Wasserlinsen für die menschliche Ernährung

Überblick über die Ernährungsqualität der Pflanzenfamilie Lemnaceae

  • Abb. 1: Gehalt von Protein, Fett und Stärke auf Trockengewichtsbasis von sechs Wasserlinsenarten Abb. 1: Gehalt von Protein, Fett und Stärke auf Trockengewichtsbasis von sechs Wasserlinsenarten
  • Abb. 1: Gehalt von Protein, Fett und Stärke auf Trockengewichtsbasis von sechs Wasserlinsenarten
  • Abb. 2: Vergleichendes Aminosäurespektrum des Proteins von Wolffia microscopica, eine der 37 Arten der Wasserlinsen im Vergleich zu Sojasamen und der WHO-Empfehlung
  • Tab. 1: Vergleich der des Spektrums mehrfach ungesättigter Fettsäuren (% Gesamtfett) in Wasserlinsen (Gesamtpflanzen) und Speiseölen (Samen). WHO-Empfehlung: n6 / n3 < 5 : 1.
Menschliche Ernährung ist immer schon ein Gebiet hoher Priorität gewesen, besonders in der jetzigen Zeit, in der die Menschen mehr und mehr auf die Vorteile und  / oder Nebeneffekte ihrer täglichen Nahrung achten. Dies wird natürlich durch die Fortschritte der Forschung in den Ernährungswissenschaften verstärkt. Wir möchten jetzt eine Pflanze vorstellen (vielleicht sollten wir besser von einer Pflanzenfamilie sprechen), die einen guten Beitrag zur Ernährung leisten kann. Diese Pflanzen werden üblicherweise als Wasserlinsen bezeichnet, der lateinische Name ist Lemnaceae („Wasserlinsengewächse“). Es handelt sich um freischwimmende, einkeimblättrige Wasserpflanzen. Gegenwärtig kennt man 37 verschiedene Arten von Wasserlinsen und die Größe reicht von etwas mehr als einem Zentimeter bis zu weniger als einem Millimeter. Diese Pflanzenfamilie enthält die kleinsten und am schnellsten wachsenden Blütenpflanzen der Welt (Angiospermen). In Ihrer Verbreitung sind sie echte Kosmopoliten und kommen nur in Arktis und Antarktis nicht vor. 
 
Wasserlinsen als Nahrungsmittel
 
Wasserlinsen werden traditionell in Ländern Südost-Asiens, wie in Laos, Kambodscha und Thailand, gegessen und zwar besonders diejenigen Arten, die zur Gattung Wolffia gehören. Bereits vor mehr als vier Jahrzehnten veröffentlichten Wissenschaftler einen vorläufigen Bericht, in dem sie auf die gute Proteinqualität in Wasserlinsen hinwiesen [2]. Kürzlich führten Yan et al. eine detaillierte Analyse des Fettgehaltes von Wasserlinsen aus [5]. Diese Forschungsgruppe berichtete sehr interessante und hochwertige Ergebnisse, sie war jedoch offensichtlich nicht an der Bedeutung für die menschliche Ernährung interessiert. Unsere jüngste Veröffentlichung [1] ist das Ergebnis unserer Kooperation mit Ernährungswissenschaftlern von der Universität Jena (Gerhard Jahreis, Volker Boehm), der Universität Hohenheim (Walter Vetter, Simon Hammann) und der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (Matthias Leiterer). Wir haben darin einen ersten Überblick über die Ernährungsqualität der Pflanzenfamilie gegeben.

Die bereits genannten 37 Arten der Familie werden in fünf Gattungen eingeteilt und wir haben aus jeder dieser Gattungen mindestens einen Vertreter untersucht (siehe Tab. 1). Der Gehalt an Protein, Fett und Stärke wurde analysiert. Die Ergebnisse sind in Abbildung 1 dargestellt. 

 
Ernährungspotenzial der Wasserlinsen
 
Der Proteingehalt in den Wasserlinsen war sehr hoch, ca. 35 % des Trockengewichtes, nachdem die Pflanzen unter geeigneten Wachstumsbedingungen kultiviert wurden. Das Aminosäurespektrum dieser Proteine war bemerkenswert gut für die Ernährung und ist in Übereinstimmung mit den von der WHO empfohlenen Grenzwerten (Abb. 2). Das Aminosäurespektrum ist dem von Soja ähnlich, jedoch haben Wasserlinsen den Vorteil, dass die ganzen Pflanzen verwendet werden, nicht nur die Samen wie bei anderen Pflanzen [4]. Außerdem benötigen Wasserlinsen kein fruchtbares Land für ihre Kultivierung. Das hilft der Nutzung landwirtschaftlicher Flächen für andere Zwecke, was die Landnutzungseffizienz steigern kann und mehr Raum auf der fruchtbaren Ackerfläche für andere Nutzpflanzen gibt. Die Fettsäurezusammensetzung in Wasserlinsen ist ebenfalls sehr gut. Der Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren bezogen auf den Gesamtfettgehalt war zwischen 48 und 71%. Eines der Highlights ist das Verhältnis der Omega-3- zu den Omega-6-Fettsäuren. Die FAO (2010) empfiehlt ein Verhältnis nicht größer als 5. In Wasserlinsen war dieses Verhältnis niedriger als 1. Es ist wichtig festzustellen, dass dieses Verhältnis in den meisten pflanzlichen Fetten viel höher ist. Ein Vergleich der Fettsäurezusammensetzung in Wasserlinsen mit anderen pflanzlichen Ölen ist in Tabelle 1 gezeigt.
 
Werden die Pflanzen unter nährstoffreichen Bedingungen kultiviert, wie das in der gegenwärtigen Untersuchung erfolgte, so ist der Stärkegehalt niedrig, was für die Ernährung günstig ist. In Industrieländern sichert das die gewünschte Nahrung mit geringem Energiegehalt und in den meisten Ländern Asiens ist Stärke bereits durch Reis als Grundnahrungsmittel reichlich verfügbar. Wenn es erforderlich ist, kann der Stärkegehalt durch Veränderungen in der Kultivierung erhöht werden. Die erzeugte Biomasse wird dann aber für andere Zwecke nutzbar, wie z.B. für die Erzeugung vom Biokraftstoff.
 
Der Mineralstoffgehalt kann leicht manipuliert werden, da der innere Gehalt in den Pflanzen dieser Wasserpflanzen von der Zusammensetzung des äußeren Nährmediums abhängt, das für die Kultivierung verwendet wird. Zum Beispiel kann Nahrung mit einem niedrigen Gehalt an Natrium im Vergleich zu Kalium leicht hergestellt werden. Auch die Akkumulation von Spurenelementen kann manipuliert werden, was höhere Gehalte an Zink, Selen, Iod oder andere erforderliche Mineralien möglich macht. Außer Mineralien haben diese grünen Pflanzen auch gute Mengen an Antioxidantien, wie Lutein, Zeaxanthin und Tocopherole. Phytosterole müssen wegen ihres hohen Anteils in Wasserlinsen im Vergleich zu anderen Pflanzenfetten besonders betont werden. Das steigende Interesse an Phytosterolen für die Ernährung stammt von der Tatsache, dass sie die Fähigkeit haben, den Spiegel von Cholesterin und LDL-Cholesterin (LDL = Lipoprotein niederer Dichte) zu senken.
 
Ausblick
 
Wir setzen unser Projekt mit der Durchsuchung von mehr Stämmen und Arten von Wasserlinsen fort, die speziell zur Gattung Wolffia gehören. Dies sind die Wasserlinsenarten, die traditionell in einigen Teilen der Welt gegessen werden. Arten dieser Gattung werden auch bevorzugt, weil sie keine Wurzeln haben, was vielleicht die Annehmbarkeit beim Verspeisen erhöht. Es ist interessant, dass Wasserlinsen keinen starken Eigengeschmack haben, vielleicht eher einen leichten Geschmack von normalen grünen Pflanzen. Diese Eigenschaft erlaubt es, Wasserlinsen als Bestandteil ganz unterschiedlicher Speisen zu verwenden, ohne in Konflikt mit anderen Geschmacksrichtungen zu kommen. 
 
Wir sind überzeugt davon, dass in der Zukunft mehr der Ernährungseigenschaften der Wasserlinsen entdeckt werden. Zurzeit sind nur wenige Stämme der 37 unterschiedlichen Arten daraufhin untersucht worden. Außerdem sind Wasserlinsen im eigentlichen Sinn noch gar nicht zur Verbesserung ihrer Eigenschaften gezüchtet worden, wie das bei anderen Nutzpflanzen seit vielen tausenden von Jahren der Fall ist.
Autoren
K. Sowjanya Sree1 und Klaus-J. Appenroth2
 
Zugehörigkeiten
1 Central University of Kerala, Department of Environmental Sciences, Kerala, India 
2 Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Allgemeine Botanik und Pflanzenphysiologie, Jena, Deutschland
 
Kontakt 
Klaus-J. Appenroth
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Institut für Allgemeine Botanik 
und Pflanzenphysiologie
Jena, Deutschland
Klaus.Appenroth@uni-jena.de 
 
Mehr Artikel zum Thema Ernährung: http://www.git-labor.de/category/tags/ernaehrung
 
Entengrütze – eine Nutzpflanze der Zukunft?  http://www.pflanzenforschung.de/de/journal/journalbeitrage/entengruetze-eine-nutzpflanze-der-zukunft-ein-unscheinb-10187

 

Literatur

[1] Appenroth, K-J., Sree, K. S., Boehm, V., Hammann, S., Vetter, W., Leiterer, M., & Jahreis, G. (2017). Nutritional value of duckweeds (Lemnaceae) as human food. Food Chemistry, 217, 266-273. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.08.116
[2] Bhanthumnavin, K., & McGarry, M. G. (1971). Wolffia arrhiza as a possible source of inexpensive protein. Nature, 232, 495. DOI: 10.1038/232495a0
[3] FAO (2010). Fats and fatty acids in human nutrition. Report of an expert consultation. FAO Food and nutrition paper 91. ISBN 978-92-5-106733-8
[4] Edelman, M., & Colt, M. (2016) Nutrient value of leaf vs.seed. Frontiers in Agricultural Chemistry 4,32. DOI: 10.3389/fchem.2016.00032
[5] Yan, Y., Candreva, J., Shi, H., Ernst, E., Martienssen, R., Schwender, J., et al. (2013). Survey of the total fatty acid and triacylglycerol composition and content of 30 duckweed species and cloning of a ∆6-desaturase responsible for the production of gamma-linolenic and stearidonic acids in Lemna gibba. BMC Plant Biology, 13, 201. DOI: 10.1186/1471-2229-13-201

 

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