Allgemein
Die Gattung der Süßhölzer (Glycyrrhiza) gehört zur Familie der Hülsenfrüchtler (Fabaceae) und umfasst etwa 30 Taxa, die in gemäßigten und subtropischen Zonen beheimatet sind [1-3]. Der Gattungsname leitet sich von den griechischen Worten glykos (süß) und rhiza (Wurzel) ab [4], da einige Süßholzarten seit vielen Jahrhunderten wegen ihrer süß schmeckenden Wurzeln in Gebrauch sind. Erste Erwähnungen finden sich im Code Humnubari und in assyrischen Pflanzenbeschreibungen welche über 4000 Jahre alt sind [4]. Dabei werden vor allem die Arten G. glabra, G. uralensis und G. inflata genutzt [5]. In der traditionellen chinesischen und japanischen Medizin wird es als vielseitige Formulierungsbeihilfe für diverse Wirkstoffe und Anwendungen genutzt [6]. Aus dem eingedickten Wurzelsaft wird Lakritze hergestellt. Die Süßholzwurzeln werden auch zur Süßung und Aromatisierung von Tees und Tabakwaren genutzt. Die unterirdischen Pflanzenteile des Süßholzes enthalten große Mengen an sogenannte Triterpensaponinen, welche maßgeblich den süßen Geschmackseindruck vermitteln. Hauptvertreter ist das Glycyrrhizin (2-15 % der Trockenmasse), welches eine bis zu 50 mal höhere Süßungskraft im Vergleich zu Saccharose aufweist [12]. Vertreter der Gattung Glycyrrhiza sind weiterhin durch eine strukturelle Vielfalt an Flavonoiden gekennzeichnet. Diese unterscheiden sich zwischen einzelnen Arten der Gattung deutlich und können zu deren Unterscheidung eingesetzt werden [11, 13-17].
Antimikrobielle Wirkung
Blatt- und Wurzelextrakte verschiedener Süßhölzer zeigen in vitro antibakterielle Wirkung [7-10], z. B. gegen verschiedene humanpathogene Bakterienstämme (Bacillus cereus, Staphylococcus aureus u.v.m.) [8, 10]. Es konnten auch pilzwachstumshemmende (antifungale) Wirkungen beobachtet werden [7], wobei Extrakte aus Blättern wirksamer waren als Extrakte aus den unterirdischen Pflanzenteilen [9]. Dementsprechend wird seit einiger Zeit die Verwendung von Extrakten aus Süßholzblättern (Glycyrrhiza glabra) als Pflanzenschutzmittel im ökologischen Gemüsebau gegen verschiedene Peronosporales (Falsche Mehltaue an Gurken, Tomaten, Anis oder Salat) diskutiert [7, 20].
Ursprungsländer und Anbau
Ein Großteil der weltweit gehandelten Süßholzwurzeln und unterirdischen Ausläufern stammen aus Wildsammlungen aus Afghanistan, Tadschikistan und angrenzenden Ländern [13, 18]. In China und Russland sind einige Wildpopulationen bereits sehr stark gefährdet [13, 19]. Für den kommerziellen Anbau werden die Pflanzen meist über Ausläufer vermehrt, die man auch Fechser nennt. Diese etwa 10-15 cm langen, vegetativen Vermehrungsorgane werden in das Beet gesetzt und ab dem 4. Anbaujahr erstmals geerntet. Die Pflanzungen können dann bis zu 15 Jahre beerntet werden, bis ein deutlicher Ertragsabfall zu verzeichnen ist [5].
Forschungsschwerpunkt
Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe werden am Institut ÖPV des JKI in Berlin pflanzliche Sekundärmetaboliten aus Arzneipflanzen auf ihre Wirksamkeit gegenüber Phytopathogenen untersucht. In einem ersten Schritt wird zunächst das antifungale Potential von Blättern verschiedener Süßholzarten in Labor-Testsystemen erprobt. Dabei werden pilzliche Schaderregergattungen berücksichtigt, die im Arzneipflanzenbereich eine ökonomische Relevanz besitzen, wie beispielsweise die Johanniskrautwelke. Im Anschluss daran werden durch eine Bioassay-gestützte Fraktionierung die antifungalen Wirkkomponenten isoliert und mittels spektroskopischer Techniken strukturell charakterisiert. Anschließend sollen Blattextrakte der potentesten Arten an befallenen Kulturpflanzen im Gewächshaus bzw. im Freiland getestet werden.
Pflanzengenetische Ressourcen bieten eine Vielzahl an bisher nicht wirtschaftlich genutzten Sekundärmetaboliten. Substanzen mit Potential für die Nutzung im umweltverträglichen Pflanzenschutz können zielorganismenspezifisch wirken und haben eine kurze Persistenz in Nährstoffkreisläufen. Durch die Etablierung neuer Strategien im Bereich des biobasierten Pflanzenschutzes könnten sich neue Nutzungsmöglichkeiten und Anbausysteme für den Arznei- und Gewürzpflanzenanbau ergeben.
Literatur
1. Dastagir, G. and M.A. Rizvi, Glycyrrhiza glabra L. (Liquorice ). Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 2016. 29(5): p. 1727-1733.
2. Rinder, R., Heuberger, Heidi, Neues Konzept zum nachhaltigen Süßholzanbau, in 8. Tagung Arznei- und Gewürzpflanzenforschung 10.-13.09.2018. 2018: Bonn. p. 147-151.
3. Öztürk, M., et al., Liquorice From Botany to Phytochemistry. 2017, Cham: Springer.
4. Cetina, O., et al., Karyological studies in some Glycyrrhiza (Fabaceae) taxa from Turkey. Caryologia, 2015. 68(3): p. 254-264.
5. Auster, F., Schäfer, Johanna, Glycyrrhiza glabra L., in Arzneipflanzen. 1960, VEB Georg Thieme: Leipzig. p. 1-36.
6. Hayashi, H. and H. Sudo, Economic importance of licorice. Plant Biotechnology, 2009. 26(1): p. 101-104.
7. Scherf, A., et al., Efficacy of leaf extract fractions of Glycyrrhiza glabra L. against downy mildew of cucumber (Pseudoperonospora cubensis). European Journal of Plant Pathology, 2012. 134(4): p. 755-762.
8. Zhou, B.A. and C.X. Wan, Phenolic constituents from the aerial parts of Glycyrrhiza inflata and their antibacterial activities. Journal of Asian Natural Products Research, 2015. 17(3): p. 256-261.
9. Irani, M., et al., Leaves Antimicrobial Activity of Glycyrrhiza glabra L. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 2010. 9(4): p. 425-428.
10. Karahan, F., et al., Antimicrobial and antioxidant activities of medicinal plant Glycyrrhiza glabra var. glandulifera from different habitats. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 2016. 30(4): p. 797-804.
11. Hayashi, H., E. Miwa, and K. Inoue, Phylogenetic relationship of Glycyrrhiza lepidota, American licorice, in genus Glycyrrhiza based on rbcL sequences and chemical constituents. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2005. 28(1): p. 161-164.
12. Lim, T.K., Glycyrrhiza glabra, in Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants: Volume 10, Modified Stems, Roots, Bulbs. 2016, Springer Netherlands: Dordrecht. p. 354-457.
13. Hayashi, H., et al., Field Survey of Glycyrrhiza Plants in Central Asia (5). Chemical Characterization of G. bucharica Collected in Tajikistan. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 2019. 67(6): p. 534-539.
14. Hayashi, H., et al., Field survey of Glycyrrhiza plants in Central Asia (4). Characterization of G. glabra and G. bucharica collected in Tajikistan. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2016. 39(11): p. 1781-1786.
15. Hayashi, H., et al., Field survey of Glycyrrhiza plants in central Asia (2). Characterization of phenolics and their variation in the leaves of Glycyrrhiza plants collected in Kazakhstan. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 2003. 51(10): p. 1147-1152.
16. Hayashi, H., et al., Field survey of Glycyrrhiza plants in central Asia (3). Chemical characterization of G-glabra collected in Uzbekistan. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 2003. 51(11): p. 1338-1340.
17. Hayashi, H., et al., Field survey of Glycyrrhiza plants in Central Asia (1). Characterization of G. uralensis, G. glabra and the putative intermediate collected in Kazakhstan. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2003. 26(6): p. 867-871.
18. Keusgen, M. Arzneipflanzen am Hindukusch. 2018. Verein für Arznei- und Gewürzpflanzen, SALUPLANTA e.V. Bernburg.
19. Hantemirova, E.V., et al., Genetic Differentiation and Phylogenetic Relationships ofGlycyrrhiza glabraL.,G. uralensisFisch., andG. korshinskyiGrig. Inferred from Chloroplast DNA Variation. Russian Journal of Genetics, 2020. 56(7): p. 810-821.
20. Dercks, W., et al., Plant Protection with Plant Extracts (Botanicals): Background, Two Case Studies, Conclusions and Positioning. Gesunde Pflanzen, 2014. 66(1): p. 1-16.
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