Astaxanthin

Das Power Antioxidans aus der Mikroalge

Was ist Astaxanthin?

In der Natur gibt es zahlreiche Farbstoffe. Wir kennen diese oft unter Namen wie Chlorophyll, Beta-Carotin oder Lycopin. Sie färben Früchte und Gemüse gelb, rot, orange oder grün und sind verantwortlich für den Farbwechsel der verschiedenen Jahreszeiten. Astaxanthin ist auch solch ein rötlicher Farbstoff. Ein sogenanntes Karotinoid (genauer: Xanthophyll). Dabei ist Astaxanthin auch gleichzeitig ein Antioxidans. Und zwar das stärkste, natürliche Antioxidans der Welt.

Die Aufgabe von Antioxidantien besteht darin, freie Radikale zu neutralisieren. Freie Radikale sind chemisch instabile Verbindungen, die eine hohe Reaktionsaffinität aufweisen. Oft handelt es sich dabei um sogenannte “Reaktive Sauerstoffgruppen” (ROS), wie singulären Sauerstoff, der unter anderem bei Sonnenbrand entsteht. Diese Moleküle greifen die DNA von Zellen, die Fettschicht oder andere chemische Verbindungen im Körper an und schädigen diese. Solche Schäden führen zu Hautalterungsprozessen, können die Bildung von Krebszellen begünstigen und andere Erkrankungen auslösen.
Es gibt auch zahlreiche Organismen, die Astaxanthin akkumulieren. Dazu zählen Pflanzen (zB Adonis Aestivalis), Hefepilze (zB Phaffia rhodozyma), Fische (zB Rotlachs) oder Vögel (zB Flamingos). Nicht alle diese Organismen sind in der Lage Astaxanthin zu bilden. Der Lachs und der Flamingo nehmen es über die Nahrung auf und reichern es in ihren Zellen, bzw. dem Gefieder, an.

Was macht Astaxanthin so besonders?

Im Vergleich zu anderen Antioxidantien wirkt Astaxanthin effektiver. So ist es in seiner antioxidativen Wirksamkeit wesentlich stärker als beispielsweise Vitamin E, Coenzym Q10 oder Vitamin C. Das liegt an der speziellen Molekülstruktur.
Das langkettige Molekül besitzt polare Endgruppen mit denen es von Zellen aufgenommen werden kann. Die Sauerstoffgruppen geben ihm seine antioxidative Wirkung. In der Mikroalge liegt Astaxanthin unter anderem in veresteter Form vor und ist so vor frühzeitiger Oxidation geschützt. Deshalb soll Astaxanthin auch immer in Verbindung mit Fetten aufgenommen werden, da dies die Bioverfügbarkeit erhöht. Astaxanthin kann sich jedoch auch an Proteine binden, wie man an den Schalen von Krustentieren erkennen kann. Astaxanthin schützt die Haut vor UV-Schäden, unterstützt das Sehvermögen und hilft bei der Muskelregeneration nach intensivem Krafttraining. Gegenüber anderen Antioxidantien kann Astaxanthin noch weiter punkten. Einige antioxidative Stoffe wirken pro-oxidativ. Das bedeutet, dass sie nach der Neutralisierung freier Radikale selbst als reaktives Molekül vorliegen und zu Schäden führen. Astaxanthin hingegen wirkt nicht pro-oxidativ. Da es ein lipophiles Molekül, also fettlöslich ist, kann es sich gut in unsere Hautzellen einlagern. Dort wirkt es aufgrund seiner einzigartigen Struktur auf beiden Seiten der Zellmembran, also außerhalb- und innerhalb der Zelle. Der Wirkbereich von Vitamin C beschränkt sich durch seine hydrophilen Eigenschaften auf den extrazellulären Raum, Vitamin E kann nur im Zellinneren wirken.

Wie wird Astaxanthin hergestellt?

Die Astaxanthinproduktion läuft in 2 Phasen ab. In der grünen Phase wachsen die Algen unter optimalen Bedingungen und bilden viel Biomasse. In der roten Phase, der sogenannten Stressphase, werden die Wachstumsbedingungen so verändert, dass die Algen als Stressreaktion das Astaxanthin in ihren Zellen anreichern.
Die Herstellung der Mikroalgenbiomasse zur Produktion von Astaxanthin kann in verschiedenen Systemen erfolgen. Zur Produktion an unserem Standort verwenden wir geschlossene Systeme aus Glas. Diese Röhren haben sich schon in anderen Produktionen bewährt und bieten verschiedenste Vorteile. Im Vergleich zu offenen Systemen (zB Open Ponds) sind sie weniger anfällig für Kontaminationen. Zudem können einzelne Parameter, wie pH-Wert, CO2- und O2-Gehalt besser angepasst werden. Durch ihr optimiertes, transparentes Design können höhere Wachstumsraten und gesteigerte Astaxanthingehalte erreicht werden.
Im Anschluss an die Produktion folgt die Ernte und Weiterverarbeitung der Algenbiomasse. Hierbei werden die Zellen schonend aus der Suspension abgetrennt, durch ein Sprühtrocknungsverfahren dehydriert und das Astaxanthin lösungsmittelfrei extrahiert. Dieses Verfahren hinterlässt keinerlei Rückstände. Das daraus resultierende, hochreine Oleoresin, ein fetthaltiger Astaxanthinextrakt, dient als Rohstoff für die Herstellung des finalen Nahrungsergänzungsmittels.

Astaxanthin: synthetisch oder natürlich?

Es gibt auch synthetisches Astaxanthin. Dieses wird künstlich im Labor aus Petrochemikalien hergestellt. Diese Form des Astaxanthins ist weniger bioverfügbar, als die natürliche Form und ist nicht für die menschliche Ernährung, jedoch als Zusatz für Tierfutter, zugelassen. Synthetisches Astaxanthin wird oft in der Aquakultur eingesetzt, um beispielsweise eine für Lachse typische Färbung zu erhalten. Regenbogenforellen, die ein eher weißes Fleisch aufweisen, erhalten auf diese Art eine entsprechende Farbe und werden als Lachsforellen verkauft.
Die Herstellung von natürlichem Astaxanthin erfolgt über die Mikroalge Haematococcus pluvialis, eine Süßwasseralge mit einem sehr spezifischen Wachstumszyklus. Die Alge beginnt ihr Wachstum als bewegliche, grüne Flagelle (A). Verschlechtern sich die Wachstumsbedingungen, verändert die Alge ihre Morphologie und sie verstärkt ihre Zellwand (B). In diesem Zustand verliert die Zelle ihre Begeißelung und ist nicht mehr frei beweglich. Nehmen die Stressoren weiter zu, beginnt die Alge rötliches Astaxanthin anzureichern, um sich zu schützen (C). Je nach Intensität der Stressfaktoren nimmt der Astaxanthingehalt in der Zelle immer weiter zu (D). Dieser Zustand ist reversibel sobald sich günstige Verhältnisse einstellen.
Trotz der genannten Unterschiede beträgt der Anteil von natürlichem Astaxanthin aus Mikroalgen weniger als 1 % am Weltmarkt, gegenüber dem synthetischen Produkt. Dies liegt vor allem am Preisunterschied, da der Herstellungsaufwand bei natürlichem Astaxanthin aus Mikroalgen wesentlich höher ist. Dennoch ist die globale Nachfrage für natürliches Astaxanthin in den letzten Jahren rasant gestiegen.
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