Zingiberaceae (Ingwergewächse)
Die Ingwergewächse sind tropische Rhizomstauden der Monokotylen, deren Wurzelstöcke ätherisches Öl in Ölzellen sowie Scharfstoffe und Curcuminoide liefern.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Zingiberaceae sind tropische Rhizomstauden der Monokotylen mit parallelnervigen, zweizeiligen Blättern und geschlossen-kollateralen Leitbündeln.
- Die Blüte ist auffällig, dreizählig und meist zygomorph, hat nur ein fertiles Staubblatt, petaloide Staminodien und einen unterständigen Fruchtknoten.
- Das ätherische Öl liegt in Ölzellen (Idioblasten), nicht in lysigenen Exkretbehältern oder Drüsenschuppen.
- Curcumin ist ein Diarylheptanoid: zwei Feruloylringe, eine C7-Kette und eine Keto-Enol-Mitte.
- Genutzt werden vor allem Rhizome, etwa Zingiberis rhizoma mit Gingerolen. Bewertet werden die Drogen über den Gehalt an ätherischem Öl.
- Kardamomsamen von Elettaria cardamomum besitzen Endosperm und ein ausgeprägtes Perisperm.
Worum es geht
Ingwer, Kurkuma und Kardamom kennt man aus der Küche. Alle drei gehören zu den Zingiberaceae, einer Familie der Monokotylen. Pharmazeutisch zählen vor allem ihre ölreichen Rhizome, die man als Drogen einsetzt und über ihr ätherisches Öl bewertet.
Einordnung und Erkennungsmerkmale
Die Zingiberaceae sind ausdauernde Stauden der Tropen. Sie überdauern mit einem fleischigen Wurzelstock und bilden darüber einen beblätterten Spross.
| Merkmal | Ausprägung |
|---|---|
| Systematik | Monokotyle, Ordnung Zingiberales |
| Wuchsform | Rhizomstauden mit Scheinstamm aus Blattscheiden |
| Blätter | einfach, zweizeilig, parallel- bis bogennervig |
| Blüte | auffällig, dreizählig, meist zygomorph, ein fertiles Staubblatt |
| Blütenformel | \(\downarrow\,K(3)\;C(3)\;A\,1\;G(\overline{3})\) plus petaloide Staminodien |
| Frucht | meist Kapsel, Samen mit Perisperm |
| typische Inhaltsstoffe | ätherisches Öl in Ölzellen, Diarylheptanoide (Curcumin), Scharfstoffe, Stärke |
| wichtige Arzneipflanzen | Ingwer, Javanische Gelbwurz, Kurkuma, Kardamom |
Am Habitus erkennt man die Familie gut. Die Blätter sind ungeteilt, Fiederblätter kommen nicht vor. Ihre Nerven laufen parallel oder in flachem Bogen vom Mittelnerv zum Rand. Die Blattscheiden umhüllen einander und bilden einen Scheinstamm. Unterirdisch liegt das oft fingerartig verzweigte Rhizom, also ein unterirdischer Spross.
Köhler’s Medizinal-Pflanzen · hrsg. von Franz Eugen Köhler · gemeinfrei
Im Querschnitt der Sprossachse liegen die Leitbündel zerstreut. Sie sind wie bei Monokotylen üblich geschlossen-kollateral. Anders als die offen-kollateralen Bündel der Eudikotylen besitzen sie kein Kambium und erlauben kein sekundäres Dickenwachstum (siehe Leitbündeltypen).
Blüte und Frucht
Die Blüten sind auffällig und werden von Insekten oder Vögeln bestäubt. Damit unterscheiden sie sich von den unscheinbaren, windbestäubten Blüten der Süßgräser. Die Blüte ist dreizählig gebaut und meist zygomorph, also nur in einer Ebene spiegelbildlich.
Von den sechs Staubblättern zweier Kreise bleibt nur ein einziges fertil. Seine Anthere umschließt den Griffel. Die übrigen sind zu Staminodien umgewandelt, oft petaloid und gefärbt. Zwei von ihnen verwachsen zur auffälligen Lippe, dem Labellum. Darunter sitzt ein unterständiger, dreifächriger Fruchtknoten.
Die Formel \(P\,3+3\;A\,3+3\;G(\underline{3})\) mit sechs fertilen Staubblättern und oberständigem Fruchtknoten beschreibt dagegen den Lilientyp. Auch die Kombination aus radiärer Blüte und Ölgängen in der Fruchtwand passt nicht hierher, denn sie kennzeichnet die Apiaceae. Die Frucht der Zingiberaceae ist meist eine Kapsel.
Inhaltsstoffe
Fast alle Ingwergewächse enthalten ätherisches Öl. Es liegt in Ölzellen: einzelne, vergrößerte Parenchymzellen, die das Öl in ihrem Inneren speichern. Man nennt sie auch Exkretzellen oder Ölidioblasten, das Prinzip kennst du von den Lauraceae. Anders als in lysigenen oder schizogenen Exkretbehältern entsteht dabei kein Raum zwischen oder aus mehreren Zellen.
Wird im Examen gerne gefragt: Zingiber, Curcuma und die Javanische Gelbwurz speichern ihr ätherisches Öl in Ölzellen (Idioblasten). Achte auf die Abgrenzung zu lysigenen Exkretbehältern und zu den Drüsenschuppen der Lamiaceae, die hier nicht vorkommen.
Der zweite Leitstoff ist der gelbe Farbstoff der Kurkuma.
Ein Naturstoff aus zwei aromatischen Ringen (Arylresten), die über eine Kette aus sieben Kohlenstoffatomen verbunden sind. Diarylheptanoide sind typisch für die Zingiberaceae.
Das bekannteste Diarylheptanoid ist Curcumin. An der Strukturformel erkennst du es an drei Merkmalen. Beide Enden tragen einen Phenylring mit OH-Gruppe und benachbarter Methoxygruppe, also einen Feruloylrest. Die Kette C1 bis C7 enthält zwei Doppelbindungen. In der Mitte steht ein β-Diketon, das überwiegend als Keto-Enol-Form vorliegt. Das durchgehend konjugierte System macht den Stoff intensiv gelb.
Curcumin enthält keinen Stickstoff, und Curcuma-Drogen sind alkaloidfrei. Auch Anthranoide sind für die Familie nicht typisch und bestimmen ihre Wirkung nicht. Sie kennzeichnen etwa Aloe. Die Wirkung tragen hier ätherisches Öl, Curcuminoide und Scharfstoffe wie die Gingerole des Ingwers.
Arzneipflanzen und Drogen
Arzneilich nutzt man von den Zingiberaceae fast immer das Rhizom, kaum die Blätter. Einzige wichtige Ausnahme ist die Kardamomfrucht.
| Pflanze | Droge | Leitstoffe | Wirkung oder Verwendung |
|---|---|---|---|
| Ingwer (Zingiber officinale) | Zingiberis rhizoma | ätherisches Öl, Gingerole, Shogaole | Reisekrankheit, Verdauungsbeschwerden |
| Javanische Gelbwurz (Curcuma zanthorrhiza) | Curcumae xanthorrhizae rhizoma | ätherisches Öl, Curcuminoide | Verdauungsbeschwerden |
| Kurkuma (Curcuma longa) | Curcumae longae rhizoma | Curcuminoide, ätherisches Öl | Verdauungsbeschwerden, Gewürz |
| Kardamom (Elettaria cardamomum) | Cardamomi fructus | ätherisches Öl | Karminativum, Gewürz |
Das Rhizom ist zugleich Speicherorgan und enthält reichlich Stärke, auch in den Curcuma-Drogen. Weil das ätherische Öl die Wirkung trägt, bewertet man die offizinellen Drogen in der Regel über ihren Gehalt an ätherischem Öl. Man bestimmt ihn durch Wasserdampfdestillation.
Ingwer
Stammpflanze von Zingiberis rhizoma ist Zingiber officinale. Der Wurzelstock schmeckt brennend scharf. Verantwortlich sind die Scharfstoffe Gingerole und Shogaole. Im Pulver fallen die Stärkekörner auf: flache, eiförmige bis sackförmige Einzelkörner mit einem kleinen Spitzchen, in dem der Bildungskern liegt. Dazwischen findet man Ölzellen mit gelblichem Inhalt.
Javanische Gelbwurz
Curcumae xanthorrhizae rhizoma stammt von Curcuma zanthorrhiza. Die Droge ist innen orangegelb durch Curcuminoide. Sie enthält ätherisches Öl in Ölzellen und schmeckt würzig-scharf.
Kardamom
Cardamomi fructus stammt von Elettaria cardamomum. Die dreifächrige Kapsel enthält kleine, aromatische Samen. Ihr Embryo ist monokotyl. Als Nährgewebe dienen Endosperm und ein ausgeprägtes Perisperm, also Speichergewebe aus dem Nucellus (siehe Samen).
Nicht in diese Familie gehört Condurangorinde. Condurango cortex stammt von Marsdenia cundurango aus den Apocynaceae.
Quiz
Aussage 1
Curcumin besteht aus zwei Arylresten, die über eine Kette aus sieben Kohlenstoffatomen verbunden sind.
Curcumin ist ein Diarylheptanoid mit zwei Feruloylringen und einer C7-Kette mit Keto-Enol-Mitte.
Aussage 2
Offizinelle Drogen der Zingiberaceae werden üblicherweise über ihren Anthranoidgehalt bewertet.
Anthranoide sind für die Familie nicht typisch. Bewertet wird über den Gehalt an ätherischem Öl.
Aussage 3
Die Blüte der Zingiberaceae besitzt sechs fertile Staubblätter in zwei Kreisen und einen oberständigen Fruchtknoten.
Nur ein Staubblatt ist fertil, die übrigen sind Staminodien. Der Fruchtknoten ist unterständig.
Aussage 4
Zingiberis rhizoma stammt von Zingiber officinale und verdankt seinen brennenden Geschmack Scharfstoffen wie den Gingerolen.
Der Ingwerwurzelstock enthält neben ätherischem Öl die Scharfstoffe Gingerole und Shogaole.
Aussage 5
Im Ingwerrhizom liegt das ätherische Öl in lysigenen Exkretbehältern, die durch Auflösung mehrerer Zellen entstehen.
Zingiberaceae speichern ätherisches Öl in einzelnen Ölzellen (Idioblasten), nicht in lysigenen Exkretbehältern.
Aussage 6
Der Samen von Elettaria cardamomum speichert Nährstoffe in Endosperm und in einem ausgeprägten Perisperm.
Kardamomsamen haben einen monokotylen Embryo sowie Endosperm und ausgeprägtes Perisperm als Nährgewebe.
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