkommen und Gewinnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gelbwurzel (Curcuma longa)

Curcumin findet sich im Rhizom der Pflanze Kurkuma (Curcuma longa, auch Gelbwurzel genannt). Von diesem Vorkommen leitet sich der Name des Farbstoffs ab. Er ist jedoch auch synthetisch herstellbar.

Chemie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Von Curcumin existieren mehrere tautomere Formen und Konfigurationsisomere: Eine Keto-Form, ein all-trans- und ein cis,trans-Isomer.[5][6]

Curcumin löst sich im Sauren mit hellgelber Farbe und im Alkalischen braun. Der Umschlagpunkt liegt bei pH 8 bis 9. Curcumin ist als Polyen lichtempfindlich. Weitere Eigenschaften sind in der frei zugänglichen Datenbank PubChem unter "CID:969516"[7] zugänglich.

Curcumin kann als Reagenz für den Nachweis von Bor in Form von Boraten verwendet werden, da sich in saurer Lösung der rote Farbstoff Rosocyanin bzw. in Gegenwart von Oxalsäure der Farbstoff Rubrocurcumin bildet.

Synthese[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Synthesewege für Curcumin (CAS-Nummer 458-37-7) werden in Monografien von 2003[8] und 2007[9] zusammengefasst, wobei auch mehrstufige Möglichkeiten berücksichtigt werden. Interessant sind aber nur einstufige Synthesen aus Vanillin und Acetylaceton mittels Aldolkondensation, wobei die Stabilität der Borsäurekomplexe[10] herangezogen wird. Die Einbindung der reaktiveren Methylengruppe im Acetylaceton in ein 1,3,2-Dioxaborolanol-System in der Enolform des 1,3-Diketons blockiert die diese Stelle zugunsten der beiden Methylgruppen. Das bei der Aldolkondensation gebildete Wasser führt aber zur Hydrolyse des Pseudo-aromatischen Komplexes, was die Regioselektivität der Reaktion wiederum mindert. Mehrere Wege zur Entfernung des gebildeten Wassers werden unternommen. Die erste einstufige Synthese gelingt 1950[11] durch Zusammenschmelzen der Komponenten. 1985[12] wird der Einsatz von Boroxid beschrieben.

Synthese von Curcumin via Borsäurekomplexe

In der Patentliteratur wird bereits 1962[13] entweder mit einem großen Überschuss an Borsäureester bei hoher Verdünnung gearbeitet, oder wieder in der Schmelze[14] oder in Dimethylsulfoxid,[15] wobei hochviskose Mischungen entstehen. Erst die Komplexierung der Borsäure mit einem Glycol zu einem löslichen 1,3,2-Dioxaborolanol, Umsetzung mit Acetylaceton zu einem spirocyclischen Borsäureester [16], der mit Vanillin unter Entfernung des Reaktionswassers während der Aldolkondensation durch Azeotroprektifikation mit einem geeigneten Schleppmittel ergibt den tiefroten Borsäurekomplex des Curcumins als Fällung. Durch diese Reaktionsführung[17] kann die Hydrolyse der Borsäurekomplexe gemindert und somit die Nebenreaktionen. Durch gezielte Hydrolyse der Fällung wird Curcumin freigesetzt (siehe Reaktionsschema).

Bioverfügbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Da Curcumin schwer wasserlöslich ist, wird es im Magen-Darm-Trakt nur in einem sehr geringen Maß absorbiert.[18][19] Durch Erhitzen oder Auflösung in Öl wird die Bioverfügbarkeit von in Lebensmitteln enthaltenem Curcumin erhöht.[20]

Unter Anwendung von Adsorptions-Mediatoren werden mehrere Ansätze für eine erhöhte Bioverfügbarkeit untersucht.[21] Ein Curcumin-Phospholipid-Komplex hat eine 29-fach höhere Bioverfügbarkeit als herkömmliches Curcumin.[22][23] Schwarzer-Pfeffer-Extrakt (Piperin) bewirkt eine 20-fache Bioverfügbarkeit von Curcumin und wird in den meisten Nahrungsergänzungsmitteln mit Curcumin eingesetzt.[24] Verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Curcumin-Formulierungen werden in einem neueren Online-Übersichtsartikel zusammengefasst [25], wobei Zubereitungen mit Curcumin, das in hydrophoben Trägern dispergiert ist, die besten Ergebnisse erzielt. Auch Cyclodextrin ist als Träger geeignet[26].

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kurkuma-Pulver

Curcumin findet weitreichende Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff E 100 zur Färbung von Nahrungsmitteln, z. B. Margarine, Teigwaren, Kartoffelflocken, Reis-Fertiggerichten, Konfitüre, Marmelade und Senf. Auch in Nahrungsergänzungsmitteln wird Curcumin zunehmend eingesetzt.

Darüber hinaus ist Curcumin auch Aromaträger der als Gewürz und Aromastoff verwendeten Gelbwurzel. Das aus dem Rhizom gemahlene Pulver bildet einen traditionellen und wesentlichen Bestandteil von Currypulver.

Sein Einsatz als Textilfärbemittel wurde wegen der Unbeständigkeit im Alkalischen eingestellt.

Medizinische Aspekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In-vitro-Studien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Da Curcumin als eines der stärksten Pan-assay interference compounds (PAINS) falsch-positive Ergebnisse in chemischen Untersuchungen (zum Beispiel Hochdurchsatz-Screenings) bewirken kann, muss ein Großteil der dazu publizierten Ergebnisse aus In-vitro-Studien hinterfragt werden. Aufgrund der geringen oralen Bioverfügbarkeit von Curcumin sind die Ergebnisse von In-vitro-Studien nicht direkt auf den Menschen übertragbar. Zahlreiche Ansätze zielen daher auf eine Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Curcumin-Formulierungen ab (siehe oben). Kurkuma-Pulver enthält zahlreiche unterschiedliche Komponenten, so dass die in In-vitro-Studien gezeigten Effekte auch durch andere Komponenten verursacht werden könnten.[27][28]

Klinische Studien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Während präklinische Studien nur eine relativ geringe Aussagekraft besitzen, beschreiben klinische Studien die tatsächliche Wirkung von Curcumin am Menschen. Der Erfolg der klinischen Studien hängt aufgrund der geringen Bioverfügbarkeit von Curcumin stark von der eingesetzten Curcumin-Formulierung ab.

Arthrose und Schmerzen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Übersichtsstudie ergab, dass Curcumin bei Arthrosepatienten sowohl die Schmerzen verringern als auch die Beweglichkeit verbessern kann: Die berücksichtigten Studien ergaben eine hochsignifikante Reduktion des Pain Visual Analogue Score (PVAS) durch Curcumin im Vergleich mit einem Placebo (P< .00001) sowie eine Reduktion des Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) (P= .009). Zusätzlich wurde kein signifikanter Unterschied des PVAS zwischen Curcumin und Schmerzmedikamenten (Ibuprofen, Diclofenac, Glucosamin) festgestellt. Dies lässt darauf schließen, dass Curcumin einen ähnlichen schmerzlindernden Effekt aufweist wie diese Schmerzmittel. Ein Curcumin-Phospholipid konnte im Vergleich zu Chondroitin auch den Karnosfky-Index der Patienten verbessern.[29]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Yana Manolova, Vera Deneva, Liudmil Antonov u. a.: The effect of the water on the curcumin tautomerism: A quantitative approach. In: Spectrochimica Acta. 132A, Nr. 1, 2014, S. 815–820, doi:10.1016/j.saa.2014.05.096.
  2. a b Datenblatt Curcumin (PDF) bei Carl Roth, abgerufen am 14. Dezember 2010.
  3. a b Eintrag zu Curcumin in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM).
  4. a b c Datenblatt Curcumin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. März 2011 (PDF).
  5. V. A. Parthasarathy: Chemistry of Spices. CABI, 2008, ISBN 978-1-84593-420-0, S. 104 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  6. G. Ciamician, P. Silber, Zur Kenntnis des Curcumins. In: Ber. d. Dt. Chem. Ges. 30, 1897, S. 192.
  7. Compound Summary for CID 969516 pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Curcumin und synthetische Derivate als umgebungssensitive Fluoeszenzsonden macau.uni-kiel.de
  9. Curcumin: Novel therapeutic applications of an old traditional drug with focus on Alzheimer´s Disease. core.ac.uk
  10. Dirk Rohde: Darstellung und Eigenschaftsuntersuchungen an 1,3,2-Dioxaborinen mit variablen Coliganden am Boratom. sundoc.bibliothek.uni-halle.de
  11. T. Pavolini, F. Gambarin, A. M. Grinzato: Curcumina e curcuminoidi. In: Ann.Chimica. (Rome) 40, 1950, S. 280; Chem.Abstr. 52, 1951, S. 816. (books.google.de)
  12. Uffe Pedersen, Preben B. Rasmussen, Sven-Olov Lawesson: Synthesis of Naturally Occurring Curcuminoids and Related Compounds. In: EurJOC. 1985, 1557. [DOI: 10.1002/jlac.198519850805]
  13. Jan van Alphen, Hendrik J. J. Pabon (Unilever): DE 1 204 765. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffen durch Umsetzung von 2, 4-Pentandionen mit Aldehyden.
  14. Erich Graf (Ludwig Heumann & Co): DE 1 280 849. Verfahren zur Herstellung von Curcumin aus Vanillin und Acetylaceton.
  15. Erich Graf (Ludwig Heumann & Co): DE 1 282 642. Verfahren zur Herstellung von Curcumin aus Vanillin und Acetylaceton.
  16. Clark G. Spike (Standard Oil Co.): US 2 961 459. Glycol pyroborates, 1960.
  17. W. Liebenow, I. Grafe (Heumann & Co GmbH): DE 2 501 220. Einstufenverfahren zur Herstellung von substituierten 1,7-Diphenyl-5-hydroxy-hepta-(1,4,6)-trien-(3)-onen, 1975.
  18. Tonnesen u. a.: Studies of curcumin and curcuminoids XXVII. Cyclodextrin complexation: Solubility, chemical and photochemical stability. In: Int J Pharm. 244, 2002, S. 127–135. PMID 12204572.
  19. Pan u. a.: Biotransformation of curcumin through reduction and glucuronidation in mice. In: Drug Metab Dispos. 27, 1999, S. 486–494. PMID 10101144.
  20. T. H. Marczylo, R. D. Verschoyle, D. N. Cooke, P. Morazzoni, W. P. Steward, A. J. Gescher: Comparison of systemic availability of curcumin with that of curcumin formulated with phosphatidylcholine. In: Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 60 (2), 2007, S. 171–177.
  21. P. Anand, A. B. Kunnumakkara, R. A. Newman, B. B. Aggarwal: Bioavailability of curcumin: problems and promises. In: Molecular Pharmaceutics. 4 (6), 2007, S. 807–818.
  22. Cuomo u. a.: Comparative absorption of a standardized curcuminoid mixture and its lecithin formulation. In: J Nat Prod. 74(4), 25. Apr 2011, S. 664–669. PMID 21413691.
  23. N. K. Gupta, V. K. Dixit: Bioavailability enhancement of curcumin by complexation with phosphatidyl choline. In: J Pharm Sci. 100(5), Mai 2011, S. 1987–1995. PMID 21374628.
  24. G. Shoba, D. Joy u. a.: Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers. In: Planta Med. 64(4), Mai 1998, S. 353–356.
  25. Brad J. Douglass & Dallas L. Clouatre: Beyond Yellow Curry: Assessing Commercial Curcumin Absorption Technologies. In: Journal of the American College of Nutrition. Band 34, Nr. 4, 2015, S. 347–358, doi:10.1080/07315724.2014.950392, PMID 25856323 (englisch).
  26. Purpura M, Lowery RP, Wilson JM, Mannan H3, Münch G, Razmovski-Naumovski V: Analysis of different innovative formulations of curcumin for improved relative oral bioavailability in human subjects. In: Eur J Nutr. online, 2017, doi:10.1007/s00394-016-1376-9, PMID 28204880 (englisch).
  27. Kathryn M. Nelson, Jayme L. Dahlin, Jonathan Bisson, James Graham, Guido F. Pauli, Michael A. Walters: The Essential Medicinal Chemistry of Curcumin. In: Journal of Medicinal Chemistry. 11. Januar 2017, doi:10.1021/acs.jmedchem.6b00975.
  28. Monya Baker: Deceptive curcumin offers cautionary tale for chemists. In: Nature. Band 541, Nr. 7636, 9. Januar 2017, S. 144–145, doi:10.1038/541144a.
  29. James W. Daily, Mini Yang, Sunmin Park: Efficacy of Turmeric Extracts and Curcumin for Alleviating the Symptoms of Joint Arthritis: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials. In: Journal of Medicinal Food. Band 19, Nr. 8, 1. August 2016, S. 717–729, doi:10.1089/jmf.2016.3705, PMID 27533649.
Gesundheitshinweis Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient nicht der Selbstdiagnose und ersetzt keine Arztdiagnose. Bitte hierzu den Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten!