Was ist Astaxanthin? Ein Überblick über den natürlichen Farbstoff

Vielleicht hast du schon einmal von Astaxanthin gehört, aber du weisst nicht genau, was es damit auf sich hat. Keine Sorge, das geht vielen so. Astaxanthin gehört zur Gruppe der Carotinoide und zeichnet sich durch seine rötliche Farbe aus. Die Gruppe der Carotinoide umfasst eine beeindruckende Vielfalt von über 600 verschiedenen natürlich vorkommenden roten, orangen und gelben Farbstoffen, wie man sie zum Beispiel in Karotten, Tomaten oder Paprika findet. Carotinoide spielen eine wichtige Rolle im pflanzlichen Stoffwechsel, insbesondere bei der Photosynthese, indem sie Licht einfangen und schädliche UV-Strahlen abwehren. In Wasserökosystemen spielt Astaxanthin eine besondere Rolle: Es ist der Hauptfarbstoff, der für die charakteristische rosa Färbung vieler Wassertiere verantwortlich ist. Es kommt in Lachsen, Forellen, Nordseegarnelen, Krabben, Hummern und Krebsen vor. Interessanterweise ist die Bedeutung von Astaxanthin nicht auf Wassertiere beschränkt. Auch einige Vogelarten, allen voran die Flamingos, verdanken diesem Carotinoid ihre auffällige rosa Färbung. Eine bemerkenswerte Eigenschaft von Astaxanthin zeigt sich beim Lachs: Der rote Farbstoff reichert sich vor allem in seinem Muskelgewebe an, was zu der typischen Färbung des Lachsfleisches führt.

Die chemische Struktur von Astaxanthin: Ein einzigartiges Carotinoid

Carotinoide sind eine grosse Gruppe natürlicher Farbstoffe, die in Pflanzen, Algen und einigen Bakterien vorkommen. Sie gehören zu den Tetraterpenen und sind für die gelbe, orange und rote Farbe vieler Früchte, Gemüse und anderer Organismen verantwortlich. Carotinoide unterscheiden sich in ihrer chemischen Struktur, was ihre spezifischen Eigenschaften und Funktionen beeinflusst. Astaxanthin zum Beispiel ist ein Xanthophyll, eine spezielle Untergruppe der Carotinoide, die zusätzlich Sauerstoff enthalten. Die chemische Summenformel für Astaxanthin lautet C40H52O4. Das bedeutet, dass jedes Astaxanthin-Molekül aus 40 Kohlenstoffatomen, 52 Wasserstoffatomen und 4 Sauerstoffatomen besteht. Diese Zusammensetzung ist charakteristisch für die komplexe Struktur des Moleküls.

Astaxanthin: Bedeutung und Vorkommen in der Natur

Astaxanthin kommt in einer Vielzahl von Organismen vor. Man findet es in Plankton, Algen, einigen Pflanzenarten, Schimmelpilzen und sogar einigen Bakterien. Diese Organismen produzieren Astaxanthin als Teil ihres natürlichen Stoffwechsels. Besonders interessant ist die grüne Mikroalge Haematococcus pluvialis. Diese winzige Alge ist ein wahres Kraftpaket, wenn es um die Produktion von Astaxanthin geht. Sie kann aussergewöhnlich hohe Konzentrationen dieses Stoffes anreichern und gilt daher als Hauptquelle für die Gewinnung von natürlichem Astaxanthin, das in vielen Produkten zu finden ist. Die Besonderheit dieser Alge: Sie bildet einen wirksamen Schutzkomplex, der hauptsächlich aus Astaxanthin besteht. Dieser Komplex dient der Alge als Abwehrmechanismus gegen widrige Umwelteinflüsse wie intensive UV-Strahlung oder Nährstoffmangel. Gerät die Alge unter Stress – sei es durch starke Sonneneinstrahlung, extreme Temperaturen oder Nährstoffmangel – steigert sie ihre Astaxanthin-Produktion drastisch, um sich zu schützen. Dieser Prozess führt zu einer sichtbaren Veränderung: Die normalerweise grüne Alge färbt sich intensiv rot. Diese Fähigkeit, Astaxanthin anzureichern, ist nicht nur ein kurzfristiger Schutzmechanismus, sondern ermöglicht es der Alge, extreme Bedingungen über lange Zeiträume - oft über Jahre - zu überleben. Damit ist Haematococcus pluvialis ein wahrer Überlebenskünstler in der Welt der Mikroorganismen.

Astaxanthin-Gewinnung: So wird der Farbstoff industriell hergestellt

Bei der industriellen Gewinnung von Astaxanthin werden die natürlichen Eigenschaften der Alge gezielt ausgenutzt. Der Prozess läuft typischerweise in mehreren Schritten ab: 

Kultivierung: Die Algen werden unter kontrollierten Bedingungen in speziellen Bioreaktoren oder offenen Teichsystemen gezüchtet, wo sie optimal wachsen können.
Stressinduktion: Um die Produktion von Astaxanthin zu maximieren, werden die Algen gezielt Stressfaktoren wie intensiver Lichteinstrahlung, Temperaturschwankungen oder Nährstoffmangel ausgesetzt. Dies löst den natürlichen Schutzmechanismus der Alge aus und sorgt für eine erhöhte Astaxanthin-Produktion.
Ernte: Sobald die Algen den gewünschten Astaxanthingehalt erreicht haben, werden sie geerntet.
Extraktion: Anschliessend wird das Astaxanthin aus den Algenzellen gewonnen. Hierfür stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, wie der Einsatz von.
Reinigung und Konzentration: Das gewonnene Astaxanthin wird schliesslich gereinigt und zu einem hochkonzentrierten Extrakt weiterverarbeitet, der in Nahrungsergänzungsmitteln und anderen Produkten eingesetzt wird.

Diese Methode zur Gewinnung von Astaxanthin aus Haematococcus pluvialis gilt als besonders hochwertig. Sie liefert ein Naturprodukt, das in Zusammensetzung und Wirkung dem natürlich vorkommenden Astaxanthin am nächsten kommt.
Gut zu wissen: Astaxanthin kann sowohl synthetisch aus Erdöl als auch aus gentechnisch veränderten Pilzen hergestellt werden. Daher immer auf den Hersteller und die genaue Herkunft des Astaxanthins achten.

Die biologischen Funktionen von Astaxanthin in der Natur

Die Rolle von Astaxanthin, geht weit über seine Funktion als Farbstoff hinaus. In erster Linie dient es als leistungsstarkes Antioxidans, das Organismen vor oxidativem Stress schützt. Dieser Schutz ist besonders wichtig für Lebewesen, die in herausfordernden Umgebungen leben. Bei der Mikroalge Haematococcus pluvialis fungiert der Stoff als eine Art biologischer Sonnenschutz. Wenn die Alge extremen Bedingungen wie intensiver UV-Strahlung, Nährstoffmangel oder Austrocknung ausgesetzt ist, produziert sie vermehrt Astaxanthin. Dieses lagert sich in der Zellmembran ein und bildet eine schützende Hülle, die es der Alge ermöglicht, lange Perioden unter widrigen Umständen zu überleben.
In Wasserökosystemen übernimmt Astaxanthin weitere wichtige Funktionen. Bei Lachsen und anderen Fischen spielt es eine Rolle bei der Fortpflanzung. Der rötliche Farbstoff in den Schuppen und im Fleisch der Fische dient als Indikator für Gesundheit und Fitness, was bei der Partnerwahl von Bedeutung ist. Zudem schützt Astaxanthin die Eier dieser Fische ebenfalls vor schädlichen UV-Strahlen. Für Krustentiere wie Krebse und Garnelen ist Astaxanthin ebenfalls von grosser Bedeutung. Es stärkt ihre Schalen und verleiht ihnen ihre charakteristische Färbung. Diese Färbung dient nicht nur der Tarnung, sondern kann auch zur Kommunikation innerhalb der Art beitragen. In Pflanzen und Algen unterstützt Astaxanthin die Photosynthese, indem es überschüssige Lichtenergie abfängt und unschädlich macht. Dies verhindert Schäden am empfindlichen Photosyntheseapparat und ermöglicht es den Organismen, auch unter intensiver Sonneneinstrahlung effizient zu funktionieren.

Natürliche Astaxanthin-Quellen: Diese Lebensmittel sind reich an dem Farbstoff

Die Aufnahme von Astaxanthin über die Nahrung ist eine gute Möglichkeit, diesen wertvollen Stoff dem Körper zuzuführen. Astaxanthin findet sich in verschiedenen Nahrungsquellen, wobei Meeresfrüchte eine der reichhaltigsten Möglichkeiten darstellen. Lachs (vor allem Wildlachs), Forelle, Garnelen, Krabben, Hummer und Krill sind ausgezeichnete Quellen. Auch Fischöle wie Lachsöl und Krillöl enthalten Astaxanthin in konzentrierter Form. Nahrungsergänzungsmittel auf der Basis von Algen, insbesondere der Mikroalge Haematococcus pluvialis, sind eine weitere Quelle für Astaxanthin.
Da Astaxanthin fettlöslich ist, kann die Bioverfügbarkeit durch die Kombination mit fettreichen Lebensmitteln optimiert werden. Bei der Aufnahme von Astaxanthin über Meeresfrüchte hilft eine schonende Zubereitung wie Dämpfen oder leichtes Braten, den Nährstoffgehalt zu erhalten, da extreme Hitze den Astaxanthingehalt verringern kann. Wildfische, insbesondere Wildlachs, enthalten in der Regel höhere Mengen an natürlichem Astaxanthin als Zuchtfische, deren charakteristische rosa Färbung häufig durch Zusatz von Astaxanthin zum Futter erreicht wird.
Für eine kontinuierliche Versorgung mit Astaxanthin ist es ratsam, regelmässig entsprechende Lebensmittel zu verzehren, da der Körper diese Substanz nicht selbst herstellen kann. Wenn Meeresfrüchte kein fester Bestandteil der Ernährung sind, können Nahrungsergänzungsmittel eine sinnvolle Alternative sein. Diese basieren meist auf Algenextrakten und liefern den Naturstoff in konzentrierter Form.