Avena Sativa

Avena Sativa

Avena Sativa - Hafer

Echter Hafer – mit dem botanischen Namen Avena sativa – ist die am weitesten verbreitete Hafersorte. Sie macht 75 % des weltweit angebauten Hafers aus. Bei der Pflanze handelt es sich um ein einjähriges Gras der Gattung Avena. Es wird zwischen 50 und 120 cm hoch und gehört zur Familie der Süßgräser (Poaceae, auch unter der veralteten Bezeichnung „Gramineae“ bekannt). Es wird angenommen, dass Hafer zunächst in Europa als Getreide angebaut wurde und bereits seit der Bronzezeit kultiviert wird – die ältesten archäologischen Funde sind rund 3.000 Jahre alt und stammen unter anderem aus der Schweiz. Ursprünglich trat Hafer wahrscheinlich als Unkraut in alten Weizenfeldern auf, bevor er sich später zu einer eigenständigen Kulturpflanze entwickeln durfte.

 

Im Vergleich zu anderen Getreidearten wie Weizen, Gerste und Roggen benötigt Hafer im Allgemeinen kühlere Sommer und mehr Wasser. Deshalb eignet er sich besonders gut für den Anbau in Regionen wie Nordwesteuropa. Heute wird Hafer hauptsächlich in Russland, Kanada und in ganz Europa angebaut.

Im Zusammenhang mit Kosmetik, Lebensmitteln und Gesundheit interessiert man sich in erster Linie für das Korn des Hafers – auch Haferkern genannt. Der Haferkern ist das eigentliche Korn ohne die äußere, ungenießbare Schale, die hauptsächlich als Futtermittel verwendet wird. Der Kern besteht aus drei Hauptteilen:

  • Der Kleie auf der Außenseite. Sie macht etwa 30 % des Trockengewichts des Korns aus und enthält hauptsächlich Proteine, B-Vitamine, Mineralstoffe und einen großen Teil der Ballaststoffe des Korns – darunter einen Teil der Beta-Glucane des Korns.
  • Dem Endosperm. Es macht den größten Teil des Kerns aus (55–70 %) und enthält hauptsächlich Stärke und Proteine. Direkt unter der Kleieschicht, die die äußere Schicht des Endosperms bildet, befindet sich die sogenannte Aleuronschicht. Diese enthält wiederum den größten Teil der Beta-Glucane des Haferkorns.
  • Der Keim macht etwa 3 % des Haferkorns aus und enthält hauptsächlich Lipide (Fette), Proteine sowie die Vitamine E und B.

 

Neben der Verwendung in Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Kosmetika werden ganze Haferkörner auch in großem Ausmaß als Tierfutter verwendet. Haferstroh wird auch als Einstreu in Ställen verwendet. Gegenüber z. B. Weizenstroh hat es den besonderen Vorteil, dass es Feuchtigkeit besser aufnehmen kann.

Hafer ist seit Jahrhunderten fest in der traditionellen Medizin verankert. Bereits in der Römerzeit wurde Hafer als lindernd und schützend bei trockener, juckender und entzündeter Haut beschrieben. Die Verwendung von Hafer in der Hautpflege geht also weit in die Geschichte zurück. Heute weisen Studien darauf hin, dass der regelmäßige Verzehr von Hafer den LDL- und Gesamtcholesterinspiegel im Blut senken und das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verringern kann. Diese Wirkung wird vor allem auf den Gehalt an Beta-Glucan zurückgeführt.

PUCA PURE & CARE verwendet in einigen seiner Produkte Haferkernextrakt (Avena sativa) mit einem hohen Gehalt an Haferpeptiden und Beta-Glucanen.

Zusammensetzung und Eigenschaften von Hafer

Der Haferkern ist eine komplexe Zusammensetzung aus Kohlenhydraten, Lipiden, Proteinen und mehreren bioaktiven Pflanzenstoffen. Dies ergibt auch die vielen interessanten Eigenschaften, die in der Literatur beschrieben werden. Im Folgenden widmen wir uns den größten und für die Gesundheit relevantesten Gruppen von Hafer-Phytochemikalien. Wir beginnen mit der Gruppe, die den Großteil des Korns ausmacht.

 

Kohlenhydrate

Die Kohlenhydrate machen etwa 66–70 % des Haferkorns aus. Davon sind etwa 85 % Stärke, etwa 11 % Ballaststoffe und etwa 3–4 % Zucker in Form von Monosacchariden wie Glucose, Mannose und Fructose. Die Stärke besteht fast ausschließlich aus Amylose und Amylopektin. Etwa 60 % dieses 11%-Anteils an Ballaststoffen bestehen aus unlöslichen Fasern, hauptsächlich Arabinoxylanen. Die restlichen 40 % der Fasern sind löslich – vor allem die charakteristischen Beta-Glucane.

Beta-Glucane sind lösliche und fermentierbare Ballaststoffe, die etwa 4–5 % des Trockengewichts des Getreidekorns ausmachen. Diese Stoffe werden auch als Haferschleim bezeichnet. Da sie ein hohes Wasserbindungsvermögen haben, werden sie in Wasser zu zähflüssigem Gel oder zu Flüssigkeit, was hauptsächlich vom Molekulargewicht und der Konzentration abhängt. Die chemische Struktur der Beta-Glucane ist in Abbildung 1 dargestellt und kann wie folgt beschrieben werden: Es handelt sich um Glucosepolysaccharide, die aus Glucoseeinheiten bestehen, die über Beta-1,3- und Beta-1,4-Bindungen in einer linearen Kette ohne Verzweigungen verbunden sind. Etwa 30 % der Bindungen sind Beta-1,3 und etwa 70 % sind Beta-1,4. Das Molekulargewicht der Beta-Glucane in Hafer variiert zwar beträchtlich, aber generell handelt es sich um große Moleküle von etwa 200–2000 kDa1. Die Struktur verleiht dem Molekül einen relativ hohen Grad an Flexibilität, der vermutlich sowohl für seine Wasserlöslichkeit als auch für seine Eigenschaften in der Haut wichtig ist.

Figur_1_Beta-Glucan_Struktur

Abbildung 1 Ein repräsentatives Fragment eines Endes der chemischen Struktur von Hafer-Beta-Glucanen. Hierbei handelt es sich um lineare Glucose-Polysaccharide, die normalerweise mehr als 1.000 Glucoseeinheiten enthalten. Die ersten vier Glukoseeinheiten sind durch zwei β-1,4-glykosidische Bindungen verbunden. Die Bindung zur Glukoseeinheit rechts ist eine β-1,3-glykosidische Bindung. X bedeutet die Fortsetzung der Glukosekette. Die Stereochemie (dreidimensionale Struktur) ist in dieser Abbildung nicht angegeben.

Beta-Glucane kommen in der Natur in den Zellwänden von Pilzen, Hefe, Bakterien, bestimmten Algen und Getreide wie Hafer und Gerste vor. Zwischen den Beta-Glucanen aus den verschiedenen Quellen gibt es aber deutliche Unterschiede hinsichtlich Molekulargewicht, Löslichkeit, Verzweigungsstruktur und Gelbildungseigenschaften, d. h. ob sie in Wasser viskose Gele bilden. Beta-Glucan von Hafer zeichnet sich dadurch aus, dass es in Wasser löslich ist und ein viskoses Gel bilden kann.

Es hat sich gezeigt, dass die Bildung eines viskosen Gels und das Molekulargewicht entscheidend für die physiologischen Wirkungen von Hafer-Beta-Glucanen sind. Ein täglicher Verzehr von mindestens 3 g Beta-Glucan von Hafer kann den LDL-Cholesterinspiegel im Blut senken und damit das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verringern. Die cholesterinsenkende Wirkung ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass diese Beta-Glucane im Dünndarm eine zähflüssige Masse bilden. Diese schränkt die Aufnahme von Cholesterin aus der Nahrung sowie die Rückresorption von Gallensäuren ein. Die Ausscheidung von Gallensäuren und die körpereigene Produktion von Gallensäuren aus Cholesterin in der Leber sind der wichtigste Weg, um Cholesterin aus dem Körper zu entfernen. Durch die vermehrte Ausscheidung von Gallensäuren mit dem Stuhl wird die Menge an Gallensäuren in der Leber reduziert. Das wiederum aktiviert das geschwindigkeitsbestimmende Enzym Cholesterin-7-α-Hydroxylase. Dies erhöht die Umwandlung von Cholesterin in Gallensäuren und senkt letztlich den Spiegel des zirkulierenden LDL-Cholesterins. Studien haben gezeigt, dass die Wirkung deutlich abnimmt, wenn das Molekulargewicht des Beta-Glucans sinkt. Klinische Studien am Menschen haben gezeigt, dass die cholesterinsenkende Wirkung von Beta-Glucan um 50 % abnimmt, wenn sich das Molekulargewicht von 2.210 kDa auf 210 kDa verringert. Das belegt, dass sowohl die Dosis als auch das Molekulargewicht und die Löslichkeit – die wiederum von der Quelle und der Verarbeitung abhängen – entscheidende Faktoren sind. Abgesehen von der Wirkung auf den Cholesterinspiegel hat die orale Aufnahme von Hafer gezeigt, dass sie sich positiv auf die Regulierung des Blutzuckerspiegels, den Blutdruck und die Verringerung des Risikos von Darmkrebs auswirkt. Beta-Glucane gelten auch als Präbiotika2, da sie teilweise von nützlichen Mikroorganismen im Darm abgebaut werden.

Neben den positiven Effekten einer oralen Aufnahme von Hafer-Beta-Glucanen haben diese Moleküle auch eine positive Wirkung bei Wundheilungsprozessen – unter anderem aufgrund ihrer wasserbindenden Eigenschaften. In Bezug auf die Wirkung auf und in der Haut war eine Ex-vivo-Studie an menschlicher Haut mit einem submikrongefilterten Hafer-Beta-Glucan von besonderem Interesse. Die Studie zeigte, dass selbst ein großes und hydrophiles Molekül mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 1000 kDa durch die äußerste Epidermisschicht, das Stratum corneum, über die interzelluläre Passage eindringen und so die lebensfähigen Schichten der Epidermis erreichen konnte, wobei ein kleinerer Teil der Testdosis bis in die Dermis gelangte3. Es wird angenommen, dass die besondere flexible Struktur der Hafer-Beta-Glucane zu dieser ungewöhnlichen Aufnahme in die Haut beiträgt. Normalerweise sind es vor allem relativ kleine (<500 Da) und eher hydrophobe Moleküle, die in die Haut eindringen können.

1kDa = Kilodalton (1000 Da). Es handelt sich um eine Masseneinheit, die g/mol entspricht und zur Angabe des Molekulargewichts einer Verbindung verwendet wird. Ein einzelnes Wassermolekül wiegt zum Beispiel etwa 18 Da.

2Präbiotika sind Substanzen, die von bestimmten Mikroorganismen aufgenommen und verwertet werden können – sie dienen im Wesentlichen als „Nahrung“ für nützliche Mikroorganismen. Sie beeinflussen die Zusammensetzung und/oder Aktivität des Mikrobioms in einer Weise, die dem Lebewesen (z. B. dem Menschen), das diese Mikroorganismen beherbergt, zugute kommt. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auf folgender Website

3Weitere Informationen über die Struktur der Haut finden Sie in der Beschreibung von Glycerin auf folgender Website

Lipide

Die Lipide (Fette) machen in der Regel 3–10 % des Getreides aus, was im Vergleich zu anderen Getreidesorten, die normalerweise 2–3 % enthalten, relativ viel ist. Die Lipide im Hafer bestehen hauptsächlich aus Triacylglyceriden mit einem relativ hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren. Eine Besonderheit der Haferlipide im Vergleich zu vielen anderen pflanzlichen Lipiden ist der relativ große Anteil (etwa 4 %) an polaren Lipiden wie Phospholipiden und Sphingolipiden – einschließlich Ceramide. Phospholipide und Ceramide sind sehr wichtig für die Barrierefunktion der Haut4. Das Besondere an einigen der Haferceramide ist, dass sie in der Struktur den Ceramiden ähneln, die natürlicherweise in der Haut vorkommen. Darüber hinaus enthält Hafer Sterine (Phytosterine), die für die Zellmembranen und die Hautbarriere wichtig sind.

Proteine, Peptide und Aminosäuren

Proteine, Peptide und Aminosäuren machen 11–17 % des Haferkorns aus, was im Vergleich zu anderen Getreidesorten relativ viel ist. Hafer enthält im Vergleich zu anderen Getreidesorten beispielsweise auch besonders viel Lysin und hat außerdem einen hohen Gehalt an Glutaminsäure5. Die hauptsächlich vorkommenden Speicherproteine sind Globuline – bei den meisten anderen Getreidesorten sind es dagegen die Prolamine, die in der Regel dominieren. Prolamine sind jedoch auch in Hafer in Form von Aveninen enthalten, die etwa 10–13 % des gesamten Proteingehalts ausmachen. Hafer enthält im Allgemeinen keine Glutenproteine, bei denen es sich um eine Art von Prolamin handelt. Außerdem enthält Hafer eine Reihe von Enzymen, die oft kurz nach der Ernte inaktiviert werden, um ranzige Eigenschaften zu verhindern.

 

Sekundäre Stoffwechselprodukte – Phenole und Saponine

Sekundärmetaboliten sind relativ kleine Moleküle, die z. B. von Pflanzen in relativ geringen Mengen produziert werden. Diese Moleküle haben viele verschiedene Funktionen im Organismus, sind aber im Gegensatz zu den primären Stoffwechselprodukten des Organismus nicht direkt an Wachstum, Entwicklung oder Fortpflanzung beteiligt. Stattdessen sind sie beispielsweise für die Abwehrmechanismen des Organismus gegen Feinde und für andere Interaktionen mit der Umgebung wichtig. Ihre Bioaktivität ist der Grund dafür, dass sie in vielen Fällen die Grundlage für die Entwicklung von Medikamenten, Arzneimitteln, Pestiziden, Duft- und Aromastoffen bilden.

Phenole6 sind eine große Gruppe von Sekundärmetaboliten. Besonders charakteristisch für Hafer sind die Avenanthramide – eine Gruppe von Phenolalkaloiden, die hauptsächlich in Avena sativa und nur in wenigen anderen Pflanzenarten vorkommen. In Hafer wurden mehr als 20 verschiedene Avenanthramide identifiziert, die etwa 0,03 % des Haferkorns ausmachen. In der Pflanze dienen sie als Abwehrstoffe gegen Pilzbefall. Chemisch gesehen bestehen sie aus einem von drei Phenylpropanoiden (p-Cumarsäure, Ferulasäure oder Kaffeesäure) in Verbindung mit Anthranilsäure oder einem hydroxylierten und/oder methoxylisierten Derivat davon. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für eines der in Hafer vorkommenden primären Avenanthramide. Avenanthramide gehören zu den primären Antioxidantien7 im Hafer und wirken unter anderem, indem sie den freien Radikalen ein Wasserstoffatom spenden. Diese Verbindungen wurden eingehend untersucht und haben entzündungshemmende, antioxidative und juckreizstillende Eigenschaften gezeigt.

Figur_2_Avenathramide_A__2p__Struktur

Abbildung 1 Chemische Struktur von Avenanthramid A (2p), bestehend aus p-Cumarsäure (der linke Teil der Struktur bis zum Stickstoffatom), die über eine Amidbindung mit 5-Hydroxyanthranilsäure verbunden ist.

Hafer enthält auch Saponine – darunter Avenacine und Avenacoside –, die in der Pflanze als schützende Verbindungen wirken. Saponine sind bitter schmeckende Sekundärmetaboliten mit einem lipophilen und einem hydrophilen Anteil. Sie haben also ähnliche Eigenschaften wie Emulgatoren und Tenside und können daher eine milde reinigende Wirkung haben.

Vitamine und Mineralien

Außerdem enthält Hafer Vitamine wie B1 (Thiamin), B3 (Niacin), B5 (Pantothensäure), Vitamin E (vor allem Alpha-Tocopherol) und Vitamin K – in besonderer Konzentration in der Kleiefraktion. Hafer enthält auch Mineralstoffe wie Eisen, Kalzium, Kalium, Magnesium, Phosphor, Zink, Kupfer und Silizium.

Haferinhaltsstoffe für Kosmetika

Aus Hafer und seinen verschiedenen Pflanzenteilen lässt sich eine breite Palette von Inhaltsstoffen herstellen, wobei in der Kosmetik vor allem der Haferkern als Rohmaterial verwendet wird. Die Produkte reichen von relativ komplexen Inhaltsstoffen, bei denen ein großer Teil der natürlichen Zusammensetzung des Getreides erhalten bleibt, bis hin zu raffinierteren Inhaltsstoffen, bei denen bestimmte Gruppen von Verbindungen isoliert und andere entfernt werden. Die meisten kosmetischen Inhaltsstoffe auf Haferbasis sind jedoch chemisch komplex und enthalten viele verschiedene Moleküle.

Der Begriff „kolloidales Hafermehl“ taucht häufig in der kosmetischen und dermatologischen Fachliteratur auf. Es handelt sich um sehr fein gemahlenes Hafermehl, das aus dem gesamten essbaren Haferkorn hergestellt wird, d. h. aus geschältem Hafer. Eine kurze Beschreibung des Herstellungsverfahrens ist, dass es sich um ein Pulver handelt, das durch Mahlen und Verarbeiten des ganzen Haferkorns gewonnen wird.

Die Herstellung kann in einem Trockenverfahren erfolgen, bei dem das Getreide sehr fein vermahlen wird. Bei diesem Verfahren kann es aufgrund des natürlichen Lipidgehalts technisch schwierig sein, ausreichend kleine Partikel zu erhalten. Alternativ kann ein Nassverfahren angewandt werden, bei dem das Material zunächst extrahiert und möglicherweise in Wasser gekocht wird, bevor es zu einem sehr fein gemahlenen Produkt weiterverarbeitet wird.

Kolloidales Hafermehl hat also keine sehr spezifische chemische Zusammensetzung. Die FDA (Food and Drug Administration), US-amerikanische Behörde für Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit, hat jedoch in einer OTC-Monografie für Hautschutzmittel8 bestimmte physikalische Standards für kolloidales Hafermehl festgelegt: Nicht mehr als 3 % der Partikel dürfen einen Durchmesser von 150 µm und nicht mehr als 20 % einen Durchmesser von 75 µm überschreiten. Insgesamt ähnelt die chemische Zusammensetzung von kolloidalem Hafermehl der des ganzen Haferkorns und besteht daher hauptsächlich aus Stärke und etwa 15 % Eiweiß, etwa 5 % Lipiden und etwa 5 % Beta-Glucanen. Er kann auch Sekundärmetaboliten wie Flavonoide, Avenanthramide und Saponine enthalten. Die Hersteller von kolloidalem Hafermehl haben einen relativ großen Spielraum bei der Gestaltung ihrer eigenen Produktionsverfahren, sodass es sowohl bei der chemischen Zusammensetzung als auch bei den Eigenschaften der verschiedenen kolloidalen Hafermehlprodukte erhebliche Unterschiede geben kann.

Kolloidales Hafermehl wird seit Langem verwendet und ist für seine juckreizstillenden, entzündungshemmenden, antioxidativen und barriereunterstützenden Eigenschaften bekannt. Es ist auch eines der wenigen natürlichen Produkte, die von der FDA in den Vereinigten Staaten als sicheres rezeptfreies Produkt zum Schutz der Haut anerkannt sind.

Neben kolloidalem Hafermehl werden auch verschiedene Extrakte und andere Inhaltsstoffe hergestellt, die mehr oder weniger spezifische Fraktionen von Hafer enthalten. So wurden beispielsweise Extrakte aus Hafersprossen in vitro in Bezug auf die Hautbarrierefunktion und allergische Kontaktdermatitis untersucht. In diesen Studien haben die Forscher unter anderem eine erhöhte Genexpression von Proteinen, die mit der Bildung der Hautbarriere in Verbindung stehen, wie Filaggrin9, sowie immunmodulatorische Effekte beobachtet. Insbesondere zwei Saponine (Avenacosid B und 26-Deglucoavenacosid B) und das Flavonoid Isovitexin-2-O-arabinosid wurden in einer Studie als mögliche Mitwirkende an den beobachteten entzündungshemmenden Wirkungen hervorgehoben, einschließlich der Verringerung von IL-6, TNF-α und IFN-γ10.

Es wurden auch Inhaltsstoffe auf der Grundlage von isolierten Haferproteinen entwickelt, einschließlich hydrolysierter Proteine, bei denen die Proteine in kleinere Peptide und Aminosäuren zerlegt wurden. Darüber hinaus gibt es verschiedene Produkte, die z. B. auf Haferfetten und Haferprodukten basieren, in denen Beta-Glucane oder phenolische Verbindungen konzentriert und möglicherweise vollständig isoliert wurden.

Insgesamt reichen die kosmetischen Inhaltsstoffe auf Haferbasis daher von ganzen, geringfügig verarbeiteten Getreideprodukten bis hin zu spezialisierten Fraktionen, die sich auf bestimmte Molekülgruppen konzentrieren, die in Studien eine besondere biologische Wirkung gezeigt haben.

4Weitere Informationen zur Bedeutung der verschiedenen Lipide für die Haut finden Sie in der Beschreibung der Lipide auf folgender Website

5Weitere Informationen über die verschiedenen Aminosäuren und Peptide finden Sie in den Beschreibungen auf folgender Website

6Phenole sind eine sehr große Gruppe von Verbindungen, die alle eine oder mehrere Hydroxylgruppen (–OH) enthalten, die direkt an einen aromatischen Ring gebunden sind – also eine ringförmige Struktur mit delokalisierten Elektronen ist. Ein Beispiel für einen aromatischen Ring ist ein sechsgliedriger Benzolring. Phenolische Verbindungen können aus einem oder mehreren hydroxylierten aromatischen Ringen bestehen.

7Mehr über Antioxidantien können Sie in der Beschreibung auf folgender Website nachlesen

8FDA steht für Food and Drug Administration (Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde der USA) und ist die Bundesbehörde der Vereinigten Staaten für Lebensmittel und Arzneimittel. OTC steht für Over The Counter – also rezeptfreie Arzneimittel in den USA. Die FDA gibt Monografien für rezeptfreie Arzneimittel heraus, in denen Regulierungsstandards festgelegt sind, z. B. für die Zusammensetzung und in einigen Fällen für die Angaben auf dem Produkt.

9Filaggrin ist ein wichtiges Protein in der Epidermis (der äußersten Schicht der Haut), das für die Barrierefunktion der Haut, den pH-Wert und die Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern, entscheidend ist. Weitere Informationen zu Filaggrin erhalten Sie auf folgender Website

10TNF steht für Tumornekrosefaktor, und TNF-α ist ein proinflammatorisches Zytokin, das eine zentrale Rolle im Immunsystem spielt. IFN steht für Interferon, und IFN-γ ist ein Zytokin, das an der Regulierung der Immunantwort gegen Viren, Bakterien und Tumore beteiligt ist.

Allgemeine Hauteigenschaften und Wirkmechanismen

Hafer wird seit Jahrhunderten zur Pflege von trockener, gereizter und juckender Haut verwendet – vor allem in Form von kolloidalem Hafermehl. Heute zeigen sowohl In-vitro- als auch klinische Studien, dass Haferinhaltsstoffe entzündungshemmende, juckreizstillende, pH-regulierende, antioxidative und die Hautbarriere unterstützende Eigenschaften aufweisen und auch das Hautmikrobiom positiv beeinflussen können11.

Die entzündungshemmende Wirkung von Hafer wird vor allem den Avenanthramiden zugeschrieben. Diese haben in In-vitro-Studien gezeigt, dass sie wichtige Entzündungssignalwege modulieren. Avenanthramide hemmen nachweislich die IL-1β-induzierte Aktivierung von NF-κB, die die Expression zahlreicher entzündungsfördernder Gene reguliert. Durch die Verringerung der NF-κB-Aktivierung wird die Produktion von Zytokinen wie IL-6, IL-8 und MCP-112 reduziert. Dies trägt insgesamt zu einer Herabregulierung der Entzündungsreaktion in der Haut bei. Avenanthramide sind wahrscheinlich nicht die einzigen Verbindungen im Hafer, die entzündungshemmend wirken. So hat eine In-vitro-Studie gezeigt, dass sowohl die lipophile Fraktion als auch die hydrophile Fraktion (die hauptsächlich Proteine und Kohlenhydrate enthält) die IL-8-Produktion in menschlichen Keratinozyten verringern können.

Die antioxidative Wirkung von Hafer ist ebenfalls in erster Linie auf Avenanthramide sowie andere phenolische Verbindungen zurückzuführen. In Zellmodellen konnte gezeigt werden, dass eine phenolreiche Haferfraktion die UV-induzierte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS13) deutlich reduzieren kann. Dies deutet auf eine schützende Wirkung gegen oxidativen Stress hin. Da oxidativer Stress häufig eng mit entzündlichen Prozessen verbunden ist, trägt die antioxidative Wirkung wahrscheinlich zur allgemeinen entzündungshemmenden Wirkung bei.

Auch die juckreizstillende Wirkung wird den Avenanthramiden zugeschrieben. Neben der Hemmung entzündlicher Zytokine haben In-vitro-Studien gezeigt, dass Avenanthramide neurogene Entzündungen hemmen können – eine Form der Entzündungsreaktion, die über das Nervensystem vermittelt wird und zu Gefäßerweiterung, Histaminausschüttung und folglich zu Rötung und Juckreiz führen kann. In Tiermodellen hat sich gezeigt, dass eine topische Behandlung mit niedrigen Konzentrationen von Avenanthramiden sowohl die Entzündung als auch den Juckreiz deutlich reduziert. Entzündungen und Juckreiz werden häufig miteinander in Verbindung gebracht. In Bezug auf die juckreizstillende Wirkung sind die Avenanthramide wahrscheinlich nicht die einzigen aktiven Bestandteile des Hafers.

Haferbestandteile haben in vitro gezeigt, dass sie Gene induzieren, die mit der epidermalen Differenzierung, den Tight Junctions und der Lipidregulierung zusammenhängen – alles Schlüsselelemente für die Bildung der Hautbarriere. Insbesondere phenol- und proteinreiche Fraktionen wurden in einer Studie mit diesen Geninduktionswirkungen in Verbindung gebracht.

Beta-Glucan trägt mit ausgeprägten wasserbindenden Eigenschaften dazu bei, die Hautfeuchtigkeit zu erhöhen und die Hautbarrierefunktion zu unterstützen. Darüber hinaus hat eine In-vitro-Studie gezeigt, dass Beta-Glucan mit Makrophagen und Fibroblasten interagieren kann und dadurch die Produktion von Pro-Kollagen stimuliert – sowohl indirekt über IL-1-Signale als auch direkt über Fibroblastenrezeptoren.

Kolloidales Hafermehl erhöht außerdem nachweislich die Fähigkeit der Haut, den pH-Wert zu puffern14 – Diese Eigenschaft wird insbesondere mit den wasserlöslichen Proteinen und Kohlenhydraten des Hafers in Verbindung gebracht. Die Regulierung des pH-Wertes der Haut ist wichtig, um die Barrierefunktion und Enzymaktivität im Stratum corneum aufrechtzuerhalten, und ist auch für das Mikrobiom der Haut von Bedeutung.

Im Hinblick auf das Mikrobiom hat eine klinische Studie mit Personen mit Ekzemen gezeigt, dass kolloidales Hafermehl das Mikrobiom der Haut positiv beeinflussen kann. Verbindungen wie Beta-Glucan können als Präbiotika wirken und dadurch das Wachstum bestimmter nützlicher Bakterien fördern. Eine Studie hat gezeigt, dass kolloidales Hafermehl das Wachstum von Staphylococcus epidermidis deutlich stärker fördert als das von Staphylococcus aureus – ein übermäßiges Wachstum von Staphylococcus aureus wird mit ekzematöser Haut in Verbindung gebracht.

11Weitere Informationen über das Mikrobiom der Haut sowie über Prä-, Pro- und Postbiotika finden Sie in der Beschreibung auf folgender Website

12IL-1β steht für Interleukin-1beta, ein proinflammatorisches Zytokin. NF-κB steht für Nuclear Factor kappa B, einen Proteinkomplex, der eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Genen spielt, die an Immunreaktionen, Entzündungen und vielem mehr beteiligt sind. IL-6 und IL-8 stehen für Interleukin 6 bzw. 8. MCP-1 steht für Monocyte-Chemoattractant-Protein-1, das bei Entzündungen für das Anlocken von Immunzellen wichtig ist. 

13ROS steht für Reaktive Sauerstoffspezies. 

14Weitere Informationen über die Bedeutung des pH-Werts finden Sie in der Beschreibung auf folgender Website

Sicherheit und allergenes Potenzial

Hafer gilt allgemein als sicher, sowohl für den Verzehr als auch für die topische Anwendung in Kosmetika. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Inhaltsstoffe, die auf kolloidalem Hafermehl basieren, ein sehr geringes Potenzial für Reizungen und Sensibilisierungen haben. In einer Reihe von Studien, einschließlich Pflastertests, wurden 12 Produkte, die kolloidales Hafermehl enthalten, an insgesamt 2291 Personen getestet. Die Ergebnisse zeigten eine sehr geringe Reizung und keine festgestellten allergischen Reaktionen. Nur einige wenige Teilnehmende zeigten eine leichte Reizung.

Obwohl das Risiko als gering eingeschätzt wird, sind in der Literatur seltene Fälle von Typ-I-Allergie (unmittelbare Überempfindlichkeit) und Typ-IV-Allergie (Kontaktallergie) gegen Hafer beschrieben worden – insgesamt etwa zehn Fälle. Die meisten dieser Fälle traten bei einer Patientengruppe mit Kontaktallergien oder einer beeinträchtigten Hautbarriere auf, beispielsweise bei Personen mit atopischem Ekzem, bei denen das Risiko einer Sensibilisierung möglicherweise erhöht ist. Die spezifischen Komponenten, die für die allergischen Reaktionen verantwortlich sind, wurden noch nicht endgültig identifiziert, aber Haferproteine gelten als mögliche Allergenkandidaten. In einer kleinen Studie mit drei allergischen Personen löste ein Extrakt aus Avena sativa, dem die Proteine entzogen worden waren, keine allergische Reaktion aus.

Hafer wird häufig in Produkten für Kinder mit atopischem Ekzem verwendet. In einer kleinen Studie mit 24 Säuglingen, die vier Wochen lang ein mildes Reinigungsprodukt mit 2 % kolloidalem Hafermehl verwendeten (mindestens drei Bäder pro Woche und nicht mehr als ein Bad pro Tag), wurden signifikante Verbesserungen in Bezug auf Trockenheit, Rötung und Reizung beobachtet, wobei keine produktbedingten unerwünschten Wirkungen auftraten.

 

Anwendung bei problematischer und entzündeter Haut

Kolloidales Hafermehl wird häufig zur Pflege von trockener, juckender und gereizter Haut verwendet. Bei atopischem Ekzem – dessen Merkmale trockene, juckende Haut, eine beeinträchtigte Barriere, ein erhöhter pH-Wert und häufig ein dysbiotisches Mikrobiom mit erhöhten Werten von Staphylococcus aureus sind – haben mehrere klinische Studien im Laufe der Jahre relevante positive Wirkungen gezeigt.

In einer randomisierten 14-tägigen Studie mit 61 Teilnehmenden mit leichtem bis mittelschwerem Ekzem erhielt die eine Hälfte eine 1%ige kolloidale Hafermehl-Ekzemcreme. Die andere Hälfte wurde mit einer Standard-Feuchtigkeitscreme behandelt. Die Behandlung mit dem Hafermehlprodukt führte zu einer Verringerung des Schweregrads des Ekzems im Vergleich zur Standardcreme. Außerdem wurden Verbesserungen des pH-Werts, der Barrierefunktion und der Hydratation der Haut sowie eine Tendenz zu einer geringeren Prävalenz von Staphylokokken und einer erhöhten Mikrobiomvielfalt in den behandelten Bereichen festgestellt.

In einer anderen größeren Studie nahmen 139 Personen mit verschiedenen Arten von juckenden Ekzemen teil: Regelmäßige Bäder mit kolloidalem Hafermehl über einen Zeitraum von drei Monaten führten bei mehr als 71 % der Teilnehmenden zu einer vollständigen oder nahezu vollständigen Linderung des Juckreizes. Eine Studie mit einer Patientengruppe mit Verbrennungen zeigte, dass ein Badeöl, das 5 % kolloidales Hafermehl in Paraffinöl enthält, zu einer bedeutenden Verringerung des Juckreizes führte. Der Vergleich erfolgte mit einer Gruppe, die ein Placebo-Badeöl ohne kolloidales Hafermehl verwendete.

Entzündete Haut weist oft einen höheren pH-Wert auf als normale Haut. Die topische Anwendung bestimmter Haferinhaltsstoffe senkt nachweislich den pH-Wert der Haut durch eine Pufferwirkung und trägt so zur Wiederherstellung des normalen Säureschutzmantels der Haut bei. Eine Studie legt nahe, dass diese pH-puffernde Wirkung insbesondere mit der wasserlöslichen Fraktion von kolloidalem Hafermehl zusammenhängt, die reich an Kohlenhydraten und Proteinen ist.

Auswirkungen auf Alterserscheinungen und Hautstruktur

Kolloidales Hafermehl und insbesondere spezifischere Haferinhaltsstoffe wurden auch auf ihre Auswirkungen auf die Hautalterung untersucht. Hautalterung ist häufig verbunden mit einer verringerten Barrierefunktion, einer veränderten Lipid- und Ceramidzusammensetzung, einer geringeren pH-Pufferkapazität, einer verringerten Kollagenquantität und -qualität, verringerten Mengen an Hyaluronsäure und Elastin sowie einer verminderten epidermalen Differenzierung15.

Es hat sich gezeigt, dass lipophile Haferverbindungen Gene aktivieren, die an der epidermalen Differenzierung, der Lipidsynthese und der Ceramidverarbeitung beteiligt sind. In einer 56-tägigen klinischen Studie verbesserte ein lipophiler Haferinhaltsstoff, der reich an polaren Lipiden (darunter etwa 4 % Ceramide und 20 % Phospholipide) sowie an Sterolen und Avenanthramiden ist, bei Anwendung von 1 % in einem Serum die Qualität der Hautbarriere, erhöhte die Hydratation und steigerte den Gehalt an Hyaluronsäure und Ceramiden in der Epidermis. In einer 84-tägigen placebokontrollierten Studie mit demselben Serum wurde eine signifikante Verringerung der Gesichtsfalten beobachtet. In einer anderen Studie mit 1,4 % des lipophilen Haferinhaltsstoffs wurde eine Verringerung des UV-induzierten Erythems sowie ein Schutz vor UV-induziertem Erythem festgestellt.

Ein weiterer lipophiler Haferinhaltsstoff mit einem relativ hohen Gehalt an Phytosterolen, Ceramiden und Vitamin E zeigte in einer 28-tägigen placebokontrollierten Studie bei Verwendung von 5 % in einer Handcreme eine Verbesserung von Hautschäden, die durch häufiges Waschen verursacht worden waren.

Beta-Glucan wurde auch auf seine Wirkung gegen Falten untersucht. In einer 8-wöchigen placebokontrollierten klinischen Studie reduzierte 0,1 % submikron gefiltertes Hafer-Beta-Glucan in einem Gel in bedeutender Weise feine Linien und Falten im Vergleich zum Ausgangswert und Placebo. In einer 56-tägigen placebokontrollierten Studie verbesserte ein Serum, das 1 % eines Beta-Glucan-reichen Haferinhaltsstoffs enthielt, die Hautoberflächenstruktur und reduzierte das Auftreten von Falten.

Proteine und Peptide aus Hafer sind ebenfalls in Bezug auf die Hautalterung untersucht worden. Ein spezifischer Haferpeptid-Inhaltsstoff, der etwa 90 % Peptide (hauptsächlich mit niedrigem und mittlerem Molekulargewicht, 300–3000 Da) enthält, erhöhte in Ex-vivo-Studien bei 0,1 % die Kollagentypen I, III und V sowie Elastin16. In einer 84-tägigen placebokontrollierten klinischen Studie erhöhten 0,1 % dieses Peptid-Inhaltsstoffs in einer Gesichtscreme signifikant die Hydratation, verbesserte die Dichte, strukturelle Integrität, Festigkeit und Elastizität und reduzierte gleichzeitig deutlich das Erscheinungsbild von Falten.

Anwendung für Kopfhaut und Haare

Die Verwendung von Hafer in Pflegeprodukten für Haare und Kopfhaut ist weniger umfassend untersucht worden als seine dermatologischen Anwendungen, aber mehrere Studien weisen auf entsprechende Vorteile hin. So hat eine In-vitro-Studie mit einem aus Hafer gewonnenen Inhaltsstoff, der reich an Beta-Glucan, Stärke und Aminosäuren ist, eine hemmende Wirkung auf den Hefepilz Malassezia furfur gezeigt, der häufig eine Ursache für Schuppen ist. Der gleiche Inhaltsstoff hat auch wasserbindende Eigenschaften, die den Feuchtigkeitsgehalt des Haares erhöhen und gleichzeitig die Haarfaser schützen und stärken können.

Ein spezieller extrudierter kolloidaler Hafermehlbestandteil17 (mit etwa 60 % Stärke, 7 % Lipiden, 5 % Beta-Glucan, 0,015 % Saponinen und 0,008 % Avenanthramiden) wurde in einer 28-tägigen placebokontrollierten Studie untersucht. Bei einem Anteil von 1 % in einer Kopfhautbehandlung, die auf der Kopfhaut verbleibt, reduzierte er bei Personen mit empfindlicher Kopfhaut Juckreiz, Rötungen und Reizungen. Wird der Wirkstoff in der gleichen Konzentration in eine Spülung eingearbeitet, stärkt er geschädigtes Haar im Vergleich zum Placebo-Produkt deutlich. Neben seiner Wirkung auf die Kopfhaut zeigte der Inhaltsstoff auch feuchtigkeitsspendende Eigenschaften, reduzierte Rötungen und Reizungen und unterstützte die Barrierefunktion der Haut. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass der bereits erwähnte lipophile Haferinhaltsstoff mit einem relativ hohen Gehalt an Phytosterolen, Ceramiden und Vitamin E die Haarceramide vor dem UV-induzierten Abbau schützt, der normalerweise auftritt, wenn das Haar UV-Strahlung ausgesetzt wird, und gleichzeitig den Glanz und die Geschmeidigkeit des Haares erhöht.

Die Verwendung von Hafer in kosmetischen Formulierungen hat eine lange Tradition. Nunmehr ist sie als multifunktionaler Inhaltsstoff mit einer komplexen und biologisch aktiven Zusammensetzung gut dokumentiert. Der Gehalt an Inhaltsstoffen wie Beta-Glucanen, Avenanthramiden, Ceramiden, Phytosterolen, Peptiden und Antioxidantien erklärt das breite Spektrum der berichteten Wirkungen – von entzündungshemmender und antioxidativer Wirkung über Juckreizlinderung und Unterstützung der Hautbarriere bis hin zu positiven Auswirkungen auf das Hautmikrobiom. Hafer gilt allgemein als sicherer kosmetischer Inhaltsstoff – mit einem sehr geringen Risiko der Reizung oder Sensibilisierung, selbst wenn er auf empfindlicher oder atopischer Haut verwendet wird. Insgesamt deuten die vorliegenden Erkenntnisse darauf hin, dass Hafer – sowohl in der Haut- als auch in der Haarpflege – nicht nur als traditioneller beruhigender Inhaltsstoff fungiert, sondern auch als aktiver Bestandteil mit nachgewiesenen biologischen Auswirkungen auf die Struktur, Funktion und das Gleichgewicht der Haut.

15Die epidermale Differenzierung ist ein komplexer, geordneter Prozess, bei dem Stammzellen in der Basalschicht der Epidermis (Stratum basale) reifen, nach oben wandern und sich in funktionelle Hautzellen (Keratinozyten) in den oberen Schichten verwandeln. Dieser Prozess ist mit erheblichen Veränderungen in der Genexpression verbunden, insbesondere in der Produktion von Keratin, das die Barrierefunktion der Haut unterstützt. Mehr über diesen interessanten Prozess können Sie auf folgender Website lesen

16Mehr über Kollagen kann auf folgender Website nachgelesen werden

17Die Extrusion ist ein Herstellungsverfahren, bei dem das Material durch eine Form gepresst wird, um es zu formen und ihm die gewünschte Struktur zu geben.

Quellen

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