Carotinoide – Arten, Farben und Aufgaben in Pflanzen einfach erklärt

Carotinoide sind natürliche, fettlösliche Farbstoffe, die viele gelbe, orangefarbene und rote Pflanzenfarben mitprägen. Sie kommen jedoch auch in grünen Pflanzenteilen vor, wo ihre Eigenfarbe meist vom Chlorophyll überdeckt wird.

Für Pflanzen sind Carotinoide weit mehr als Farbstoffe. Sie sind an der Lichtaufnahme beteiligt und helfen dabei, den Photosyntheseapparat vor überschüssiger Lichtenergie zu schützen.

Auf dieser Seite erfahren Sie, was Carotinoide sind, wie sich Carotine und Xanthophylle unterscheiden, wo diese Stoffe vorkommen und welche Aufgaben sie in Pflanzen erfüllen. Einen übergeordneten Einstieg bietet die Seite Pflanzenfarbstoffe.

Kurze Antwort:
Carotinoide sind fettlösliche natürliche Farbstoffe. Sie prägen häufig gelbe, orangefarbene und rote Pflanzenfarben, kommen aber auch in grünen Blättern vor. Gleichzeitig sind sie an der Photosynthese und am Schutz vor überschüssiger Lichtenergie beteiligt. Bekannte Vertreter sind Beta-Carotin, Lycopin, Lutein und Zeaxanthin.

Carotinoide im Überblick

Merkmal	Einordnung
Stoffgruppe	Natürliche Farbstoffe und pflanzliche Inhaltsstoffe
Typische Farben	Gelb, Orange und Rot
Hauptgruppen	Carotine und Xanthophylle
Bekannte Vertreter	Beta-Carotin, Alpha-Carotin, Lycopin, Lutein, Zeaxanthin und Beta-Cryptoxanthin
Vorkommen	Unter anderem in Blättern, Blüten, Früchten, Samen und Wurzeln
Löslichkeit	Fettlöslich beziehungsweise lipophil
Aufgaben in Pflanzen	Lichtaufnahme, Lichtschutz, Färbung und Ausgangsstoff für weitere pflanzliche Verbindungen
Einordnung	Werden im Ernährungsbereich häufig den sekundären Pflanzenstoffen zugeordnet

Was sind Carotinoide?

Carotinoide bilden eine grosse Gruppe natürlicher Farbstoffe. Sie werden von Pflanzen, Algen und verschiedenen Mikroorganismen gebildet.

In Pflanzen befinden sich Carotinoide vor allem in Plastiden. Das sind besondere Strukturen innerhalb von Pflanzenzellen. Dazu gehören unter anderem die grünen Chloroplasten und die farbigen Chromoplasten.

In Chloroplasten wirken Carotinoide gemeinsam mit Chlorophyll im Photosyntheseapparat. In Chromoplasten können sie sich stärker anreichern und beispielsweise die Farbe von Blüten oder Früchten prägen.

Sind Carotinoide sekundäre Pflanzenstoffe?

Im Ernährungsbereich werden Carotinoide häufig den sekundären Pflanzenstoffen zugeordnet.

Aus Sicht der Pflanze ist diese vereinfachte Einteilung jedoch erklärungsbedürftig: Carotinoide erfüllen grundlegende Funktionen bei der Photosynthese und beim Schutz vor überschüssiger Lichtenergie.

Sie lassen sich deshalb sowohl als natürliche Pflanzenfarbstoffe als auch als funktionell wichtige Bestandteile des Photosyntheseapparats betrachten.

Welche Arten von Carotinoiden gibt es?

Carotinoide werden in zwei grosse Hauptgruppen eingeteilt: Carotine und Xanthophylle.

Carotine

Carotine bestehen chemisch aus Kohlenstoff und Wasserstoff.

Bekannte Vertreter sind:

Alpha-Carotin
Beta-Carotin
Lycopin

Xanthophylle

Xanthophylle sind sauerstoffhaltige Carotinoide.

Bekannte Vertreter sind:

Lutein
Zeaxanthin
Beta-Cryptoxanthin

Bekannte Carotinoide im Vergleich

Carotinoid	Gruppe	Typische Farbrichtung
Beta-Carotin	Carotin	Gelb bis Orange
Alpha-Carotin	Carotin	Gelb bis Orange
Lycopin	Carotin	Orange bis Rot
Lutein	Xanthophyll	Gelb
Zeaxanthin	Xanthophyll	Gelb bis Orange
Beta-Cryptoxanthin	Xanthophyll	Gelb bis Orange

Diese Farbangaben dienen nur der Orientierung. Der sichtbare Farbton eines Pflanzenteils entsteht häufig durch das Zusammenspiel mehrerer Farbstoffe.

Welche Farben prägen Carotinoide?

Carotinoide sind besonders mit gelben, orangefarbenen und roten Farbtönen verbunden.

Welche Farbe tatsächlich sichtbar wird, hängt vom jeweiligen Carotinoid, seiner Konzentration, dem Pflanzengewebe und weiteren Farbstoffen ab. Chlorophylle, Anthocyane und andere Pigmente können das Erscheinungsbild zusätzlich verändern.

Eine gelbe, orangefarbene oder rote Pflanzenfarbe beweist deshalb nicht, dass ausschliesslich Carotinoide dafür verantwortlich sind.

Warum sieht man Carotinoide in grünen Blättern kaum?

Auch grüne Blätter enthalten Carotinoide. Ihre gelbe bis orangefarbene Eigenfarbe wird dort meist vom grünen Chlorophyll überdeckt.

Verringert sich der Chlorophyllgehalt, können vorhandene Carotinoide stärker sichtbar werden. Dieser Effekt trägt bei verschiedenen Pflanzen zur herbstlichen Blattfärbung bei.

Warum verändert sich die Farbe reifender Früchte?

Während der Fruchtreife kann sich die Zusammensetzung der Pflanzenfarbstoffe verändern. Chlorophyll wird teilweise abgebaut, während sich Carotinoide bilden oder stärker anreichern können.

Dadurch kann sich eine Frucht beispielsweise von Grün zu Gelb, Orange oder Rot verändern. Welche Farbstoffe daran beteiligt sind, hängt von der Pflanzenart ab.

Wo kommen Carotinoide in Pflanzen vor?

Carotinoide können in sehr unterschiedlichen Pflanzenteilen vorkommen:

grünen und verfärbten Blättern
Blüten
Früchten und Fruchtschalen
Samen
Wurzeln und anderen unterirdischen Pflanzenteilen

Besonders gut sichtbar sind sie in Pflanzenteilen, in denen wenig grünes Chlorophyll vorhanden ist und sich grössere Mengen gelber, orangefarbener oder roter Pigmente ansammeln.

Welche Aufgaben haben Carotinoide in Pflanzen?

Carotinoide erfüllen mehrere biologische Funktionen.

Unterstützung der Photosynthese

Carotinoide können Licht in Bereichen aufnehmen, die von Chlorophyll nicht vollständig genutzt werden. Ein Teil dieser Energie kann innerhalb des Photosyntheseapparats weitergegeben werden.

Schutz vor überschüssiger Lichtenergie

Zu starke Lichteinstrahlung kann den Photosyntheseapparat belasten. Carotinoide helfen dabei, überschüssige Energie abzuleiten und empfindliche Strukturen in den Chloroplasten zu schützen.

Färbung von Blüten und Früchten

Carotinoide prägen die Farbe zahlreicher Blüten und Früchte. Solche auffälligen Farben können bei der Bestäubung oder Samenverbreitung eine Rolle spielen.

Ausgangsstoffe für weitere Verbindungen

Bestimmte Carotinoide dienen Pflanzen als Ausgangsstoffe für weitere Verbindungen, darunter bestimmte Signalstoffe und Pflanzenhormone.

Welche Pflanzen auf MaiThai.ch sind anschauliche Beispiele?

Mehrere Pflanzenprofile zeigen Früchte, bei deren gelber, orangefarbener oder roter Färbung Carotinoide eine Rolle spielen können:

Welche einzelnen Carotinoide vorkommen und in welchen Mengen sie enthalten sind, kann unter anderem von Pflanzenart, Sorte, Reifegrad, Standort und Verarbeitung abhängen.

Carotinoide und andere Pflanzenfarbstoffe

Farbstoffgruppe	Typische Farben	Einfache Einordnung
Carotinoide	Gelb, Orange und Rot	Fettlösliche Farbstoffe mit wichtigen Funktionen im Photosyntheseapparat
Chlorophylle	Grün	Zentrale Pigmente der Photosynthese
Anthocyane	Rot, Violett und Blau	Überwiegend wasserlösliche Farbstoffe aus dem Bereich der Flavonoide
Curcuminoide	Gelb bis Orangegelb	Farbstoffgruppe, die unter anderem die Farbe von Kurkuma prägt

Mehrere Farbstoffgruppen können gleichzeitig in einem Pflanzenteil vorkommen.

Ein anschauliches Gegenbeispiel ist Kurkuma: Seine intensive gelbe Farbe wird besonders mit Curcumin verbunden. Curcumin gehört zu den Curcuminoiden und nicht zu den Carotinoiden.

Carotinoide, Flavonoide und Polyphenole – was ist der Unterschied?

Carotinoide, Flavonoide und Polyphenole sind unterschiedliche chemische Einordnungen.

Carotinoide sind fettlösliche Pigmente.
Flavonoide bilden eine andere Gruppe natürlicher Pflanzenstoffe.
Anthocyane gehören zu den Flavonoiden.
Viele Flavonoide gehören zum Bereich der Polyphenole.
Carotinoide gehören chemisch nicht zu den Polyphenolen.

Weitere Grundlagen finden Sie auf den Seiten Flavonoide und Polyphenole.

Sind Carotinoide fettlöslich?

Ja. Carotinoide sind fettlösliche beziehungsweise lipophile Stoffe und lösen sich nur schlecht in Wasser.

In Pflanzen sind sie unter anderem mit Membranen und speziellen Strukturen innerhalb der Plastiden verbunden. Diese Eigenschaft unterscheidet sie von verschiedenen wasserlöslichen Pflanzenfarbstoffen.

Sind alle Carotinoide Vorstufen von Vitamin A?

Nein. Nur bestimmte Carotinoide können im menschlichen Körper in Vitamin A umgewandelt werden.

Dazu gehören unter anderem:

Beta-Carotin
Alpha-Carotin
Beta-Cryptoxanthin

Lycopin, Lutein und Zeaxanthin besitzen diese Eigenschaft dagegen nicht.

Diese Einordnung beschreibt eine Stoffeigenschaft. Sie ist keine Aussage über die gesundheitliche Wirkung eines bestimmten Lebensmittels, Produktes oder Nahrungsergänzungsmittels.

Carotinoide und Antioxidantien – wie hängt das zusammen?

Carotinoide können in biologischen Systemen an Reaktionen mit energiereichen oder reaktiven Molekülen beteiligt sein. In Pflanzen ist besonders ihre Schutzfunktion innerhalb des Photosyntheseapparats wichtig.

Der Begriff „Antioxidans“ sollte jedoch nicht automatisch als Gesundheitsversprechen verstanden werden. Eigenschaften einzelner Stoffe lassen sich nicht ohne Weiteres auf die Wirkung eines Lebensmittels oder einer Mischung übertragen.

Weitere Grundlagen finden Sie unter Antioxidantien in Pflanzen.

Kann man den Carotinoidgehalt an der Farbe erkennen?

Nein. Eine kräftige gelbe, orangefarbene oder rote Farbe kann einen Hinweis auf bestimmte Pigmente geben, erlaubt aber keine genaue Aussage über Art oder Menge der vorhandenen Carotinoide.

Andere Pflanzenfarbstoffe können gleichzeitig vorhanden sein. Auch Sorte, Reifegrad, Licht, Temperatur und Verarbeitung beeinflussen das Erscheinungsbild.

Was geschieht bei Trocknung und Verarbeitung?

Carotinoide können empfindlich auf Licht, Sauerstoff, Wärme und längere Lagerung reagieren. Dadurch können sich ihre Menge, chemische Form und die sichtbare Farbe verändern.

Einfluss haben unter anderem:

Temperatur
Dauer der Verarbeitung
Lichtkontakt
Sauerstoffkontakt
Zerkleinerung
Lagerbedingungen

Die Farbe eines getrockneten oder gemahlenen Pflanzenrohstoffs muss deshalb nicht der Farbe des frischen Pflanzenteils entsprechen.

Carotinoide in pflanzlichen Mischungen

In pflanzlichen Mischungen können Zutaten mit unterschiedlichen natürlichen Farbstoffen zusammentreffen. Carotinoide können dabei gelbe, orangefarbene oder rote Farbtöne einzelner Bestandteile mitprägen.

Die Gesamtfarbe einer Mischung erlaubt jedoch keinen sicheren Rückschluss auf eine bestimmte Stoffgruppe oder deren Menge.

Weiterführende Seiten

Fazit: Carotinoide einfach eingeordnet

Carotinoide sind natürliche, fettlösliche Farbstoffe. Zu den bekannten Vertretern gehören Beta-Carotin, Lycopin, Lutein und Zeaxanthin. Die beiden Hauptgruppen sind Carotine und Xanthophylle.

Sie prägen zahlreiche gelbe, orangefarbene und rote Pflanzenfarben, kommen aber auch in grünen Blättern vor. Gleichzeitig übernehmen sie wichtige Aufgaben bei Lichtaufnahme und Lichtschutz innerhalb des Photosyntheseapparats.

Häufige Fragen zu Carotinoiden

Was sind Carotinoide?

Carotinoide sind natürliche, fettlösliche Farbstoffe mit wichtigen Funktionen im pflanzlichen Photosyntheseapparat.

Welche Hauptgruppen von Carotinoiden gibt es?

Carotinoide werden in Carotine und Xanthophylle eingeteilt.

Welche Carotinoide sind besonders bekannt?

Bekannte Vertreter sind Beta-Carotin, Alpha-Carotin, Lycopin, Lutein, Zeaxanthin und Beta-Cryptoxanthin.

Kommen Carotinoide auch in grünen Blättern vor?

Ja. Dort wird ihre gelbe bis orangefarbene Eigenfarbe meist vom grünen Chlorophyll überdeckt.

Sind Carotinoide fettlöslich?

Ja. Carotinoide sind fettlösliche beziehungsweise lipophile Stoffe.

Sind alle Carotinoide Vorstufen von Vitamin A?

Nein. Beta-Carotin, Alpha-Carotin und Beta-Cryptoxanthin können diese Eigenschaft besitzen. Lycopin, Lutein und Zeaxanthin dagegen nicht.

Ist Curcumin ein Carotinoid?

Nein. Curcumin gehört zu den Curcuminoiden.

Kann man den Carotinoidgehalt an der Farbe erkennen?

Nein. Die Farbe kann Hinweise geben, erlaubt aber keine genaue Bestimmung von Art oder Menge der enthaltenen Carotinoide.

Was ist der Unterschied zwischen Carotinoiden und Anthocyanen?

Carotinoide sind fettlösliche Pigmente und häufig mit gelben, orangefarbenen und roten Farbtönen verbunden. Anthocyane sind überwiegend wasserlöslich und können rote, violette und blaue Farben prägen.