Link - Nachweis von Antioxidantien in Aufgüssen grünen Tees

G Y M N A S I U M G R A F I N G
KOLLEGSTUFE 2 0 0 6 / 2 0 0 8
Leistungskurs Chemie
Facharbeit
Nachweis von Antioxidantien in Aufgüssen grünen Tees
Verfasser: André Prescher
Kursleiter: ..................................
Abgabetermin: ..................................
Bewertung: Note schriftl.: .......... Punkte: ..........
Note mündl.: .......... Punkte: ..........
Gesamtnote: ............. Punkte: ..........
Unterschrift des Kursleiters: ............................................

1 Einleitung 4
2 Theoretischer Teil 5
2.1 Freie Radikale 5
2.1.1 Entstehung von freien Radikalen .................................................. 5
2.1.2 Wirkung von freien Radikalen ...................................................... 6
2.2 Antioxidative Stoffe 9
2.2.1 Einteilung ...................................................................................... 9
2.2.2 Grundlegende Reaktionsweise ...................................................... 10
2.2.3 Schutzmechanismen des Körpers .................................................. 11
2.2.4 Antioxidantienquellen ................................................................... 12
3 Nachweismöglichkeiten von Antioxidantien im grünen Tee 13
3.1 Qualitativer Nachweis von Polyphenolen 13
3.1.1 Allgemeines .................................................................................. 13
3.1.2 Nachweis mittels Eisen(III)-Ionen ............................................... 14
3.1.3 Nachweis mittels der Vanillin-Methode ...................................... 15
3.2 Quantitativer Nachweis von Antioxidantien im grünen Tee 16
3.2.1 Allgemeines zur Herstellung einer Standardteeprobe .................. 16
3.2.2 Die reduktive Kapazität als Maßzahl ........................................... 16
3.2.3 Nachweis mit der TEAC-Methode ............................................... 17
3.2.4 Manganometrisches Verfahren .................................................... 18
3.2.5 Titration mit Iod ........................................................................... 20
3.2.6 Thiocyanat-Methode .................................................................... 23
4 Quantitative Erfassung der Antioxidantienmenge 27
4.1 Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Aufgusstemperatur 27
4.1.1 Messung mittels Manganometrie ................................................. 27
4.1.2 Messung mittels Thiocyanat-Methode ......................................... 28
4.1.3 Zusammenfassung ....................................................................... 28
4.2 Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Ziehzeit 29
4.2.1 Messung mittels Manganometrie ................................................ 29
4.2.2 Messung mittels Iodimetrie ........................................................ 30
4.2.3 Zusammenfassung ....................................................................... 30
4.3 Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Teesorte 31

4.4 Vergleich mit Schwarztee 32
5 Kritische Betrachtung der Versuchsergebnisse 33
5.1 Allgemeine Probleme bei der Messung der red. Kapazität 33
5.2 Schwächen der einzelnen Messverfahren 34
6 Schlussgedanke 35
7 Literaturverzeichnis 36
X Anhang 39

-4-
1 Einleitung
So verschieden die Geschmäcker sind, so verschieden sind auch die Zubereitungsmethoden
von grünem Tee. Es ist möglich die Zeit zu variieren in welcher der Tee zieht. Man kann
den Tee mit siedendem Wasser aufgießen, oder dieses vor dem Aufguss wieder abkühlen
lassen. Man kann ein oder zwei Teebeutel verwenden. Es gibt chinesischen Grüntee,
japanischen, indischen, taiwanesischen usw.
Zur Veranschaulichung wurde, von März bis Dezember 2007, auf der Internetseite
http://campus.aprescher.de eine entsprechende Umfrage unter Trinkern von grünem Tee
durchgeführt. Die Umfrage erhebt natürlich keinen Anspruch repräsentativ zu sein. Wie die
Ergebnisse zeigen (siehe Anlage 1), haben die meisten Trinker von Grüntee eine eigene
Vorstellung wie der Tee richtig zubereitet werden muss.
Vom Geschmack abgesehen ist es wahrscheinlich, dass unterschiedliche Rezepte zu einer
veränderten Konzentration der Inhaltsstoffe des Aufgusses führen. Interessant sind hier
auch die so genannten Antioxidantien, deren gesundheitsfördernde Eigenschaften in letzter
Zeit immer mehr ins Blickfeld von Wissenschaft und Industrie gerückt sind.
Ziel dieser Facharbeit ist es, die Wirkung von Antioxidantien näher zu beschreiben und
darzustellen, wie man sie im Aufguss des grünen Tees nachweisen kann. Vor allem soll
auch untersucht werden, wie sich eine veränderte Zubereitung des Tees auf deren
Konzentration auswirkt.

-5-
2 Theoretischer Teil
2.1 Freie Radikale
2.1.1 Entstehung von freien Radikalen
Freie Radikale sind nach allgemeiner Definition Moleküle oder Atome mit einem
ungepaarten Elektron in der Atomhülle. Aufgrund dessen zeichnen sie sich durch ein sehr
aggressives Reaktionsverhalten aus, mit welchem sie biologische Substanzen schadhaft
verändern, oder gar zerstören können.
Die Bildung von freien Radikalen kann durch verschiedene äußere Einflüsse wie
Tabakrauch, extreme Hitze und ionisierende Strahlung begünstigt werden. Eine weitere
bedeutende Ursache für die Entstehung freier Radikale ist die unvollständige Verbrennung
von Sauerstoff während der Zellatmung.
Grob vereinfacht kann man sagen, dass in den Zellen ein Sauerstoffatom mit sechs
Elektronen mit jeweils zwei Wasserstoffatomen mit je einem Elektron reagiert und so alle
Atome über kovalente Bildung ihre Edelgaskonfiguration erreichen. In einigen Fällen ist
dieser Prozess fehlerhaft. Beispielsweise kann es nach der Oxidation des Fe 2+ zu Fe 3+ im
Hämoglobin zu einer Übertragung von nur einem statt vier Elektronen an ein
Sauerstoffmolekül kommen, wodurch das extrem aggressive Superoxid-Radikal (•O 2- )
gebildet wird. (Anlage 8) [1]
Ein weiterer unerwünschter Stoffwechselprozess, ist die Fenton-Reaktion, bei der durch die
Reduktion von Wasserstoffperoxid durch Fe 2+ Hydroxyradikale entstehen. [2]
Die folgende Liste stellt die im Körper am häufigsten auftretenden Sauerstoffspezies dar.
[3]
Reaktive Spezies
Struktur
Superoxid-Radikal •O 2
-
Hydroxyl-Radikal
Alkoxyl-Radikal
Peroxid-Radikal
•OH
RO•
ROO•

-6-
2.1.2 Wirkung von freien Radikalen
Würden diese freien Radikale sich im menschlichen Organismus ungehindert ausbreiten,
hätte das durchaus fatale Folgen. Die reaktionsfreudigen Teilchen sind in der Lage mit
vielen Stoffen, die von unserem Körper verwendet werden chemisch zu reagieren.
Beispiel eines Angriffs auf biologische Membrane [4]
Eine dieser unerwünschten Reaktionen ist die Oxidation von Phosphatidylcholin, einem
Phosphogylcerid, das in größeren Mengen in der Zellmembran vorhanden ist.
Im ersten Schritt greift ein Radikal, hier das Hydroxylradikal, das Phosphatidylcholin an
und nimmt dabei ein Wasserstoffatom auf, wodurch Wasser entsteht. Weiterhin entsteht ein
Pentadienyl-Radikal, das trotz Mesomeriestabilisierung immer noch sehr reaktiv ist.
(Abbildung 1)
Abb. 1: 1. Schritt: Startreaktion der Oxidation der Zellmembran ausgelöst durch freie Radikale [4]
Dieses Pentadienyl-Radikal kann nun mit einem Sauerstoffmolekül, welches als Diradikal
vorliegen kann, zu einem Peroxid-Radikal weiterreagieren (Abbildung 2). Dieses besitzt
wiederum ein aggressives Reaktionsverhalten.
Abb. 2: Durch die Kettenfortpflanzung entsteht ein Peroxid-Radikal [4]

-7-
Abb. 3: Durch die weitere Reaktion des Peroxid-Radikals entsteht
ein weiteres Pentadienyl-Radikal [4]
Im dritten Schritt
(Abbildung 3) reagiert das
Peroxid-Radikal mit einem
weiteren
Phosphatidyl-
cholin-Molekül. Es
entstehen ein Lipid-
hydroperoxid-Molekül und
erneut ein Pentadienyl-
Radikal. Durch diese
Kettenreaktion können
immer Lipidhydroperoxid-Moleküle entstehen, welche in größeren Konzentrationen toxisch
wirken.. Ferner führt diese Umwandlung von Phosphatidylcholin in Lipidhydroperoxid
dazu, dass die Zellmembran zerstört wird. [4]

-8-
Veränderung der DNS
Noch fataler sind Reaktionen von reaktiven Sauerstoffverbindungen mit der menschlichen
DNS. Die aggressiven Teilchen sind in der Lage, die von sich aus instabile DNS chemisch
zu verändern, indem sie einzelne Basen oxidieren.
Abb. 4: Oxidation der DNA-Base Guanin [5]
In Abbildung 4 wird als Beispiel die Oxidation
von Guanin zu 8-oxo-Guanin dargestellt.
Veränderungen bei denen oxidierende Stoffe die
DNS angreifen führen dazu, dass bei der
Replikation andere Basen gegenüber der
veränderten Base eingesetzt werden, als
ursprünglich vom genetischen Code
eingeplant.[5]
Guanin würde beispielsweise durch Cytosin
ergänzt werden. Durch die Oxidation zu 8-oxo-
Guanin könnte aber auch Adenin eingesetzt
werden, wodurch sich der genetische Code des neu gebildeten DNS-Doppelstrangs vom
dem des Mutterstrangs unterscheiden würde.
Abb. 5: Paarungsmöglichkeiten der DNA-
Basen [5]
Diese Arten von Mutationen gelten als eine der Ursachen für das Entarten und
unkontrollierte Teilen von Zellen und damit letztlich für eine Erkrankung an Krebs. [5]
Allgemein wird dieser Vorgang, bei dem das Verhältnis von freien Radikalen und
Abwehrstoffen aus dem Gleichgewicht kommt, als oxidativer Stress bezeichnet, der als
Hauptverursacher des Zellalterns betrachtet wird.

-9-
2.2 Antioxidative Stoffe
2.2.1 Einteilung
Grundsätzlich sind Antioxidantien Stoffe, die Oxidationsvorgänge verlangsamen bzw.
verhindern können. Dies geschieht dadurch, dass die Antioxidantien mit den
Oxidationsmitteln reagieren, so dass diese andere Stoffe nicht mehr oxidieren können. Auch
ist es möglich, dass Antioxidantien als Radikalfänger auftreten und freie Radikale abfangen
bevor diese oxidativen Stress verursachen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten Antioxidantien in Gruppen einzuteilen. Eine ist es, sie nach
geeigneten physikalischen Eigenschaften zu klassifizieren. Beispielsweise kann man eine
Einteilung nach ihrem Löslichkeitsverhalten in fettlösliche (u.a. Carotine oder Vitamin E)
und wasserlösliche (z.B. Ascorbinsäure) Antioxidantien vornehmen. Diese Einteilung ist
von Vorteil, da sich hieraus auch ihre Einsatzgebiete im Körper ableiten lassen. Während
wasserlösliche Antioxidantien vor allem im Blut und Zellplasma wirken, sind die
fettlöslichen in Zellmembranen zu finden, wo sie beispielsweise den in 2.1.2 beschriebenen
radikalischen Angriff verhindern können.
Interessant ist auch eine Einteilung der Antioxidantien je nach Wirkung und Funktion, die
sie in unserem Körper erfüllen.
Eine durchaus übliche Klassifizierung ist dabei die in enzymatische und nicht-enzymatische
Antioxidantien. [6]
Während die nicht-enzymatischen Antioxidantien (z.B: Polyphenole, Oligopeptide,
Aminosäuren etc.) direkt mit den Radikalen reagieren, haben die Enzyme (z.B:
Superoxiddismutase, Katalase, Glutathionperoxidase etc.) die Aufgabe diese schützenden
Redoxreaktionen, bzw. allgemein Reaktionen, welche die Sauerstoffspezies abbauen,
katalytisch zu unterstützen.
Um den Gesamtprozess des Abbaus des oxidativen Stresses besser zu beschreiben, kann
man im Körper vorkommende Antioxidantien auch einteilen in Oxidationsinhibatoren,
welche allgemein Radikale abfangen indem sie ein Wasserstoffatom an diese übertragen
und Peroxidzersetzer, die giftige Peroxide (siehe 2.1.2) eliminieren.[7]

-10-
2.2.2 Grundlegende Reaktionsweise
Die Wirkung von nicht-enzymatischen Antioxidantien beruht auf deren Fähigkeit zu
oxidieren. Dadurch werden reaktive Stoffe wie Wasserstoffperoxid reduziert, bevor diese
mit anderen für den Körper wichtige Substanzen reagieren können.
Auch die im grünem Tee enthaltenen Polyphenole sind dadurch in der Lage reaktive Stoffe
vorzeitig abzufangen. Das einfachste Polyphenol ist das Hydrochinon dessen Oxidation kurz
dargestellt werden soll:
Abb. 6: Reaktion von Hydrochinon zu Benzochinon [8]
Durch Abgabe von einem Proton entsteht zunächst ein Phenoxid-Ion. Dieses wird zu einem
Phenoxy-Radikal oxidiert, welches durch das aromatische System des Benzolringes
mesomeriestabilisiert ist. Durch die Abgabe eines weiteren Protons entsteht ein
Radikalanion, welches ebenfalls stabilisiert ist. Durch die Abgabe eines zweiten Elektrons
wird das p-Benzochinon gebildet. Einem mol Hydrochinon ist es also theoretisch möglich
2 mol Elektronen an reaktive Sauerstoffspezies zu übertragen. [8]
Antioxidantien wirken oft auch als natürliche Radikalfänger, so genannte Scavenger, welche
die reaktiven Radikale abfangen. Die Radikale spalten dabei ein Wasserstoffatom ab,
wodurch diese gesättigt werden. Das Antioxidans wird dadurch selbst zum Radikal, das aber
weniger aggressiv ist, als das vorherige.
Ein Beispiel für ein solches Scavenger ist wieder das Hydrochinon. Durch die Abspaltung
des Wasserstoffes entsteht wieder ein mesomeriestabilisiertes Phenoxy-Radikal. [7]
Häufig werden für den Abbau der reaktiven Sauerstoffintermediate vom Körper Enzyme
eingesetzt, welche die Reaktion von Antioxidantien mit den Sauerstoffspezies katalysieren.
Beispiele für solche Enzyme sind u.a. die Glutathionperoxidasen, welche die Reaktion des
Peroxidzersetzers Glutathion, einem Tripeptid, mit Peroxidradikalen(ROO•),
Hydroperoxiden (ROOH) und Wasserstoffperoxid beschleunigen. (siehe 2.2.3)

-11-
2.2.3 Schutzmechanismen des Körpers
Im Laufe der Evolution hat sich ein effektiver Abwehrmechanismus gegen Radikale
entwickelt, der hauptsächlich auf der Wirkung von Antioxidantien aufbaut.
Im Anlage 8 werden die Prozesse zum Abbau zweier häufig auftretender Sauerstoffspezies,
dem Superoxidanion und dem Hydroxylradikal, zusammengefasst dargestellt.
Beim Abbau des Superoxidanions ist das bereits angesprochene Enzym
Superoxiddismutase von zentraler Bedeutung, welches die Reaktion zweier
Superoxidanionen in molekularen Sauerstoff und in Wasserstoffperoxid katalysiert.
Dieses Zellgift wird anschließend von den Enzymen Glutathionperoxidase und Katalase
abgebaut. Hierbei spielt vor allem das Antioxidans Gluatathion(GSH) eine zentrale Rolle,
welches unter Ausbildung einer Disulfidbrücke das Wasserstoffperoxid zu Wasser reduziert.
Diese Reaktion wird durch die Glutathionperoxidasen katalysiert. Auf diese Weise können
auch viele weitere organische Peroxide, wie das Lipidhydroperoxid-Molekül (siehe 2.1)
abgebaut werden, wodurch der oxidative Stress verringert wird. [1, 10]
Der Abbau von Wasserstoffperoxid geschieht im Körper auch durch die Spaltung in Wasser
und Sauerstoff, wobei diese Reaktion durch die Katalase ermöglicht wird.
Um den zweiten Hauptverursacher von oxidativem Stress, das Hydroxylradikal, abzubauen,
verwendet der Körper ebenfalls Antioxidantien, die durch die Abgabe eines
Wasserstoffatoms das Radikal sättigen, wodurch letztendlich Wasser entsteht.
Zusammen schützen all diese einzelnen Prozesse den menschlichen Körper vor einer
Vielzahl von Schäden an den Zellen, wodurch deren Alterung verlangsamt werden kann.
Ferner hemmen Antioxidantien die Mutation der DNA und beugen so einer
Krebserkrankung vor. [7]

2.2.4 Antioxidantienquellen
Aufgrund der Wichtigkeit von Antioxidantien ist eine ausreichende Versorgung an
antioxidativen Stoffen lebenswichtig.
Die American Chemical Society brachte im Jahre 2005 eine Studie heraus, welche die zehn
wichtigsten Quellen von antioxidativen Stoffen eines "durchschnittlichen" Amerikaners
darstellte.
Menge der täglichen aufgenommenen AO in mg
Diese Darstellung sollte nicht verwechselt werden mit der Menge der Antioxidantien in den
einzelnen Lebensmitteln selbst. Die Spitzenposition des Kaffees beruht neben den in einer
Tasse enthaltenen Antioxidantien also auch auf der Häufigkeit des Konsums.
Wenn
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1299
Kaffee
294
-12-
Schwarztee
Abb. 7: Die zehn wichtigsten Antioxidantienquellen eines" Durchschnittsamerikaners" [11]
man seine Antioxidantienaufnahme steigern viel, sollte man daher nicht den
Kaffeegenuss erhöhen, sondern mehr auf Obst und Gemüse ausweichen, welche einen
wesentlich höheren Gehalt an antioxidativen Stoffen haben. Spitzenreiter sind hier
Weintrauben und die Kraanbeere. [11]
76 72 48 44 42 39 32 28
Bananen Bohnen Mais Rotwein Bier Äpfel Tomaten Kartoffeln

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3 Nachweismöglichkeiten von Antioxidantien im grünen Tee
3.1 Qualitativer Nachweis von Polyphenolen
3.1.1 Allgemeines
Zu Beginn muss gesagt werden, dass ein vollständiger qualitativer Nachweis, aufgrund der
Vielfalt der im Tee enthaltenen Stoffe mit den in einem Schullabor zur Verfügung
stehenden Mitteln kaum möglich wäre.
Viele Studien bestätigten, dass die antioxidative Wirkung von Teeaufgüssen hauptsächlich
auf den gelösten Polyphenolen beruht, was deren Nachweis besonders interessant macht. In
der Literatur wird deren Anteil an der Trockenmasse von Teeblättern meistens um die 30%
angegeben. [12] Unter den Polyphenolen machen mit ca. 80% die Flavanole aus, welche
Derivate des Catechins sind, den Hauptteil aus. [6,13] (Zur Struktur der Catechine siehe
Anlage 9) Im Teeaufguss selber liegt der Anteil der Gesamtpolyphenole an der
Trockenmasse sogar noch höher, bei ca. 50%. [14]
Abbildung 9 zeigt die Anteile der einzelnen Inhaltsstoffe an der Trockenmasse von frischen
Teeblättern und den Aufgüssen von grünem und schwarzem Tee.
Abb. 8: Inhaltsstoffe eines Teeblattes und Teeaufgüsse von Grün- und Schwarztee. Angaben
entsprechen jeweils dem prozentualen Anteil der Stoffe an der Trockenmasse. [15]

-14-
3.1.2 Nachweis mittels Eisen(III)-Ionen
Da Polyphenole, wie ihr Name sagt,
Derivate des Phenols sind, lassen sie
sich mit Hilfe der in Abbildung 9
gezeigten Komplexstruktur
hervorragend nachweisen, da Abb. 9: Eisen-Phenol-Komplex [16]
Eisen(III)-Ionen die Eigenschaft haben
zusammen mit dissoziierten Phenol einen intensiven farbigen Komplex zu bilden. [16]
Abb. 10: von links: Phenol,Grüner Tee, Ethanol, Wasser,
unbehandelter Tee
beim Wasser keine Farbänderung beobachtet werden.
Für den Nachweis wurden in vier
Reagenzgläser, jeweils ein fingerbreit,
einmal destilliertes Wasser, eine
Phenollösung, ein Teeaufguss und
einmal Ethanol gegeben. In jedes
Reagenzglas wurden daraufhin einige
Tropfen einer Eisen(III)-Chlorid-
Lösung zugesetzt.
Während beim Phenol und beim
Teeaufguss deutlich Färbungen
auftraten, konnte beim Ethanol und

-15-
3.1.3 Nachweis mittels der Vanillin-Methode
Eine weitere Eigenschaft von Flavanolen mit welcher sich diese nachzuweisen lassen, ist
deren spezifische Fähigkeit im saurem Milieu zusammen mit Vanillin rotfarbene Stoffe zu
bilden. Die Kondensation von Catechin und Vanillin wird in Abbildung 11 dargestellt.
Abb. 11: Schema der Reaktion von Vanillin mit (+)-Catechin [18]
Zunächst wird die Aldehydgruppe des Vanilllins protoniert, wodurch am C-Atom eine
positive Ladung entsteht. Nach einem elektrophilen Angriff auf den ersten Benzolrings des
Catechins entsteht ein Zwischenprodukt, aus welchem durch Wasserabspaltung ein rotes
Kondensationsprodukt entsteht.
In drei Reagenzgläser wurden jeweils
einige Tropfen Weißwein [17], grüner Tee
und Wasser gegeben. In die
drei
Reagenzgläser wurde weiterhin 1 ml einer
Vanillin-Salzsäure-Lösung zugesetzt. Das
Reagenz erhielt man durch das Lösen von
0,5 g Vanillin in 6 ml Ethanol (ca. 5 g) und
dem anschließenden Vermischen mit 3 ml
konzentrierter Salzsäure.
In den ersten beiden Proben war eine
deutliche Rotfärbung zu erkennen, was auf
das Vorhandensein von Flavanolen schließen lässt. [18]
Abb. 12: von links: grüner Tee, Weißwein, Wasser,
Salzsäure-Vanillin-Lösung

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3.2 Quantitativer Nachweis von Antioxidantien im grünen Tee
3.2.1 Allgemeines zur Herstellung einer Standardteeprobe
Damit die Ergebnisse einzelner Versuchsreihen vergleichbar sind, ist es wichtig, dass der
Tee, abgesehen von den zu untersuchenden Parametern, immer auf die gleiche Art und
Weise zubereitet wird. Zum einem ist es deshalb günstig, destilliertes Wasser zu verwenden,
um Einflüsse von Mineralien auf dem gleichen Niveau zu halten.
Beim Aufgießen und Ziehenlassen des Tees ist es ferner wichtig die Temperatur, entweder
durch eine Heizplatte, oder durch Eis, unabhängig von der momentanen
Umgebungstemperatur innerhalb eines Toleranzbereiches (in dieser Arbeit +/- 1°C) konstant
zu halten. Auch ist immer die gleiche Menge Tee auf ein bestimmtes Volumen Wasser zu
verwenden. (in dieser Arbeit immer 1 g / 100 ml)
3.2.2 Reduktive Kapazität als Maßzahl
Um einzelne Messergebnisse vergleichen zu können, bedarf es einer einheitlichen Maßzahl
für die antioxidative Wirkung eines Teeaufgusses. Da in einer Teelösung viele verschiedene
Stoffe vorliegen, die zum Teil unterschiedlich reagieren, ist es nicht möglich eine
einheitliche Konzentration anzugeben. Ein übliches Verfahren ist es beispielsweise bei einer
Titration den Verbrauch des Titranten anzugeben oder bei einer photometrischen Messung
die Angabe der Extinktion. Diese Angaben sind allerdings wenig anschaulich zu erfassen.
Ein viel besser geeigneter Weg ist die Einführung der "reduktiven Kapazität", wie sie in der
Arbeit "Bestimmung des Antioxidantien-Gehalts in grünem und schwarzem Tee" von Julia
Franz und Karin Krumbholz [19] beschrieben wird. Die reduktive Kapazität gibt an wie
viele Elektronen (angegeben in µmol) ein ml Teelösung an das Oxidationsmittel überträgt.
Je stärker ein Tee antioxidativ wirkt, desto größer ist die reduktive Kapazität.
Allgemein lässt sich die reduktive Kapazität mit dieser Formel berechnen:
n X ∗z
Reduktive Kapazität=
V Tee
wobei Verbindung n(X) die Stoffmenge (in µmol) der Substanz ist, welche mit dem
Analyten reagiert, z die Anzahl der pro Molekül Titrant aufgenommenen Elektronen und V
das Volumen der Teeprobe in ml ist.

-17-
3.2.3 Nachweis mit der TEAC-Methode
Wenn es um den quantitativen Nachweis von Antioxidantien in Getränken geht, ist meistens
vom TEAC-Test (Trolox Equivalent Antioxidative Capacity) die Rede.
Das Prinzip dieses Tests beruht darauf, dass der zu untersuchende Stoff in eine radikalische
Umgebung gegeben wird. Zum photometrischen Nachweis wird meistens
2,2'-Azinobis-(3-ethylbenzthiazolin-6-sulfonsäure) oder kurz ABTS verwendet, welches in
einem oxidativen Milieu unter Anwesenheit von H 2 O 2 und Metmyoglobin zu dem
grünfarbenem Radikal-Kation ABTS *+ reagiert.
Sind in der Probenlösung Antioxidantien vorhanden wird diese Radikalbildung verlangsamt.
Der Verlauf der Farbveränderung lässt sich mit Hilfe eines Photometers festhalten.
Die zeitliche Veränderung der Farbintensität wird mit der Reaktion eines Äquivalents, des
Vitamin-E-Derivats Trolox, verglichen. Die antioxidative Kapazität wird wiedergegeben
mit dem TEAC-Wert, welcher definiert ist als die Konzentration (in mmol/l) von Trolox,
welche dieselbe Wirkung zeigt, wie die Probenlösung. [14]
Diese Methode kann in dieser Facharbeit leider keine Anwendung finde, da der Preis von
Trolox mit ca. 30€ / g für diesen Zweck zu hoch ist.

-18-
3.2.4 Manganometrisches Verfahren
Hintergrund
Um Antioxidantien quantitativ nachzuweisen, ist es sinnvoll deren reduzierende Wirkung
auszunutzen. Eine Methode, die sich dabei anbietet, ist die Messung mittels
Redoxtitrationen wie der Manganometrie.
Bei diesem Verfahren wird der mit konzentrierter Schwefelsäure angesäurten Probenlösung
zunächst ein Überschuss an Kaliumpermangant zugesetzt, der die Antioxidantien oxidiert.
Das Permangant wird dabei reduziert und nimmt fünf Elektronen auf.
-
Reduktion: MnO 4 + 5 e - + 8 H 3 O + ---> Mn 2+ + 12 H 2 O
Anschließend wird ein Überschuss Oxalsäure zugegeben, der die verbliebenen
Permanganat-Moleküle zu Mn 2+ reduziert, wobei die Oxalsäure zu CO 2 oxidiert wird:
Oxidation: C 2 O 4
2-
---> 2 CO 2 + 2 e -
Die eigentliche Titration besteht nun darin, die überschüssige Oxalsäure wiederum zurück
zu titrieren. Je mehr Permangant nun verbraucht wird, desto größer ist die reduktive
Kapazität der Teelösung.
Eine andere Variante besteht darin, den dritten Schritt entfallen zu lassen und den
Permanganatüberschuss direkt mit Oxalsäure zurück zu titrieren. Problematisch war hier
allerdings die Umschlagspunkterkennung. Gegen Ende der Titration klarte die Lösung
zunehmend auf und es waren Braunsteinflocken erkennbar, welche nach weiterer
Oxalsäurezugabe verschwanden. Die Messungenauigkeit bestand darin, dass der Punkt, an
dem alle Flocken sich aufgelöst hatten, schwer zu bestimmen war, wodurch tendenziell zu
viel Oxalsäure hinzugefügt wurde.
Eine Direkttitration war nicht möglich, da die Reaktion des Permanganats, besonders in der
Nähe des Umschlagspunktes, zu langsam verlief und dieser deshalb schlecht zu bestimmen
gewesen wäre.
Vorbereitungen
Zunächst war es notwendig frische Kaliumpermanganat- und Oxalsäure-Maßlösungen
anzusetzen, da die in der Schule vorhandenen Lösungen relativ alt waren und sich deren
Konzentrationen verändert haben könnten. Um die spätere Arbeit zu erleichtern wurden für

-19-
das Permangant eine Konzentration von 0,02 M und für die Oxalsäure eine von 0,05 M
gewählt. Da im sauren Milieu 2 Mol Permanganat mit 5 Mol Oxalsäure reagieren, reagieren
bei diesen Konzentrationen immer 1 ml Permangantlösung mit 1 ml Oxalsäurelösung.
Für die Herstellung wurden jeweils 6,3g Oxalsäure Dihydrat bzw. 3,2g Kaliumpermanganat
auf 1000 ml mit destilliertem Wasser aufgefüllt.
Um Fehler beim Abwägen vorzeitig zu erkennen, wurden 5 ml der Oxalsäure mit einigen
Tropfen Schwefelsäure angesäuert und mit dem Kaliumpermangant titriert, wobei das
gleiche Volumen verbraucht wurde, was die beiden Konzentrationen von 0,02 M und 0,05
M bestätigte.
Versuchsdurchführung
Chemikalien für eine Probenanalyse
● 2 ml Teelösung verdünnt auf 20 ml
● konz. Schwefelsäure
● 5 ml Kaliumpermangantlösung(c= 0,02 M)
● 5 ml Oxalsäurelösung (c=0,05 M)
● Kaliumpermangantlösung(c= 0,02 M) als Titrant
Zu Beginn wurden 2 ml der einer Teelösung mit destilliertem Wasser auf 20 ml verdünnt.
Diese Lösung wurde nun mit einigen Tropfen konz. Schwefelsäure angesäuert und mit 5 ml
der Permanganat-Maßlösung versetzt. Um eine möglichst vollständige Reaktion des
Permanganats mit den Antioxidantien zu erreichen, wurde das Gemisch unter ständigem
rühren 3 Minuten stehen gelassen.
Nach Zugabe von 5 ml Oxalsäurelösung musste gewartet werden bis die Lösung vollständig
klar wurde. Die abschließende Titration erfolgte wieder mit der Maßlösung des
Kaliumpermangants und wurde durchgeführt bis eine schwache Rosafärbung zu erkennen
war. Aufgrund der gewählten Konzentrationen der Titranten konnte der Endverbrauch des
Kaliumpermanganats dem Verbrauch durch die Antioxidantien gleichgesetzt werden.
Die reduktive Kapazität berechnet sich bei diesem Verfahren wie folgt:
Reduktive Kapazität= V MnO - 4∗0,02M ∗5∗10 6
2 ml
V(MnO 4- ) ist der Endverbrauch an Permanganat in Litern.

-20-
3.2.5 Titration mit Iod
Hintergrund
Eine Methode, um das Antioxidans Ascorbinsäure nachzuweisen, ist die Titration mit einer
Iod/Kaliumiodidlösung (Iodimetrie). Das Prinzip beruht darauf, dass das gelöste Iod von der
Ascorbinsäure, oder allgemein von den Antioxidantien, zu Iodid reduziert wird.
AscH 2 ----> Asc ox + 2 H + + 2 e -
I 2 + 2 e - ----> 2 I -
Die Probenlösung wird zu Beginn der Titration mit etwas Stärke versetzt. Am
Umschlagspunkt wird das zugesetzte Iod nicht mehr in Iodid umgewandelt und kann sich
nun an die Stärke anlagern und mit dieser den dunkelblauen Iod-Stärke-Komplex bilden,
welcher als Indikator fungiert. [20]
Vorbereitungen
Zu Beginn musste zunächst die Iodlösung hergestellt werden. Da elementares Iod sehr
schlecht wasserlöslich ist, wird es zunächst zusammen mit einem Überschuss Kaliumiodid
in destilliertes Wasser gegeben. Das Iodid bindet sich nun mit den Iodmolekülen und bildet
mit diesen einen wasserlöslichen Triiodidkomplex:
Die chemische Reaktionsweise des im Komplex gebundenen Iods entspricht derselben wie
von elementaren Iod.
Eine Faustregel besagt, dass man für eine 0,05 M Triiodid-Maßlösung 0,05 Mol reines Iod
und einen Kaliumiodidüberschuss von 0,12 Mol auf einen Liter Wasser auffüllen muss.
[20]
Für diese Arbeit wurde eine Lösung von 25 ml angesetzt, wobei 0,498 g Kaliumiodid und
0,3175 g Iod gelöst wurden.
Nach längerem Rühren stellte sich allerdings heraus, dass sich ein Teil des Iods als
Bodensatz sammelte, was auf Verunreinigung des Iods schließen ließ.
Um die wirkliche Konzentration des Titranten zu bestimmen wurde dessen Konzentration
deshalb mit einer 0,1 M Natriumthiosulfat-Maßlösung ermittelt.

-21-
Bestimmung der Iodkonzentration des Titranten
Abb. 13: Reaktion von Thiosulfat mit Triiodid [20]
Bei der dreimaligen Titration von 1 ml Thiosulfat wurden im Durchschnitt 1,3 ml der
Triiodidlösung verbraucht
n(S 2 O 4
2-
) = 0,1 mol/l * 0,001 l = 1,0* 10 -4 mol
n(I 3- ) = 1/2 * n(S 2 O 3
2-
) = 5*10 -5 mol
c(I 3- ) = 5*10 -5 mol/0,0013 l = 0,038 mol/l
Versuchsdurchführung
Chemikalien für eine Probenanalyse
● 2 ml Teelösung verdünnt auf 20 ml
● Eine Spatelspitze Stärke
● Trioiodid-Lösung als Titrant
Zunächst wurden 2 ml der Teelösung auf ca. 20 ml mit Wasser verdünnt. Anschließend
wurde in die Lösung eine Spatelspitze Stärke gegeben. Unter ständigem Rühren wurde die
Suspension mit dem Iodwasser titriert.
Bei den ersten Versuchen war auffällig, dass schon nach ca. 0,1 ml Iodwasser eine
Blaufärbung auftratt. Um eine bessere Umsetzung des Iods zu erreichen, wurde nun etwas
verdünnte Schwefelsäure hinzugegeben, was allerdings bewirkte, dass die Probe sich schon
nach dem ersten Tropfen des Titranten blau färbte. Dies kann dadurch erklärt werden, dass
bei der Oxidation der Polyphenole Protonen als Produkt frei werden. Durch die Zugabe von
weiteren H + -Kationen mit der Schwefelsäure wird das Gleichgewicht der Oxidation nach
links verschoben, was dem Ziel der quantitativen Umsetzung des Iods entgegenwirkt.
Eine Modifikation der Versuchsanordnung, die bessere Ergebnisse brachte, war die
Erhitzung der Probenlösung auf 70°C, wodurch sich die Zugabe von Iod wesentlich erhöhte.

-22-
Die reduktive Kapazatiät berechnet sich bei diesem Verfahren wie folgt:
Reduktive Kapazität= V I - 3∗0,038 M ∗2∗10 6
2ml
V(I 3- ) ist der Endverbrauch an Triiodid in Litern.
Beobachtungen
Während der Titration der erhitzten Probe, verfärbte sich die Lösung mit jedem zugesetztem
Tropfen Triiodid immer mehr ins rote, bis sie am Umschlagspunkt schlagartig eine
dunkelblaue Farbe annahm.
Abb. 14: Farbentwicklung während des Tirationsverlaufes der Iodometrie
Deutung
Da Kaliumiodid farblos ist, lässt sich die Farbe nur durch überschüssiges Triiodid erklären.
Eine Bildung des Iod-Stärke-Komplexes kommt aufgrund der Temperaturerhöhung erst ab
einer höheren Iod-Konzentration zu Stande, so dass es möglich ist, dass Iod in der Lösung
vorliegt, ohne dass es zu einer Blaufärbung kommt. [21]
Das Vorhandensein von Iod, vor dem eigentlichen Umschlagspunkt deutet darauf hin, dass
die Reaktion von Iod und den Antioxidantien nicht quantitativ abläuft.

-23-
3.2.6 Thiocyanat-Methode
Hintergrund
Eine etwas aufwendigere Art die Konzentration von reduzierenden Stoffen zu messen, ist
die Verwendung der Thiocyanat-Methode, welche eine von der reduktiven Kapazität
abhängige Färbung erzeugt, die photometrisch messbar ist.
In eine Probe des Tees wird Wasserstoffperoxid hinzugefügt, welches von den
Antioxidantien auf folgende Weise reduziert wird.
Eine Säurezugabe ist nicht notwendig, da der Grüne Tee mit einem pH=6 schwach sauer ist
und da bei der Oxidation der Polyphenole wiederum Protonen abgegeben werden.[7][19]
Im nächsten Schritt werden die verbliebenen Oxidationsmittel mit Fe(II)-Kationen reduziert.
Es entstehen nun, abhängig
von der Stoffmenge des
Peroxids, Fe(III)-Kationen.
Abschließend wird der
Lösung Kaliumthiocyanat
zugesetzt. Das dissoziierte
Abb. 15: Eisen-Thiocyanatkomplexe gelöst in Wasser
Thiocyanat bildet nun mit
den Fe(III)-Ionen und Wassermolekülen die in Abbildung 15 dargestellten tiefroten
oktaedischen Komplexe. [22]
Um die Extinktion der Lösung zu messen wird nun ein wenig Citronensäure der Lösung
beigesetzt. Da die Farbe des Eisen-Thiocyanat-Komplexes pH-abhängig ist, wird die
Lösung dadurch etwas aufgehellt. Ferner muss die Lösung im Verhältnis 10:1 mit Wasser
verdünnt werden, um diese weiter aufzuhellen. Gemessen wurde beim
Absorptionsmaximum von 500 nm. [6]
Verwirrend war zunächst, dass die ursprüngliche Versuchsanleitung nur eine Zugabe von
35 µmol Wasserstoffperoxid auf 2 ml Tee vorsah. Das heißt, dass bei den Versuchen nie
mehr als eine reduktive Kapazität von 35 µmol/ml herauskommen konnte.
Da der Tee bei der Manganometrie reduktive Kapazitäten von bis zu 150 µmol/ml (siehe

-24-
4.1.1) erreichte, ist es verwunderlich warum das Wasserstoffperoxid nicht vollständig
reduziert wird, da es auch ein vergleichbares Redoxpotential hat wie Kaliumpermanganat.
Abb. 16: Bildung von Eisen(III)
bei Säurezugabe (links) und ohne
(rechts)
Das der Versuch trotzdem verwertbare Ergebnisse liefert
könnte daran liegen, dass die Reduktion des Peroxids
ohne Säurezugabe ablaufen muss und deshalb die
Reaktion nicht quantitativ ablaufen kann. Um dies zu
bestätigen wurden zunächst wieder die 35
µmol
Wasserstoffperoxid in jeweils zwei mal 2 ml Tee gegeben.
Eine der Proben wurde ferner mit Schwefelsäure
angesäuert. Anschließend wurde das Eisen(II)-Chlorid
zugegeben. Bei der nicht sauren Probe bildete sich sofort
eine intensive grüne Farbe, was auf Eisen(III)-Ionen
hindeutet. (siehe 3.1.2) Bei der angesäuerten Probe
änderte sich die Farbe nur schwach und auch eine weitere Zugabe von Tee konnte die Farbe
kaum verstärken. Da hier offensichtlich kaum Eisen(III)-Ionen entstanden sind, kann man
davon ausgehen, dass das Wasserstoffperoxid im saurem Milieu nahezu komplett mit den
Antioxidantien reagiert.
Vorbereitungen
Zunächst wurden vom Eisen(II)-Chlorid Tetrahydrat 11,4 g in ein Becherglas gegeben und
auf 100 g mit destilliertem Wasser aufgefüllt. Da die Lösung noch rötliche Partikel,
vermutlich Eisen(III)-Oxid, enthielt, wurden diese abfiltriert, wodurch eine klare grüne
Lösung zurückblieb.
Weiterhin wurden 14,5 g Kaliumthiocyanat in 100 g Wasser gelöst und 2,1 g Citronensäure
Monohydrat auf 10 ml aufgefüllt.
Als Oxidationsmittel für die Antioxidantien wurde, wie oben beschrieben
Wasserstoffperoxid verwendet. Hiervon wurden 1,11g einer 30 %-igen
Wasserstoffperoxidlösung in 27g Wasser verdünnt. [7]

-25-
Versuchsdurchführung
Chemikalien für eine Probenanalyse
● 2 ml einer Teelösung
● 0,1 ml der Wasserstoffperoxidlösung
● 1 ml der Eisen(II)-chloridlösung
● 1,5 ml der Kaliumthiocyanatlösung
● 0,1 ml der Citronensäurelösung (c = 1 M)
Zu 2 ml einer Teelösung wurden nacheinander 0,1 ml der Wasserstoffperoxidlösung, 1 ml
der Eisen(II)-chlorid, 1,5 ml der Kaliumthiocyanatlösung und 0,1 ml der 1 M Citronensäure
gegeben. Wichtig war, dass nach jedem Reagenzieneintrag die Probe gut durchgeschüttelt
wurde. Ebenso mussten zuvor alle Teeblätter aus dem Tee abfiltriert werden, da diese die
photometrische Messung verfälschen können. Die Messung erfolgte schließlich in einer
Plastikküvette mit einem Durchmesser von 1 cm.
Beobachtungen
Nach der Zugabe des Eisen(II)-Chlorids und des Kaliumthiocyanats nimmt die Lösung eine
dunkelrote Farbe an, welche durch die Zugabe der Citronensäure etwas an ihrer Intensität
verliert. Durch die Verdünnung auf ein Verhältnis von 10:1, sollte die Lösung eine orangegelbe
Farbe bekommen.
Nullabgleich
Vor den eigentlichen Messungen mit dem Photometer wurde ein so genannter Nullabgleich
durchgeführt, um später in den Ergebnissen nicht Fehler durch verunreinigte Chemikalien
zu haben (z.B: Eisen(III)-Kationen im Eisen(II)-Chlorid). Durch die Substitution des Tees
und des Peroxids durch Wasser wurde die höchstmögliche Transmission erreicht und diese
für den jeweiligen Versuchsdurchlauf als Nullabgleich ins Photometer eingegeben.

-26-
Erstellung der Eichkurve
Um später von der gemessen Transmission auf die reduktive Kapazität schließen zu können,
ist die Erstellung einer Eichgeraden notwendig.
Diese lässt sich am einfachsten über eine Verdünnungsreihe realisieren. Hierfür wurden
mehrere Messungen durchgeführt, bei welcher die Konzentration der zugesetzten 0,1 ml
Peroxidlösung immer mehr reduziert wurde, wodurch dessen Reaktion mit den
Antioxidantien simuliert wird. Da die Färbung des Tees, aufgrund der starken Verdünnung
vernachlässigbar ist, kann statt des Tees destilliertes Wasser als Ausgangssubstanz
verwendet werden.
Bei der Verdünnung "unendlich" wurde anstatt 0,1 ml Wasserstoffperoxidlösung 0,1 ml
Wasser zugesetzt.
Verdünnung 1-fach 1,5-fach 2-fach 3-fach unendlich
Extinktion 0,27 0,17 0,14 0,09 0
0,275
0,25
0,225
Extinktion
Lineare Regression, Extinktion
0,2
0,175
Extinktion
0,15
0,125
0,1
0,075
0,05
0,025
0
0 5 10 15 20 25 30 35
Verbrauch Wasserstoffperoxid in µmol
Abb. 17: Eichkurve der photometrischen Bestimmung des H 2 0 2 -Verbrauchs
Als Funktion der Eichkurve wurde -130,72*(Extinktion) + 35,016 = n(H 2 O 2 ) berechnet.
Die reduktive Kapazatiät berechnet sich bei diesem Verfahren wie folgt:
Reduktive Kapazität= nH 2 O 2 ∗2
2ml
n(H 2 O 2 ) ist die durch die Eichgerade bestimmte Stoffmenge an verbrauchtem Peroxid in
µmol.

-27-
4 Quantitative Erfassung der Antioxidantienmenge
4.1 Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Aufgusstemperatur
Der erste Punkt, wo sich die Geister scheiden, ist die Temperatur mit welcher Tee
aufzubrühen ist. Von den Teilnehmern der Umfrage gaben ca. 40% an, den Teebeutel mit
siedendem Wasser zu übergießen. 52% warteten dagegen nach dem Sieden eine Zeit lang ab
und 8% erhitzten das Wasser erst gar nicht bis zum Kochen.
Vom Geschmack her scheint es besser zu sein, den Tee mit niedrigeren Temperaturen
aufzubrühen. Untersucht wurde mittels Manganometrie und Thiocyanatmethode, wie es mit
der antioxidativen Wirkung aussieht.
Bei den Messungen wurde eine konstante Ziehzeit von drei Minuten gewählt.
4.1.1 Nachweis mittels Manganometrie
reduktive Kapazität (µmol/ml)
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
50
45
62,5
65
67,5
0
40 50 60 70 80 90 98
Aufgusstemperatur (°C)
Abb. 18: Abhängigkeit der reduktiven Kapazität von der Aufgusstemperatur (Ziehzeit 3 min)
gr. Tee #1 (gehackt) ist der per Hand gemahlene ganzblättrige gr. Tee #1 (siehe auch Anlage 2)
Die Titration mit Kaliumpermangant liefert einen eindeutigen Trend. Sowohl bei der
ganzblättrigen Teesorte, als auch bei dem von Hand gehacktem Tee erhöhte sich der
Verbrauch des Permanganats mit steigender Aufgusstemperatur kontinuierlich. Zu
vermerken ist, dass die Werte des gehackten Tees stets über denen des losen Tees lagen.
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 3 aufgeführt.
80
105,7
80
113
98,5
118,3
106
140
125
Grüner Tee #1
Grüner Tee #1 (grob
gehackt)

-28-
4.1.2 Nachweis mittels Thiocyanat-Methode
reduktive Kapazität (µmol/ml)
27,5
25
22,5
20
17,5
15
12,5
10,6
10
7,5
5,4
5
15,8
9,9
18,9
11,4
20,9
13,1
22,3
17,4
24,2
18,9
25,8 Grüner Tee #1
20,9
Grüner Tee #2
2,5
0
40 50 60 70 80 90 100
Temperatur (°C)
Abb. 19: Abhängigkeit der reduktiven Kapazität von der Aufgusstemperatur (Ziehzeit 3min)
Die Kurve zeigt auch bei der Thiocyanatmethode bei beiden Teesorten einen Anstieg der
reduktiven Kapazität zwischen 40°C und dem Siedepunkt. Auch lagen wieder die Werte von
gemahlenem Tee (Grüner Tee #2) über denen von losem.
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 4 aufgeführt.
4.1.3 Zusammenfassung
Die gemessenen Werte bei der Thiocyanat-Methode und bei der Manganometrie zeigen
beide jeweils den gleichen Trend auf, nämlich, dass die Konzentration der Antioxidantien
mit steigender Aufgusstemperatur immer mehr zunimmt. Die Löslichkeit der Antioxidantien
scheint bei höheren Temperaturen zuzunehmen.
Diese Ergebnisse decken sich auch mit dem, was in vergleichbaren Studien gemessen
wurden. [6,19]. Der Rat, Grünen Tee schon bei einer Temperatur von ca. 70°C aufzubrühen
[23] ist also aus dieser Sicht eher ungünstig.
Bei niedrigen Temperaturen wird der zwar weniger bitter. Jedoch sind es gerade die
Catechine die den bitteren Geschmack prägen, aber eben auch für die gesundheitsfördernde
Wirkung verantwortlich sind..

-29-
4.2 Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Ziehzeit
Man bekommt öfters zu hören, dass es für den idealen Teegeschmack wichtig ist, den Tee
nicht länger als 2-3 Minuten ziehen zu lassen. [23]
Auch die Teilnehmer der Umfrage scheinen diese Auffassung zu teilen. Insgesamt gaben
über 60% an, ihren Tee nicht länger als vier Minuten ziehen zu lassen.
Gemessen wurde immer bei einer konstanten Aufgusstemperatur von 70°C und mit
Ziehzeiten von 0 bis 6 Minuten.
4.2.1 Nachweis mittels Manganometrie
reduktive Kapazität (µmol/ml)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
90
52,5
125
67,5
140
80
150
85
162,5 165
90 92,5
Grüner Tee #1
Grüner Tee #2
0
0
0 1 2 3 4 5 6
Ziehzeit (min)
Abb. 20: reduktive Kapazität abhängig von der Ziehzeit (Temp. 70°C), gemessen per Manganometrie
Bei der Auswertung der Ergebnisse ließ sich ein Anstieg der reduktiven Kapazität mit
steigender Ziehzeit beobachten. In der Zeit ab zwei bis drei Minuten nahm der Anstieg der
reduktiven Kapazität ab.
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 5 aufgeführt.

-30-
4.2.2 Nachweis mittels Iodimetrie
45
40
38
39,9
43,7 43,7
Grüner Tee #1
reduktive Kapzität (µmol/ml)
35
30
25
20
15
10
5
0
24,7
15,2
0
0 1 2 3 4 5 6
Ziehzeit (min)
Abb. 21: reduktive Kapazität abhängig von der Ziehzeit(Temp. 70°C), gemessen per Iodimetrie
Genau wie bei der Manganometrie ließ sich auch bei der iodometrischen Messung ein
starker Anstieg zwischen 0 und 3 Minuten feststellen, der sich im späteren Verlauf wieder
abschwächte.
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 6 aufgeführt.
4.2.3 Zusammenfassung
Was die Antioxidantien anbelangt liegen die Zubereitungshinweise und die
Umfrageteilnehmer diesmal richtig. Bei der Messung mit Kaliumpermanganat steigen die
Werte bis 2-3 Minuten relativ schnell an. Bei längeren Ziehzeiten lässt sich eine deutliche
Abflachung der Kurven erkennen, was darauf schließen lässt, dass es einen bestimmten
Punkt geben muss, an dem der Großteil der aktiven Antioxidantien aus den Teeblättern
ausgewaschen wurden.
Befolgt man die häufig empfohlene Ziehzeit von maximal drei Minuten erreicht man eine
Ausbeute von ca. 80 bis 90% der reduktiven Kapazität, welche man nach fünf oder mehr
Minuten erreichen würde. Anderen Studien zu Folge ist nach 6 -7 Minuten mit keiner
weiteren nennenswerten Extraktion von antioxidativen Stoffen aus den Teeblättern zu
rechnen. [14]

-31-
4.3 Messung der Konzentration der Antioxidantien abhängig von der Teesorte
reduktive Kapazität (µmol/ml)
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
145
212,5
Yunnan
(China)
167,5
220
Pi Lo
Chun
(Taiwan)
127,5
Sencha
„Makinohara“
(Japan)
Teesorten
165
Sencha
Second
Flush
Abb. 22: Vergleich verschiedener Teesorten mittels
Manganometrie (Ziehzeit = 3 min)
Auch bei verschiedenen Teesorten
scheint es Unterschiede bezüglich
der reduktiven Kapazität zu geben.
Bei der Untersuchung musste
beachtet werden, dass die einzelnen
Teesorten unterschiedliche
Blattgrößen haben, weshalb diese
zunächst zu Pulver zermahlen
werden mussten.
Am Besten schnitt schließlich bei
diesem Vergleich der Pi Lo Chun
aus Taiwan ab, gefolgt vom
Yunnan und dem japanischen
Sencha.
Gemessen wurde in dieser Versuchsreihe auch, wie sich das mehrmalige aufgießen des Tees
auf die reduktive Kapazität auswirkt. Dabei wurde der Sencha kurz mit ein wenig heißem
Wasser übergossen, so dass die Teeblätter vollständig bedeckt waren. Der Aufguss wurde
kurz darauf wieder weggeschüttet und der Tee erneut aufgegossen. Die reduktive Kapazität
lag wie er erwartet unter der vom normal aufgegossenen Sencha.
76
105
70°C
100°C
Gemessen wurde mit einer konstanten Ziehzeit von 3 Minuten jeweils einmal mit 70°C und
100°C heißem Wasser.
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 7 aufgeführt.

-32-
4.4 Vergleich mit Schwarztee
Interessant ist auch ein direkter Vergleich von Schwarz- und Grüntee. Abbildung 8 zeigte
bereits, dass der Anteil der Polyphenole an der
Trockenmasse des Aufgusses bei Schwarztee
niedriger liegt, als bei Grüntee. Die
Versuchsergebnisse konnten dies noch einmal
bestätigen.
Bei der Herstellung von Schwarztee wird durch
das Zusammenrollen der Blätter bewirkt, dass
die einzelnen Zellen aufbrechen und dabei die
Polyphenole durch das Enzym Oxidase oxidiert
werden, was die veränderte Färbung und den
Geschmack erklärt. Durch das Oxidieren der
Antioxidantien sinkt allerdings auch die
reduktive Kapazität des Tees, was die in Abb.
24 dargestellten Ergebnisse bestätigten. [24]
reduktive Kapazität (µmol/ml)
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
117,5
162,5
140
Schwarzer Grüner
Tee #1 Tee #2
Teesorten
215 70°C
100°C
Abb. 23: Vergleich von Schwarz- und Grüntee
mittels Manganometrie (Ziehzeit = 3 min)
Die einzelnen Ergebnisse sind in Anlage 7 aufgeführt.

-33-
5 Kritische Betrachtung der Versuchsergebnisse
5.1 Allgemeine Probleme bei der Messung der reduktiven Kapazität
Obwohl die Versuche gute Ergebnisse lieferten, muss dennoch immer im Hinterkopf
behalten werden, dass im Reagenzglas die Situation im menschlichen Körper nicht komplett
wirklichkeitsgetreu wiedergegeben werden kann. Wie im Abschnitt 2.2.3 gut zu sehen ist,
ist die Einbindung von Antioxidantien in die menschliche Radikalabwehr viel zu komplex,
als das sie mit den vorhandenen Mitteln vollständig nachgestellt werden kann.
Auch haben alle Nachweismethoden, egal ob es die Manganometrie oder der TEAC-Test
ist, das Problem, dass sie nicht selektiv sind, sondern auch Stoffe wie Coffein erfassen
können, welche nicht unbedingt zu den Antioxidantien zählen.
Aufgrund des großen Überschusses an antioxidativen Stoffen im Tee stellen die Ergebnis
trotzdem eine sehr gute Näherung dar.
Auch fällt auf, dass verschiedene Versuchsmethoden unterschiedliche reduktive Kapazitäten
bei der gleiche Teeprobe lieferten. Das Ergebnis einer einzelnen Messung sollte deshalb
nicht allein betrachtet werden, sondern im Zusammenhang mit der gesamten Versuchsreihe.
Eine Versuchsreihe sagt nicht unbedingt aus, wie stark ein Tee nun genau antioxidativ
wirkt, sondern wie sich die Stärke verändert.
Beim Vergleich mit dem Schwarztee sollte auch bedacht werden, dass nicht jeder beliebige
Schwarztee eine geringere reduktive Kapazität haben muss, als jeder beliebige Grüntee.
Zulässig ist jedoch die Aussage, dass Schwarztee aufgrund der Fermentation im
allgemeinen weniger antioxidativ wirkt, als grüner Tee.

-34-
5.2 Schwächen der einzelnen Messverfahren
Bei Titrationen sind geringe Fehler nicht auszuschließen, da der exakte Umschlagspunkt
nie ganz genau bestimmt werden kann, da der Titrant immer nur tröpfchenweise zugesetzt
werden kann.
Weitere Probleme treten beim Messen der reduktiven Kapazität mittels Iodimetrie auf. Zum
einen zeigte sich während der Versuchsdurchführung, dass das Gleichgewicht der Reaktion
von Iod mit den Polyphenolen relativ weit links liegt. Erst durch eine Temperaturerhöhung
auf 70°C konnte überhaupt ein verwertbarer Verbrauch an Iod beobachtet werden. Bei
Raumtemperatur war schon nach ca. 0,1 bis 0,2 ml der Iodlösung die Ausbildung des blauen
Iod-Stärke-Komplexes zu beobachten. Aufgrund der Lage des Gleichgewichts der Reaktion
kann die hinzugegebene Menge des Iods nicht als die verbrauchte betrachtet werden.
Das Erhitzen der Probenlösung führt ferner dazu, dass sich der Iod-Stärke-Komplex
schlechter ausbildet und deshalb eine größere Konzentration von Iod in der Lösung
notwendig ist um einen Farbumschlag zu erreichen, was das Ergebnis ungenauer werden
lässt. [21]
Dieses Problem ließe sich eventuell durch die Verwendung von größeren Mengen grünen
Tee umgehen, was aber am Grundproblem, dass die Reaktion der Antioxidantien mit Iod
nicht quantitativ verläuft, nichts ändert. Betrachtet man die Ergebnisse der Iodimetrie unter
diesem Gesichtspunkt, bestätigen diese jedoch die Veränderungen der reduktiven Kapazität
unter veränderten Zubereitungsbedingungen.
Die Thiocyanatmethode stellte sich als durchaus geeignete Methode heraus um die
antioxidative Wirkung des Tees zu erfassen. Ungünstig war, dass das zur Verfügung
stehende Photometer nur ganzzahlige Werte liefert und die Nachkommastellen der
Transmission so unterschlagen werden, was das Ergebnis ungenauer macht.

-35-
6 Schlussgedanke
Zwar haben die in dieser Arbeit vorgestellten Methoden sicherlich ihre Schwächen, jedoch
lieferten sie gut nachvollziehbare und reproduzierbare Ergebnisse.
Zum Abschluss lässt sich sagen, dass die gesundheitsfördernde Wirkung des Grünen Tees
mit steigender Aufgusstemperatur zunimmt, was allerdings den verbreiteten
Zubereitungsvorschriften entgegen spricht, wonach man Tee aus geschmacklichen Gründen
nicht mit siedendem Wasser aufgießen soll.
Ferner ist ein Ansteigen der reduktiven Kapazität bis zu einer Ziehzeit von ca. 5 - 6 Minuten
zu beobachten.
Nicht direkt untersucht wurde die Einfluss der Blattgröße auf die reduktive Kapazität. Es
zeigte sich jedoch, dass die Werte von feinem Beuteltee bzw. von Hand klein gehacktem
Tee stets höher waren, als die von losen Teeblättern. Auch ließ sich eine Abbhängigkeit der
antioxidativen Wirkung von der Teesorte feststellen.

-36-
7 Literaturverzeichnis
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[2] Cordula Meincke - Rolle der Fenton-Reaktion für die Wasserstoffperoxid-induzierte Apoptose,.
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 2006, Doktorarbeit, S. 10 (liegt bei)
[3] Detlef Doenecke, Jan Koolman, Georg Fuchs - Karlsons Biochemie, Stuttgart, 2005, Thieme, S.186
[4] K.P.C. Vollhardt, N.E. Schore - Organische Chemie, New York, 2000 3 , Wiley-VCH Verlag, S. 1109
[5] Heidi Feldmann - Genetik für Chemiker und Biochemiker - Vorlesung 9: Mutationen und DNA
Reparatur, LMU 2006 (liegt bei)
[6] Helmut Sies - Oxidative Stress: Oxidants and Antioxidants, in: Experimental Physiology, 1997, Nr.
82, S. 291 - 295
[7] S. Speidel, C. Stobe - Der Gehalt an antioxidativen Wirkstoffen in grünem Tee in Abhängigkeit von
seiner Aufgusstemperatur, in: Praxis der Naturwissenschaften Chemie, 2003, Nr. 4, S. 2 - 5
[8] K.P.C. Vollhardt, N.E. Schore - Organische Chemie, New York, 2000 3 , Wiley-VCH Verlag, S. 1107
[9] R. Blume - Antioxidantien in Lebensmitteln (Internetseite)
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[10] Luber Stryer - Biochemie, Heidelberg, 1995 4 , Spektrum Akademischer Verlag, S. 769
[11] Michael Bernstein, Charmayne Marsh - Coffee is number one source of antioxidants
(Internetseite)
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bei)
[12] Eisenbrand, Schreier (Hrsg.), Römpp Chemielexikon - Lebensmittelchemie, Stuttgart, 1995, Georg
Thieme Verlag, S. 829
[13] Arbeitsgruppe Chemiedidaktik (Friedrich-Schiller-Universität Jena): Lehrerfortbildung Tee
(Internetseite)
"http://www.nat-working.uni-jena.de/pdf/Sachdarstellung_Tee.pdf", aufgerufen am 26.12.2007

-37-
[14] Maria Liebert, Urte Licht, Volker Böhm, Roland Bitsch - Antioxidant properties and total phenolics
content of green and black tea under different brewing conditions, in: Zeitschrift für
Lebensmitteluntersuchung und -Forschung, 1999, Nr. 3, S. 217 - 220
[15] Dr. Ulrich Engelhardt - Polyphenole im Tee (Internetseite)
"http://www.teeverband.de/texte/download/WIT1-98end.pdf", aufgerufen am 27.12.2007
(liegt bei)
[16] Anne Catherine Flauder, Jennifer Weitt - Nachweise von Alkoholen und Phenolen, Seminarskript,
Uni Saarland (liegt bei)
[17] Justyna Barbara Otreba - Bestimmung von sekundären pflanzlichen Inhaltsstoffe von biologisch
und konventionell produzierten Weiß- und Rotweinen, Universität Wien, 2005, Diplomarbeit, S. 49 (liegt
bei)
[18] Dietmar Heigl - Untersuchungen zur Stabilität von flavonoid- und gerbstoffhaltigen Drogen,
Universität Regensburg, 2003, Doktorarbeit, S. 83 (liegt bei)
[19] Julia Franz, Karin Krumbholz - Bestimmung des Antioxidantien-Gehalts in grünem und schwarzem
Tee (Internetseite)
"http://www.teeverband.de/texte/download/wit2004_12_2.pdf", aufgerufen am 26.12.2007 (liegt bei)
[20] Daniel C. Harris - quantitative Chemical analysis, o.O, 1998 7 , W.H.Freeman & Co Ltd, S. 340
[21] Christel Blume - Der Iod-Stärke-Komplex (Internetseite)
"http://www.chemieunterricht.de/dc2/mwg/g-iodsta.htm", aufgerufen am 4.1.2008 (liegt bei)
[22] Erwin Riedel - Anorganische Chemie, Berlin, 2004 6 , Walter de Gruyter, S. 831
[23] Erich Manßhardt - (Tee)-Zubereitung (Internetseite)
http://www.darjeelingtee.de/Zubereitung.htm, aufgerufen am 4.1.2008 (liegt bei)
[24] Curt Maronde - Rund um den Tee, Frankfurt am Main, 1973 14 , Fischer Taschenbuch Verlag, S. 69

-38-
Ich erkläre hiermit, dass ich die Facharbeit ohne fremde Hilfe angefertigt und nur die im
Literaturverzeichnis angeführten Quellen und Hilfsmittel genutzt habe.
Grafing, den 18.1.2008
_____________________________
Unterschrift des Verfassers

-39-
X. Anhang
Anlage 1:
Ergebnisse der Umfrage zu Teetrinkgewohnheiten. Die Umfrage fand von März bis
Dezember 2007 statt. Sie darf nicht als repräsentativ angesehen werden.

Anlage 2:
-40-
Erläuterung der in der Facharbeit vorkommenden Teesortenkürzel:
Kürzel
Grüner Tee #1
Grüner Tee #2
Grüner Tee #3
Grüner Tee #4
Grüner Tee #5
Schwarzer Tee #1
Teesorte
Messner Grüner Tee herb-frisch (lose)
Westcliff Grüner Tee (gemahlen)
FOP "Yunnan" aus China (lose)
Pi Lo Chun aus Taiwan (lose)
Sencha "Makinohara" aus Japan (lose)
Windsor Castle Orange Pekoe Tea (gemahlen)
Anlage 3:
Abhängigkeit von der Aufgusstemperatur gemessen mittels Manganometrie
Aufgusstemperatur (°C) Verbrauch MnO 4
-
(gr. Tee #1) (ml) Verbrauch MnO 4
-
(gr. Tee #1
gehackt) (ml)
40 1; 0,8 (d=0,9) 0,9; 1,1 (d=1)
50 1,2; 1,3 (d=1,25) 1.3; 1.3; 1,3 (d=1,3)
60 1,3; 1,4 (d=1,35) 1,7; 1,5; 1,6 (d=1,6)
70 1,6,1,6 (d=1,6) 2,1; 2,1; 2,1 (d=2,1)
80 2,1; 1,9; 1,9 (d=1,97) 2,3; 2,1; 2,4 (d=2,26)
90 2,2; 2,1; 2,1 (d=2,13) 2,2; 2,5; 2,3 (d=2,33)
100 2,5; 2,6; 2,4 (d= 2,5) 2,9; 2,7 (d=2,8)
Anlage 4:
Abhängigkeit von der Aufgusstemperatur gemessen mittels Thiocyanatmethode
Aufgusstemperatur (°C) Transmission (gr. Tee #1) (in %) Transmission (gr. Tee #2) (in %)
40 58; 60; 60 (d=59,3) 65; 65; 65 (d=65)
50 64; 64; 65 (d=64,3) 72, 71; 71 (d=71,3)
60 66; 65; 67 (d=66) 75; 75; 76 (d=75,3)
70 69; 69 (d=69) 79; 77; 78 (d=78)
80 73; 74; 73 (d=73,3) 80; 80; 80 (d=80)
90 76; 74; 76 (d=75,3) 82; 83; 83 (d=82,7)
100 78; 78; 78 (d=78) 85; 85; 85 (d=80)

-41-
Anlage 5:
Abhängigkeit von der Ziehzeit gemessen mittels Manganometrie
Ziehzeit (min) Verbrauch MnO 4
-
(gr. Tee #1)
(ml)
Verbrauch MnO 4
-
(gr. Tee #2)
(ml)
1 1,0; 1,1 (d=1,05) 1,8; 1,8 (d=1,8)
2 1,3; 1,4 (d=1,35) 2,4, 2,6 (d=2,5)
3 1,5; 1,7 (d=1,6) 2,8; 2,8 (d=2.8)
4 1,6; 1,8 (d=1,7) 2,9; 3,1 (d=3,0)
5 1,8; 1,8 (d=1,8) 3,3;3,2 (d=3,25)
6 1,8; 1,9 (d=1,85) 3,3; 3,3 (d=3,3)
Anlage 6:
Abhängigkeit von der Ziehzeit gemessen mittels Iodimetrie
Ziehzeit (min)
Verbrauch I 2 (gr. Tee #1) (ml)
1 0,4; 0,4 (d=0,4)
2 0,7; 0,6 (d= 0,65)
3 1,0; 1,0 (d=1,0)
4 1,0; 1,1 (d=1,05)
5 1,2; 1,1 (d=1,15)
6 1,1; 1,2 (d=1,15)
Anlage 7:
Abhängigkeit von der Teesorte gemessen mittels Manganometrie
Teesorte Verbrauch MnO 4
-
(ml) bei 70°C Verbrauch MnO 4
-
(ml) bei 100°C
Schwarzer Tee #1 2,4;,2,3 (d=2,35) 3,2; 3,3 (d=3,25)
Grüner Tee #2 2,8; 2,8 4,2; 4,4 (d=4,3)
Grüner Tee #3 2,8; 3,0 (d=2,9) 4,2; 4,3 (d=4,25)
Grüner Tee #4 3,5; 3,2 (d= 3,35) 4,4; 4,4 (d=4,4)
Grüner Tee #5 2,5, 2,6 (d=2,55) 3,3; 3,3 (d=3,3)
Grüner Tee #5 infusion 1,6; 1,6 (d=1,6) 2,1; 2,1 (d=2,1)

Anlage 8:
-42-
Schema der Entstehung und des Abbaus der reaktiven Sauerstoffspezies Superoxidanion(1)
und des Hydroxy-Radikals(2)
Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:OxStress4.png (Stand 28.8.2004)
Anlage 9:
Strukturen verschiedener Catechine
Quelle: S. Speidel, C. Stobe - Der Gehalt an antioxidativen Wirkstoffen in grünem Tee in
Abhängigkeit von seiner Aufgusstemperatur, in: Praxis der Naturwissenschaften Chemie, 2003, Nr.
4, S. 2 - 5