Chlorogensäure

Strukturformel
Strukturformel der Chlorogensäure
Allgemeines
Name	Chlorogensäure
Andere Namen	(1S,3R,4R,5R)-3-[(E)-3-(3,4-dihydroxyphenyl)prop-2-enoyl]oxy-1,4,5-trihydroxycyclohexan-1-carbonsäure (IUPAC)
Summenformel	C16H18O9
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff<ref name="TCI" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN (E)-Chlorogensäure Vorlage:CASRN (unspez.) ECHA-InfoCard PubChem 1794427 ChemSpider 1405788 DrugBank DB12029 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	354,31 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="TCI" />
Schmelzpunkt	etwa 208 °C (Zersetzung)<ref name="ALFA">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Löslichkeit	löslich in Wasser<ref name="TCI">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check bei TCI EuropeVorlage:Abrufdatum</ref> leicht löslich in Alkohol und Aceton<ref name="TCI" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="ALFA" /> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze<ref name="ALFA" />
Toxikologische Daten	4 g·kg−1 (LDLo, Ratte, i.p.)<ref>Toxicology and Applied Pharmacology. 1976, Vol. 36, S. 227.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Chlorogensäure ist ein Naturstoff, der in zahlreichen Pflanzen vorkommt; chemisch gesehen ist sie ein Ester der Kaffeesäure mit der Chinasäure als alkoholischer Komponente. Den Namen Chlorogensäure erhielt sie aufgrund einer intensivgrünen Färbung der ammoniakalischen Lösung.<ref name="JPC_1846" />

Vorkommen

Datei:Roasted coffee beans.jpg

Hell geröstete Kaffeebohnen

Besonders bekannt ist sie als Inhaltsstoff des Kaffees, in dem ein Gehalt von bis zu 8,8 % im Rohkaffee gefunden wird.<ref name="Ullmann" /> Röstkaffees enthalten je nach zugrundeliegenden Kaffee-Spezies (Arabica, Robusta, Blend aus beiden) und je nach Röstgrad (hell, mittel, dunkel) deutlich weniger Chlorogensäure.<ref name="Ullmann" /> Daneben findet sie sich auch in zahlreichen Pflanzengattungen wie Chrozophora, Chinarindenbäumen (Cinchona),<ref name="Dr. Dukes" /> Skabiosen, Baldrianen (Valeriana officinalis),<ref name="Dr. Dukes" /> Sonnenblumen (Helianthus annuus),<ref name="Dr. Dukes" /> Greiskräutern (Senecio) und Johanniskräutern (Hypericum),<ref name="Römpp" /> Heidelbeeren (Vaccinium corymbosum, Vaccinium myrtillus),<ref name="Dr. Dukes" /> Äpfeln (Malus domestica),<ref name="Dr. Dukes" /> Weintrauben (Vitis vinifera),<ref name="Dr. Dukes" /> Schwarzem Holunder (Sambucus nigra)<ref name="Dr. Dukes" /> sowie in der Weiß-Tanne (Abies alba),<ref name="Hager7">Franz von Bruchhausen (Hrsg.): Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. Springer DE, 1949, ISBN 3-540-52688-9, S. 7 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> im Japanischen Geißblatt (Lonicera japonica),<ref name="Dr. Dukes" /> in Weißdornen (Crataegus),<ref name="Hager1044">Franz von Bruchhausen (Hrsg.): Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. Springer DE, 1949, ISBN 3-540-52688-9, S. 1044–1050 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> in Zitronenmelisse (Melissa officinalis),<ref name="Dr. Dukes" /> in der Artischocke (Cynara cardunculus),<ref>Artischockenblätter – Cynarae folium (Ph. Eur. 7.0 (01/2011: 1866)). bei medizinalpflanzen.de.</ref> in der Walnuss (Juglans regia),<ref name="Dr. Dukes" /> im Roten Sonnenhut (Echinacea),<ref name="Hager21">Franz von Bruchhausen (Hrsg.): Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis. Springer DE, 1949, ISBN 3-540-52688-9, S. 21 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> in Kartoffeln (Solanum tuberosum)<ref name="Dr. Dukes" /> und in der Brennnessel (Urtica dioica).<ref name="Dr. Dukes" />

Eigenschaften

Chlorogensäure bildet als Polyphenol Komplexe. Ihre Komplexe mit Eisen(III)-ionen sind schwarz gefärbt. Dies kann zu entsprechenden Verfärbungen von chlorogensäurehaltigen Gemüsen führen,<ref name="Römpp" /> [weiteres Zitat: Yabuta, G. et al. (2001). "Structure of green pigment formed by the reaction of caffeic acid esters (or chlorogenic acid) with a primary amino compound." Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 65(10): 2121-2130] etwa beim Kochen von Kartoffeln in Töpfen aus Eisen. Der grüne Farbstoff, der auch unter dem Namen Viridinsäure bekannt ist, tritt außerdem auf bei Rohkaffeebohnen, die z. B. durch Käferfraß oder durch mechanische Verletzungen während der Nacherntebehandlung beschädigt worden sind.[Selmar, D. et al. (2008). "The storage of green coffee (Coffea arabica): decrease of viability and changes of potential aroma precursors." Annals of Botany 101(1): 31-38] Erwünscht ist der Effekt bei der Herstellung von Mooskuchen. Dessen Belag färbt sich grün, weil die im aufgestreuten Kaffee enthaltene Chlorogensäure mit dem Eiweiß des Belags reagiert.<ref>Kleine Anfrage – Warum wird Mooskuchen grün? (Memento vom 28. September 2013 im Internet Archive) (PDF-Datei; 95 kB) bei wdr.de, abgerufen am 5. Januar 2013.</ref> Diese Grünfärbung in alkalischer Lösung ist sehr wahrscheinlich der Namensursprung von Chlorogen ( „hellgrün“ und -gen).<ref>Thomas Schöpke: Chlorogensäure Namensursprung. Abgerufen am 21. August 2020 (Popupseite des Webangebots Vorlesung Pharmazeutische Biologie, konkret der Unterseite Phenylpropanderivate, Definition, Einteilung, Biogenese, Phenylacrylsäuren; Thomas Schöpke ist Mitarbeiter am Institut für Pharmazie der Universität Greifswald). </ref>

Biologische Effekte

Chlorogensäure zeigte in verschiedenen Studien Effekte auf biologische Systeme. Dabei ist zu beachten, dass es sich hierbei zwar um durch wissenschaftliche Studien belegte Wirkungen handelt, diese jedoch nicht als arzneiliche Wirkungen verstanden werden dürfen. Hierfür wären erheblich umfangreichere Untersuchungen nötig.

Chlorogensäure ist ein bekanntes Antioxidans und ihre Isomere schützen die DNA vor Schäden,<ref>J. G. Xu, Q. P. Hu & Y. Liu: Antioxidant and DNA-Protective Activities of Chlorogenic Acid Isomers. In: J. Agric. Food Chem. Band 60, Nr. 46, 2012, S. 11625–11630, PMID 23134416. </ref> ein Effekt, der im Zellversuch sogar wirksam gegen Schäden durch ionisierende Strahlung war.<ref>N. Cinkilic, S. K. Cetintas & T. Zorlu: Radioprotection by two phenolic compounds: Chlorogenic and quinic acid, on X-ray induced DNA damage in human blood lymphocytes in vitro. In: Food and Chemical Toxicology. 2012, PMID 23266271. </ref> Sie verlangsamt nach einer Mahlzeit die Aufnahme von Zucker ins Blut.<ref>K. L. Johnston, M. N. Clifford & L. M. Morgan: Coffee acutely modifies gastrointestinal hormone secretion and glucose tolerance in humans: glycemic effects of chlorogenic acid and caffeine. In: Am. J. Clin. Nutrit. Band 78, Nr. 4, 2003, S. 728–733, PMID 14522730 (ajcn.org). </ref> Dies unterstützt die Beobachtung, dass Chlorogensäure im Tiermodell einen antidiabetischen Effekt zeigte.<ref>A. Hunyadi, A. Martins & T. J. Hsieh: Chlorogenic Acid and Rutin Play a Major Role in the In Vivo Anti-Diabetic Activity of Morus alba Leaf Extract on Type II Diabetic Rats. In: PLOS ONE. Band 7, Nr. 11, 2012, PMID 22900702. </ref> Außerdem wurde ein blutdrucksenkender Effekt bei gesunden Menschen entdeckt.<ref>A. Mubarak, C. P. Bondonno & A. H. Liu: Acute effects of chlorogenic acid on nitric oxide status, endothelial function, and blood pressure in healthy volunteers: a randomized trial. In: J Agric Food Chem. Band 60, Nr. 36, 2012, S. 9130–9136, PMID 22900702. </ref> Chlorogensäure hemmt die Plättchenaggregation (Blutgerinnung).<ref>H. J. Cho, H. J. Kang & Y. J. Kim: Inhibition of platelet aggregation by chlorogenic acid via cAMP and cGMP-dependent manner. In: Blood Coagul. Fibrinolysis. Band 23, Nr. 7, 2012, S. 629–635, PMID 22885765. </ref> Im Tierversuch an Schweizer Mäusen (Labormausstamm) wurde an verschiedenen Magengeschwürmodellen eine positive Wirkung nachgewiesen.<ref name="Shimoyama" /> Es konnte gezeigt werden, dass Chlorogensäure imstande ist, Leberentzündungen zu hemmen.<ref>H. Shi, L. Dong & J. Jiang: Chlorogenic acid reduces liver inflammation and fibrosis through inhibition of toll-like receptor 4 signaling pathway. In: Toxicology. 2012, PMID 23146752. </ref> Im Zellmodell wurde nachgewiesen, dass Chlorogensäure die Apoptose (den programmierten Zelltod) bei Krebszellen auslösen kann.<ref>J. S. Yang, C. W. Liu & Y. S. Ma: Chlorogenic acid induces apoptotic cell death in U937 leukemia cells through caspase- and mitochondria-dependent pathways. In: In Vivo. Band 26, Nr. 6, 2012, S. 971–978, PMID 23160680. </ref>

Außerdem wurde entdeckt, dass sehr hohe Dosen an Chlorogensäure (ca. 10-mal so viel wie in üblichen Nahrungsergänzungsmitteln enthalten ist) den Homocysteinspiegel im Blut anheben können.<ref>M. R. Olthof, P. C. Hollmann & P. L. Zock: Consumption of high doses of chlorogenic acid, present in coffee, or of black tea increases plasma total homocysteine concentrations in humans. In: Am. J. Clin. Nutr. Band 73, Nr. 3, 2001, S. 532–538, PMID 11237928. </ref> Homocystein gilt als wichtiger Risikofaktor für Herz-Kreislauferkrankungen.

Chlorogensäure im Kaffee

Chlorogensäure wurde früher unter anderem für Beschwerden bei magenempfindlichen Kaffeetrinkern verantwortlich gemacht. Gegen Chlorogensäure als Hauptursache für Magenreizungen spricht allerdings, dass sie bei Tierversuchen Magengeschwüre gebessert hat<ref name="Shimoyama" /> und andere chlorogensäurehaltige Nahrungsmittel keine Magenbeschwerden verursachen.<ref name="Römpp">Eintrag zu Chlorogensäure. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref> Neuere Untersuchungen deuten darauf hin, dass Chlorogensäuren kaum, sondern eher Bestandteile der Rohkaffeewachsschicht, Carbonsäure-5-hydroxytryptamide (C5HTs) ein bedeutendes Potential zur Steigerung der Magensäureproduktion bis hin zum Sodbrennen haben können [Lang, R. et al. (2009). "Quantitation of βN-Alkanoyl-5-hydroxytryptamides in Coffee by Means of LC-MS/MS-SIDA and Assessment of Their Gastric Acid Secretion Potential Using the HGT-1 Cell Assay." Journal of Agricultural and Food Chemistry 58(3): 1593-1602. Rubach, M. et al. (2011). "Multi-parametric approach to identify coffee components that regulate mechanisms of gastric acid secretion." Molecular Nutrition & Food Research 56(2): 325-335.]

Die thermische Zersetzung der Chlorogensäure ist zeit- und temperaturabhängig und beginnt bei 135 °C. Bis zu einer Temperatur von 250 °C werden zunächst zwei Moleküle Wasser aus der Chinasäure-Einheit abgespalten, bis zu einer Temperatur von 260 °C dann ein weiteres Wassermolekül. Dadurch wandelt sich die Chinasäure in m-Hydroxybenzoesäure um, wobei die Esterbindung mit der Kaffeesäure erhalten bleibt.<ref name="Nahrung_1968" />

Chlorogensäuregehalt in Bohnen in Abhängigkeit von der Röstung (Gew.-%)<ref name="Ullmann" />
Sorte	Röstgrad
	roh	hell	mittel	dunkel
Arabica	6,9 %	2,7 %	2,2 %	0,2 %
Robusta	8,8 %	3,5 %	2,1 %	0,2 %

Einzelnachweise

<references> <ref name="Dr. Dukes">Vorlage:DrDukesDB</ref> <ref name="JPC_1846">Payen: Untersuchung über den Caffee. In: Journal für Praktische Chemie. Band 38, Nr. 1, 1846, S. 461–485, doi:10.1002/prac.184603801105. </ref> <ref name="Ullmann">Rinantonio Viani, Marino Petracco: Coffee. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. 15. April 2007, S. 467–498, doi:10.1002/14356007.a07_315.pub2. </ref> <ref name="Shimoyama">A. T. Shimoyama, J. R. Santin, I. D. Machado: Antiulcerogenic activity of chlorogenic acid in different models of gastric ulcer. In: Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. Band 386, Nr. 1, 2013, S. 5–14, doi:10.1007/s00210-012-0807-2, PMID 23128853. </ref> <ref name="Nahrung_1968">B. Lóránt: Die thermische Zersetzung lebensmittelchemisch interessanter Inhaltsstoffe von Kaffee und Kakao. In: Die Nahrung. Band 12, Nr. 4, 1968, S. 351–356, doi:10.1002/food.19680120406. </ref> </references>