Versuchsansteller:
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Dr. H. Krüger BAZ an Kulturpflanzen AG Sekundäre Inhaltsstoffe Neuer Weg 22/23 06484 Quedlinburg Tel.: 03946/470 |
Prof. Dr. K. Hammer IPK Genbank 06466 Gatersleben Tel.: 039482/5280 |
Untersuchungsjahr: 1995
60 dill accessions of the Gatersleben genebank and three modern cultivars have been examined for the chemical composition of their fruits by means of extraction and destillation. Two main chemotypes could be distinguished. Both contain as basic components limonene and carvone. They are differentiated by the presence or absence of dillapiol, with the Indian subsp. sowa containing dillapiol whereas this constituent is absent in the European races (subsp. graveolens) or can be found only in traces. Presence or absence of myristicin subdivides each of the main chemotypes. Conclusions are drown concerning the regions of origin and diversity of dill.
The collection provides good material for breeding purpouses in dill.
60 Dillmuster der Genbank Gatersleben und drei Zuchtsorten wurden mittels Extraktion und Destillation auf die chemische Zusammensetzung ihrer Früchte untersucht.
Zwei Basis-Chemotypen konnten unterschieden werden. Beide enthalten als Grundkomponenten Limonen und Carvon. Sie unterscheiden sich durch das Vorhandensein bzw. des Fehlen von Dill-Apiol, wobei die indische subsp. sowa Dill-Apiol enthält, während dieser Inhaltsstoff bei den europäischen Rassen (subsp. graveolens) fehlt oder nur in Spuren vorhanden ist. Anwesenheit oder Fehlen von Myristicin unterteilt die Basis-Chemotypen jeweils in Untergruppen.
Schlußfolgerungen zum Entstehungsgebiet bzw. Mannigfaltigkeitszentrum von Dill werden gezogen. Die Sammlung liefert brauchbares Material für die Dillzüchtung.
Zur Merkmalserfassung und Nutzung von Genbankmaterial ist seine Evaluierung erforderlich. Primäre Evaluierungen werden dabei, neben den Charakterisierungen, von den Genbanken selbst vorgenommen. Sekundäre Evaluierungen können in der Regel nur in Zusammenarbeit mit spezialisierten Einrichtungen durchgeführt werden, die Voraussetzungen für die speziellere Untersuchungen bieten. Auf diesem Gebiet verfügt die Genbank Gatersleben über langjährige Erfahrungen (Hammer et al. 1994), wobei die Untersuchungen bisher besonders Getreide, Hülsenfrüchte und Gemüse einbezogen. In den letzten Jahren wurden diese Aktivitäten auf Heil- und Gewürzpflanzen ausgedehnt (Diederichsen & Hammer 1994, Junghanns & Hammer 1994), von denen sich in Gatersleben eine beachtliche Kollektion befindet (Hammer 1993).
Die Variabilität beim Dill ist im allgemeinen als durchaus hoch zu bewerten, wie sich beispielsweise aus Sortimentsuntersuchungen zum Merkmal Blühdauer (Galukh und Komarova 1990), zu morphologischen (Galukh et al. 1990, Kuperman und Kurlyanchik 1974) und agronomischen Merkmalen (Poggendorf et al. 1977, Shashilova 1986, 1990) herleiten läßt. Daher war auch eine Variabilität hinsichtlich der Inhaltsstoffe der Früchte zu erwarten. Dill gehört zu den Arten, die in neuerer Zeit wegen der Nutzung des Samenöls mehr an Interesse gewinnen (Knapp 1988, van der Mheen und Muuse 1993). Eine gewisse Ausnahme stellt die traditionelle Nutzung in Indien dar, die mit besonderen Sorten realisiert wird (Shah et al. 1975). Umfangreiche Dill-Kollektionen sind zusammengetragen worden, von denen die Sammlung des Vavilov-Instituts in St. Petersburg hervorzuheben ist, die 1982 418 Herkünfte aus 33 Ländern umfaßte (vgl. Shahilova 1986), inzwischen wohl aber noch weiter ausgebaut werden konnte (Burenin et al. 1991).
Allerdings sind solche großen Kollektionen noch nicht hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Früchte untersucht worden. Zur Analytik von Dill gibt es schon eine Reihe von Untersuchungen, die meist nur auf relativ begrenztes Material zurückgreifen konnten (Ahmod et al. 1990, Brunke et al. 1991, Ceska et al. 1987, Embong et al. 1977, Ravid et al. 1987, Seher und Fiebig 1983). Hervorzuheben ist die Arbeit von Badoc und Lamarti (1991), die 35 Herkünfte einbezog und damit schon gewisse Schlußfolgerungen zur Gesamtvariationsbreite erlaubte.
Die Dill-Sammlung in Gatersleben bot sich daher für eine umfassende Analyse an.
Für die Analysen standen 60 Akzessionen aus der Genbank und 3 Sorten aus modernem deutschen Anbau zur Verfügung. Das Material wurde auf dem Versuchsfeld in Gatersleben 1994 kultiviert. Da die Muster gleichzeitig für den Reproduktionsanbau bestimmt waren, war ihre Isolation voneinander notwendig (vgl. Warakomska et al. 1982). Der Anbau erfolgte daher nicht in einem Block mit Wiederholungen, Standards etc., sondern auf Isolierstandorten im Versuchsfeld verteilt. Die Parzellengröße betrug 2 m2. Von allen Mustern wurde genügend Fruchtmaterial geerntet, so daß jeweils Doppelbestimmungen sowohl mittels Wasserdampfdestillation als auch mittels Extraktion vorgenommen werden konnten.
Die Destillationen erfolgten mit 5 g Droge und 75 ml Wasser (Luckner 1966) an Apparturen nach DAB 10. Die Extraktionen wurden mit 200 mg Material in 4 ml Aceton mit Hilfe eines Ultra-Turrax T 25 mit zugehörigem Dispergierwerkzeug (S25N - 10G) durchgeführt. Die Destillate wurden nach Verdünnen (1 : 1000) mit Aceton, die Extrakte nach Zentrifugieren und Zusatz eines inneren Standards (Fenchon), gaschromatographisch untersucht.
Die Gaschromatogramme weisen immer Limonen und Carvon und Dihydrocarvon aus, darüber hinaus in einigen Fällen Dill-Apiol und Myristicin (Abb. 1).
Die Ergebnisse zur Wasserdampfdestillation sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die erwarteten großen Schwankungen treten auf. Im Ölgehalt (ml Öl / 100g TS) reichen die Werte von 1,91 (ANET 62) bis 7,25 ml (D 6019). Sie variieren damit mehr als die Zuchtsorten (2,33 - 3,71 ml). Noch deutlicher wird die ausgeprägte Variationsbreite beim Landsortenmaterial im Vergleich zu den Zuchtsorten bei den weiteren Merkmalen. So schwankt der Limonengehalt (% im Öl) bei den Landsorten zwischen 29,6 % (ANET 50) und 50,3 % (D 6019), im Vergleich zu den Zuchtsorten von 40,1 bis 43,1 %, und das Merkmal Carvongehalt (% im Öl) für die entsprechenden Gruppen zwischen 37,7 % (ANET 50) und 58 % (ANET 54) bzw. zwischen 54,1 % und 57,5 %. Es hat den Anschein, daß dieses Merkmal bei den modernen Sorten schon züchterisch beeinflußt ist, denn es liegt bei diesen im oberen Bereich der Gesamtvariationsbreite.
Ganz ähnlich sind die Ergebnisse bei den Extrakten (% in der TS, Tabelle 2). Für das Limonen wurden Werte zwischen 0,81 % (ANET 62) und 3,64 % (D 6019) bei den Landsorten beobachtet, die Zuchtsorten liegen zwischen 0,93 % und 1,60 %. Im Carvongehalt zeigen die Landsorten Werte zwischen 1,04 % (ANET 62) und 3,44 % (D 6019), die Zuchtsorten solche zwischen 1,34 % und 2,02 %. Hier zeigt sich also noch ein beträchtliches Potential in der untersuchten Kollektion.
Die Carvon-Apiol-Rasse konnte bei 16 Sippen nachgewiesen werden, allerdings in unterschiedliche Ausprägung. Die eigentlichen indischen Sippen zeigen recht hohe Werte beim Gehalt an Dill-Apiol, während Sippen anderer Herkünfte oft nur Spuren von Dill-Apiol aufweisen.
Myristicin konnte nur bei sieben Mustern gefunden werden.
Ätherische Ölbestandteile sind durch Wasserdampfdestillation nicht immer vollständig abzutrennen, was z.T. einer verminderten Wasserdampfflüchtigkeit, z.T. einer erhöhten Affinität zu lipophilen Bestandteilen, wie den auch in Umbelliferen vorhandenen fetten Ölen, zuzuschreiben ist (Koedam et al. 1979). In Kümmel und Dill verfälscht besonders die geringe Wiederfindungsrate des Limonens die Gehalte aller anderen Ölbestandteile. Die originäre Zusammensetzung der ätherischen Öle erhält man daher besser durch die Analyse von Drogenextrakten, wobei man bedenken sollte, daß Extrakte auch nichtflüchtige oder für ätherische Öle untypische Verbindungen enthalten können. In den Standardvorschriften zur Charakterisierung von Drogen und ihren ätherischen Ölen wird deshalb nach wie vor auf die Wasserdampfdestllation verwiesen. Durch Wasserdampfdestillation gewonnene Öle besitzen außerdem den Vorteil, für eine sensorische Begutachtung zur Verfügung zu stehen. Wir haben jedoch auf eine eigene sensorische Bewertung verzichtet, weil dies einen größeren, geschulten und sachverständigen Personenkreis voraussetzt.
Die Abstufung der extraktiv und destillativ ermittelten Ölgehalte und Ölbestandteile ist weitgehend vergleichbar, wobei bei extraktiver Aufarbeitung ein sythetischer Ölwert aus der Gesamtmenge der Extraktbestandteile gebildet wird, welcher die Zugabe eines inneren Standards (Fenchon) erforderlich macht (Krüger und Zeiger 1993). Die Extraktion ist besonders für die Einzelpflanzenanalyse im Züchtungsprozeß geeignet. Daher ist auch die Erstellung einer größeren Analysenzahl und ihr Vergleich mit der Wasserdampfdestillation interessant und nützlich.
Die Ergebnisse aller Einzelproben gehen aus Tabelle 1 und 2 hervor, die Chromatogramme des Extraktes und des Destillates eines typisch europäischen Dills zeigt Abb. 2.
Die Qualität der Extraktionsergebnisse läßt sich auch durch einen Vergleich mit Angaben aus der Literatur bestätigen. In die Untersuchungen von Badoc und Lamarti (1991) sind acht Muster der Genbank Gatersleben einbezogen worden. Dieses Material wurde auch in unsere Untersuchungen aufgenommen. Der Vergleich der Ergebnisse (Tabelle 3) bestätigt die gute Vergleichbarkeit der Werte, wobei besonders festzustellen ist, daß dieses Untersuchungsmaterial von Badoc und Lamarti (1991) ebenfalls aus einem Anbau in Gatersleben stammt. Lediglich bei ANET 16 wurde von uns ein geringer Gehalt an Myristicin festgestellt. Auch Badoc und Lamarti (1991, Tab. 4) bestätigten bei der Untersuchung von Einzelfrüchten eine gewisse Variation für dieses Merkmal, die das Auftreten von Myristicin - freien Spaltfrüchten einschloß.
Ebenfalls für andere Inhaltsstoffe wird in der Literatur über eine gewisse Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen des Anbaugebietes berichtet. So reichte der Gehalt an Dill-Apiol europäischen Materials, das normalerweise diesen Inhaltsstoff nicht enthält, beim Anbau in Indien von Spuren (Chaudhry et al. 1957) bis zu 3 % (Baslas und Baslas 1971, Baslas et al. 1971). Offensichtlich spielt der Anbauort eine nicht zu unterschätzende Rolle. Außerdem wurde mit zunehmender Reife eine Erhöhung des Dill-Apiol Gehalts festgestellt (Pundarikakshudu und Bhavsar 1991).
Badoc und Lamarti (1991) haben die Einteilung des Dill in drei chemische Rassen auf der Grundlage ihrer Fruchtinhaltsstoffe vorgeschlagen. Rasse 1 enthält Limonen, Carvon, Myristicin und Dill-Apiol (in unserer Untersuchung 5 Proben), Rasse 2 Limonen, Carvon und Dill-Apiol (8 Proben). Beide Rassen gehören zum Indischen Dill, Anethum sowa Roxb. ex Fleming. Die wenigen morphologischen Unterscheidungsmerkmale zwischen Anethum graveolens und Anethum sowa, die sich auf taxonomisch wenig überzeugende Merkmale wie Blühbeginn, Anzahl der Doldenäste, Zerfallsintensität und Masse der Spaltfrüchte beziehen (Adhikari 1965, Betts 1969, Baslas et al. 1971), lassen eine Bewertung des Indischen Dill als eigene Art nicht angebracht erscheinen (vgl. auch Badoc und Lamarti 1991). Besser ist eine Abtrennung auf dem Niveau der Unterart in subsp. graveolens für das mehr westlich angebaute Material und subsp. sowa (Roxb. ex Fleming) Gupta, wie das beispielsweise von Maaß (1986) vorgeschlagen wurde. Die deutliche geographische Tendenz im Vorkommen beider Sippen unterstützt diese Vorgehensweise. Chemische Bindeglieder sind beispielsweise in europäischen Formen mit der Fähigkeit zur Synthetisierung gewisser Mengen (meist Spuren) von Dill-Apiol zu sehen.
Als dritte Rasse unterscheiden Badoc und Lamarti (1991) Formen, die weder Myristicin noch Dill-Apiol bilden. Hierunter zählt der typische europäische Dill, nach oben zitierter Klassifikation subsp. graveolens. In diese Rasse gehören aus unserem Material 48 Vertreter.
Und schließlich stellte sich in unseren Untersuchungen noch eine weitere Rasse heraus (Krüger und Hammer 1995), die zwar auch kein Dill-Apiol aber Myristicin enthält. Zu dieser Rasse ist bisher nur ein deutlicher Vertreter bekannt, ANET 34 aus Bulgarien. Eine weitere Sippe (ANET 8) hat nur einen relativ geringen Gehalt an Myristicin. In Anlehnung an die Vorgehensweise von Badoc und Lamarti (1991), die Sippen mit und ohne Myristicin in eine Gruppe zusammenfassen, wird auch die Einbeziehung von ANET 34 in die europäische subsp. graveolens vorgeschlagen. Damit tritt als Differentialmerkmal zwischen beiden Unterarten das Vorhandensein bzw. Fehlen von Dill-Apiol in Erscheinung.
Das von Maaß (1986) postulierte Ursprungsgebiet Asien (Kaukasusgebiet, Iran bis Indien) wird auch durch Badoc und Lamarti (1991) sowie durch unsere Ergebnisse bestätigt. Zweifellos liegt ein bedeutendes (Zukovskij 1971), wahrscheinlich aber sekundäres Mannigfaltigkeitszentrum im (östlichen) Mittelmeerraum.
Keine Aussagen sind bislang zum Ölgehalt der Früchte von tetraploiden Formen zu machen, da der Ploidiestatus unserer Sammlung noch nicht untersucht ist. In der Blattmasse fanden Strunz et al. (1992) bei tetraploiden Sippen einen hohen Carvongehalt.
Die Untersuchungen einer größeren Dill-Kollektion hat neue Erkenntnisse hinsichtlich der Inhaltsstoffe der Früchte gebracht. Für die bisher beschriebenen drei chemischen Rassen konnten für fast alle Inhaltsstoffe neue Extremwerte festgestellt werden. Eine chemische Rasse wurde neu aufgefunden. Damit kann der Züchtung neues, interessantes Material zur Verfügung gestellt werden. Durch den Anbau des Materials an einem Ort für die Untersuchungen sind die Ergebnisse besser gesichert.