Carotinoide: Wirkung, Inhaltsstoffe & Anwendung

Herkunft und Beschreibung

Carotinoide sind eine große Klasse natürlicher Farbpigmente, die in Gelb-, Orange- und Rottönen leuchten. Gebildet werden sie von Pflanzen, Algen sowie bestimmten Bakterien und Pilzen. Menschen und Tiere können sie nicht selbst herstellen und nehmen sie ausschließlich über die Nahrung auf. Carotinoide verantworten die Farbe von Karotten, Tomaten, Kürbis, Paprika, Aprikosen und Mais; in grünem Blattgemüse wie Spinat oder Grünkohl sind sie ebenfalls reichlich vorhanden, werden dort aber vom Blattgrün (Chlorophyll) überdeckt. Auch die rosa Farbe von Lachs, Garnelen und Flamingos sowie das Gelb des Eidotters gehen auf Carotinoide zurück, die die Tiere mit der Nahrung aufgenommen haben.

Bisher wurden über 750 verschiedene Carotinoide in der Natur beschrieben. Nur ein kleiner Teil davon spielt in der menschlichen Ernährung eine Rolle; im Blut finden sich vor allem β-Carotin, α-Carotin, β-Cryptoxanthin, Lycopin, Lutein und Zeaxanthin.

Was bedeutet „Carotinoide“? Carotine und Xanthophylle

Chemisch werden Carotinoide in zwei Hauptgruppen eingeteilt:

• Carotine bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Wichtigste Vertreter sind β-Carotin, α-Carotin und Lycopin.
• Xanthophylle enthalten zusätzlich Sauerstoff. Dazu zählen Lutein, Zeaxanthin, β-Cryptoxanthin und Astaxanthin.

Die Begriffe „Carotin“, „Carotene“ oder „Karotin“ werden im Alltag oft gleichbedeutend mit „Carotinoide“ verwendet, bezeichnen streng genommen aber nur die sauerstofffreie Untergruppe. Eine weitere wichtige Unterscheidung betrifft die Funktion: Einige Carotinoide – β-Carotin, α-Carotin und β-Cryptoxanthin – sind Provitamin A und können im Körper zu Vitamin A umgewandelt werden. Lycopin, Lutein, Zeaxanthin und Astaxanthin besitzen diese Eigenschaft nicht.

In der Pflanze haben Carotinoide zwei Aufgaben: Sie helfen bei der Photosynthese, indem sie Lichtenergie einfangen, und sie schützen den Photosyntheseapparat vor Schäden durch zu starkes Licht. Diese lichtschützende, antioxidative Eigenschaft ist der Ausgangspunkt für einen großen Teil der Forschung zu ihrer Bedeutung beim Menschen.

Wichtige Carotinoide und ihr Vorkommen

• β-Carotin: das bekannteste Provitamin A; reichlich in Karotten, Süßkartoffeln, Kürbis, Spinat, Grünkohl, Aprikosen und Mangos.
• Lycopin: der rote Farbstoff der Tomate; außerdem in Wassermelone, rosa Grapefruit und Guave. Aus erhitzten Tomatenprodukten wie Tomatenmark oder Sugo wird Lycopin besser aufgenommen als aus rohen Tomaten.
• Lutein: vor allem in dunkelgrünem Blattgemüse (Grünkohl, Spinat), außerdem in Erbsen, Mais und Eidotter.
• Zeaxanthin: in Mais, Paprika, Eidotter und besonders reichlich in Goji-Beeren; bildet gemeinsam mit Lutein das Pigment der Makula, der Stelle des schärfsten Sehens in der Netzhaut.
• β-Cryptoxanthin: in Mandarinen, Orangen, Papaya und Paprika; ebenfalls Provitamin A.
• Astaxanthin: wird von der Mikroalge Haematococcus pluvialis gebildet und gelangt über die Nahrungskette in Lachs, Forelle, Garnelen und Krill, denen es die rosarote Farbe verleiht.

Weitere carotinoidreiche Lebensmittel sind Sanddorn, Chili und Paprika sowie Mikroalgen wie Spirulina und Chlorella.

Heilwirkung

Anwendungsbereiche und gesundheitliche Vorteile:

• Vitamin-A-Versorgung: β-Carotin und andere Provitamin-A-Carotinoide tragen zur Versorgung mit Vitamin A bei. Für Vitamin A sind in der EU unter anderem Angaben zur normalen Funktion des Immunsystems, zur Erhaltung normaler Haut und Schleimhäute sowie normaler Sehkraft zugelassen.
• Augen: Lutein und Zeaxanthin reichern sich in der Makula an und filtern dort energiereiches blaues Licht. In Studien wurden sie vor allem im Zusammenhang mit der altersbedingten Makuladegeneration untersucht; eine eigene zugelassene gesundheitsbezogene Angabe gibt es für sie in der EU nicht.
• Haut: Carotinoide lagern sich in der Haut ein. In Studien gibt es Hinweise, dass eine dauerhaft carotinoidreiche Ernährung die Empfindlichkeit gegenüber Sonnenlicht etwas verringern kann – ein Ersatz für Sonnenschutz ist das ausdrücklich nicht.
• Antioxidative Eigenschaften: Carotinoide können im Labor reaktive Sauerstoffverbindungen abfangen. Ob sich daraus beim Menschen ein Nutzen ableiten lässt, ist für die Gruppe insgesamt nicht belegt; eine EU-Angabe für Carotinoide als „Antioxidantien“ existiert nicht.
• Ernährung insgesamt: Beobachtungsstudien verbinden eine hohe Aufnahme carotinoidreicher Lebensmittel mit günstigeren Gesundheitswerten. Das spricht für Obst und Gemüse, lässt sich aber nicht auf isolierte Carotinoid-Präparate übertragen.

Carotinoide und die Augen

Die bekannteste Studie zu diesem Thema ist die amerikanische AREDS2-Studie (2013). Bei Menschen mit bereits bestehender, mittelschwerer altersbedingter Makuladegeneration wurde untersucht, ob eine Nährstoffkombination das Fortschreiten verlangsamt. In dieser Kombination wurde β-Carotin durch Lutein (10 mg) und Zeaxanthin (2 mg) ersetzt – unter anderem wegen des Lungenkrebsrisikos von β-Carotin bei Rauchern. Die Ergebnisse gelten nur für diese Patientengruppe; für gesunde Augen lässt sich daraus keine Empfehlung ableiten. Mehr dazu unter Sehkraft und Aufbau des Auges.

Carotinoide und die Haut

Wer sehr viele Karotten oder Karottensaft zu sich nimmt, kann eine gelblich-orange Färbung der Haut bekommen, vor allem an Handflächen und Fußsohlen. Diese sogenannte Carotinodermie ist harmlos und verschwindet nach Reduktion der Aufnahme wieder. Sie zeigt, dass Carotinoide tatsächlich in der Haut gespeichert werden. Zu Astaxanthin und Hautalterung gibt es kleinere Studien mit uneinheitlichen Ergebnissen; Hintergründe zur Hautpflege finden Sie unter Haut und Anti-Aging.

Anwendung und Dosierung

• Über die Ernährung: Die beste und sicherste Quelle sind täglich mehrere Portionen farbiges Gemüse und Obst. Eine feste Tagesmenge für Carotinoide gibt es nicht.
• Mit etwas Fett: Carotinoide sind fettlöslich. Ein wenig Öl – etwa Olivenöl – oder Butter zur Mahlzeit verbessert die Aufnahme deutlich.
• Erhitzen und Zerkleinern: Kochen, Pürieren oder Raspeln brechen die Zellwände auf und machen Carotinoide aus Karotten und Tomaten besser verfügbar.
• Lutein und Zeaxanthin als Ergänzung: In Studien wurden häufig 10 mg Lutein und 2 mg Zeaxanthin pro Tag eingesetzt. Bei Nahrungsergänzungsmitteln gilt die Packungsangabe.
• Astaxanthin: Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat 2020 eine Aufnahme von 8 mg pro Tag aus Nahrungsergänzungsmitteln für Erwachsene als sicher bewertet. Die Packungsangabe beachten.
• β-Carotin als Ergänzung: nur nach Rücksprache und keinesfalls hochdosiert bei Raucherinnen und Rauchern (siehe Gegenanzeigen).

Geschichte und Überlieferungen

Der Name der Stoffgruppe geht auf die Karotte zurück, lateinisch Daucus carota: Der deutsche Apotheker Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder isolierte 1831 erstmals einen orangeroten Farbstoff aus der Karottenwurzel und nannte ihn „Carotin“. Im Laufe des 19. Jahrhunderts folgten weitere Farbstoffe aus Blättern und Blüten, die später als Xanthophylle zusammengefasst wurden.

Um 1930 wurde erkannt, dass β-Carotin im Körper in Vitamin A umgewandelt wird. Damit erhielt der Farbstoff eine ernährungsphysiologische Bedeutung, und die Bezeichnung „Provitamin A“ wurde geprägt. Die Forschung zu Lutein und Zeaxanthin im Zusammenhang mit der Augengesundheit gewann ab den 1990er-Jahren an Gewicht.

Volksmedizinisch war lange vor der chemischen Aufklärung bekannt, dass Karotten „gut für die Augen“ sind. Diese Überlieferung hat einen wahren Kern – Vitamin A ist für das Sehen in der Dämmerung notwendig –, wird aber oft überschätzt: Wer ausreichend versorgt ist, sieht durch zusätzliche Karotten nicht besser.

Gegenanzeigen und Wechselwirkungen

• Hochdosiertes β-Carotin bei Rauchern: In zwei großen Studien – der finnischen ATBC-Studie (1994) und der amerikanischen CARET-Studie (1996) – trat bei Rauchern bzw. asbestbelasteten Personen unter hochdosiertem β-Carotin häufiger Lungenkrebs auf als unter Placebo. Raucherinnen und Raucher sollten daher keine hochdosierten β-Carotin-Präparate einnehmen. Für β-Carotin aus Obst und Gemüse gilt diese Warnung nicht.
• Vitamin A und Provitamin A unterscheiden: Vorgebildetes Vitamin A (Retinol) kann in hohen Dosen giftig sein und sollte in der Schwangerschaft nur in begrenzter Menge aufgenommen werden. β-Carotin aus Lebensmitteln wird dagegen nur nach Bedarf in Vitamin A umgewandelt und führt nicht zu einer Vitamin-A-Überdosierung.
• Schwangerschaft, Stillzeit und Kinder: Carotinoide aus der normalen Ernährung sind unbedenklich. Konzentrierte Präparate sollten in diesen Lebensphasen nur nach ärztlicher Rücksprache eingenommen werden.
• Aufnahme vermindert: Medikamente und Präparate, die die Fettaufnahme hemmen, etwa bestimmte Abnehmmittel, sowie Pflanzensterine können die Aufnahme von Carotinoiden verringern.
• Carotinodermie: Eine Gelbfärbung der Haut bei sehr hoher Aufnahme ist harmlos. Eine Gelbfärbung des Augenweißes ist dagegen kein Carotinoid-Effekt und muss ärztlich abgeklärt werden, da sie auf eine Erkrankung der Leber oder Galle hinweisen kann.

Regulatorische Einordnung in der EU

Für Carotinoide als Gruppe sowie für Lutein, Zeaxanthin, Lycopin und Astaxanthin ist in der EU keine gesundheitsbezogene Angabe zugelassen. Zugelassene Angaben gibt es für Vitamin A; β-Carotin ist eine erlaubte Form, in der Vitamin A Nahrungsergänzungsmitteln zugesetzt werden darf. Astaxanthin aus Algen gilt als neuartiges Lebensmittel und darf nur in festgelegten Mengen eingesetzt werden.

Häufige Fragen und Antworten (FAQ)

Warum sollte man Carotinoide mit Fett essen?

Carotinoide sind fettlöslich. Ohne Fett werden sie aus Nahrungsmitteln kaum resorbiert. Ein Essalöffel Olivenl oder ähnliches Fett zur Mahlzeit steigert die Carotinoid-Aufnahme deutlich.

Was ist Astaxanthin und warum ist es so mächtig?

Astaxanthin ist ein rotes Xanthophyll-Carotinoid aus marinen Algen und Krustentieren. Es gilt als eines der stärksten natürlichen Antioxidantien – deutlich potenter als β-Carotin oder Vitamin E.

Was sind Carotinoide?

Carotinoide sind fettlösliche gelbe, orange und rote Farbstoffe aus Pflanzen, Algen und Bakterien; über 750 verschiedene sind bekannt. Man unterscheidet die sauerstofffreien Carotine wie Beta-Carotin und Lycopin von den sauerstoffhaltigen Xanthophyllen wie Lutein und Astaxanthin. Einige, vor allem Beta-Carotin, kann der Körper in Vitamin A umwandeln.

Wie wirken Carotinoide auf die Haut?

Carotinoide lagern sich in der Haut ein und wirken dort als Antioxidantien. Sehr große Mengen, etwa aus viel Karottensaft, können die Haut harmlos gelblich-orange färben. Einen Sonnenschutz ersetzen sie nicht; Raucher sollten hochdosiertes Beta-Carotin meiden, da es in Studien das Lungenkrebsrisiko erhöhte.

Quellen und weiterführende Informationen

• Tian M et al. (2023). The Chemical Composition and Health-Promoting Benefits of Vegetable Oils-A Review. Molecules (Basel, Switzerland).
• Bernstein PS et al. (2016): Lutein, zeaxanthin, and meso-zeaxanthin: The basic and clinical science underlying carotenoid-based nutritional interventions against ocular disease. Prog Retin Eye Res 50:34–66. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2015.10.003
• Wikipedia: Carotinoide
• Linus Pauling Institute: Carotenoids
• NIH ODS: Vitamin A and Carotenoids – Fact Sheet
• PMC: Carotenoids – Dietary Sources, Bioavailability, and Health Benefits (Review, 2022)
• PMC: Overview of the Potential Beneficial Effects of Carotenoids on Consumer Health (Review, 2023)
• ATBC Cancer Prevention Study Group (1994): The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers
• Omenn GS et al. (1996): Effects of a combination of beta carotene and vitamin A on lung cancer and cardiovascular disease (CARET)
• AREDS2 Research Group (2013): Lutein + zeaxanthin and omega-3 fatty acids for age-related macular degeneration
• EFSA NDA Panel (2020): Safety of astaxanthin for its use as a novel food in food supplements

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Die bereitgestellten Informationen dienen der allgemeinen Wissensvermittlung und ersetzen keine ärztliche Diagnose oder Behandlung.