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6-Shogaol

Chemische organische Verbindung, die im Ingwerrhizom vorkommt

6-Shogaol (abgeleitet von japanisch 生姜、 shōga, deutsch ‚Ingwer‘) ist ein natürlicher Inhaltsstoff des Ingwerrhizoms (Zingiber officinale). Die Verbindung ist neben 6-Gingerol hauptverantwortlich für den scharfen Geschmack des Ingwers. Die erstmalige Extraktion gelang 1918 H. Nomura durch Destillation des Rhizomöls, der erste korrekte Vorschlag für die Strukturformel kam 1927 von Nomura und Tsurumi.[6]

Strukturformel
Allgemeines
Name 6-Shogaol
Andere Namen
  • (6)-Shogaol
  • [6]-Shogaol
  • (E)-1-(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)-4-decen-3-on
Summenformel C17H24O3
Kurzbeschreibung

viskose, gelbe Flüssigkeit[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 555-66-8
EG-Nummer (Listennummer) 664-006-0
ECHA-InfoCard 100.190.262
PubChem 5281794
ChemSpider 4445106
Wikidata Q2746448
Eigenschaften
Molare Masse 276,37 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig[2]

Dichte

1,033 g·cm−3 [3]

Siedepunkt

427,5 °C (1013,25 hPa)[3]

Löslichkeit

löslich in Methanol und Ethanol[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[4]
Gefahrensymbol

Achtung

H- und P-Sätze H: 302
P: ?
Toxikologische Daten
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Von besonderem medizinischen Interesse sind die vielfältigen potentiell gesundheitsfördernden Wirkungen von 6-Shogaol, weshalb die Verbindung Gegenstand der aktuellen Forschung ist.

Vorkommen

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6-Shogaol kommt natürlich im Rhizom von Ingwer (Zingiber officinale) vor.

6-Shogaol kommt neben den Derivaten 4-, 8-, 10- und 12-Shogaol in geringen Konzentrationen von bis zu 2,3 mg/g[7] im ungetrockneten Wurzelstock des Ingwers vor. Die Konzentration der Verbindung ist jedoch in getrocknetem Ingwer weitaus höher. Der Anteil von 6-Shogaol in Ingwer kann durch Kochen, Bedampfen oder kurzes Anbraten erhöht werden.[8]

Chemisch sehr ähnlich ist die Verbindung mit 6-Gingerol, einer ebenfalls im Ingwerrhizom anzufindenden Substanz. Das Shogaol-Molekül entspricht einem in α-β-Position zur Ketogruppe dehydratisiertem Gingerol-Molekül und entsteht aus diesem beim Trocknen von Ingwer.[9]

Analytik

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Die Extraktion von 6-Shogaol erfolgt üblicherweise aus getrocknetem Ingwer mit einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol. Der Anteil von 6-Shogaol im Extrakt kann erhöht werden, indem die Extraktion bei einem niedrigen pH-Wert durchgeführt wird und das Ethanol auf 80 °C erwärmt wird.[10] Das restliche 6-Gingerol kann mit Bmim-hydrogensulfat unter Bestrahlung mit Ultraschall größtenteils in das gewünschte 6-Shogaol umgewandelt werden.[11] Die weitere Aufreinigung erfolgt in der Regel chromatographisch mit Methoden wie der HPLC, UHPLC[12] und HSCCC.[9][13]

Synthese

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Eine Synthese von 6-Shogaol ist ausgehend von einer Claisen-Schmidt-Kondensation von Vanillin mit Aceton zu Dehydrozingeron möglich. Durch eine anschließende gekreuzte Aldolkondensation mit Hexanal in Tetrahydrofuran entstehen 6-Dehydroshogaol und 6-Dehydrogingerol. Letzteres wird katalytisch zum 6-Gingerol hydriert, aus welchem durch Zugabe von Salzsäure 6-Shogaol hergestellt werden kann.[14]

 
Syntheseweg für 6-Shogaol ausgehend von Vanillin.

Physiologische Wirkungen

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Mit einem Wert von 160.000 Scoville ist 6-Shogaol etwa dreimal schärfer als das 6-Gingerol, jedoch bedeutend milder als reines Capsaicin.[15]

Mehrere Studien berichteten über verschiedene Wirkungen von 6-Shogaol, die unterschiedliche potentielle Anwendungen als Medikament möglich erscheinen lassen. Insbesondere die Nutzung von 6-Shogaol in der Behandlung von Tumoren ist Gegenstand der aktuellen Forschung: nach diesen Berichten hemmte die Verbindung teils sowohl in vitro als auch in vivo die Ausbreitung von gastrointestinalen Tumoren,[16] Prostata-[17] und kann die Bildung von Brustkrebszellen unter anderem über Inaktivierung des NF-κB-Transkriptionsfaktor beziehungsweise Regulierung der Aktivität des MMP-9-Enzyms verhindern.[18] 6-Shogaol löste selektiv in Krebszellen den programmierten Zelltod durch Apoptose aus, welche durch Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies und insbesondere durch Aktivierung des Enzyms Caspase induziert wurde.[19][20]

Eine andere Studie stellte ein verlangsamtes Fortschreiten des Krankheitsverlaufs bei Alzheimer-Krankheit fest.[21] Auch konnte eine potentiell schützende Wirkung auf cholinerge Neuronen durch die Verbindung festgestellt werden. Die Dysfunktion und das Absterben derartiger Neuronen wird als Ursache der Gedächtnisprobleme bei Alzheimer gesehen.[22] Eine andere Studie kam zu dem Ergebnis, dass 6-Shogaol von allen untersuchten Gingerolen und Derivaten das stärkste Antioxidans und die am stärksten entzündungshemmende Substanz ist, was seitens der Forschungsgruppe auf die in α,β-Stellung ungesättigte Ketogruppe zurückgeführt wird.[23] Wie 6-Gingerol ist auch das Shogaol ein Inhibitor der Blutgefäßproliferation im glatten Muskelgewebe.[24]

Klinische Studien zur Wirkung von 6-Shogaol am Menschen existieren bisher nicht. Dagegen versuchen viele Webseiten, die mutmaßlich positiven Wirkungen von Ingwer gegen die verschiedensten Erkrankungen anzupreisen.[25][26]

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b 6-Shogaol. In: aphios.com. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 15. März 2018; abgerufen am 18. März 2018 (englisch).
  2. ↑ Sicherheitsdatenblatt. (PDF) Santa Cruz Biotechnology Inc, 22. Januar 2015, S. 3, abgerufen am 17. März 2018.
  3. ↑ a b 6-Shogaol. In: alfa-chemistry.com. Abgerufen am 17. März 2018 (englisch).
  4. ↑ Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von [No public or meaningful name is available] im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 8. April 2018.
  5. ↑ a b Mamoru Suekawa et al.: Pharmacological studies on ginger. I. Pharmacological actions of pungent constituents, (6)-Gingerol and (6)-Shogaol. In: Journal of Pharmacobio-Dynamics. Band 7, Nr. 11, 1984, S. 836, PMID 6335723.
  6. ↑ R. Hegnauer: Chemotaxonomie der Pflanzen. Eine Übersicht über die Verbreitung und die systematische Bedeutung der Pflanzenstoffe. Band 16. Springer, 2013, ISBN 978-3-0348-9387-9, S. 464 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  7. ↑ Lee S. et al.: Liquid chromatographic determination of 6-, 8-, 10-gingerol, and 6-shogaol in ginger (Zingiber officinale) as the raw herb and dried aqueous extract. In: Journal of AOAC International. Band 90, Nr. 5, September 2007, S. 1219–1226, PMID 17955965.
  8. ↑ Masami Yoshida, Saori Harabayashi: Changes in 6-Gingerol Concentration in Ginger under Various Types of Cooking Conditions. In: Journal of Cookery Science of Japan. Band 48, Nr. 6, 2015, S. 398–404, doi:10.11402/cookeryscience.48.398.
  9. ↑ a b V. A. Parthasarathy, B.Chempakam, T. J. Zachariah: Chemistry of Spices. CAB International, 2008, ISBN 978-1-84593-405-7, S. 84 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  10. ↑ Seon Ok, Woo-Sik Jeong: Optimization of Extraction Conditions for the 6-Shogaol-rich Extract from Ginger (Zingiber officinale Roscoe). In: Preventive Nutrition and Food Science. Band 17, Nr. 2, Juni 2012, S. 166–171, PMC 3866747 (freier Volltext).
  11. ↑ Xingran Kou et al.: Efficient dehydration of 6-gingerol to 6-shogaol catalyzed by an acidic ionic liquid under ultrasound irradiation. In: Food chemistry. Band 215, 15. Januar 2017, S. 193–199, PMID 27542467.
  12. ↑ Su Yeon Park, Mun Yhung Jung: UHPLC-ESI-MS/MS for the Quantification of Eight Major Gingerols and Shogaols in Ginger Products: Effects of Ionization Polarity and Mobile Phase Modifier on the Sensitivity. In: Journal of Food Science. Band 81, Nr. 10, Oktober 2016, PMID 27589022.
  13. ↑ Qingliang Qiao, Qizhen Du: Preparation of the monomers of gingerols and 6-shogaol by flash high speed counter-current chromatography. In: Journal of Chromatography A. Band 1218, Nr. 36, 9. September 2011, S. 6187–6190, PMID 21195411.
  14. ↑ Hung-Cheng Shih et al.: Synthesis of Analogues of Gingerol and Shogaol, the Active Pungent Principles from the Rhizomes of Zingiber officinale and Evaluation of Their Anti-Platelet Aggregation Effects. In: International Journal of Molecular Sciences. Band 15, Nr. 3, März 2014, S. 3926–3951, PMC 3975376 (freier Volltext).
  15. ↑ 6-Shogaol. In: ingwer-wirkung.info. Abgerufen am 16. März 2018.
  16. ↑ Ginger and Its Constituents: Role in Prevention and Treatment of Gastrointestinal Cancer. In: Gastroenterology Research and Practice. 8. Mai 2015, PMC 4369959 (freier Volltext).
  17. ↑ Achinto Saha et al.: 6-Shogaol from dried ginger inhibits growth of prostate cancer cells both in vitro and in vivo through inhibition of STAT3 and NF-κB signaling. In: Cancer Prevention Research. Band 7, Nr. 6, Juni 2014, PMID 24691500.
  18. ↑ H. Ling et al.: 6-Shogaol, an active constituent of ginger, inhibits breast cancer cell invasion by reducing matrix metalloproteinase-9 expression via blockade of nuclear factor-κB activation. In: British Journal of Pharmacology. Band 161, Nr. 1, Dezember 2010, S. 1763–1777, PMC 3010581 (freier Volltext).
  19. ↑ Min-Hsiung Pan et al.: 6-Shogaol induces apoptosis in human colorectal carcinoma cells via ROS production, caspase activation, and GADD 153 expression. In: Molecular Nutrition Food Research. 2. April 2008, PMID 18384088.
  20. ↑ Kishora R. Sakharkar: Post-genomic Approaches in Cancer and Nano Medicine. River Publishers, 2015, ISBN 978-87-93102-86-6, 5.5.18, S. 139–142 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  21. ↑ Ji-Young Na et al.: 6-Shogaol has anti-amyloidogenic activity and ameliorates Alzheimer’s disease via CysLT1R-mediated inhibition of cathepsin B. In: Biochemical and Biophysical Research Communications. Band 477, Nr. 1, 12. August 2016, S. 96–102, PMID 27286707.
  22. ↑ Sehwan Shim, Jungkee Kwon: Effects of [6]-shogaol on cholinergic signaling in HT22 cells following neuronal damage induced by hydrogen peroxide. In: Food and Chemical Toxicology. Band 50, Nr. 5, S. 1454–1459, PMID 22381256.
  23. ↑ Swarnalatha Dugasani et al.: Comparative antioxidant and anti-inflammatory effects of [6]-gingerol, [8]-gingerol, [10]-gingerol and [6]-shogaol. In: Journal of Ethnopharmacology. Band 127, Nr. 2, 3. Februar 2010, S. 515–520, PMID 19833188.
  24. ↑ Rongxia Liu et al.: Identification and characterization of [6]-shogaol from ginger as inhibitor of vascular smooth muscle cell proliferation. In: Molecular Nutrition & Food Research. Band 59, Nr. 5, Mai 2015, S. 843–852, PMC 4573514 (freier Volltext).
  25. ↑ J. Harlfinger: Ingwer gegen Brustkrebs: Falsche Hoffnungen. In: medizin-transparent.at. 12. Oktober 2016, abgerufen am 17. März 2018.
  26. ↑ Linda Weißer: Die fünf häufigsten Fehler bei Ernährungsthemen. In: alimonia.net. 17. September 2017, abgerufen am 18. März 2018.
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