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Rohstoffe für Diätetik und Pharmazie
KONJAK-MANNAN
Ein Glucomannan aus den Knollen von Amorphophallus sp. Glucomannan ist eine Bezeichnung für Hemicellulosen, die aus Glucose und Mannose zusammengesetzt sind und die sich als Bestandteile in vielen Pflanzen finden (besonders in Liliaceen, Araceen und Nadelholzarten). Die Glucomannane verschiedener Herkunft unterscheiden sich in ihrer Polymerstruktur (verweigt oder linear), ihrem Molekulargewicht, im Glucose/Mannose-Verhältnis und der Reihenfolge der Glucose- und Mannose-Einheiten im Polymeren. Im folgenden beschreiben wir ein bestimmtes Glucomannan, das aus den Knollen südostasiatischer Amorphophallus-Arten gewonnen wird, denen es als Reservekohlehydrat dient. Wegen der Mehrdeutigkeit des Begriffes Glucomannan sollte für dieses spezielle Glucomann der Ausdruck Konjak-Glucomannan oder Konjak-Mannan gebraucht werden. Konjak-Mannan besteht aus Glucose und Mannose im Verhältnis 5 : 8. Nach SHIMAHARA (1975(I)) wiederholt sich folgende Sequenz:
-G-G-M-M-G-M-M-M-M-M-G-G-M-
(M für Beta-D-Mannose, G für Beta-D-Glucose, die Einheiten sind über 1,4-Bindungen verknüpft).
Die Hexose-Grundsequenz ist nach Hydrolyse von Konjak-Mannan mit Säuren, mit Cellulasen und mit in keimenden Amorphophallus-Knollen vorkommenden Beta-Mannasen durch die Auswertung der dabei entstehenden Oligosaccharidmuster bestimmt worden (SHIMAHARA, 1975(II); KATO, 1969; KATO, 1970; SATOH, 1970) Konjak-Mannan ist über Bindungen am C3 von Hexose-Einheiten der Hauptkette schwach verzeigt (bei jeder 50. bis 60. Hexose-Einheit) (SHIMAHARA, 1975; KATOH, 1973); es enthält ferner eine Acetylgruppe je 19 Hexose-Einheiten (MAEKAJI, 1974), die für das Löslichkeitsverhalten von Konjak-Mannan von Bedeutung ist. Sein Molekulargewicht hängt von der Amorphophallus-Art und sogar der Varietät der Art ab, aus der es gewonnen wurde, sowie von der Extraktionsmethode. SUGIYAMA (1972) fand für Konjak-Mannan aus verschiedenen Varietäten Amorphophallus konjak Werte von 0,67 bis 1,9 Millionen Dalton (Gewichtsmittel MW). Der Extraktionsprozeß verringert das Molekulargewicht fast immer. Sogar das Trocken der zerkleinerten Amorphophallus-Knollen an der Sonne vermindert das Molekulargewicht des enthaltenen Glucomannans entweder auf Grund bakterieller Einwirkung oder durch Freisetzung von in den Knollen enthaltener Mannanasen. Konjak-Mannan in weniger reiner Form ist seit vielen Jahrhunderten unter dem Namen "Konyaku" als Geliermittel in der japanischen Küche in Gebrauch. Diese Art von Produkt wird durch Ausmahlen getrockneter Knollenchips und anschließendes Windsichten gewonnen. Ein reineres Produkt erhält man durch eine sich daran anschließende Extraktion des Rohproduktes mit Wasser-Ethanol- Gemischen. (SUGIYAMA, 1972; US PATENT, 1973). Wäßrige Lösungen ungenügend gereinigten Konjak-Mannans mit noch merklichen Resten an Knollenmatrix-Material haben eine geringe Viskosität. Das läßt sich möglicherweise mit im Matrix-Material vorkommender Beta-Mannanase erklären. SHIMAHARA (1975) gelang es zwei Beta-Mannanasen aus keimenden Amorphphallus-Knollen zu isolieren, die beide das Substrat Glucomannan nach einem endo-Mechanismus spalteten, was einen raschen Viskositätsabfall verständlich macht. Konjak-Mannan-Lösungen bilden bei Einwirken eines alkalischen Agens ein Gel. Dies wird von MAEKAJI (1978) mit der durch das Alkali bewirkten Hydrolyse der Acetylgruppen erklärt: Nicht länger durch Acetylgruppen geschützte oder sterisch behinderte OH-Gruppen bilden intermolekulare Wasserstoffbrücken- bindungen aus und bewirken dadurch eine Quasi-Vernetzung. Eine weitere interessante Eigenschaft von Konjak-Mannan ist sein Synergismus mit anderen Biopolymeren. Konjak-Mannan und Xanthan ergeben ein gemischtes Gel bei einer Gesamtkonzentrationen von nur 0,1%. Mit Agarose oder Carrageenan bildet Konjak-Mannan thermoreversible Gele aus (DEA, 1981). Die Einnahme von Glucomannan wirkt cholesterinsenkend, wie in zahlreichen Untersuchungen bestätigt wurde. (VORSTER, 1985; TSUJI, 1968; US PATENT, 1974; US PATENT, 1975; VENTER, 1987; KIRIYAMA, 1970). Eine hypocholesterolämische Wirkung findet man bei verschiedenen Hemicellulosen; der Effekt hängt von deren Wasserlöslichkeit ab und ist umso ausgeprägter je höher die Viskosität (auf Grund hohen Molekulargewichts) in wäßriger Lösungen ist. Man nimmt an, daß der Effekt auf der Behinderung des Transports von Cholesterin im Jejunum und der Gallensäuren (Cholesterol-Metaboliten) im Ileum abhängt (DAVIS, 1975). KIRIYAMA (1970) fand, daß das Gel, das sich bei Einwirkung von Alkali auf Konjak-Mannan-Lösungen bildet, den Serum-Cholesterin-Wert nicht beeinflußt. Hemicellulasen kommen in den Schleimhäuten des menschlichen Verdauungstraktes nicht vor (wie generell bei allen Wirbeltieren nicht). Deshalb ist Konjak-Mannan für den Menschen nicht verdaulich. Dennoch wird ein Teil des eingenommenen Konjak-Mannans von im Colon vorkommenden Bakterien (z.B. Aerobacter mannanolyticus) abgebaut (INOUE, 1957; INNAMI, 1961) MARINI (1988) fand, daß nur 71% von 3 g eingenommenen Konjak-Mannans in den Faeces wiedergefunden wurden. Weiterhin wird berichtet, daß Konjak-Mannan gewichtsreduzierende Wirkung habe (BIANCARDI, 1989; JAPAN KOKAI). Man nimmt an, daß dieser Effekt auf einer Zunahme der Verweilzeit der Nahrung im Magen beruht (EUR. PAT. APPL., 1987). OKU (1983) und DOI (1979. 1982) fanden eine Verminderung der Blutglucose- und der Seruminsulinkonzentration in einem Glucosetoleranztest nach Einnahme von Konjak-Mannan. Eine verbesserte Glucosetoleranz konnte von MORGAN (1990) nicht bestätigt werden, der jedoch niedrigere Insulinwerte nach Nahrungseinnahme fand, wenn zugleich Konjak-Mannan gegeben worden war. Die empfohlene Dosierung von Glucomannan variiert zwischen 3,0 bis 7,2 g je erwachsene Person und Tag (VENTER, 1987; BIANCARDI, 1989; DOI, 1979) Untersuchungen von OKETANI (1984) ergaben, daß Glucomannan nicht toxisch ist. Jedoch wurde Hypertrophie von Caecum und Colon von Ratten beobachtet, wenn exzessive Mengen Konjak-Mannan verabreicht wurden (20% der aufgenommenen Nahrung) (KONISHI, 1984(I), 1984(II)). DOI (1983) untersuchte die Resorption von Vitamin B12 und Vitamin E in Gegenwart von Konjak-Mannan. Diese war bei Vitamin B12 nicht beeinflußt, wohl aber war die Resorption von Vitamin E vermindert. Daraus schließt er auf eine generell reduzierte Resorption fettlöslicher Vitamine als Folge der Eliminierung von Gallensäuren durch Konjak-Mannan.
Weitere Informationen zur Viskosität von Glucomannan-Lösungen sind hier verfügbar.
Literatur
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