Färberpflanzen
Inhaltsstoffe von Pflanzen werden von je her zu Färbezwecken genutzt. Eine Vielzahl von Pflanzenarten liefern Farbstoffe, wobei nur einige den heutigen hohen Anforderungen der Industrie im Hinblick auf Farbreproduzierbarkeit (z.B. Waschechtheit, Lichtechtheit), Verfügbarkeit und färbetechnischem Verhalten entsprechen. Insgesamt werden ca. 150 Pflanzenarten zum Färben verwandt. Mit Färberknöterich, Färberwaid (blau), Reseda (gelb), Goldrute (gelb) und Krapp (rot) werden in Deutschland Anbauversuche durchgeführt.
Der Färberknöterich wird von April bis Mai mit 5 kg/ha ausgesät. Der Reihenabstand beträgt dabei 20-30 cm und die Saattiefe 2-3 cm. Zur Herstellung des Farbstoffes Indigo werden die Blüten, Blätter und Zweige verwendet.
Der Färberwaid ist eine zweijährige Kulturpflanze welche ebenfalls zur Gewinnung von Indigo genutzt wird. Der Farbstoff befindet sich in den Blättern und im Pflanzensaft, verwendet wird er für Holzschutzmittel, Papierkonservierung, Desinfektionsmittel und Textilpulver. Er wird in den Monaten März bis Mai mit 4-5 kg/ha ausgesät. Der Reihenabstand sollte 15-30 cm und die Saattiefe 1-2 cm betragen.
Goldrute ist eine mehrjährige Kultur, welche einen gelben Farbstoff liefert. Sie wird im Gegensatz zu den anderen beiden Kulturen gepflanzt und nicht gesät. Die Pflanzdichte beträgt 10-15 Pflanzen/m². Der Reihenabstand bewegt sich zwischen 20 und 30 cm, die Saattiefe beträgt nur 1 cm.
Krapp ist eine 2-3 jährige Pflanze, deren getrocknete Wurzel zur Gewinnung des rot-violetten Farbstoffes genutzt wird. Bei der Aussaat sollte man 8-10 kg/ha verwenden, falls die Kultur aber gepflanzt wird, sollten 15-20 Pflanzen/m² gesetzt werden. Der Reihenabstand beträgt hierbei 30-40 cm und die Saattiefe 3-5 cm.
Heil- und Gewürzpflanzen / Arzneipflanzen, Heilkräuter
Pflanzen werden schon seit ewigen Zeiten als Heilmittel genutzt. Von weltweit 850.000 verschiedenen Pflanzenarten sind schätzungsweise 500 Arten auf mögliche Heilwirkung näher untersucht worden. Man nimmt jedoch an, dass ca. 20.000 Arten Heilwirkung und Würzkräfte besitzen.
In den letzten Jahren gewinnen pflanzliche Arzneimittel (Phytopharmaka) jedoch wieder an Bedeutung. Ursache ist neben dem anhaltenden Trend zu einer "natürlichen" Lebensführung und der Furcht vor möglichen Nebenwirkungen synthetischer Medikamente auch eine verstärkte Forschungsarbeit auf diesem Gebiet.
Die Wirksamkeit eines pflanzlichen Arzneimittels ist meist von einem Gemisch von Wirkstoffen abhängig, die sich unterschiedlichen Wirkstoffgruppen mit charakteristischen Eigenschaften zuordnen lassen. Viele Heilpflanzen haben eine milde Wirkung, die erst nach einer längeren Anwendungsdauer eintritt. Sie wirken eher regulierend und sind bei bestimmungsgemäßer Anwendung meist nebenwirkungsarm oder -frei. Im Gegensatz dazu besitzen einige pflanzliche Arzneien oder Reinstoffpräparate eine stärkere Wirksamkeit, dann aber auch häufig zahlreiche und starke Nebenwirkungen.
In Abhängigkeit von Dosis und Anwendungsdauer können Befindlichkeitsstörungen, allergische Reaktionen aber auch Vergiftungserscheinungen bis hin zum Tode hervorgerufen werden. Auch Krebs erregende sowie erbgut- und fruchtschädigende Eigenschaften wurden bei einigen Wirkstoffen nachgewiesen. Pflanzliche Präparate sind meist nicht oder nicht ausschließlich zur Behandlung schwerer Erkrankungen geeignet. Sie werden vielmehr bei leichten Gesundheitsstörungen, zur Unterstützung von Therapien oder bei einigen chronischen Krankheiten eingesetzt.
Die Hauptanbaugebiete Deutschlands befinden sich in Thüringen, Bayern, Sachsen-Anhalt, Niedersachsen, Hessen, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz. Für den deutschen Anbau sind derzeit etwa 70 verschiedene Arten von Arznei- und Gewürzpflanzen von wirtschaftlicher Bedeutung.
Anbaufläche Deutschland: Bayern ca. 2.000 ha, Thüringen ca. 1.300 ha, Hessen ca. 1.200 ha, Sachsen-Anhalt ca. 1.130 ha (Angaben 2008), Rheinland-Pfalz ca. 220 ha (2010), Niedersachsen 675 ha (2011).
Der weltweite Handel mit Wirkstoffpflanzen beläuft sich auf ca. 300.000 Tonnen im Wert von 800 Mio. Dollar pro Jahr. Das wichtigste Exportland ist China mit jährlich ca. 122.000 Tonnen, gefolgt von Indien mit 32.600 Tonnen und Deutschland mit 14.400 Tonnen im Wert von ca. 68,5 Mio. Dollar. Deutschland ist auch der drittgrößte Importeur von Wirkstoffpflanzen mit 42.800 Tonnen im Wert von über 96 Mio. Dollar pro Jahr. Die Anbauflächen in Deutschland haben insgesamt eine Größe von etwa 6.000 ha.
Inhaltsstoffe
Bei den Inhaltsstoffen von Arznei- und Gewürzpflanzen handelt es sich meist um Produkte des Sekundärstoffwechsels. Dies sind niedermolekulare Substanzen mit meist relativ geringer Konzentration und oftmals keiner spezifischen Funktion. Einige erfüllen physiologische Aufgaben (z.B. Wachs als Transpirationsschutz), andere haben eine ökologische Bedeutung als Duftstoffe, Blüten- und Farbstoffe. Stoffwechselprodukte des Sekundärstoffwechsels sind:
Die Wirkstoffe
Ätherische Öle
Nahezu alle duftenden Pflanzen enthalten ätherische Öle, diese sind leicht flüchtig und entweichen bei der Verdunstung. Viele unterschiedliche ätherische Öle haben z. T. recht starke Heilwirkung.
Typische Kräuter: Thymian, Salbei, Lavendel, Fichte
Gerbstoffe
Gerbstoffe werden häufig in Wurzeln, Rinden und in den Blättern gebildet. Ihre adstringierende Wirkung zieht Schleimhäute und Gewebe zusammen. Sie helfen bei Geschwüren, Verbrennungen und Entzündungen.
Typische Kräuter: Eichenrinde, Brombeerblätter, Frauenmantel, Hamamelisblätter
Bitterstoffe
Die Bitterstoffe regen die Verdauung an und wirken so vorwiegend im Magen- Darm- Leber- Galle-Bereich.
Typische Kräuter: Enzian, Löwenzahn, Tausengüldenkraut, Engelwurz, Hopfen, Schafgarbe
Schleimstoffe
Die Eigenschaft der Schleimstoffe ist, im Wasser schleimig aufzuquellen. Ihre reizmildernde Wirkung hilft besonders bei Entzündungen der Schleimhäute. Der vorwiegende Wirkungsbereich liegt bei Behandlung von Reizhusten, Halsschmerzen und Magen-Darmkartharren.
Typische Kräuter: Huflattich, Spitzwegerich, Eibisch, Malve, Beinwell
Glykoside
Glykoside sind hochwirksame Stoffe, deren Grundsubstanzen aus bestimmten Zuckerverbindungen gebildet werden. Neben den hochwirksamen (giftigen) Glykosiden, welche auf Herz und Kreislauf wirken (z.B. Fingerhut), werden auch weniger starke Glykoside (Saponine, Flavone, Cumarine gebildet. Eins der bekanntesten Glycoside ist die Blausäure und das Salicin (Vorläufer des Aspirins).
Typische Kräuter: Maiglöckchen, Fingerhut, Weide, Faulbaum
Saponine
Saponine sind Stoffe, die seifenähnlich wirken. Seifenkraut wurde früher als Seifenersatz verwendet. Saponine sind harntreibend, wirken schleimhautreizend und eignen sich daher als Brechmittel. Sie beschleunigen die Aufnahme anderer Wirkstoffe und sind daher als Beigaben in Mischtees beliebt.
Typische Pflanzen: Seifenkraut, Ringelblume, Linde, Taubnessel, Thymian
Flavone
Die Wirkung der Flavone ist recht unterschiedlich. Einige wirken auf Herz, Kreislauf und Leber. Sie sind diuretisch (harntreibend), gefäßerweiternd, blutdrucksenkend, gerinnungshemmend und galleanregend. Andere unterstützen die Wirkung des Vitamin C.
Typische Kräuter: Kerbel, Heidekraut, Hirtentäschel, Birkenblätter, Holunderblüten, Lindenblüten, Ginster
Cumarin
Die nach Heu duftenden Cumarine haben eine gerinnungshemmende Wirkung. Durch ihren Geruch wirken sie teilweise auch gegen Insektenbefall, z. B. als Mottenschutzkissen.
Typische Kräuter: Waldmeister, Steinklee, Lavendel, Labkraut
Solanine
In den grünen Teilen der Nachtschattengewächse wird Solanin gebildet. Sölanine wirken giftig auf das Verdauungssystem, helfen äußerlich jedoch gegen Ekzeme.
Typische Kräuter: Kartoffelgrün, andere Nachtschattengewächse
Alkaloide
Die wirksamsten Gruppen der Inhaltsstoffe im Pflanzenreich sind die Alkaloide. Es sind spezifische Abbauprodukte, ihre Wirkung kann stark heilsam bis hin zu tödlich giftig sein.
Typische giftige Alkaloide sind: Akonitin (Eisenhut), Atropin (Tollkirsche), Strychnin (Brechnuß)
Typische Genußmittel-Alkaloide: Koffein, Nikotin, Teein
Typische medizinische Alkaloide: Kodein, Morphin, Chelidonin
Farbstoffe
Bis in das vorige Jahrhundert hinein konnten Textilien, Leder und Papier nur mit Mineralfarben oder Farben pflanzlicher und tierischer Herkunft gefärbt werden. Die Farbstoffe kommen in Wurzeln, Rinden, Blättern, Samen und Früchten vieler Pflanzen vor. Mit den Farbstoffen der Färberpflanzen ist es möglich, ein Farbspektrum von Blau über Violett bis hin zum Rot sowie den verschiedensten Schattierungen von Gelb- und Olivtönen, Grün und Braun abzudecken.
Es werden drei Farbstoffarten unterschieden:
Direktfarbstoffe
Der Farbstoff wird in den Pflanzen ausgebildet und kann direkt in neutraler, wässriger Lösung eingesetzt werden.
Farbstoffe: Carthamin
Typische Pflanzen: Saflor (gelb und rot)
Beizfarbstoffe
Die ausgebildeten Farbstoffe haften erst nach einer speziellen Behandlung (beizen) der Faser und Textilien auf dem Färbegut. Als Beizmittel werden Gerbstoffe (z.B. Tannin) oder Metallsalze (Alaun oder Weinstein) verwendet. Beizenfarbstoffe kommen in den meisten Färbepflanzen vor.
Farbstoffe: Luteolin, Anthrachinon, Alizarin, Purpurin, Apigenin
Typische Pflanzen: Färberresede (gelb), Krapp (rot), Wau (gelb)
Küpenfarbstoffe
Der Farbstoff wird in einer farblosen Vorstufe in der Pflanze gebildet. Durch die Reduktionsvorgänge in der Gärung werden die Farbstoffe wasserlöslich gemacht. Durch die anschließende Oxidation an der Luft wird die eigentliche Farbe gebildet.
Farbstoffe: Indican(Vorstufe des Indigo), Haematein,
Typische Pflanzen: Färberknöterich (blau), Färberwaid (blau)
Pflanzenfarbstoffe
Indigo
Pflanzen produzieren Vorstufen des Indigos. Indigo ist ein Küpenfarbstoff und ist nicht wasserlöslich. Während des Färbevorgangs ändert sich die Farbe von gelb zu blau-violett.
Typische Pflanzen: Färberwaid (Farbstoff in den Blättern), Färberknöterich (Farbstoff in den Blättern), Indigostrauch (Farbstoff in den Blättern)
Haematein
Küpenfarbstoff, in reiner Form gelbe oder farblose Kristalle. In der Küpe wandelt sich Hämatoxylin zu dem eigentlichen färbenden Farbstoff Hämatein um.
Typische Pflanzen: Campechebaum (Blauholz, Farbstoff im Kernholz)
Tannin
Typische Pflanzen: Galläpfel pflanzliche Gewebswucherung auf Eichenblättern o. -zweigen, Sumach (Gerbersumach, Farbstoff in Blättern)
Farbstoffe Rot
Alizarin
Der Hauptfarbstoff Alizarin kann mit Hilfe von Beizen auf Fasern, z.B. Wolle aufgebracht werden. Bei der Verwendung von Alaun beim Beizen entstehen leuchtend rote Farbtöne auf der Stofffaser, Eisensalze führen zu bräunlichen Nuancen.
Typische Pflanzen: Krapp (Färberröte, Farbstodecken. Ezeln)
Carthamin
Typische Pflanzen: Saflor (Farbstoff in den Blütenblättern)
Brasilin
Typische Pflanzen: Brasilholz (Farbstoff im Kernholz), Rotholz (Farbstoff im Kernholz)
Orseille (Orcein)
Typische Pflanzen: dene Strauchflechten
Farbstoffe Gelb
Luteolin
Beizfarbstoff zum Färben von Naturfasern.
Typische Pflanzen: Färber-Resede (Hauptfarbstoffgehalt in den Blüten), Färberhundskamille (Farbstoff in den Blüten), Färberginster (Farbstoff in den Blüten)
Saflorgelb
Lichtechter Direktfarbstoff
Typische Pflanzen: Saflor oder Bauernsafran (Farbstoff in den Blättern)
Serratulan
Aus dem Blattsaft der Pflanze wurde früher das zur Tuchfärbung verwendete Serratulan oder Schüttgelb gewonnen
Typische Pflanzen: Färberscharte (Farbstoff in Blattsafttypischen Pflanzen: Färber-Resede (Hauptfarbstoffgehalt in den Blüten), Färberhundskamille (Farbstoff in den Blüten), Färberginster (Farbstoff in den Blüten)
Rutin
Zu den Flavonoiden gehörendes gelbes Pflanzenpigment
Typische Pflanzen: Kanadische Goldrute (Farbstoff in der gesamten Pflanze)
Crocin
Crocin ist mit dem Naturfarbstoff Carotin verwandt. Dieser wasserlösliche Beizfarbstoff liefert die leuchtend gelbe Farbe
Typische Pflanzen: Safran (carotinoider Farbstoff in der Blütennarbe, ca. 8.000 Blüten für 1 kg Safran)