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Modellsysteme zur enzymatischen Bräunung von schwarzem TeeA. Bauherr, F. Woyand, M. A. GlombMartin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle

Grüner sowie schwarzer Tee werden aus der Pflanze Camellia Sinensis hergestellt. Auf-grund verschiedener Prozessführung wäh-rend der Herstellung unterscheiden sich die beiden Teesorten stark im Geschmack und in der Farbe. Direkt nach der Ernte wird der grüne Tee gedämpft und dadurch die Enzyme inaktiviert. Im schwarzen Tee sind diese Enzyme aktiv und führen wäh-rend der Fermentation zu enzymatischen Reaktionen. Dabei werden die Flavan-3-ole zunächst zu ortho-Chinonen oxidiert und nichtenzymatische Reaktionen führen dann zu Folgeprodukten wie Bisflavanolen, Theaflavinen und Thearubigenen [1].

Die durch enzymatische Oxidation ent-stehenden ortho-Chinone haben reaktive elektrophile sowie nukleophile Zentren, die mit anderen Inhaltsstoffen wie Protei-nen oder Aminosäuren reagieren können. Bei Proteinen bindet das Chinon an die Seitenketten von Lysin, Cystein oder Tryp-tophan [2].

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Bil-dung der Benzotropolone durch Reaktion von ( + )-Catechin und Gallussäure nach-gestellt. Das ( + )-Catechin kommt mit 1 – 2 % und die Gallussäure zu 0,5 % na-türlich im Tee vor [3, 4]. Als Enzymquelle im Inkubationsansatz diente zum einen ein Nashibirnenhomogenisat und zum ande-ren die Polyphenoloxidase ( EC 1.14.18.1 ). Bei der Reaktion dieser beiden Substan-zen entsteht Theaflavinsäure sowie Purpu-rogallin-4-carbonsäure. Diese besitzen ein charakteristisches Benzotropolongrundge-rüst, welches die rötliche Farbe der Struk-turen erklärt. Bei fortschreitender Reakti-on polymerisieren sie zu Thearubigenen.

Das Modellsystem wurde anschließend um eine Aminosäure erweitert. Als Ami-nosäuren wurden L-Lysin, L-Arginin sowie L-Cystein getestet.

Nach Inkubation wurden die Proben mittels HPLC-DAD vermessen, resultie-rende Reaktionsprodukte mittels Multi-layer Countercurrent Chromatographie ( MLCCC ) und präparativer HPLC isoliert und anschließend mit Kernresonanzspek-troskopie und hochauflösender Massen-spektrometrie aufgeklärt.

Allein die Reaktion mit Cystein zeigte zum einen die Bildung von den direkten

Poster Addukten, die als Cysteinyl-2’-catechin und Cysteinyl-5’-catechin identifiziert wur-den, als auch von Cyclisierungsprodukten.

Literatur1. Sang SM et al ( 2004 ) Bioorganic & Medicinal

Chemistry 12 ( 2 ): 459 – 4672. Rohn S et al ( 2006 ) Molecular Nutrition &

Food Research 50 ( 8 ): 696 – 7043. Belitz, Grosch, Schieberle ( 2001 ) Lehrbuch der

Lebensmittelchemie. 5. Auflage ed.; Springer4. Kuhr S et al ( 1991 ) Zeitschrift fur Lebensmit-

tel-Untersuchung und -Forschung 192 ( 6 ): 526 – 529.

Enzyminhibierung durch Polyphenole des Rooibos-TeesH. Wippermann, T. Heinrich, M. A. GlombMartin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle

Zu Beginn der 90er Jahre wurden für Ca-techine, Theaflavine und hochpolymere Thearubigene des Schwarzen Tees antihy-perglykämische Wirkungen nachgewiesen. Diese beruhen auf der Hemmung der an dem Kohlenhydratstoffwechsel beteiligten Enzyme α-Glucosidase, α-Amylase und Sucrase. In diesem Zusammenhang sind Polyphenole zur Therapie von Diabetes mellitus Typs II von Interesse [1, 2].

Ziel dieser Arbeit war die Inhibitorwir-kung der Polyphenole des Rooibos-Tees ( Aspalathus linearis ) auf die oben genann-ten Enzyme zu untersuchen. Beispielhaft für den unfermentierten grünen Rooibos-Tee wurden das Dihydrochalcon Aspala-thin ( C-C-glykosidisch ) und das Flavonol Isoquercitrin ( C-O-glykosidisch ) einge-setzt, die eine Aussage über den Einfluss der glykosidischen Bindung zulassen. Als Vergleich diente das Flavanol ( + )-Cate-chin, welches nur in Spuren im Rooibos vorkommt, aber bedeutend für die Chemie von Schwarzem Tee ist.

Der Einfluss der Flavonoide auf die en-zymatische Umsetzung wurde durch Frei-setzung von substratspezifischen Verbin-dungen mittels Multiplattenreader photo-metrisch gemessen. Aus den Daten wurden die IC50-Werte berechnet, und die Art der Hemmung, die Inhibitorkonstante ( Ki ), die Michaelis-Menten-Konstante ( Km ) sowie die maximale Reaktionsgeschwindigkeit ( vmax ) bestimmt.

Die Untersuchungen zeigten eine deut-liche und vergleichbare Hemmung der drei Polyphenole in den jeweiligen Testsyste-men und liefern damit einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der In-hibierung von Enzymen des Kohlenhyd-ratstoffwechsels durch die Polyphenole des Rooibos-Tees.

Literatur:1. Hara Y, Honda M ( 1990 ) Agricultural and Bio-

logical Chemistry 54: 82. Honda M, Hara Y ( 1993 ) Bioscience Biotech-

nology and Biochemistry 57: 1

Reaktivität von Methylglyoxal unter lebensmitteltypischen BedingungenT. Heymann, M. Voigt, M. A. GlombMartin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle

Die Maillard-Reaktion, oder auch nicht en-zymatische Bräunung, beschreibt die Reak-tionen von reduzierenden Zuckern mit Ami-nen, Aminosäuren und Proteinen [1].

Während der Behandlung von Lebensmit-teln entstehen die verschiedensten Produk-te, die erwünschte aber auch unerwünsch-te Wirkungen auf das Lebensmittel haben können [2]. So trägt die Maillard-Reaktion u. a. zur Aroma- und Geschmacksbildung und zur Bräunung der Produkte bei. Gleich-zeitig kann die Wertigkeit von Lebensmit-telproteinen durch die Reaktion mit hoch-reaktiven Intermediaten verringert werden [3]. So reagieren α-Dicarbonylverbindungen wie Glyoxal oder Methylglyoxal mit Ly-sin- oder Argininseitenketten zu nicht ver-stoffwechselbaren Proteinmodifikationen ( AGE ). Bekannte Strukturen sind Nα-Carboxymethyllysin ( CML ), Glyoxal-Lysin-Dimer ( GOLD ), Nε-Carboxymethylarginin ( CMA ), Tetrahydropyrimidine ( THP ) und Nε-Carboxyethyllysin ( CEL ) [4].

In der vorliegenden Arbeit wurde die Bil-dung von CEL in Methylgloxal / Nα-t-BOC-Lysin-Modellsystemen ( 25 mM in Phos-phatpuffer 0,2 M, pH 7,4, 37 °C ) untersucht. Zur Identifizierung und Quantifizierung des gebildeten CEL wurde ein Standard synthe-tisiert [5], dessen Identität mittels verschie-dener NMR-Methoden und hochauflösen-der Massenspektrometrie bestätigt wurde.

Die Aufklärung des bis heute nicht ge-klärten Reaktionsmechanismus erforderte die Synthese von stabilisotopen-markier-tem Methylglyoxal. Umsetzungen mit Nα-t-BOC-Lysin zum CEL erlaubten durch Ver-gleich der Isotopenverhältnisse charakte-ristischer Fragmente in LC-MS / MS- und GC-MS-Spektren die Position des Isotopen-labels zu bestimmen und auf den Mechanis-mus der CEL-Bildung zu schließen.

Literatur:1. Ledl F ( 1990 ) Angew. Chem. 102: 5972. Ledl F ( 1991 ) Z. Ernaehrungswiss. 30: 43. Belitz HD ( 2001 ) Lehrbuch der Lebensmittel-

chemie4. Saraiva MA ( 2006 ) J. Mass Spectrom. 41: 2165. Fujioka M ( 1978 ) Eur. J. Biochem. 90: 297.

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 27

Isolierung und Reaktion von Anthocyanen aus RotweinN. Seeburg, M. Schubert, M. A. GlombMartin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle

Anthocyane sind für die typische Farbe von Rotwein verantwortlich. Diese insta-bilen Polyphenole unterliegen während der Weinherstellung und -alterung einer Viel-zahl von chemischen Reaktionen. Dabei erfolgt eine allmähliche Umwandlung der roten Farbe monomerer Anthocyane in einen orange-braunen Farbton polymerer Pigmente.

Zahlreiche Veröffentlichungen berich-ten in diesem Zusammenhang über Alde-hyd-vermittelte Kondensationsreaktionen [1]. Explizit Methylglyoxal-vermittelte Re-aktionen waren bisher jedoch nicht be-kannt. Methylglyoxal wird unter anderem während der Fermentation gebildet und ist im Rotwein in einer Konzentration von 0,1 – 1 mg / l vorhanden. Die Menge kann je nach Weinsorte und -reifung stark schwan-ken [2].

Zur Isolierung der Anthocyane wurde die Multilayer Countercurrent Chromato-graphy ( MLCCC ) verwendet. Dabei stellt in den meisten Rotweinen Malvidin-3-O-glucosid das mengenmäßig bedeutendste Polyphenol dar.

Wein-Modelllösungen, bestehend aus Malvidin-3-O-glucosid, einer weiteren phe-nolischen Komponente ( bspw. Catechin ) und Methylglyoxal, wurden unter anaero-ben Bedingungen bei 37 °C inkubiert. Die Reaktionsprodukte ( Abb. 1 ) wurden mit LC / MS / MS identifiziert und werden in derzeitigen Untersuchungen bestätigt.

Literatur:1. Monagas M et al ( 2005 ) Crit. Rev. Food Sci.

Nutr. 45 ( 2 ): 85 – 1182. Derevel G et al ( 1993 ) J. Sci. Food Agric. 61

( 2 ): 267 – 272.

Dimere als potentielle Vorläufer von Bräunungsstrukturen des RooibosteesT. Heinrich, M. A. GlombMartin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle

Der aus den Triebspitzen und Blättern der ausschließlich in Südafrika heimischen Pflanzenart Aspalathus linearis stammen-de Rooibostee wird durch einen auffal-lend hohen Gehalt an polyphenolischen Inhaltsstoffen charakterisiert [1]. Das Di-hydrochalcon Aspalathin stellt dabei mit einem Gehalt von ca. 50 mg / g das Haupt-flavonoid in unfermentiertem Rooibostee dar. Während der Fermentation sinkt die-ser Gehalt durch oxidativen Abbau auf ca. 1 mg / g [2]. Aus diesem Grund wird Aspa-lathin mit der Bildung von Bräunungspro-dukten in Zusammenhang gebracht.

Authentisches Aspalathin wurde unter aeroben Bedingungen inkubiert und die Reaktion mit analytischer HPLC-DAD über die Zeit verfolgt. Zwei Signale wurden als reaktive Intermediate der Bräunung be-obachtet. Die beiden Verbindungen wur-den anschließend mittels Multilayer Coun-tercurrent Chromatographie ( MLCCC ) und präparativer HPLC isoliert.

Das erhaltene Material wurde abschlie-ßend als Dimere, welche als Atropisomere vorliegen, identifiziert. Die C-C-Verknüp-fung liegt zwischen dem B-Ring des einen und dem A-Ring des zweiten Aspalathin-

Moleküls. Zur Strukturaufklärung wurden die 1D- und 2D-Kernresonanzspektroskopie ( COSY, HSQC, HMBC und ROESY ), die hochauflösende Massenspektrometrie so-wie die Circular-Dichroismus-Spektrosko-pie genutzt.

Die Bildung der Aspalathin-Dimere er-klärt sich über den Mechanismus der oxi-dativen Kupplung, der auch bei der enzy-matischen Bräunung von schwarzem Tee eine bedeutende Rolle spielt. Die Aufklä-rung der Dimere liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Bildung von Bräunungsstrukturen im Rooibostee.

Literatur:1. Krafczyk N, Glomb MA ( 2008 ) J. Agric. Food

Chem. 56: 3368 – 33762. McKay DL, Blumberg JB ( 2007 ) Phytother. Res.

21: 1 – 16

Aroniabeeren-Polyphenole: Stabilität bei der Herstellung von Saft und TresterextraktenE. Mayer-Miebach, M. Adamiuk, D. BehsnilianMax-Rubner-Institut, Karlsruhe

Aroniabeeren ( Aronia melanocarpa ) ent-halten große Mengen an Polyphenolen, denen heute gesundheitsfördernde Eigen-schaften zugeschrieben werden, darunter antidiabetogene und cardioprotektive Wir-kungen. Eine möglichst umfassende Erhal-tung dieser temperatur- und sauerstoffemp-findlichen sekundären Pflanzenstoffe bei der Saftherstellung aus Aroniabeeren ist im Hinblick auf einen vorbeugenden ge-sundheitlichen Verbraucherschutz wich-tig. Da bei der Saftherstellung in großem Umfang inhaltsstoffreiche Pressrückstände ( Aronia trester ) anfallen, ist die Herstel-lung procyanidinreicher Produktprototy-pen daraus zusätzlich von wirtschaftlichem Interesse.

Zur Charakterisierung des Verarbei-tungseinflusses während der Saftherstel-lung wurden aus der Produktionsanlage eines gewerblichen Aroniasaftherstellers Proben entnommen. Für tiefgekühlte Aro-niabeeren als Ausgangsmaterial sowie für Aroniasaft und -trester wurden neben den als Summenparametern analysierten Ge-samtphenol- und Gesamtprocyanidinge-halten sowie dem antioxidativen Potenzial auch die Gehalte an Flavan-3-olen ( Cate-chine, Procyanidine ), Anthocyanen und Hydroxyzimtsäuren sowie der Polymerisa-tionsgrad der Procyanidine bestimmt. Die Stabilität der Polyphenole nach dem Ablauf einzelner Verfahrensschritte im Saftverar-beitungsprozess wurde zusätzlich anhand der Summenparameter erfasst. Zur Herstel-lung procyanidinreicher Produktprototy-pen aus Aroniatrestern wurden diese zum einen getrocknet ( Gefrier-, Konvektions-, Mikrowellentrocknung ) und anschließend gemahlen, zum anderen nach Nassvermah-lung mit heißem Wasser extrahiert und ge-friergetrocknet. Alle Produktprototypen wurden wie beschrieben analysiert.

Die für Aroniabeeren ermittelten Ge-samtphenol-, Gesamtprocyanidin- und An-thocyangehalte sind praktisch unverändert auch im Aroniasaft nachzuweisen. Das an-tioxidative Potenzial des Safts ist um ca. 30 % höher als das der Beeren. Während der kommerziellen Saftherstellung entsteht damit ein hochwertiges Produkt mit ma-ximal möglichem Polyphenolgehalt. Der verbleibende Pressrückstand ist dennoch reich an Procyanidinen und Anthocyanen und weist den Beeren vergleichbare Gehal-te auf. Auch der Polymerisationsgrad der Procyanidine aus Beeren und Trester ist

Abb. 1: Struktur des Methylglyoxal-ver-brückten Catechin-Malvidin-3-O-glucosid-Dimers

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gleich. Wird Aroniatrester getrocknet und anschließend gemahlen, bleiben Gesamt-phenol-, Gesamtprocyanidingehalte und Procyanidinpolymerisationsgrad ebenfalls nahezu vollständig erhalten. Die Nasszer-kleinerung des Tresters bewirkt dagegen eine Steigerung der extrahierbaren Procya-nidine um ca. 50 – 100 %. Die Procyanidin-gehalte von Heisswasserextrakten entspre-chen den für analytische Zwecke mittels ei-ner Aceton / Wasser-Mischung hergestellten Extrakten. Auch während der abschließen-den Gefriertrocknung der Heisswasserex-trakte werden keine Verluste an Phenolen und Procyanidinen beobachtet.Im Rahmen des Verbundprojekts „Procyanidine

– Vom besseren Verständnis der Wirkung zur Entwicklung funktioneller Lebensmittel“ durch das BMBF gefördert

Der Einfluss von Niedertemperatur plasmen auf die Flavonoide des FeldsalatsE. Schulz1, F. Grzegorzewski1,2, O. Schlüter2, J. Ehlbeck3, L. W. Kroh1, S. Rohn*1

1Technische Universität Berlin, Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebens-mittelchemie, Fachgebiet Lebensmittel-analytik, 2Leibniz-Institut für Agrartech-nik Potsdam-Bornim ( e. V. ), 3Leibniz-Ins-titut für Plasmaforschung und Technolo-gie ( e. V. ), Greifswald

Heutzutage ist der Verbraucher sehr an ho-her Qualität und Frische von Lebensmit-teln interessiert. Der wichtigste Aspekt ist hierbei die Vermeidung von unerwünsch-ten Mikroorganismen unter gleichzeitigem Erhalt von Vitaminen oder anderen bioak-tiven Verbindungen. Solch minimal pro-zessiertes Obst und Gemüse erfordert die Entwicklung von neuen Methoden, um Mikroorganismen zu inaktivieren, ohne die Qualität zu beeinflussen. Die anti-mikrobielle Effektivität von Niedertempe-raturplasmen zur Sterilisation ist wissen-schaftlich belegt [1]. Als Wirkkomponen-ten der Plasmen wurden neben der Tem-peratur und der UV-Strahlung vor allem reaktive Sauerstoffspezies identifiziert. Die Auswirkungen einer Plasmabehandung auf wertgebende Inhaltsstoffe sind jedoch noch nicht hinreichend erforscht.

Salate sind leicht verderbliche Produk-te, die neben Vitaminen und Mineralstof-fen vor allem sekundäre Pflanzenstoffe wie Flavonoide, denen zahlreiche physiologi-sche Wirkungen nachgesagt werden, ent-halten [2]. In dieser Studie soll am Beispiel von Feldsalat der Einfluss der Behandlung mit Niedertemperaturplasma auf die Flavo-noide des Salates untersucht und beschrie-ben werden.

Nach Extraktion und Hydrolyse des Ex-traktes wurden die phenolischen Verbin-dungen mittels RP-HPLC und HPTLC analysiert und die Auswirkungen nach der Plasmabehandlung verfolgt. Im methanoli-schen Extrakt konnte Chlorogensäure als dominierende Verbindung identifiziert wer-den; nach saurer Hydrolyse wurden Proto-catechusäure ( Abbauprodukt von Flavono-idaglykonen ), Kaffeesäure ( Abbauprodukt der Chlorogensäure ) und die Flavonoid-aglykone Luteolin und Diosmetin gefun-den.

In Abhängigkeit von der Plasmabe-handlung wurde Chlorogensäure abgebaut. Während das Flavon Luteolin ebenfalls geringere Konzentrationen nach der Be-handlung aufwies, zeigte Diosmetin eine signifikant ansteigende Konzentration. Verantwortlich für diese Effekte können die reaktiven Spezies des Plasma gemacht werden, da die Behandlung mit ( plasma-ähnlichen ) Temperaturen ( < 50 °C ) und UV-Strahlung zwar auch im Extrakt einen Abbau der Chlorogensäure und wiederum einen Anstieg der Aglykone, sowie der Pro-tocatechusäure im Hydrolysat, zeigten; bei-de Effekte jedoch bei weitem nicht so stark ausgeprägt wie nach der Behandlung mit dem Plasma.

Literatur1. Vleugels et al ( 2005 ) IEEE Trans Plasma Sci.

33: 22. Heim et al ( 2002 ) J. Nutr. Biochem. 2002: 13

Untersuchungen zur enzymatischen Quervernetzung von Caseinmicellen

C. Partschefeld, J. Schreiner, U. Schwarzenbolz, T. HenleTechnische Universität Dresden, Institut für Lebensmittelchemie

Das Enzym mikrobielle Transglutamina-se ( mTG ) [EC 2.3.2.13] katalysiert eine Acyl-Transfer-Reaktion zwischen der γ-Carboxamidgruppe von proteingebun-denem Glutamin und der ε-Aminogruppe von Lysinresten unter Ausbildung des Iso-peptides N-ε-( γ-L-Glutamyl )-L-lysin. Diese Vernetzungsreaktion führt zur Verände-rung der funktionellen Eigenschaften der Proteine [1], wodurch sich ein breites An-wendungsspektrum des Enzyms in der Le-bensmittelindustrie ergibt. Für Milchpro-teine ist bekannt, dass Caseine ( CN ) sehr gute Substrate für mTG darstellen. Caseine liegen im Lebensmittel Milch aggregiert in Form von Micellen vor. Der Mechanismus der intramicellaren Quervernetzung von CN durch mTG zur Erklärung funktionel-ler Veränderungen ist bislang weitgehend unbekannt.

UHT-Milch wurde mit verschiedenen mTG-Aktivitäten ( 0, 4, 8, 16 U / g CN ) bei 40 °C für 1 h inkubiert. Nach anschließen-der thermischer Inaktivierung der mTG, erfolgten Untersuchungen der vernetzten Proteine mittels Gelpermeationschroma-tographie ( GPC ), SDS-PAGE und RP-HPLC zur Bestimmung des Polymerisa-tionsgrades ( PG ), zur Identifizierung der an der Reaktion beteiligten individuellen CN sowie zur Ermittlung des Effektes ei-ner mTG-Behandlung auf das Verhältnis zwischen intra- and extramicellarem CN. Die GPC-Untersuchung zeigte, dass bei ei-ner Inkubation von UHT-Milch mit 4 U / g CN ( PG: ca. 20 % ) vorwiegend Dimere und Trimere ausgebildet wurden. Mit Er-höhung der mTG-Konzentration auf 8 U / g CN ( PG: ca. 28 % ) wurden Oligomere so-wie Polymere zu gleichen Anteilen detek-tiert, während bei hohen mTG Aktivitä-ten von 16 U / g CN ( PG: ca. 45 % ) die CN hauptsächlich zu Polymeren vernetzt wur-den. Mittels SDS-PAGE wurde beobach-tet, dass β-CN signifikant stärker als α-CN durch mTG umgesetzt wird. Die via GPC detektierten Vernetzungsprodukte beste-hen somit vorwiegend aus β-CN. Weiter-hin konnte mittels GPC an einem hoch porösen Sephacryl-Material, welches die si-multane Bestimmung von micellarem und nicht-micellarem CN erlaubte, nachgewie-sen werden, dass der Anteil von extrami-cellarem CN durch eine Inkubation mit mTG vermindert wurde, während der An-teil des intramicellaren CN anstieg. Dies wurde mittels RP-HPLC bestätigt. Unse-re Ergebnisse lassen vermuten, dass durch eine mTG-Behandlung CN-Moleküle in-nerhalb der micellaren Struktur kovalent „fixiert“ und damit vor dem Austreten aus der Micelle geschützt werden. Die stärkere intramicellare Umsetzung von β-CN deu-tet auf eine bessere Zugänglichkeit dieses Proteins für mTG hin. β-CN dürfte damit vorwiegend im äußeren Bereich der Micel-le lokalisiert sein, während sich α-CN eher im Micellinneren befinden wird. Durch mTG wird ein Isopeptidnetzwerk zwischen den β-CN-Molekülen in der Micellober-fläche ausgebildet, welches zu veränderten funktionellen Eigenschaften der Micelle sowie zur Erhöhung der micellaren Stabili-tät gegenüber destabilisierenden Reagenzi-en wie EDTA oder Ethanol führt [2].

Literatur1. Lorenzen PC ( 2002 ) Bulletin of the IDF 374:

30 – 36.2. Partschefeld C, Schwarzenbolz U, Richter S,

Henle T ( 2002 ) Biotechnol. J. 2: 456 – 461

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 29

Absolute Quantifizierung hoch-druckinduzierter posttranslatio-naler Glyko-Modifikationen in β-Casein durch Stabilisotopen-verdünnungsanalyse

J. Elmer, P. Köhler, P. SchieberleDeutsche Forschungsanstalt für Lebens-mittelchemie, Garching

Einerseits tragen die Produkte der nicht-enzymatischen Bräunungsreaktion zwi-schen Aminogruppen von Proteinen und reduzierenden Zuckern zu dem erwünsch-ten typischen Aroma, Geschmack und der Farbe erhitzter Lebensmittel bei. Anderer-seits kann die Erhitzung von Lebensmit-teln, beispielsweise die Sterilisation von Milch, zu Fehlaromen durch Maillard-Re-aktionsprodukte führen. Eine schonende Alternative zur Hitzesterilisierung ist die Behandlung von Lebensmitteln mit ho-hem hydrostatischem Druck, wobei die-se Behandlungsmethode in Europa bisher auf einzelne Produkte beschränkt ist. Stu-dien zum Einfluss der Hochdruckbehand-lung auf die Maillard-Reaktion liegen nur wenige vor, außerdem ist nicht bekannt, in welcher Menge hochdruckinduzierte posttranslationale Proteinmodifikationen durch die Hochdruckbehandlung gebil-det werden. Ziel der vorliegenden Unter-suchungen war es daher, β-Casein und D-Glucose bei hohem hydrostatischen Druck und / oder hoher Temperatur zu behandeln, nicht-enzymatisch gebildete Proteinmodi-fikationen nachzuweisen und diese quanti-tativ zu bestimmen.

Zunächst wurden β-Casein und Glu-cose mit hohem hydrostatischen Druck und / oder hoher Temperatur behandelt und die gebildeten Proteinmodifikationen nach tryptischer Partialhydrolyse durch LC-MS nachgewiesen [1]. Zur absoluten Quantifi-zierung der Proteinmodifikationen wurden die posttranslational modifizierten trypti-schen Peptide als sequenzgleiche mit stabi-len Isotopen markierte interne Standards durch Merryfield-Festphasenpeptidsynthe-se hergestellt. Als posttranslationale Mo-difikationen wurden Fruktoselysin, Carb-oxymethyllysin und die von Methylglyoxal abgeleitete Argininmodifikation MG-H1 betrachtet. Bei der Synthese wurden ent-weder spezifisch abspaltbare Schutzgrup-pen in die Seitenketten der festphasenge-bundenen Peptide eingebaut [2, 3], in ei-nigen Fällen wurde die Maillard-modifi-zierte Aminosäure zuvor synthetisiert und anschließend direkt bei der Festphasen-synthese in das Peptid eingeführt [3]. Die Standardpeptide wurden dem hochdruck- bzw. temperaturbehandelten β-Casein nach dem tryptischen Verdau zugegeben

und anschließend die Gehalte der Prote-inmodifikationen mittels LC-MS an einem ESI-Q-TOF-Massenspektrometer bei posi-tiver Ionisierung bestimmt.

Literatur1. Alt ( 2005 ) J. Agric. Food Chem. 53: 57892- Frolov ( 2007 ) J. Pept. Sci. 13: 8623. Gruber ( 2005 ) J. Pept. Res. 66 ( 3 ): 111

Hohe Rückstände von per-fluorierten Tensiden ( PFT ) in Fischen aus abwasserbelasteten Binnengewässern

A. M. Schütze1, T. Heberer2, S. Eff-kemann3

1BfR, Abteilung 5, Berlin; 2Oldenburg; 3Cuxhaven

Perfluorierte Tenside ( PFT ) sind schmutz-, wasser-, farb-, fett- und ölabweisend und haben eine hohe chemische, thermische, biologische und UV-Stabilität. Sie kom-men in einer Vielzahl von industriellen und kommerziellen Formulierungen zum Ein-satz wie in Kühlmitteln, und Polymeren so-wie als Komponenten von Reinigungsmit-teln, Pharmazeutika, Feuerschutzmitteln sowie zur Imprägnierung von Papier, Ver-packungsmaterialien, Textilien und Teppi-chen. Anders als nicht vollständig fluorier-te Verbindungen, die teilweise abbaubar sind, sind PFT persistent gegenüber abio-tischen und biotischen Abbauprozessen, bioakkumulieren und sind zudem toxisch für Säugetiere. Wegen der zahlreichen Ver-wendungsmöglichkeiten und ihrer Stabili-tät zählen die PFT inzwischen zu den ubi-quitären Kontaminanten. Die Hauptein-tragswege in die Umwelt sind dabei Abläu-fe von Klärwerken [3 – 5]. Untersuchungen haben einerseits gezeigt, dass die Klärwer-ke nicht in der Lage sind, PFT vollständig zu entfernen und andererseits, dass die im Klärschlamm akkumulierten PFT über die Zeit abgegeben werden, so dass sogar eine Anreicherung im Ablauf beobachtet wur-de [1].

Im Rahmen von zwei Sonderforschungs-projekten wurde vom Bundesinstitut für Risikobewertung ( BfR ) und vom IFF ( In-stitut für Fische und Fischereierzeugnisse ) Cuxhaven des Niedersächsischen Landes-amts für Verbraucherschutz und Lebens-mittelsicherheit ( LAVES ) eine Studie zur Belastungssituation in Fischen durchge-führt. Dafür wurden frei lebende Fische aus Berlin, Niedersachsen, Nord- und Ost-see untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass in fast allen untersuchten Fischen PFOS-Rückstände nachweisbar waren, wobei we-sentlich höhere PFOS-Gehalte in den Filets von frei lebenden Aalen aus Berliner Ge-wässern ( 8,22 – 226 μg / kg ) ermittelt wur-

den als in den Filets der Fische aus den nie-dersächsischen Flüssen ( n. n. – 50,8 μg / kg ). Da weder von einer nationalen noch von einer internationalen Organisation eine abgeschlossene Risikobewertung vorliegt, konnte bisher kein verbindlicher Wert für die täglich tolerierbare Aufnahmemenge ( TDI = tolerable daily intake ) von PFOS festgelegt werden. Für die vorläufige Be-wertung der in den Fischen gemessenen PFOS-Konzentrationen wird daher eine Zwei-Generationsstudie mit Ratten heran-gezogen, bei der ein TDI von 0,1 μg PFOS pro kg Körpergewicht ermittelt wurde. Bei einem Verzehr von 300 g Fisch mit einer Belastung von 20 μg / kg wäre dieser Wert für eine Person mit 60 kg bereits erreicht [2]. Auf der Grundlage dieser Annahme sind somit die gefundenen PFOS-Gehalte in 54 von 112 der untersuchten Fische aus Sicht des gesundheitlichen Verbraucher-schutzes als bedenklich einzuschätzen.

Literatur1. Becker AM, Gerstmann S, Frank H ( 2008 )

Chemosphere 72: 115 – 1212. BfR ( 2006 ) Stellungnahme, http: / / www.bfr.

bund.de / cd / 81443. Boulanger B, Peck AM, Schnoor JL, Hornbuck-

le KC ( 2005 ) Environ. Sci. Technol. 39: 74 – 794. Schultz MM, Barofsky DF, Field JA ( 2006 ) Env-

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nol. 40: 1408 – 1414.

Schlüsselaromastoffe in rohem und gekochtem KnoblauchK. Eisgruber, K. Buhr, P. SchieberleDeutsche Forschungsanstalt für Lebens-mittelchemie, Garching

Knoblauch ( Allium sativum ) zählt ange-sichts seines angenehmen Aromas weltweit zu den beliebtesten Gewürzen. Aufgrund vielseitiger medizinischer Eigenschaften gewinnt Knoblauch zunehmend an Bedeu-tung für eine gesunde und ausgewogene Er-nährung.

In der Literatur sind zahlreiche For-schungsergebnisse über die Aromastoffe in Knoblauch vorhanden. Diallyldisulfid, Diallyltrisulfid, Methylallyldisulfid, Me-thylallyltrisulfid und Dimethyltrisulfid sind wichtige Abbauprodukte von 2-Propenyl-2-propen-thiosulfinat ( Allicin ) und wur-den in rohem und gekochtem Knoblauch identifiziert. Keine dieser Untersuchungen berücksichtigt jedoch basierend auf einem Aromawertkonzept den Beitrag der ein-zelnen flüchtigen Verbindungen zum Ge-samtaroma des Knoblauchs [1, 2].

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung der Schlüsselaromastoffe in rohem und gekochtem Knoblauch und die Beurteilung ihrer Relevanz für das Ge-

30 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

samtaroma durch Anwendung des Konzep-tes der molekularen Sensorik.

Die Isolierung der Aromastoffe aus Knoblauch erfolgte mittels Lösungsmittel-extraktion und anschließender Hochvaku-umdestillation. Durch die Aromaextrakt-verdünnungsanalyse wurde der erhaltene Aromaextrakt einem Screening der wich-tigsten aromaaktiven Verbindungen mit-tels Gaschromatographie / Olfaktometrie ( GC / O ) unterzogen [3].

Der Flavour-Dilution-Faktor ( FD-Fak-tor ), welcher der höchsten Verdünnungs-stufe entspricht, in der der betreffende Aro-mastoff bei der GC / O noch wahrgenom-men werden kann, spiegelt die relative Be-deutung der einzelnen Aromastoffe für das Knoblaucharoma wieder. Die strukturelle Identifizierung der Schlüsselaromastoffe er-folgte durch Vergleich mit Referenzverbin-dungen auf der Basis der Geruchsqualität und -intensität, der Retentionsindizes auf zwei Kapillarsäulen unterschiedlicher Pola-rität ( DB-5 und FFAP ) sowie den Massen-spektren im MS-EI und MS-CI.

In rohem Knoblauch dominierten die Aromastoffe Diallyldisulfid, Diallyltrisul-fid, Methylallyldisulfid, Methylallyltrisul-fid und Dimethyltrisulfid. 2-Vinyl-4H-1,3-dithiin und 3-Vinyl-4H-1,2-dithiin, durch Dehydratisierung bei der Gaschromatogra-phie gebildete Artefakte von 2-Propenyl-2-propenthiosulfinat [4], besitzen ebenso aufgrund hoher FD-Faktoren eine wichtige Relevanz für das Gesamtaroma von rohem Knoblauch.

In gekochtem Knoblauch wurden die aufgeführten Aromastoffe ebenfalls iden-tifiziert, allerdings zeigte sich eine Abnah-me der FD-Faktoren. 3-( Methylthio- )pro-panal, das eine Aromanote „nach gekoch-ten Kartoffeln“ aufweist, wurde in rohem Knoblauch nicht detektiert, ist jedoch für das Aroma von gekochtem Knoblauch auf-grund eines hohen FD-Faktors von großer Bedeutung.

Literatur:1. Brodnitz MH ( 1971 ) J Agric Food Chem 19:

273 – 2752. Rössner J et al ( 2002 ) Eur Food Res Technol

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ters Forsch 185: 111 – 1134. Yu TH, Wu CM ( 1989 ) J Food Sci 54:

977 – 981.

Bestimmung der antimikrobiellen Wirkung von antimikrobiell ausgerüsteten TextilienF. Lagrange

Einflüsse von ω-3- und ω-6-Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs auf die Hautstruktur

S. De Spirt1, W. Stahl1, H. Tronnier2, H. Sies1, M. Béjot3, J.-M. Maurette3, U. Heinrich2

1Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2Witten, 3Paris

Die gesundheitsfördernde Wirkung von ω-3-Fettsäuren wurde schon in zahlreichen Studien belegt. Insbesondere die erhöhte Zufuhr von Eicosapentaen- und Docosa-hexaensäure stehen in Verbindung mit der Prävention von koronaren Herzerkrankun-gen. Quelle für diese Fettsäuren sind Öle aus verschiedenen Fischsorten. Aber auch bestimmte Pflanzenöle, wie Leinsamenöl oder auch Rapsöl können reich an ω-3- Fettsäuren sein. Eine wichtige Fettsäure ist hier die α-Linolensäure.

Über die endogene Wirkung bestimmter Öle auf die Haut ist vergleichsweise wenig bekannt. Die Haut ist die äußere Barriere unseres Organismus und ist wie jedes an-dere Organ auf eine ausgewogene Zufuhr von Makro- und Mikronährstoffen ange-wiesen. In Studien konnte gezeigt werden, dass Mikronährstoffe wie Carotinoide oder Flavonoide Wirkungen in der Haut aus-üben [1, 2].

In der hier vorliegenden Interventions-studie wurden die Effekte von Leinsamen-öl, reich an α-Linolensäure, und von Bor-retschöl, reich an γ-Linolensäure, auf die Haut untersucht. Die Studie wurde an ge-sunden Frauen mit trockener Haut über einen Zeitraum von 12 Wochen durchge-führt. Die tägliche Gabe betrug 2,2 g Öl. Die Studie wurde randomisiert, placebo-kontrolliert und doppelblind durchgeführt [3].

Zum Nachweis der Exposition wurde das Fettsäuremuster im Plasma bestimmt. Es zeigte sich eine deutliche Zunahme an α-Linolensäure und γ-Linolensäure in den entsprechenden Gruppen. Untersuchungs-parameter der Haut waren Sensitivität ( Ni-kotinat-Test ), Oberflächenstruktur ( SELS-Verfahren ), Hydration und transepiderma-ler Wasserverlust. Im Nikotinat-Test wird durch topische Applikation einer Niko-tinatlösung eine Hautrötung und ein er-höhter Blutfluss induziert. In beiden Mes-sungen zeigte sich eine Verringerung nach Gabe von Leinsamenöl und nach Gabe von Borretschöl. Charakteristisch für trockene Haut ist eine verringerte Hauthydration und ein erhöhter transepidermaler Wasser-verlust. Beide Parameter verbesserten sich nach Gabe der Öle. Parameter der Ober-flächenstruktur waren u. a. Rauhigkeit und

Schuppigkeit. Beides verringerte sich durch Leinsamen- und Borretschöl.

Die vorliegenden Daten zeigen, dass sich die Hauteigenschaften durch eine Gabe von relativ geringen Mengen an pflanzli-chen Ölen schon über einen kurzen Zeit-raum verändern können.

Literatur: 1. Heinrich U, Tronnier H, Stahl W, Béjot M,

Maurette JM ( 2006 ) Skin Pharmacol Physiol. 19 ( 4 ): 224 – 31

2. Sies H, Stahl W ( 2004 ) Annu Rev Nutr. 24: 173 – 200

3. De Spirt S et al ( 2009 ) Br J Nutr. 101( 3 ): 440 – 5

Folsäure – gut für alle und zu jeder Zeit?A. Weißenborn, R. Großklaus, A. Lampen Abteilung Lebensmittelsicherheit, Bun-desinstitut für Risikobewertung, Berlin

Ergebnisse der Nationalen Verzehrstudie II zeigen erneut, dass ein Teil der deut-schen erwachsenen Bevölkerung den Re-ferenzwert für Nahrungsfolat in Höhe von 400 µg / Tag nicht erreicht [1]. Auch die an Frauen im gebärfähigen Alter gerich-tete Empfehlung, zusätzlich zur üblichen Ernährung 400 µg Folsäure zu supplemen-tieren, um im Fall einer Schwangerschaft das Risiko für die Entstehung eines Neu-ralrohrdefekts ( NRD ) zu reduzieren, wird regionalen Untersuchungen zufolge wenig befolgt. Um die NRD-Rate dennoch zu re-duzieren, wurden in Deutschland, wie auch in anderen EU-Ländern, Modellrechnun-gen durchgeführt, um abzuschätzen, ob die gezielte Anreicherung von Mehl ( oder Salz ) mit Folsäure dazu beitragen könn-te, dass Frauen im gebärfähigen Alter ihre Folatversorgung entscheidend verbessern, ohne dass andere Bevölkerungsgruppen die tolerierbare Höchstmenge ( UL ) von 1 mg pro Tag überschreiten [2]. Die Zuverlässig-keit derartiger Kalkulationen wird dadurch eingeschränkt, dass die Mengen an Folsäu-re, die über bereits angebotene angereicher-te Lebensmittel aufgenommen wird, ledig-lich geschätzt werden kann. Allein die zu-nehmende Anzahl der mit Folsäure ange-reicherten Lebensmittel verdeutlicht, dass heute nicht mehr allein das Risiko der Un-terversorgung, sondern auch das der Über-versorgung mit Folsäure betrachtet werden muss. Darüber hinaus mehren sich seit ei-nigen Jahren Hinweise aus Tier- und Hu-manstudien [3 – 7] dafür, dass Folsäure in Dosierungen ≥ 1 mg / Tag bei Vorhanden-sein von prämalignen Läsionen das Risiko, für Kolonrektalkrebs und möglicherweise auch für Brustkrebs und Prostatakrebs er-höht. Wenngleich auf der Basis der vor-

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 31

handenen Daten zurzeit keine quantitati-ve Risikobewertung möglich ist, deuten die bisherigen Studienergebnisse darauf hin, dass neben der Dosis auch der Zeitpunkt der Zufuhr von Folsäure für deren Wirkung im Organismus ausschlaggebend ist.

Vor diesem Hintergrund sieht das BfR die Notwendigkeit, die Herabsetzung des bestehenden UL zu prüfen. Ferner sollten die zurzeit in Europa diskutierten Höchst-mengen für Lebensmittel, einschließlich Nahrungsergänzungsmittel, so festgelegt werden, dass der Verzehr dieser Produkte nicht zu Überschreitungen des UL führt. Die Empfehlung zur perikonzeptionel-len Folsäuresupplementierung bei Frauen im gebärfähigen Alter bleibt davon unbe-rührt.

Literatur:1. Max Rubner-Institut ( 2008 ) BFEL2. Scientific Committee on Food ( 2000 ) Euro-

pean Commission. 3. Smith AD et al ( 2008 ) Am J Clin Nutr. 87:

517 – 33.4. Cole BF et al ( 2007 ) JAMA 297: 2351 – 95. Stolzenberg-Solomon RZ et al ( 2006 ) Am J

Clin Nutr. 83: 895 – 9046. Hultdin J et al ( 2005 ) Int J Cancer 113: 819 – 247. Figueiredo et al ( 2009 ) J Natl Cancer Inst. 101:

432 – 5.

Weizengras – „grüne Graspower“ durch adäquate technologische Verarbeitung

S. Seifert, C. Rüfer, A. Bub, V. Gau-kel, H. P. Schuchmann, B. WatzlMax-Rubner-Institut, Institut für Phy-siologie und Biochemie der Ernährung, Karlsruhe

Weizengras ( WZG ), das noch junge, grüne Weizenpflänzchen ( Wuchshöhe 15 – 30 cm ), wird in zunehmendem Maße auch auf dem deutschen Markt als „Ge-sundheitselixier“ meist in Form von Nah-rungsergänzungsmitteln angeboten. Die technologische Aufarbeitung des Rohstoffs führt zu unterschiedlichen Produktfrak-tionen mit variierenden Gehalten an se-kundären Pflanzenstoffen und erschließt die Möglichkeit zur Einarbeitung und Er-zeugung von funktionellen Lebensmitteln. Gesundheitliche Effekte durch den Verzehr von WZG sind bisher nur unzureichend untersucht und hängen womöglich von der technologischen Verarbeitung ab.

In einer placebokontrollierten, rando-misierten Doppelblindstudie mit hyper-cholesterolämischen Männern ( n = 55, ∅ 52 Jahre ) wurde die Bioverfügbarkeit re-levanter WZG-Inhaltsstoffe und eine Rei-he an Biomarkern im Hinblick auf eine Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankun-gen mit drei lebensmitteltechnologisch un-

terschiedlich erzeugten Weizengras-Pro-dukten untersucht: 1. WZG-Pulver ( durch Trocknen und Mahlen des Rohstoffs er-zeugt ), 2. WZG-Saft ( durch Pressen des frischen Rohstoffs und anschliessender Lyophilisation gewonnen ), 3. WZG-halti-ges Kochextrudat ( WZG-Pulver in Wasser-Stärke-Matrix unter thermischer und me-chanischer Belastung extrudiert ).

Nach 4-wöchiger Aufnahme erhöhte sich die Blutplasmakonzentration von all-trans-β-Carotin durch Intervention mit WZG-Saft und von Lutein ( all-trans-Form und cis-Isomere ) durch die Intervention mit WZG-Pulver und -Saft statistisch sig-nifikant, jedoch nicht durch die Aufnah-me des Extrudats, wobei die Zunahme der Luteinplasmaspiegel bei Pulver und Saft nahezu identisch war. Sämtliche Biomar-ker, die im Hinblick auf eine Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen unter-sucht wurden ( anthropometrische Daten, hämatologische Kenngrößen, Blutlipide, Marker für oxidativen Stress und antioxi-dative Kapazität ) waren durch die Inter-vention nicht moduliert.

Zwar lassen sich bisher keine gesundheit-lichen Effekte direkt aus dem Verzehr von Weizengras nachweisen, aus den Ergebnis-sen der Humanstudie und der begleitenden Analytik der wertgebenden Inhaltsstoffe in Weizengras-Produkten kann jedoch ab-geleitet werden, dass sich die WZG-Frak-tionen Pulver und Saft als hervorragende Quelle für Lutein eignen, für das eine bio-aktive Funktion beim Sehvorgang vermutet wird. Aufgrund der wachsenden Beliebt-heit für Smoothies in Deutschland könnte die Einarbeitung von Weizengras als funk-tionelle Komponente in Erwägung gezogen werden. Produkte zur besseren Lutein- und β-Carotin-Versorgung könnten auf Basis von Weizengras-Saft hergestellt werden.Gefördert durch die ProInno-II-Initiative des Bun-

desministeriums für Wirtschaft und Technolo-gie

Utilization of new method for monitoring the microbiological profile during cold and frozen storage of Egyptian Bolti fish Oreochromis niloticus

H. Barakat, A. El-Desouky, F. Aschour, H. El-MansyBenha University, Food Science Depart-ment, Faculty of Agriculture, Al Qaly-ubiyah, Egypt

Today’s fish industry is facing new challen-ges with more complex products and pro-cesses that require intensive controls du-ring their processing, storage and distribu-tion. Four-culture method as a new tech-

nique was used to detect and enumerate total mesophilic bacterial load, gram-nega-tive bacteria, coliform group and E. coli as an indicator to monitor the microbiologi-cal quality and safety of chilled and frozen Egyptian Bolti fish as well as a conventio-nal plating method. Fish samples were tre-ated with a mixture contains some selec-ted antimicrobial and antioxidants in order to extend the shelf-life and improving the physico-chemical and microbiological pro-perties during development of their hand-ling system. Regression coefficient between conventional plating method and four-cul-ture method results for enumeration of four bacterial groups was done.

The response of scatter plots exhibited a high degree of relationship between the fourculture method and the conventional plating method for enumeration of total mesophilic bacteria ( r2 = 0.94 ), gram-ne-gative bacteria ( r2 = 0.89 ), coliform group ( r2 = 0.98 ) and E. coli ( r2 = 0.90 ) during cold storage at 3 ± 1 °C for 17 days. Whi-le, the correlation between them was for the enumeration of total mesophilic bac-teria ( r2 = 0.79 ), gram-negative bacteria ( r2 = 0.93 ), coliform group ( r2 = 0.86 ) and E. coli ( r2 = 0.76 ) during frozen storage at – 18 ± 1 °C for 8 months. These high coefficient of determinations indicated that the four-culture methods can be applied for monitoring the microbiological profile du-ring cold and frozen storage of Bolti fish. Moreover, this assay has many advantage such as reducing the total costs and time. In conclusion, this method will facilitate sanitation monitoring at fish-processing plants by simplifying procedures.

Improving the shelf-life stability of refrigerated Egyptian Bolti fish ( Oreochromis niloticus )H. Barakat, A. El-Desouky, F. Aschour, H. El-MansyBenha University, Food Science Depart-ment, Faculty of Agriculture, Al Qaly-ubiyah, Egypt

Bolti fish ( Oreochromis niloticus ) is consi-dered one of the main types of fish widely used in Egypt and it is preferred by most classes of people. Fresh fish are highly pe-rishable and susceptible to spoilage under undesirable conditions. In order to improve the shelf-life stability of refrigerated Egyp-tian Bolti fish and minimize the microbio-logical and enzymatic deteriorations. Wide study on some selected antimicrobials and antioxidants individually or in mixtures using of Escherichia coli O157:H7 ATCC as pathogenic module strain in vitro was stu-died.

32 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

Results indicated that mixture contain 2.7 % Sodium lactate + 3.6 % Tri-Sodi-um phosphate + 5.2 % Potassium sorbate + 270 ppm Butylated hydroxyansiol had a bactericidal effect on E. coli O157:H7 as indicator pathogenic strain after 1min from the beginning of treatment on liquid medium.

Fish was divided into 5 groups for treat-ments; raw fish ( RB ), artificially inoculati-on by E. coli O157:H7 in either non-evisce-rated ( ITWB ) or eviscerated ( EITWB ) which were dipped for 2 min in previous-ly mentioned mixture, non-eviscerated ( TWB ) or eviscerated ( EITWB ) which were similarly treated without artificial contamination.

All treatments were packaged in poly-ethylene packages and kept at 3 ± 1 °C un-til they were rejected by sensory evaluation. During subsequent cold storage chemical composition, freshness tests, physical pro-perties, microbiological assay and sensory evaluation for untreated and treated Bolti fish samples were investigated. The obtai-ned results indicated that E. coli O157:H7 was significantly affected and low detecta-ble count after 3 days in cold storage was found. Moreover, ETWB and EITWB had a best quality than TWB and ITWB when they were compared to RB samples. Who-le fish with additional dipping treatment could be extend the shelf-life of Bolti fish 5 days more, whereas, when fish eviscera-ted and dipped in the same solution the ex-piration period of this treatment could be prolonged to be about 17 days. Finally, our investigations recommend that using this handling treatment could be a promising facility for improving the shelf-life stability of refrigerated farmed Bolti fish.

Enzymatische Vernetzung von Lysozym unter HochdruckS. Schuh, C. Partschefeld, T. HenleTechnische Universität Dresden, Institut für Lebensmittelchemie

Das Hühnereiweißprotein Lysozym ( HEWL ) gehört zu der Enzymklasse der Hydrolasen ( EC 3.2.1.17 ) und ist in der Lage, die Peptidoglycanschicht gram-po-sitiver Mikroorganismen zu spalten. Auf-grund der 4 Disulfidbrücken ist das En-zym erstaunlich kompakt, temperatur- und hochdruckstabil. Weiterhin enthält HEWL die Aminosäuren Lysin ( Positionen 1, 13, 33, 96, 97, 116 ) und Glutamin ( Positionen 41, 57,121 ).

Durch Inkubation von HEWL mit mi-krobieller Transglutaminase ( mTG, EC 2.3.2.13 ) unter Hochdruck ( mTG-Aktivität 40 U / g Lysozym, Inkubation bis zu 60 min. bei 400 – 600 MPa und 40 °C ) konnten wir

erstmals eine enzymatische Vernetzung des Proteins und der Bildung von Lysozym-oligomeren erreichen. Die Bestimmung der Quervernetzung erfolgte mittels SDS Page. Die enzymatische Bildung von zu Di-, Tri und Tetrameren des Lysozyms erfolgt aus-schließlich unter Hochdruck. Bei Atmo-sphärendruck ist Lysozym kein Substrat für mTG. Folglich kann von einer partiellen Auf- und Rückfaltung des Lysozyms wäh-rend der Druckbehandlung ausgegangen werden, da die Bildung der Quervernet-zungsprodukte nur bei Anwesenheit von mTG währen der der Druckbehandlung er-folgte. Eine Zugabe nach der HD-Behand-lung führt zu keiner Quervernetzung.

Die druckstabile mTG [1 – 2] reagiert se-lektiv mit defnierten Lysin- und Glutamin-seitenketten des Lysozyms unter Bildung des Isopeptides N-ε-( γ-L-Glutamyl )-L-lysin zu vernetzen. Die enzymatische Modifika-tion von Lysozym unter Hochdruck ist eine neue Möglichkeit des „Zero Length Cross-linking“ von Proteinen und bietet interes-sante Perspektiven zur Herstellung funk-tionalisierter Lysozympräparate neuen Ei-genschaften.

Literatur:1. Lauber S ( 2001 ) Eur. Food Res. Technol. 213:

273 – 276.2. Menendez O ( 2006 ) J. Agric. Food Chem. 54:

1716 – 1721.

Einfluss der Röstbedingungen auf die flüchtigen Verbindungen von WalnüssenR. Osso, T. MörselTechnische Universität Berlin, Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmit-telchemie

Die Walnuss ( Juglans regia ) ist eine bedeu-tende Nussart mit großem Verbreitungsge-biet auf der nördlichen Erdhalbkugel. Sie wird verarbeitet, aber auch direkt als Nuss oder gepresstes Walnussöl genutzt.

Studien zeigen, dass das Fettsäurepro-fil der Nüsse eine wichtige Rolle bei dem Schutz vor vielen Erkrankungen wie z. B. Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielt. Wei-tere Inhaltsstoffe der Nüsse sind Vitami-ne ( Vitamin E, Folsäure, Vitamin B6, Nia-cin ), Mineralstoffe, Spurenelemente ( Mag-nesium, Zink, Selen, Kupfer, Kalium ) und sekundäre Pflanzenstoffe ( Polyphenole, Phenolsäuren ).

Um bei den Walnüssen das gewünsch-te Aroma, eine ansprechende Farbe und eine gute Texturqualität zu erhalten, wer-den diese im Allgemeinen geröstet. Die er-haltene Qualität wird maßgeblich von der verwendeten Röstmethode beeinflusst. Um die Röstergebnisse zu optimieren, wurde

unter zwei Bedingungen geröstet: unter In-ertgasatmosphäre und unter Luft.

Extrahiertes Öl aus rohen und unter Laborbedingungen gerösteten syrischen Walnüssen wurde daraufhin auf flüchtige Verbindungen untersucht. Hexanal als ein wichtiger Oxidationsindikator wurde bei der Röstung unter Luft in höheren Kon-zentrationen gefunden als bei der Röstung unter Inertgas.

Einfluss der Rösttemperaturen und der Röstzeiten auf die Qualität von WalnüssenR. Osso, T. MörselTechnische Universität Berlin, Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmit-telchemie

Die Walnuss ( Juglans regia ) ist eine bedeu-tende Nussart mit großem Verbreitungsge-biet auf der Nordhalbkugel der Erde. Die rohen Walnüsse werden vor dem Verzehr im Allgemeinen geröstet. Die erhaltene Qualität wird maßgeblich von den Röstbe-dingungen beeinflusst.

Der Geschmack und der Geruch von ge-rösteten Walnüssen zeichnet sich vor allem durch die Qualitäten röstig und aromatisch aus. Die sensorischen Eigenschaften und die Qualität werden vor allem durch Tem-peratur und Dauer der Röstung beeinflusst. Zur Optimierung dieser entscheidenden Faktoren, wurden Walnuss-Proben im Pro-benröster bei unterschiedlichen Tempera-turen und verschiedenen Zeiten geröstet.

Die Ergebnisse der sensorischen Eigen-schaften und der oxidativen Stabilität der untersuchten Proben haben gezeigt, dass der Einfluss der Rösttemperatur auf die Walnussqualität eindeutig stärker ausge-prägt ist als der der Röstzeit. Damit kön-nen Walnüsse keine hohen Rösttemperatu-ren vertragen, dafür aber längere Röstzei-ten. Die Auswirkungen auf die oxidative Stabilität bei hohen und niedrigen Tempe-raturen sind zwar im Endeffekt ähnlich, die gewünschten positiven Eindrücke bleiben bei niedrigen Temperaturen jedoch länger erhalten.

The use of the antifungal protein AFP as a bio-preservativeH. Barakat1, A. Spielvogel1, M. Has-san2, A. El-Desouky2, V. Meyer3, H. El-Mansy2, U. Stahl11Technische Universität, Institut für Bio-technologie, Mikrobiologie und Genetik, Berlin; 2Al Qalyubiyah / ET; 3Leiden / NL

Fusarium Head Blight caused by Fusari-um species is one of the major cereal fun-gal diseases in field worldwide. Infection

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 33

can adversely affect the quantity, quality, and marketability of the grain by reducing yield, discoloring, shrivelling and reducing vigor.

Besides being the causing agent of plant diseases, Fusarium species also produce a wealth of secondary metabolites which can cause serious food safety and quality problems. Especially, secondary growth of Fusarium species during malting is a great concern in beer production as it accounts for the gushing effect and off-flavour for-mation.

The filamentous fungus Aspergillus gi-ganteus produces a small protein, named AFP, which acts fungicidal already at mi-cromolar concentration without affecting the growth of bacteria, yeasts, plant- or human cells. As it has been demonstrated that Fusarium species are very sensitive to-wards AFP, the applicability of the protein was tested during a small scale malting pro-cess using naturally Fusarium infested bar-ley samples. During different steps of the malting process, growth of Fusarium was monitored in AFP-treated and non-treated samples and the final malt and wort quality determined and compared.

Our results show that AFP is indeed able to inhibit the growth of Fusarium spe-cies, whereby the malt and wort quality is not negatively affected. Further work will be focusing on determination of Fusarium metabolites related to gushing potential.

Studien zur Verkapselung von AnthocyanenA. Oehme1, G. Krammer2, P. Schreier1

1Lehrstuhl für Lebensmittelchemie, Uni-versität Würzburg, 2Holzminden

Anthocyane weisen aufgrund ihrer pheno-lischen Struktur ein starkes antioxidatives Potential auf und zeigen u. a. antiinflamma-torische und anticancerogene Effekte [1]. Aufgrund dieser Eigenschaften wird ih-nen eine positive Rolle bei der Prävention und Therapie verschiedener Krankheiten wie chronisch-entzündlichen Darmerkran-kungen und Darmkrebs zugeschrieben [2]. Da Anthocyane einer raschen Metaboli-sierung im Gastrointestinal-Trakt ( GIT ) unterliegen, ist die Verfügbarkeit im Dick-darm jedoch gering [3]. Eine Möglichkeit zum gezielten Transport der Anthocyane in den Colon stellt die Verkapselung in eine Pektinmatrix dar. Das Polysaccharid ist in Mundhöhle und Magen stabil und der Ab-bau der Matrix, verbunden mit der Freiset-zung der Inhaltsstoffe, wird erst durch die enzymatische Aktivität der Darmmikro-flora hervorgerufen [4]. Ziel der vorliegen-den Arbeit war es daher, anthocyanhaltige Pektin-Kugeln ( APK ) herzustellen und be-

züglich ihrer Freisetzungseigenschaften im simulierten GIT zu untersuchen.

Die Herstellung der APK erfolgte nach dem Prinzip der ionotropen Gelierung un-ter Verwendung von anthocyanhaltigem Heidelbeerextrakt und amidiertem Pektin. Ein Teil der APK wurde mit ethanolischer Schellack-Lösung gecoatet. Die Freiset-zungseigenschaften wurden anschließend in einem Modellsystem, das die Magen- und Dünndarmpassage simuliert, unter-sucht.

Anthocyane konnten mit der entwickel-ten Methode erfolgreich in die Pektinma-trix eingekapselt werden. Aus unmodifi-zierten APK wurde der Hauptanteil der Anthocyane bereits in Magensaftsimulanz freigesetzt. Ursache hierfür ist die Quel-lung der Pektinmatrix im wässrigen Medi-um, die durch eine Hydrophobierung der Oberfläche verringert werden kann [5]. Der Einsatz des hydrophoben Maisproteins Zein zeigte hierbei keinen Effekt. Ein hyd-rophobes Coating mit Schellack reduzierte die Freisetzung in Magensaftsimulanz da-gegen deutlich. Mit Schellack-gecoateten APK wurde unter den gewählten Versuchs-bedingungen ein Anthocyantransport in den Dickdarm erreicht.

Literatur:1. Zafra-Stone S ( 2007 ) Mol. Nutr. Food Res. 51:

6752. Lila MA ( 2004 ) J. Biomed. Biotech. 5: 3063. Keppler K ( 2005 ) Bioorgan. Med. Chem. 13:

51954. Knaup B ( 2008 ) Mol. Nutr. Food Res. 52: 8405. Liu L ( 2003 ) Biomaterials 24: 3333.

Nachweis der Wirksamkeit von antimikrobiell aktiven FolienC. Hauser1, G. Ziegleder1, M. Pi-schetsrieder2

1Fraunhofer Institut Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Freising; 2Erlangen

Während der Verbraucher immer gezielter nach frischen und möglichst wenig verar-beiteten Lebensmitteln strebt, fordert der Handel durch die immer längeren Distri-butionswege aufgrund von Zentralisierung, dass diese Produkte trotzdem lange haltbar und mikrobiologisch sicher bleiben. Eine einfache Verpackung mit einer passiven Barriereschutzwirkung genügt diesen An-sprüchen meist nicht mehr. Aus diesem Grund sind vor allem in Japan schon lange aktive Verpackungen im Einsatz. In der EU und speziell in Deutschland können durch die neue Verordnung über aktive und intel-ligente Materialien und Gegenstände diese Verpackungen bald zum Einsatz kommen [1].

Am Fraunhofer IVV, Freising, wurde eine antimikrobiell wirksame Folie entwi-ckelt, welche Sorbinsäure enthält. Sorbin-

säure ist als konventioneller und gesund-heitlich unbedenklicher Konservierungs-stoff für eine Vielzahl von Lebensmitteln zugelassen. Die Folie gibt die Sorbinsäure gezielt in geringsten Mengen an die Le-bensmitteloberfläche ab und schützt somit das Lebensmittel an der Kontaktfläche vor primären Kontaminationen durch Mikro-organismen. Dadurch kann eine längere Haltbarkeit und ein sicheres Lebensmittel garantiert werden, wobei auf die eigentli-che Konservierung des Lebensmittels ver-zichtet werden kann.

Bei der Herstellung der antimikrobiell wirkenden Folie wird die Sorbinsäure über eine Polyvinylacetat-Lackschicht auf kon-ventionelle Lebensmittelverpackungsfoli-en aufgebracht. Der Lack ermöglicht eine kontrollierte Wirkstoffabgabe und kann gleichzeitig als Siegelschicht dienen.

Entscheidend für den Einsatz dieser Fo-lien ist die antimikrobielle Wirksamkeit ge-gen unterschiedliche pathogene und nicht pathogene Lebensmittelverderbniserreger.

Für den Nachweis der antimikrobiellen Wirksamkeit und Effizienz wurde eine ge-normte Testmethode ( Japanischer Indust-riestandard Test JIS Z 2801:2000 ) herange-zogen: Je Folienprobe wurden drei einzel-ne Teststücke einer Fläche von 5 × 5 cm steril ausgeschnitten und mit einer Keim-suspension mit definierter Keimzahl von 2,5 – 10E5 KbE / ml beimpft. Diese Test-stücke wurden mit einer sterilen Deck-folie bedeckt und 24 h bei ihrer spezifi-schen Wachstumstemperatur und 90 % rel. Feuchte bebrütet. Als Referenz dien-ten 3 Folienteststücke ohne auflackiertem Konservierungsmittel. Eine Keimzahlbe-stimmung nach 24 h gibt exakte Werte der überlebenden Zellen an.

Die antimikrobiell wirkende Folie zeig-te eine Keimreduktion von bis zu 106 KbE / Objekt. Das Wirkungsspektrum er-streckt sich dabei von Verderbniserregern wie Pseudomonas fluorescens über Hefen ( Saccharomyces cerevisiae ) und Schimmel-pilze ( Aspergillus niger ) bis hin zu pathoge-nen Lebensmittelinfektionserregern wie E. coli und Staphylococcus aureus.

Literatur:1. Verordnung ( EG ) 450 / 2009 vom 29.5.2009

über aktive und intelligente Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Le-bensmitteln in Berührung zu kommen

Entwicklung eines Schnelltests zur Phosphorbestimmung in PflanzenölenI. Steiner, P. M. Kovalsky, H. HafnerTechnische Universität Wien

Für Pflanzenöl als Kraftstoff existieren zur-zeit noch keine international verbindli-

34 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

chen Qualitätsstandards. In der Vornorm DIN V 51605 wurden jedoch für Rapsöl-kraftstoff verschiedene Qualitätsparame-ter mit Grenzwerten und entsprechenden Prüfverfahren festgelegt. Einer der wesent-lichen Qualitätsparameter ist der Phos-phorgehalt, der in der Vornorm mit einer maximalen Konzentration von 12 mg / kg angeführt wird. Als Prüfverfahren ist eine instrumentell aufwendige Analyse mittels ICP angegeben.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwick-lung eines Schnelltests zur Bestimmung des Phosphorgehaltes in Pflanzenölen. Der Messbereich liegt zwischen 0 und 100 mg / kg. Mit Hilfe dieses Schnelltests sollte eine einfache, kostengünstige und rasche Qualitätsbeurteilung hinsichtlich Phosphorgehalt in Pflanzenölen durchge-führt werden können. Idealerweise sollte dieser Schnelltest möglichst ohne aufwen-dige Laborausstattung ( wie z. B. ICP ) und auch von Personen ohne spezielle chemi-sche Ausbildung ausgeführt werden ( z. B. vor Ort bei dezentralen Ölgewinnungsan-lagen ).

Einer der entscheidenden Schritte ist die Veraschung ohne Reste organischer Substanz. Danach müssen die Phosphor-verbindungen in Orthophosphat ( PO4

3 – ) überführt werden, um sie einer photome-trischen bzw. reflektrometrischen Bestim-mung in Form von Phosphormolybdän-blau zugänglich zu machen. Diese Bestim-mung wird mit Hilfe eines kommerziellen Sets reflektrometrisch in einem Bereich von 0,1 – 5 mg / l PO4

3 – durchgeführt. Da-mit die Analysenmethode auch „richtige“ und reproduzierbare Ergebnisse liefert, sind bestimmte Kriterien bezüglich eingesetzter Probenmenge, Aufschlussreagenzien und Verdünnungsschritten unbedingt einzu-halten. Die ausgearbeitete Methode wird vorgestellt. Auch ein Vergleich von „Kü-vettentest“ und „Streifentest“ wird durch-geführt und der Konzentrationsbereich für den Einsatz des „Streifentests“ ermittelt.Wir danken der Fa. Waldland für die finanzielle

Unterstützung und Herrn Ing. Hannes Blauen-steiner für die Bereitstellung des Probenmate-rials.

Vergleich von Extraktionsverfahren zur Arsenspeziesbestimmung in Reis

P. Fecher1, A. Nagengast1, G. Ilgen2

1Landesamt für Gesundheit und Lebens-mittelsicherheit, Erlangen; 2Bayreuth

Die Arsengehalte im Reis liegen im Mittel bei 0,1 – 0,5 mg / kg und stellen eine signifi-kante Belastung in einem Grundnahrungs-mittel dar, die je nach Herkunft sehr un-terschiedlich sein kann. Bedingt durch das

genotoxische Potential der drei- und fünf-wertigen Arsenspezies ist eine Unterschei-dung von den geringer toxischen organi-schen Arsenverbindungen notwendig.

In der Literatur sind umfangreiche Unter-suchungen publiziert, in denen verschiedene Extraktionsverfahren, basierend auf Wasser und Methanol, verglichen werden [1]. An-dere Arbeiten beschreiben eine Behandlung mit Trifluoressigsäure [2] oder eine Extrak-tion mit 1 %-iger Salpetersäure [3].

Grundsätzlich sollte ein Extraktionsver-fahren die Elementspezies unverändert las-sen und zugleich eine möglichst hohe Aus-beute liefern. Diese Ziele sind nicht ohne weiteres erreichbar und zusätzlich nicht für alle Lebensmittel übertragbar.

Wasser ist ein Extraktionsmittel, das nur geringe Änderungen der Spezies er-warten lässt und wird auch in [1] als Ex-traktionsmedium favorisiert. Beim Reis be-steht allerdings das Problem, dass die Stär-ke verkleistert und die Extrakte bereits ab 80 °C Extraktionstemperatur nicht mehr filtrierbar sind. Auch zeigt ein Vollkornreis ein anderes Extraktionsverhalten als ein geschälter Reis [4].

Auf dem Poster werden verschiedene Extraktionen ( enzym-unterstützte Was-serextraktion, saure und basische Extrak-tion ) miteinander verglichen und anhand der Praktikabilität und Speziesverteilung beurteilt.

Literatur1. Narukawa T, Inagaki K, Kuroiwa T, Chiba K

( 2008 ) Talanta 77: 427 – 4322. Williams PN, Price AH, Raab A, Hossain SA,

Feldmann J, Meharg AA ( 2005 ) Environ. Sci. Technol. 39: 5531 – 5540

3. Raab A, Baskaran C, Feldmann J, Meharg A ( 2009 ) Environ. Monit. 11: 41 – 44

4. Fecher P, Schmidt L, Ilgen G ( 2009 ) Posterbei-trag CANAS’09, Freiberg

Arsen beeinflusst die Expression, den Gehalt und die Funktion zentraler Schlüsselproteine der Reparatur mutagener DNA-AddukteM. Nollen1, F. Ebert1, M. Bültemey-er2, L. H. F. Mullenders3, A. Hart-wig2, T. Schwerdtle1

1WWU Münster; 2Berlin; 3Leiden / NL

Das kanzerogene Halbmetall Arsen ist ein ubiquitär verbreitetes Element, dessen Hauptexpositionsquelle für den Menschen die Ernährung darstellt. Über Lebensmittel und die Umwelt sind wir zudem gegenüber weiteren Kanzerogenen ( z. B. PAKs, Strah-lung … ) exponiert, welche zur Bildung großräumiger DNA-Addukte führen. Ein Großteil dieser DNA-Addukte wird durch die zelluläre Nukleotidexzisionsreparatur

( NER ) behoben, wodurch die genomische Stabilität gewährleistet wird.

Unsere bisherigen Studien verdeutli-chen, dass Arsen effizient die NER hemmt und damit kogenotoxisch wirkt. Die beob-achtete Störung der NER könnte ein wich-tiger Ansatzpunkt für die bislang mecha-nistisch nicht verstandene arsenvermittel-te Kanzerogenese sein. Im Rahmen dieser Arbeit suchten wir nach molekularen Me-chanismen der beobachteten Reparatur-hemmung und untersuchten den Einfluss verschiedener Arsenverbindungen auf die Genexpression, Proteinmenge und -funkti-on sog. NER „key player“. Wir setzten zu-nächst ein immunfluorimetrisches Testsys-tem ein, um in menschlichen Hautzellen die Rekrutierung einzelner Reparaturprote-ine zu einer UVC-induzierten DNA-Scha-densstelle fluoreszenzmikroskopisch zu ver-folgen. Als erster molekularer Ansatzpunkt für die beobachtete Reparaturhemmung wurde das XPC-Protein, welches als Initi-ator der globalen genomischen NER gilt, identifiziert. Arsenit und sein Stoffwech-selprodukt MMA( III ) inhibierten in nicht-zytotoxischen, umweltrelevanten Konzent-rationen die Schadensassoziation von XPC während der DNA-Reparatur. Dieser Ef-fekt war nachweislich auf eine Reduktion der XPC-Genexpression ( Real Time RT PCR ) und in Folge dessen auf eine deut-liche Verminderung der XPC-Gesamtpro-teinmenge ( SDS PAGE / Western Blot ) zu-rückzuführen. Durch die gestörte Assozia-tion von XPC wurden die Bindung weiterer essenzieller DNA-Reparaturproteine ( u. a. XPA, XPG ) und damit der korrekte Ablauf der DNA-Reparatur in den Zellen beein-trächtigt.

Insgesamt zeigen unsere Studien in An-wesenheit von Arsen eine Störung des zel-lulären Reparaturablaufs. Im Falle einer Mischexposition mit Arsen können somit durch andere toxische Lebensmittelin-haltsstoffe induzierte DNA-Addukte per-sistieren und sich in Mutationen manifes-tieren. Dies trägt vermutlich zur kanzero-genen Wirkung von Arsen bei.

Major and Trace Element Content in Sea Buckthorn Juice ( Hippophaë rhamnoides L. ssp. rhamnoides ): Nutritional As-sessment of Processing EffectsD. Gutzeit, P. Winterhalter, G. Jerz*Institute of Food Chemistry, Technische Universität Braunschweig

The berries of sea buckthorn ( Hippophaë rhamnoides L. ssp. rhamnoides, Elaeagna-ceae ) are a rich source for vitamins such as folates, pantothenic acid, vitamin C and

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vitamin K1 [1 – 4]. Traditionally they are used for ethnomedicinal remedies in Ti-bet, Mongolia, China and Central Asia [5]. Due to the high nutritive value, the inte-rest in sea buckthorn berries and related products has also been increased in Europe and North America [5].

The effects of processing on the mine-ral element content in sea buckthorn juice were investigated during juice production from sea buckthorn berries using two dif-ferent growing areas ( Germany: D, Roma-nia: RO ).

The major and trace elements of sea buckthorn berries and juices were deter-mined by atomic absorption spectroscopy ( AAS: calcium, iron, magnesium, potassi-um, sodium ) and inductively-coupled plas-ma-mass spectrometry ( ICP-MS: arsenic, boron, chromium, copper, manganese, mo-lybdenum, nickel, selenium, zinc ).

Potassium is the most abundant major element in sea buckthorn berries and juices. The production process increased the po-tassium content in juices by about 20 % to the final values for K [juices: 360 mg / 100 g ( D ) and 462 mg / 100 g ( RO )]. The potassi-um contribution of sea buckthorn juice re-presents a beneficial addition for the achie-vement of an adequate dietary intake for all adults. Processing of juice also increased the value for manganese by up to 32 % com-pared to the content in the berries [juices Mn: 313 µg / 100 g ( RO ) and 421 µg / 100 g ( D )]. Technological steps of industrial juice production caused losses in the final juice products for trace elements: about 53 – 77 % for the chromium concentrations [final jui-ces: Cr: 14 µg / 100 g ( RO ) and 22 µg / 100 g ( D )], 50 % for the copper contents [Cu: 46 µg / 100 g ( D ) and 53 µg / 100 g ( RO )], 64 – 75 % for molybdenum [Mo: 2 µg / 100 g ( RO and 5 µg / 100 g ( D )] and up to 45 % of the iron concentrations [Fe: 151 µg / 100 g ( RO ) and 346 µg / 100 g ( D )].

Consumption of sea buckthorn juice and related products still represent a bene-ficial source for chromium, copper, manga-nese, molybdenum, iron and potassium in order to achieve the daily dietary require-ments for men and women.

References1. Gutzeit D, Mönch S, Jerz G, Winterhalter P,

Rychlik M ( 2008 ) Anal. Bioanal. Chem. 391: 211 – 219.

2. Gutzeit D, Klaubert B, Rychlik M, Winterhal-ter P, Jerz G ( 2007 ) J Agric. Food Chem. 55: 3978 – 3984.

3. Gutzeit D, Baleanu G, Winterhalter P, Jerz G ( 2008 ) J. Food Sci. 73: C615 – C620.

4. Gutzeit D, Baleanu G, Winterhalter P, Jerz G ( 2007 ) J. Food Sci. 72: C491 – C497.

5. Guliyev VB, Gul M, Yildirim A ( 2004 ) J. Chro-matogr. B 812: 291 – 307.

Selen in Lebensmitteln

H. Taschan1, H. Brunn2

Landesbetrieb Hessisches Landeslabor: 1Kassel, 2Giessen

Selen ist ein essentielles Mikrospurenele-ment: es ist Bestandteil einiger Enzyme bzw. Proteine wie Glutathionperoxidase, Jodthyronindejodinase, Selenophosphat-synthetase, Selenoprotein P und Seleno-protein W.

In Deutschland sind keine Selen-Man-gel-Symptome bekannt. Niedrige Selen-Konzentrationen werden mit Krankheiten wie Krebs, viralen Infektionen, oxidativem Stress u.a. in Verbindung gebracht; diese möglichen Zusammenhänge sind jedoch nicht ausreichend geklärt.

Die DGE hält eine Zufuhr von 30 – 70 µg / Tag für Jugendliche, Erwach-sene, Schwangere und Stillende für an-gemessen. Für Kinder bis 14 Jahre gilt ein entsprechender Wert von 10 – 60 µg / Tag. Da der Bedarf an Selen noch nicht eindeu-tig geklärt ist, handelt es sich hierbei um Schätzwerte.

Der Selengehalt in Lebensmitteln ist von der Selenaufnahme der Pflanzen und Tiere abhängig. Bei tierischen Lebensmit-teln spielt die Anreicherung des Futtermit-tels mit Selen ebenfalls eine Rolle.

Nach Angaben des BfR gibt es in Deutschland keine repräsentativen Ver-zehrerhebungen, die Aufschluss über eine Selenaufnahme mit der Nahrung geben können. Daher ist es von Interesse, Le-bensmittel auf ihren Selengehalt zu unter-suchen, um einen Überblick über deren Se-lengehalte zu erhalten.

Material und Methode: Im Rahmen die-ser Arbeit wurden bisher 1729 Proben un-terschiedlicher Warengruppen auf ihren Selengehalt untersucht. Die Bestimmung erfolgte mittels AAS.

Ergebnisse: Die Selen-Gehalte der bisher untersuchten Lebensmittel lagen zwischen n. n. und 136 mg / kg bzw. mg / l.

Schlussfolgerung: In den Industrielän-dern ist beim gesunden Menschen kein Se-lenmangel bekannt. Es wird allerdings dis-kutiert, ob die Versorgung mit Selen aus-reichend ist oder eine Supplementierung erwogen werden sollte. Durch eine ausge-wogene Ernährung kann – entsprechende Verfügbarkeit vorausgesetzt – genügend Se-len aufgenommen werden. Als Nahrungs-ergänzungsmittel ist Selen nicht zu emp-fehlen, da die Bewertung von Selenverbin-dungen noch nicht abgeschlossen und die Notwendigkeit einer zusätzlichen Selenzu-fuhr bei hierzulande üblicher Ernährung fraglich ist sowie Risiken von hohen Dosen nicht abschätzbar sind.

Zink in Lebensmitteln

H. Taschan1, H. Brunn2

Landesbetrieb Hessisches Landeslabor: 1Kassel, 2Giessen

Zink gehört zu den für Mensch und Tier essentiellen Spurenelementen und hat zahlreiche lebenswichtige Funktionen im Organismus, z. B. als Bestandteil oder Ak-tivator von Enzymen, Hormonen und Re-zeptoren. Darüber hinaus spielt es im Im-munsystem eine Rolle.

Die DGE hält eine Zufuhr von 7 – 11 mg / Tag für Jugendliche, Erwachse-ne, Schwangere und Stillende für angemes-sen. Für Kinder bis 14 Jahre gilt ein Wert von 3 – 9,5 mg / Tag.

Glaubt man der Werbung im Internet, so sind Diabetiker, schwangere und stillen-de Frauen, Sportler, Rheumatiker, Heran-wachsende, stark gestresste Personen u. a. wegen unzureichender Zinkzufuhr stark gefährdet. Als Lösung dieser Unterversor-gung wird empfohlen, zur Ergänzung Zink-tabletten einzunehmen.

Hier stellt sich die Frage, welche Zinkge-halte Lebensmittel aufweisen und ob eine zusätzliche Zinkzufuhr als Nahrungsergän-zungsmittel notwendig ist.

Material und Methode: Im Rahmen die-ser Arbeit wurden 2830 Proben unter-schiedlicher Lebensmittelgruppen auf ih-ren Zinkgehalt untersucht. Die Bestim-mung erfolgte mittels AAS.

Ergebnisse: Die Zink-Gehalte der bisher untersuchten Lebensmittel schwankten zwischen <1 und 59269 mg / kg bzw. mg / l.

Schlussfolgerung: In den Industrielän-dern ist beim gesunden Menschen kein Zinkmangel bekannt. Die hier vorliegen-den Daten zeigen, dass – entsprechende Bioverfügbarkeit vorausgesetzt – bei ei-ner ausgewogenen Ernährung ausreichend Zink mit der Nahrung aufgenommen wer-den kann und eine zusätzliche Zinkzufuhr als Nahrungsergänzungsmittel nicht not-wendig erscheint.

Als Nahrungsergänzungsmittel ist Zink nicht zu empfehlen, da nach längerem Ver-zehr von Zinksupplementen verschiede-ne negative Auswirkungen im Körper wie Anämien, Veränderungen der weißen und roten Blutzellen, Beeinträchtigung der Im-munabwehr u. a. beobachtet wurden und eine Störung des Eisen- und Kupferstoff-wechsels festgestellt wurde.

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Cadmium in Schokoladen und KakaoproduktenN. Prühs1, P. Fecher2

1Amt für Verbraucherschutz Mettmann; 2Erlangen

Kakaopflanzen nehmen über die Wurzeln das Schwermetall Cadmium aus dem Bo-den auf, welches sich dann in den Samen ( Kakaobohnen ) anreichert. Somit kann Kakao und daraus hergestellte Produkte wie Schokolade mit Cadmium kontami-niert sein.

Oral aufgenommen verursacht Cad-mium unter anderem Nierenschäden. Die Weltgesundheitsorganisation ( WHO ) hat deshalb einen „PTWI“-Wert ( „provisional tolerable weekly intake“ ) von 0,007 mg pro Kilogramm Körpergewicht festgelegt [1], der die vorläufig duldbare wöchentliche Aufnahmemenge beschreibt.

Zur Ermittlung der Cadmiumbelastung durch Kakaoprodukte wurden Bitter- und Milchschokoladen, Nuss-Nougatcremes und kakaohaltige Getränkepulver unter-sucht. Das Poster zeigt aktuelle Daten zu Cadmiumgehalten in diesen Produkten. Die Unterschiede zwischen den Bitterscho-koladen und den übrigen Produkten sind deutlich, wobei weiterhin die höchsten Ge-halte in Bitterschokoladen gefunden wer-den.

Basierend auf den ermittelten Gehalten stellt das Poster die Auslastung des PTWI-Wertes dar. Bei Erwachsenen trägt vor al-lem der Verzehr von Bitterschokoladen zu einer anteiligen Auslastung des PTWI-Wertes bei. Bei Kindern dagegen bewirkt auch der Konsum von Milchschokoladen, trotz des hier geringeren Gehaltes an Cad-mium, eine gewisse Auslastung des PTWI-Wertes. Der Verzehr anderer kakaohaltiger Produkte, wie Nuss-Nougat-Cremes und kakaohaltiger Getränkepulver, liefert bei Kindern ebenfalls einen Beitrag zur Aus-lastung des PTWI-Wertes.

Derzeit existieren keine rechtlich ver-bindlichen Höchstgehalte für Cadmium in Kakao bzw. Kakaoprodukten wie beispiels-weise Schokolade. In der Stellungnahme vom 31.1.2007 empfiehlt das Bundesinstitut für Risikobewertung ( BfR ) einen Höchst-gehalt für Cadmium in Schokoladen zwi-schen 0,1 und 0,3 mg / kg festzusetzen [2]. Die Einführung eines Höchstgehaltes für Cadmium in Schokoladen wird derzeit in der EU noch beraten.

Literatur:1. Joint FAO / WHO expert committee on food ad-

ditives ( 2003 ) 61. Meeting, 10 – 19 June 2003, JECFA / 61 / SC

2. Stellungnahme Nr. 015 / 2007 des Bundes-instituts für Risikobewertung ( BfR ) vom 31.01.2007

Antimon und die DNA-Reparatur

C. Großkopf, A. HartwigTU Berlin

Das Halbmetall Antimon und dessen an-organische Verbindungen stehen im Ver-dacht, Krebs zu verursachen. Dies ist umso bedenklicher, als von einer zunehmenden Belastung der Bevölkerung durch Antimon ausgegangen werden muss. In zahlreichen Produkten wie PET-Flaschen oder Textili-en findet es sich mittlerweile. Zur Abschät-zung des Risikos ist es jedoch wichtig, den Wirkungsmechanismus zu kennen. Für die DNA-Schädigung durch dreiwertiges Anti-mon wird neben der Induzierung von oxida-tivem Stress vor allem eine Hemmung der DNA-Reparatur verantwortlich gemacht [1]. Zinkbindende Domänen in Protei-nen wie Xeroderma Pigmentosum A ( XPA ) oder p53 stellen mögliche Angriffspunkte dar. Beide Proteine sind für die Reaktion der Zelle auf DNA-Schädigung bedeut-sam, p53 u. a. als Transkriptionsfaktor und XPA als Bestandteil der DNA-Reparatur. Im zellulären System war am Beispiel von UVC-Strahlung eine Beeinträchtigung der DNA-Reparatur in Gegenwart von Anti-mon messbar. Weitere Untersuchungen zu XPA zeigten, dass nach Induzierung lokaler DNA-Läsionen [2] sowohl die Wanderung von XPA an den Schaden als auch dessen Abdissoziation vermindert waren. Eine In-teraktion von Sb( III ) mit der zinkbinden-den Domäne des Proteins konnte anhand der Freisetzung von Zink bestätigt werden. Dagegen kann eine verringerte Genexpres-sion nach Quantifizierung des mRNA-Ge-halts als Ursache ausgeschlossen werden. Allerdings war die Genexpression eines an-deren Reparaturproteins, nämlich p48, das transkriptionell durch p53 reguliert wird, beeinträchtigt. Die Stabilisierung von p53 nach UVC-Bestrahlung verlängerte sich in Gegenwart von Antimon zwar deutlich, die Induktion des Effektorproteins p21 wurde jedoch verzögert. Damit kommen sowohl XPA als auch p53 als Ursache für die Be-einträchtigung der DNA-Reparatur durch Sb( III ) in Frage. Weitere Untersuchungen werden folgen, um die Rolle der zinkbin-denden Domänen bei der durch Antimon verursachten Reparaturhemmung zu be-leuchten.

Literatur:1. Schaumlöffel N, Gebel T .( 1998 ) Mutagenesis

13: 281 – 2862. Nollen M, Ebert F, Moser J, Mullenders LHF,

Hartwig A, Schwerdtle T ( 2009 ) Molecular Nutrition and Food Research, in press

Einfluss von Arsen auf den zellulären Gehalt an Reparatur-proteinenA. Weiss, F. Ebert, T. SchwerdtleWWU Münster, Institut für Lebensmit-telchemie

Das toxische Halbmetall Arsen ist ubi-quitär verbreitet. Seine Aufnahme erfolgt vorwiegend über die Nahrung und das Trinkwasser. Der aktuelle WHO-Trink-wassergrenzwert ( 10 µg / L ) wird in vielen Teilen der Erde überschritten und zahlrei-che epidemiologische Studien zeigen deut-liche Korrelationen zwischen erhöhten Ar-sentrinkwassergehalten und erhöhten Tu-morinzidenzen. Anorganisches Arsen wur-de von der IARC als Humankanzerogen eingestuft, die zugrunde liegenden Mecha-nismen sind nicht geklärt. Da Arsen selbst nicht direkt genotoxisch ist, wird aktuell eine Inhibierung von DNA-Reparaturpro-zessen diskutiert.

Hier beschäftigen wir uns mit dem Ein-fluss von Arsen auf die sogenannte Ba-sen-Exzisions-Reparatur ( BER ), welche in erster Linie für die Entfernung oxidati-ver DNA-Schäden verantwortlich ist. Da oxidative DNA-Schäden bereits endogen permanent gebildet werden, spielt die BER eine entscheidende Rolle bei der Sicherung der genomischen Stabilität. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Testsystem zur Be-stimmung des Gehaltes zweier essenzieller BER-Proteine in menschlichen Lungentu-morzellen etabliert. Nach Extraktion der Proteine wurden diese mittels SDS-PAGE getrennt und nach Übertragung auf eine PVDF-Membran über Western Blotting immunologisch quantifiziert. Hierzu wur-den spezifische monoklonale primäre An-tikörper gegen die entsprechenden Protei-ne eingesetzt, sowie zur Detektion sekun-däre Peroxidase-gekoppelte Antikörper, womit über eine Luminol-Umsetzung eine Quantifizierung am Chemilumineszenzde-tektionssystem ermöglicht wird. Nach die-sem Prinzip wurden die Gehalte an DNA-LigaseIIIα ( LigIIIα ) und dem X-ray repair cross-complementing protein 1 ( XRCC1 ) bestimmt. LigIIIα schließt die bei der BER nach Exzision der fehlerhaften Base und Polymerisation entstehende Lücke, wäh-rend XRCC1 als Gerüstprotein den ge-samten Vorgang der BER koordiniert und in Wechselwirkung mit anderen BER-Pro-teinen, unter anderem der LigIIIα, steht. Unsere Untersuchungen verdeutlichen, dass der zelluläre Gehalt an LigIIIα be-reits durch umweltrelevante, niedrige µM Arsenitkonzentrationen konzentrationsab-hängig gesenkt wird. Weiterführende Re-al-Time-Reverse-Transkriptase-PCR-Stu-dien lassen vermuten, dass die Absenkung

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 37

des Gesamtproteingehaltes an LigIIIα auf eine Reduktion der ligIIIα-Genexpression durch Arsenit zurückzuführen ist.

Zusammenfassend reduzierte Arsenit in menschlichen Zellen den LigIIIα-mRNA-Level und in Folge dessen den zellulären LigIIIα-Gehalt. Dies resultiert vermutlich in einer starken Beeinträchtigung der BER, da vorliegende DNA-Schäden durch die fehlende Ligaseaktivität nicht vollständig repariert werden können und Strangbrüche akkumulieren. Da nach aktuellen Studien die LigIIIα auch für andere Reparaturwege essenziell ist, sollen weitere Studien zeigen, ob die beobachteten Effekte einen generel-len mechanistischen Ansatz der indirekt genotoxischen und kanzerogenen Wirkung von Arsen darstellen.

Erarbeitung einer Aufschluss- und Analysenmethode für die Routineanalytik von Gesamtarsen in Lebensmitteln

A. Wolf1, T. Schwerdtle1, E. Remling2

1WWU Münster, Institut für Lebensmit-telchemie; 2apetito AG, Rheine

Die Bedeutung der chemischen Analy-tik hat seit Mitte des letzten Jahrhunderts stark zugenommen, wobei wachsende An-sprüche vor allem an die Nachweisempfind-lichkeit und die Schnelligkeit von Analyse-verfahren gestellt werden. Beides resultiert hauptsächlich aus dem zunehmenden Ein-satz der Analytik in der Umweltforschung und in der Überwachung von Schadstoffen in Lebensmitteln. Die derzeitige Kontami-nanten-VO legt den Gehalt der Schwerme-talle Blei, Cadmium und Quecksilber in Lebensmitteln fest. In absehbarer Zeit wird vermutlich auch ein Grenzwert für Arsen in Fisch und Meeresfrüchten folgen, der die Etablierung einer Analysenmethode zur Bestimmung von Gesamtarsen notwen-dig macht.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein geeignetes Aufschlussverfahren und eine Methode für die Bestimmung von Ge-samtarsen mittels der Graphitofenatom-absorptionsspektrometrie ( GFAAS ) auf der Grundlage der §-64-Methode L12.00-6 des LFGB erarbeitet. Hierzu wurden vor-wiegend Fisch- und Meeresfrüchteproben homogenisiert und einem salpetersauren mikrowellenunterstützenden Aufschluss unterzogen, um die vollständige Minera-lisierung der über 90 % arsenorganischen Verbindungen in marinen Organismen zu gewährleisten. Die anschließende Quan-tifizierung am GFAAS setzte eine exakte Abstimmung der einzelnen Geräteparame-ter voraus. Demzufolge wurde das Tempe-raturofenprogramm des Graphitrohres op-

timiert und als Matrixmodifier eine Palla-dium- / Magnesiumnitrat-Lösung gewählt. Darüber hinaus wurde die Auswertung über die Peakhöhe mittels einer 5-Punkt-quadratischen-Kalibrationsfunktion vor-genommen. Mit dieser Methode wurde eine Nachweisgrenze für Gesamtarsen von 0,1 µg / L und eine Bestimmungsgrenze von 0,5 µg / L erzielt. Das so entwickelte Verfah-ren wurde anhand der Mess- und Metho-denpräzision sowie der Wiederfindungsra-te validiert. Weiterhin wurde die Methode dahingehend erweitert, dass neben Arsen auch Blei und Cadmium in einem Messver-fahren am GFAAS bestimmt werden kön-nen. Auf diese Weise kann mittels einer Analyse ein effizienter und schneller Über-blick über diese drei in Lebensmitteln ent-haltenen Schadstoffe gewonnen werden. Nach erfolgter Optimierung und Validie-rung ergaben sich für Blei und Cadmium 0,05 µg / L und 0,01 µg / L als Nachweisgren-ze bzw. 0,3 µg / L und 0,03 µg / L als Bestim-mungsgrenze.

Zusammenfassend konnte eine zuverläs-sige und schnelle Methode für die Routine-analytik zur Bestimmung von Gesamtarsen in Lebensmitteln erstellt und diese in ein simultanes Messverfahren für die Analyse von Blei, Cadmium und Arsen integriert werden. Im Hinblick auf die Kanzeroge-nität des anorganischen Arsens und des-sen unterschiedliche Gehalte in Lebens-mitteln, wird nun aktuell eine Methode zu Routineanalytik von anorganischem Arsen in Lebensmitteln entwickelt.

Mechanismen der Neurotoxizität des essenziellen Spurenelements ManganJ. Bornhorst1, N. Wei1, A. Hartwig2, T. Schwerdtle1

1Westfälische Wilhelms Universität Münster, Institut für Lebensmittelche-mie; 2Berlin

Mangan ( Mn ) ist ein essenzielles Spuren-element, das für eine Vielzahl von Stoff-wechselwegen erforderlich ist. Aufgrund der zahlreichen Oxidationsstufen von – 3 bis +7 ist Mn zudem ein wichtiger Cofak-tor einer Reihe von Enzymen, wie z.B. der Superoxiddismutase. Zur geschätzten tägli-chen Gesamtaufnahme von 2 – 6 mg / d tra-gen vor allem pflanzliche Lebensmittel und Trinkwasser bei. Da der tägliche Bedarf an Mn über unsere Ernährung in den Indus-trieländern weitaus mehr als gedeckt ist treten Manganmangelerscheinungen sehr selten auf. Damit besteht keine Notwen-digkeit einer Anreicherung von Lebens-mitteln mit Mangan oder einer Nahrungs-ergänzung. Eine übermäßige Zufuhr birgt sogar die Gefahr negativer Auswirkungen

auf die Gesundheit, so kann eine erhöhte Manganaufnahme nachweislich toxische Effekte bewirken. Das Symptombild einer chronischen Manganexposition wird als Manganismus bezeichnet, wobei im chro-nischen Stadium der Manganintoxikation parkinsonähnliche Symptome auftreten. Neurologische Symptome wurden vor al-lem bei Personen mit einer verstärkten in-halativen Aufnahme am Arbeitsplatz, z. B. Bergarbeiter im Manganabbau, oder Pati-enten, die über einen längeren Zeitraum parenteral ernährt wurden, beobachtet; eine Korrelation zu einer vermehrte Ex-position über manganbelastetes Trinkwas-ser oder Mn-supplementierte Lebensmit-teln ist denkbar. Besonders bedenklich ist in diesem Zusammenhang, dass Mutter-milch Mangangehalte von 3,5 – 15 µg / L aufweist, während in industriell produzier-ter Säuglingsmilch deutlich höhere Gehal-te ( 50 – 300 µg / L ) nachgewiesen wurden. Die Mechanismen der manganvermittel-ten Neurotoxizität sind unklar, eine Be-teiligung von reaktiven Sauerstoffspezies wird diskutiert. In unseren aktuellen Ar-beiten suchen wir nach molekularen An-satzpunkten der Mn-vermittelten Neuro-toxizität. Wir vergleichen hierbei die zy-totoxischen ( Zellzahl, Membranintegrität, Koloniebildungsfähigkeit, NADH-Gehalt ) und genotoxischen ( DNA-Schäden, Mi-krokerne, HPRT-Test ) Effekte von Mn-Chlorid und Mn-Citrat in verschiedenen menschlichen Zellen und Nagerzellen aus Lunge und Gehirn, den Hauptzielorganen der chronischen Mangantoxizität. Bezogen auf die Zytotoxizität zeigten die Gehirn-zellen hierbei eine hohe Sensitivität ge-genüber Mn. Zudem induzierte Mn selbst in menschlichen Zellen kaum oxidative DNA-Schäden, verstärkte jedoch effizient die schädigende Wirkung von H2O2. Dies ist vermutlich auf eine Störung einer zen-tralen Signalreaktion, der sogenannten Poly( ADP-ribosyl )ierung zurückzuführen. Diese Signalreaktion trägt maßgeblich zum Erhalt der genomischen Stabilität bei, die Störung der Signalreaktion wird als Ursa-che für Alterungsprozesse und Neurodege-neration diskutiert. Aktuelle zelluläre Stu-dien an einem Blut-Hirn-Schranke-Modell und strukturelle Untersuchungen an iso-lierten Signalproteinen werden nun weitere wichtige Hinweise geben, ob die beobach-teten Effekte grundlegende Mechanismen der Mn-induzierten Neurotoxizität darstel-len.

38 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

Chemische Verderbsparameter für Kopffüßer ( Cephalopoden )P. Resch, A. MillerBayerisches Landesamt für Gesund-heit und Lebensmittelsicherheit, Ober-schleißheim

Zur Beurteilung der Frische und der Ver-kehrsfähigkeit von Kopffüßern ( Cepha-lopoden ) wird im Augenblick in Europa, mangels geeigneter chemischer Werte, aus-schließlich die sensorische Untersuchung herangezogen [1, 2]. Besonders in sensori-schen Grenzfällen wäre es hilfreich, einen oder mehrere chemische Parameter zur Be-urteilung der Frische heranziehen zu kön-nen. In älteren Studien wurden unter an-derem die flüchtigen basischen Stickstoff-verbindungen ( TVB-N ) [3], der Agmatin-gehalt [4], Ammoniak [5] und ergänzend dazu der Trimethylamingehalt ( TMA ) und der Gehalt an freien Fettsäuren [3] als chemische Qualitätsparameter vorge-schlagen. Die veröffentlichten Studien sind durchweg mehr als 20 Jahre alt und stam-men damit aus einer Zeit in der die Analy-tik des TVB-N mangels geeigneter Geräte als sehr kompliziert und zeitaufwendig galt. Die Analytik der biogenen Amine mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie ( HPLC ) mit Nachsäulenderivatisierung und Fluoreszenzdetektion – heute eine validier-te Methode nach § 64 Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch ( LFGB ) – steckte noch in den Kinderschuhen [6].

In der vorliegenden Studie wurden die Veränderungen im Mandelmuskel von 31 Kopffüßerproben ( Sepien, Kalmare und Kraken ) in Abhängigkeit von der Lager-zeit untersucht. Homogenisierte Proben wurden bis zu 23 Tagen bei 4 ± 2 °C gela-gert und alle zwei bis fünf Tage untersucht. Folgende Parameter wurden bestimmt: a ) sensorischer Eindruck, b ) Konzentratio-nen der biogenen Amine ( Tyramin, Pu-trescin, Cadaverin, Histamin, Agmatin, Spermidin, Spermin, β-Phenylethylamin, Tryptamin ), c ) TVB-N und d ) Konzentra-tion von Indol. Nach den Ergebnissen der sensorischen Untersuchung wurden drei Kategorien gebildet ( sensorisch unauffäl-lig, sensorisch grenzwertig und verdorben ). Die Konzentrationen von Cadaverin, Put-rescin, Tyramin und Histamin korrelieren mit der sensorischen Bewertung ebenso wie der TVB-N-Gehalt. Agmatin, Spermi-din, Spermin, β-Phenylalanin und Trypta-min sowie der Indolgehalt zeigen keinen Zusammenhang mit der sensorischen Be-wertung und variierten teilweise schon zu Beginn der Lagerzeit stark.

Analog zu den TVB-N-Grenzwerten für einige Seefischgattungen [7] werden fol-gende Grenzwerte für sensorisch auffällige

Kopffüßer vorgeschlagen: Kopffüßer gu-ter Qualität haben einen TVB-N-Gehalt kleiner 25 mg / 100 g; sensorisch auffällige, nicht mehr verkehrsfähige Kopffüßer zeigen einen TVB-N-Gehalt größer 30 mg / 100 g. Die Summe der biogenen Amine Putre-scin, Cadaverin, Histamin, Tyramin minus der Summe der biogenen Amine Spermin und Tryptamin ist bei Kopffüßern guter Qualität kleiner 60 mg / kg, bei sensorisch auffälligen, nicht mehr verkehrsfähigen Tieren größer 100 mg / kg.

Literatur1. Verordnung ( EG ) 853 / 20042, Verordnung ( EG ) 2406 / 963. Woyewoda AD et al ( 1980 ) Fisheries and Ma-

rine Service Technical Report No 902, Depart-ment of Fisheries and Oceans Field Services Branch, Canada

4. Yamanaka H et al ( 1987 ) J. Food Sci. 52 ( 4 ): 936 – 38

5. LeBlanc RJ ( 1984 ) Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 17 ( 4 ): 195 – 201

6. Methode L 10.00-5 der amtlichen Sammlung nach §64 LFGB

7. Verordnung ( EG ) 2074 / 2005

Application of ACQUITY™ TQD for the analysis of Mycotoxin contaminants in Pistachio, Almond and Cashew NutsJ. Morphet1, P. Hancock1, L. Pollack2

1Manchester / UK; 2Waters GmbH, Esch-born

A rapid method for the deter-mination and confirmation of over 400 pesticide residues in foodJ. Morphet1, P. Hancock1, L. Pollack2

1Manchester / UK; 2Waters GmbH, Esch-born

Isomerenspezifische Carotinoid trennungen mit C30-Säule – Beispiele und Probleme

V. Böhm, K. Fröhlich, J. Möbus, S. WernerFriedrich-Schiller-Universität Jena, Insti-tut für Ernährungswissenschaften

Die Analyse von Carotinoiden wird zuneh-mend wichtiger aufgrund der gesundheits-bezogenen Eigenschaften für den Men-schen, die über die Provitamin-A-Wirkung hinaus gehen. Die Extraktion dieser Subs-tanzen aus den unterschiedlichen Matrices sollte nicht unterschätzt werden, mehrere Schritte sind für eine vollständige Isolie-rung der Analyten notwendig. Für einige Getreide ist ein Einweichen der Proben mit

Wasser eine notwendige Voraussetzung für die vollständige Extraktion [1].

Spektralphotometrie und Farbmessung werden oft als Screeningmethoden für Ca-rotinoide eingesetzt. Für die Carotinoid-analyse in Lebensmitteln sind aber HPLC-Verfahren die Methoden der Wahl. Als stationäre Phasen werden hauptsächlich Reversed-Phase-Materialien eingesetzt, ob-wohl auch Normalphasen einige interes-sante Trenneigenschaften gezeigt haben. Geometrische Carotinoidisomere wurden anfangs hauptsächlich am Beispiel des β-Carotins untersucht. So wurden bereits vor mehr als 30 Jahren β-Carotin-Isomere auf einer Calciumhydroxid-Säule getrennt, um die Provitamin-A-Aktivität zu ermit-teln. Mittlerweile werden die meisten Ca-rotinoidtrennungen auf C18-Säulen und auf C30-Säulen durchgeführt. Ein Beispiel für polymere C18-Säulen mit guter Trenn-leistung für Carotinoide sind die VYDAC-TP-Phasen. Für die Trennung von geome-trischen Isomeren erwiesen sich aber die C30-Phasen als besser. Somit sind heute C30-Säulen die erste Wahl für die chroma-tographische Trennung von Carotinoiden, auch wenn in manchen Fällen eine C18-Säule eine gute Entscheidung sein könnte. Oftmals wird eine isokratische Elution mit Lösungsmittelgemischen durchgeführt, um die zeitaufwändige Rekonditionierung der Säule zu vermeiden. Die Gradienteneluti-on ergibt jedoch eine bessere Trennung für geometrische Isomere der Carotinoide.

Ausgewählte Beispiele zeigen die gute Trennleistung der C30-Säulen, die für zu-nehmend komplexer werdende Untersu-chungen zur Charakterisierung [2] und zur biologischen Aktivität der Carotinoide er-forderlich ist. Aber auch Probleme bleiben nicht unerwähnt. So variiert das Trenn-verhalten der Säulen in Abhängigkeit von Hersteller und Charge, so dass die Säulen-temperatur [3] und der Gradient der mo-bilen Phase für jede Säule neu optimiert werden müssen. Bei einigen Fragestellun-gen kann auch die Verwendung von PEEK-C30-Säulen sinnvoll sein, um die Oxidati-on der Carotinoide in der Säule zu vermei-den.

Literatur:1. Burkhardt S, Böhm V ( 2007 ) J. Agric. Food

Chem. 55: 8295 – 8301.2. Fröhlich K, Conrad J, Schmid A, Breithaupt DE,

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3. Böhm V ( 2001 ) J. Sep. Sci. 24: 955 – 959.

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 39

Molekularbiologischer Nachweis von Krebstieren und daraus hergestellten ErzeugnissenD. Rohmberger1, M. A. Glomb1, D. Mäde2

1Martin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle; 2Lan-desamt für Verbraucherschutz Sachsen-Anhalt, Halle

Krebstiere ( Crustacea ) und daraus herge-stellte Erzeugnisse stellen durch ihren zu-nehmenden Verzehr eine bedeutsame Al-lergenquelle dar und können bei betrof-fenen Personen lebensbedrohliche Über-empfindlichkeitsreaktionen auslösen. Zum Schutz dieser Verbraucher regelt die EU-Richtlinie 2006 / 142 / EG die Kennzeich-nungspflicht für Zutaten, die allergische oder Unverträglichkeitsreaktionen auslö-sen können [1]. Daraus ergibt sich die Not-wendigkeit eines spezifischen und sensi-tiven Nachweisverfahrens für Krebstiere. Für diesen Nachweis eignen sich immuno-logische und molekularbiologische Metho-den [2, 3]. Bislang wurden keine sensitiven und spezifischen molekularbiologischen Verfahren zum Nachweis von Krebstieren in Lebensmitteln publiziert.

Das Ziel der Arbeit war es, eine für Krebstiere sensitive und spezifische real-time PCR-Methode zu entwickeln. Als molekularbiologisches Target wurde ein ca. 205 bp langes Fragment des mitochondri-alen 16S-rRNA Gens der Krebstiere aus-gewählt. Dieser Genabschnitt wurde bei folgenden Spezies sequenziert: Procamba-rus clarkii, Austropotamobius torrentium, Orconectes limosus, Cancer pagurus, Panu-lirus argus, Homarus americanus, Nephrops norvegicus, Litopenaeus vannamei, Penaeus monodon, Metapenaeus affinis, Pandalus bo-realis, Crangon crangon und Macrobrachi-um rosenbergii. Die daraus hervorgegange-nen Sequenzen wurden auf ihre Homologie überprüft. Für den Nachweis der relevan-ten Spezies wurden nach phylogenetischer Unterteilung der wirtschaftlich bedeutsa-men Crustacea in die Familien Penaeidae, Palinuroidea, Astacoidea, Nephropoidea, Cancridae und Caridea sieben verschiede-ne Primer-Sonden-Systeme entwickelt. Die generierten Primer-Sonden-Systeme wur-den bei 18 Krebstierarten auf ihre Inklusi-vität und bei 21 Säugetieren, sechs Vögeln, 13 Fischen, zwei Weichtieren und fünf In-sekten auf ihre Exklusivität überprüft. Die Systeme sind spezifisch für die jeweiligen Ziel-Taxa, falsch positive Nachweisreak-tionen durch Amplifikationen bei Tieren anderer Klassen als die der Krebstiere sind auszuschließen. Als Multiplex-PCR kön-

nen zwei der entwickelten Systeme ange-wendet werden. Die Bestimmung der Sen-sitivität jedes Systems erfolgte zum einen durch DNA-Gemische und zum anderen durch Einmischen des Muskelfleischs der Krebstiere in Cassave-Chips und in Fisch-stäbchen. Für die Verdünnungsreihe der nachzuweisenden Krebstier-DNA in Re-genbogenforellen-DNA ergab sich eine Sensitivität für die Penaeidae, Cancridae und Caridea von 1 ppm, für die Palinuro-idea und Nephropoidea 0,01 ppm und für die Astacoidea 10 ppm.

Literatur1. Paschke A ( 2008 ) Nachrichten aus der Chemie

56: 1005 – 10092. Fuller HR et al ( 2006 ) Food and Agricultural

Immunology 17: 43 – 523. Brzezinski JL ( 2005 ) J. Food Protection 68:

1866 – 1873

Fermentative Veränderungen von NahrungsmittelproteinenY. Hoyer, R. Spanneberg, M. A. GlombInstitut für Chemie-Lebensmittelchemie und Umweltchemie, Halle( Saale )

Bei der Fermentation werden Nahrungs-mittelproteine durch Enzyme, Bakteri-en, Licht, Sauerstoff oder Wärme intensiv verändert. Die Textur des Lebensmittels wird beeinflusst und Farb- und Aromastof-fe werden gebildet. In Summe werden die technologischen und ernährungsphysiolo-gischen Eigenschaften nachhaltig beein-flusst. Eine Fermentation findet bei der Kä-seherstellung statt, bei der zunächst enzy-matisch oder durch Senkung des pH-Wer-tes die Caseine ausgefällt werden. Diese Proteine durchlaufen während der Reifung umfangreiche Veränderungen und bestim-men damit die spezifischen Eigenschaften jeder Käsesorte. Die Fermentation führt zur Proteolyse, als auch zur Modifizierung der Aminosäureseitenketten im Zuge der Maillard-Reaktion [1, 2].

In der vorliegenden Arbeit wurden die Caseine aus Harzer Käse bei einem pH-Wert von 4,6 extrahiert und mit-tels SDS-Page untersucht. Die reaktiven α-Dicarbonylverbindungen, welche wäh-rend der Reifung aus Laktose entstehen, wurden nach der Derivatisierung mit o-Phenylendiamin mit gekoppelter HPLC-Massenspektrometrie vermessen [3]. Das Maß der Proteinmodifikation durch α-Dicarbonylverbindungen wurde durch den Gehalt an Carboxyethyllysin und Car-boxymethyllysin bestimmt. Zusammenfas-send erlauben die chemischen Parameter eine Korrelation mit dem Reifegrad des Käses.

Literatur:1. Fox PF ( 1980 ) Proteolysis During Cheese Ma-

nufacture and Ripening. University of College Cork, Ireland. Dairy foods Research Papers.

2. Corzo N, Villamiel M, Arias M, Jimenez-Perez S, Morales FJ ( 2000 ) Food Chemistry

3. Glomb MA, Tschirnich R ( 2001 ) Institute of Food Chemistry, Technical University of Ber-lin.

Bestimmung von Flammschutz-mitteln in Textilien und Spielwaren

M. Fischbach1, A. Pfalzgraf2, M. A. Glomb1

1Martin-Luther-Universität Halle-Witten-berg, Institut für Chemie, Lebensmittel-chemie und Umweltchemie, Halle; 2Lan-desamt für Verbraucherschutz Sachsen-Anhalt, Halle

Für die Analytik von Spielwaren und Tex-tilien sind besonders bromierte und phos-phororganische Flammschutzmittel inte-ressant, da einige von ihnen gesetzlichen Regelungen unterliegen. So wird das Ver-bot der Flammschutzmittel Tris-( 2,3-di-brompropyl )phosphat, Tris-( aziridinyl )phosphinoxid und der polybromierten Bi-phenyle in der BedGegstV geregelt. Laut ChemVerbotsV dürfen weder Pentabromdi-phenylether noch Octabromdiphenylether verwendet werden, sofern der Gehalt in Zu-bereitungen höher als 0,1 Gewichtsprozent ist. Nach DIN EN 71-9 sollen Tri-o-kresyl-phosphat und Tris-( 2-chlorethyl )phosphat in Spielwaren nicht verwendet werden.

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Multimethode zur Bestimmung phos-phororganischer und bromierter Flamm-schutzmittel.

Dazu wurde ein geeignetes Programm für die GC / MS erstellt. Die Trennung er-folgte mit einer 20-m-VF-5ms-Säule der Firma Varian. Die Vermessung eines Mi-xes zeigte die vollständige Trennung aller Referenzsubstanzen durch das entwickelte Programm.

Da der Gehalt an Flammschutzmitteln in den Proben nicht deklariert ist, war ein Vergleich der Extraktionsmethoden nötig, um die optimalen Extraktionparameter he-rauszufinden. Dazu wurden Vergleichspro-ben mit definierten Gehalten für Textilien und Spielwaren hergestellt. Als Textilpro-ben wurden unbehandelte Polyester- und Baumwollgewebe verwendet, auf denen je drei bromierte und phosphororganische Flammschutzmittel aufgetragen wurden. Reinen ABS- und PE-Proben wurden je drei bromierte und phosphororganische Flammschutzmittel beigemischt. Diese Vergleichsproben wurden jeweils 15 bzw. 30 min im Ultraschallbad sowie eine bzw. zwei Stunden mittels Soxhletapparatur ex-

40 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

trahiert. Die verwendeten Extraktionsmit-tel waren Isooctan und Toluol. Für Textili-en, bei denen Flammschutzmittel meist nur aufgetragen werden, ist eine 15-minütige Ultraschallbad-Extraktion mit Toluol aus-reichend. Bei Spielwaren bzw. Kunststoffen ist die Wiederfindung von der Löslichkeit der Kunststoffe im Extraktionsmittel ab-hängt.

Mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzana-lyse wurde bei Textilien und Spielwaren speziell auf erhöhte Brom- und Phosphor-gehalte untersucht. Als Proben wurden Fa-schingskostüme, Plüschtiere, Bekleidungs-teile, Bodenbeläge, Spieltiere, Stiefel sowie Sitzbezüge verwendet. Von mehr als 100 Proben, die mittels RFA analysiert wurden, wiesen ca. 40 Proben erhöhte Brom- und Phosphorgehalte auf. Allerdings ist eine Aussage, ob Flammschutzmittel enthalten sind, damit nicht möglich.

Diese Proben wurden unter für sie op-timalen Bedingungen extrahiert und an-schließend mittels GC / MS analysiert. Da-durch konnten verschiedene Flammschutz-mittel qualitativ nachgewiesen und quanti-tativ bestimmt werden.

Das Minimierungskonzept von Acrylamid bei Kartoffelchips: Eine nachhaltige ErfolgsgeschichteM. Raters, R. MatissekLebensmittelchemisches Institut ( LCI ) des Bundesverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie, Köln

Über sieben Jahre ist es nun her, seit durch den Bericht der Arbeitsgruppe um M. Törn-quist ( 2002 ) zur Aufnahme von Acrylamid aus Lebensmitteln die Lebensmittelwissen-schaft und -industrie mit einer völlig neu-en Dimension von toxikologisch relevan-ten Lebensmittelinhaltsstoffen, den sog. foodborne toxicants, konfrontiert wurde. Der chemische Bildungsweg für das Ent-stehen von Acrylamid in Lebensmitteln ist inzwischen aufgeklärt: Acrylamid entsteht im Rahmen der Maillard-Reaktion unter der Einwirkung von Hitze aus reduzieren-den Zuckern ( Glucose, Fructose ) und der Aminosäure Asparagin. Diese Bausteine befinden sich insbesondere in Getreide und Kartoffeln, so dass die potentielle Bildung dieser Substanz u. a. auch für Kartoffel-chips typisch ist [1, 2]. Die deutsche Kar-toffelchips-Industrie hat seitdem im Sinne des vorbeugenden Verbraucherschutzes ge-handelt und entsprechende weitreichende Maßnahmen zur Reduzierung frühzeitig erfolgreich eingeleitet und umgesetzt. Zu diesem Zweck wurden im verbandseige-nen Institut LCI für die Mitgliedsfirmen des Bundesverbandes der deutschen Süß-warenindustrie ( BDSI ) zahlreiche ( bisher

ca. 25 000 ) systematische Analysen durch-geführt.

Das in Deutschland praktizierte – auf EU-Ebene bisher einzigartige – dynami-sche Minimierungskonzept mit den sog. Si-gnalwerten wurde 2002 zwischen dem BVL ( Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit ) und den Ländern, der Wirtschaft und dem BMELV ( Bun-desministerium für Ernährung, Landwirt-schaft und Verbraucherschutz ) abgestimmt und soll eine stufenweise aber stetige Ab-senkung der Acrylamid-Gehalte bewirken. Die Signalwerte wurden in alljährlichen Abständen durch Datenaktualisierung überprüft und entsprechend angepasst. Bis-her hat es sieben Signalwert-Berechnungen gegeben [3]. Auf europäischer Ebene hat der Europäische Verband der Lebensmit-telindustrie ( CIAA ) die Bemühungen von Wissenschaft und Industrie koordiniert und ein Werkzeugkasten-System ( Toolbox-Konzept ) entwickelt. Es beschreibt wissen-schaftliche Ansätze, Möglichkeiten und Methoden zur Acrylamidreduzierung in Lebensmitteln sowie deren praktische Um-setzung [4].

Wesentlichen Einfluss auf die Acryl-amidgehalte der Kartoffelchips hat ins-besondere der natürliche Rohstoff – die Kartoffel – selbst. Eine potentielle Acryl-amidbildung wird u. a. beeinflusst durch die verwendete Kartoffelsorte, die Lagerbedin-gungen und den Reifegrad. Zusätzlich zur Möglichkeit einer gezielten Rohstoffaus-wahl hat bei der Kartoffelchipsherstellung vor allem die Prozess- und Zubereitungs-technik einen wesentlichen Einfluss auf die Acrylamidgehalte. Neben einer Verbes-serung des Temperatur-Zeit-Profils durch ein neues Vakuum-Verfahren, das die Zu-bereitung bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht, sowie der Änderung der Pro-duktfeuchte oder der Aussortierung stark gebräunter Chips, z. B. durch optoelektro-nische Sensoren, konnte auch durch eine Verringerung des Oberflächen / Volumen-Verhältnis – durch Schneiden dickerer Chipsscheiben – eine teil-weise signifikante Reduzie-rung der Acrylamidgehalte im Enderzeugnis erreicht werden [5]. Ein noch recht neues und sehr effektives Minimierungsverfahren ist ferner der Einsatz des En-zyms Asparaginase, welches Asparagin in Asparaginsäu-re umwandelt, so dass dieses nicht mehr für die Acryl-amidbildung zur Verfügung steht [6].

Das LCI veröffentlicht regelmäßig aktualisiert die Wochenmittelwerte der in

Deutschland produzierenden Kartoffel-chipshersteller ( www.lci-koeln.de ). In Abb. 1 sind die Wirkungen der von der deut-schen Industrie seit April 2002 durchge-führten Minimierungsmaßnahmen bei der Kartoffelchips-Herstellung hinsichtlich der Acrylamid-Bildung in Form einer solchen Wochenmittelwerte-Grafik dargestellt. Die Grafik zeigt die Wochenmittelwerte be-ginnend 2002 bis Ende September 2010 und basiert auf ca. 14 000 vom LCI für die Kartoffelchips herstellenden Mitgliedsfir-men des BDSI systematisch durchgeführ-ten Acrylamid-Analysen nach der unter [5] beschriebenen Analysenmethode mit-tels LC-MS / MS. Deutlich erkennbar sind die ab Mai / Juni 2002 durchgeführten tech-nologischen Maßnahmen in einer stark absinkenden Kurve in den ersten Mona-ten. Überlagert wird dieser Effekt von den saisonalen, erntebedingten Gegebenhei-ten. Inzwischen weisen Kartoffelchips in Deutschland dank innovativer Technolo-gien und optimierter Rohstoffverarbeitung sehr niedrige Acrylamidgehalte von im Mittel 300 – 500 µg / kg auf – bei einem Sig-nalwert von 1000 µg / kg.

Durch kontinuierliche Überarbeitung von Rezepturen und Herstellungsprozes-sen konnten seit der ersten überraschen-den Entdeckung von Acrylamid die Ge-halte in Kartoffelchips von in Deutschland produzierenden Herstellern sehr wirkungs-voll gesenkt werden. Derzeit liegen sie im Durchschnitt mit weniger als 400 µg / kg weit unter dem amtlichen Signalwert von 1000 µg / kg. Das EU-weit einzigartige dy-namische Minimierungskonzept auf der Basis von Signalwerten hat sich somit als eine beispiellose Erfolgsgeschichte heraus-gestellt. Da bislang keine endgültige Risi-kobewertung für Acrylamid vorgenommen werden kann, wird im Sinne des vorbeu-genden Verbraucherschutzes empfohlen, das erfolgreiche Minimierungskonzept von Wissenschaft, Industrie und Behörden wei-ter voranzutreiben und bei den Reduzie-rungsanstrengungen nicht nachzulassen.

Abb. 1: Minimierung von Acrylamid in Kartoffelchips – Wo-chenmittelwerte ( Trendlinie nach Produktionsdatum ) [7]

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 41

Literatur1. Friedman M ( 2003 ) J Agric Food Chem 51:

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madge DH, Eberhart BL, Ewald DK, Gruber DC, Morsch TR, Strothers MA, Rizzi GP, Vil-lagran MD ( 2003 ) J Agric Food Chem 51: 4782 – 4787.

3. http: / / www.bvl.bund.de / cln_027 / nn_493422 / DE / 01__Lebensmittel / 03__Uner wStoffeUnd-Organismen / 04__Acrylamid / 05__Signalwer-te / signalwerte__ node.html__nnn=true.

4. http: / / www.ciaa.eu / asp / documents / brochu-res_form.asp?doc_id=65.

5. Matissek R, Raters M ( 2005 ) In: Friedman M, Mottram D ( ed. ): Chemistry and Safety of Ac-rylamide in Food. Springer p. 293 – 302, ISBN 0-387-23920-0.

6. Ciesarova Z, Kiss E, Boegl P ( 2006 ) J Agric Food Nutr Res 45: 141 – 146.

7. http: / / www.lci-koeln.de / frs_6.htm.

Investigation of the Colombian fruit ‚Cocona’ ( Solanum sessili­florum ) by direct coupling of preparative high-speed counter-current chromatography / electrospray ionization mass spectrometry ( prepHSCCC-ESI-MS / MS )A. Fajardo-Oliveros1, P. Winterhal-ter2, G. Jerz2

1Universidad de la Amazonia, Programa de Química, Florencia-Caquetá, Colom-bia; 2Institute of Food Chemistry, Techni-sche Universität Braunschweig

The tropical fruit ‘cocona’ ( Solanum ses-siliflorum Dun., Solanaceae ), also known in Colombia as ‘lulo amazonian’ is ovally shaped, skin and pulp are of yellow to purp-le-red color. The plant was originally cul-tivated by native Indian tribes of the Ama-zonas region – the leaves and roots were used for medicinal purpose and the fruits as food.

Objective of this phytochemical stu-dy was to investigate the natural product composition of ‘cocona’ by means of prepa-rative high-speed countercurrent chroma-tography directly coupled to electrospray ionization mass spectrometry ( prepHSC-

CC-ESI-MS / MS ). Typical components for the genus Solanum such as polyamines were detected [1].

During the complete HSCCC run ( 6.5 hours ), continuous ESI-MS / MS mo-nitoring ( pos. ion. mode: 50 – 2200 amu ) detected 6 different nitrogen containing compounds ( cf. Fig. ) by their [M+H]+-signals in the mass range between m / z 200 – 1000 amu, additionally providing a complete MS / MS fragmentation pattern. Continuous ESI-MS / MS data acquisiti-on elucidated two positional isomers ( m / z 474 ) of di-( dihydro-caffeoyl )-spermidines ( 4a, 4b ), adenosine ( 1 ) with m / z 269, two tri-( dihydro-caffeoyl )-spermidine deriva-tives (2) and (3) ( m / z 636 and 638 ), one dimeric di-( dihydro-caffeoyl )-spermidine (5) at m / z 945. Due to missing 2D-NMR data the structures were tentatively assig-ned based on ESI-MS / MS fragments, and HPLC-ESI-MS / MS data of polyamines of other species of the family Solanaceae [1].

Clear advantages of this preparative coupling technique are that ESI-MS / MS structural information can directly be cor-related to the collected fractions in the tu-bes and HSCCC chromatographic peak purity was assessable by the complete ion-traces [2].

References:. 1. Parr A, Mellon F, Colquhoun I, Davies H ( 2005 )

J. Agric. Food Chem. 53: 5461 – 5466.2. Gutzeit D, Winterhalter P, Jerz G ( 2007 ) J.

Chromatogr. A 1172: 40 – 46.

Bestimmung des Isoflavon-gehaltes von sojahaltiger Säuglingsnahrung auf der Grundlage eines Box-Behnken-OptimierungplansS. Witte, H.-P. Kruse, S. E. KullingUniversität Potsdam, Institut für Ernäh-rungswissenschaft, Nuthetal

Die Verwendung von Babynahrung auf der Basis von Sojaprotein führt zwangsläufig zur Aufnahme von Isoflavonen. Auf Grund der widersprüchlichen Datenlage und der Variation der Isoflavonmuster ( Aglykone,

Glykoside ) sollte eine robuste Methode zur Erfassung des Gesamtisoflavongehal-tes der auf dem deutschen Markt erhältli-chen sojahaltigen Babynahrung entwickelt werden. Beispielhaft wurden die Produkte „Soja Instant Plus“ ( granoVita ) und „Hu-mana SL“ ( Humana ) untersucht.

Methode: Die Gewinnung der Analyten erfolgte durch Extraktion mittels wässri-gem Methanol. Es wurde ein Versuchsplan 2. Ordnung ( Box-Behnken-Plan ) genutzt, um den Einfluss von drei Extraktionspara-metern ( Flottenverhältnis, Anteil organi-scher Phase, Extraktionszeit ) auf den Ge-samtisoflavongehalt zu untersuchen. Die optimalen Extraktionsbedingungen zur Maximierung des Isoflavongehaltes wur-den mittels StatGraphics ( Statpoint, Inc. ) berechnet und durch HPLC-DAD / MS-Messung kontrolliert.

Ergebnisse: Abhängig vom untersuch-ten Produkt ergaben sich unterschiedliche Bedingungen für die erschöpfende Extrak-tion der enthaltenen Isoflavone. Die ent-scheidenden Parameter zur Maximierung des Isoflavongehaltes waren das Flotten-verhältnis und der Anteil der organischen Phase. Die Analyse von „Soja Instant Plus“ ergab unter optimalen Extraktionsbedin-gungen ( Flottenverhältnis = 1:160, Me-thanol = 65 %, Extraktionszeit = 60 min ) einen Gesamtisoflavongehalt ( Summe aus Daidzein, Genistein und Aglykone aus kor-respondierenden Derivaten ) von 249 µg / g. Die Variationsbreite der Isoflavongehalte von Produktionschargen wurde anhand von fünf zufällig erworbenen Proben von „Humana SL“ ermittelt. Unter optimalen Extraktionsbedingungen ( Flottenverhält-nis = 1:160, Methanol = 74 %, Extrakti-onszeit = 74 min ) resultierte ein ( relativ konstanter ) Gesamtisoflavongehalt von 345 – 381 µg / g.

Diskussion: Bezogen auf die Zuberei-tungsempfehlungen sowie unter Berück-sichtigung der Anzahl der Mahlzeiten und des Körpergewichtes ( KG ) von Säuglingen im Alter von zwei Wochen bis sechs Mona-ten, ergibt sich eine tägliche Isoflavonauf-nahme von 1 – 9 mg / kg KG für „Humana SL“ bzw. 1 – 6 mg / kg KG für Soja „Instant Plus“. Im Vergleich dazu nehmen Erwach-sene in westlichen Industrieländern weni-ger als 2 mg Isoflavone pro Tag auf.

Zusammenfassung: ( 1 ) Eine schnelle und robuste Methode zur Bestimmung von Iso-flavonen in sojaproteinhaltiger Babynah-rung wurde entwickelt. ( 2 ) Die Ergebnis-se dokumentieren, dass die Isoflavonexpo-sition von mit sojahaltiger Babynahrung gefütterten Säuglingen nach wie vor sehr hoch ist.

Figure: Selected prepHSCCC-ESI-MS ion traces ( pos. mode ) of natural products in fruits of Solanum sessiliflorum.

42 Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010)

Application of preparative high-speed countercurrent chromato graphy / electrospray ionization mass spectrometry for a fast target-guided screening of steroid alkaloid oligoglycosides in fruits of Solanum rugosumS. Macke1, D. Gutzeit1, C. C. Voigt2, P. Winterhalter1, G. Jerz1

1Institute of Food Chemistry, Technische Universität Braunschweig; 2Leibniz In-stitute for Zoo and Wildlife Research, Berlin

Chemotaxonomic relevant steroid alkaloid oligoglycosides from fruits of Solanum rugo-sum were isolated by means of preparative high-speed countercurrent chromatogra-phy and direct coupling to electrospray io-nization mass spectrometry ( HSCCC / ESI-MS-MS ) [1]. These fruits are an important feeding source for frugivore bats of the ge-nus Carollia perspicillata and of ecological importance for tropical rainforests in Costa Rica.

In this case, HSCCC in direct combina-tion with electrospray mass-spectrometry ( ESI-MS-MS ) has been shown to be an ef-fective tool for a ‘target-guided’ and sensi-tive screening of solanum steroid alkaloid saponins and the evaluation of food safety aspects of these fruits.

A triple-coil HSCCC ( Pharma Tech., U.S.A., volume: 850 mL, flow rate of mo-bile phase: 3.0 mL / min, injection amount of saponins: 600 mg ) was used in the ‘head-to-tail’ mode using the solvent sys-tem tert.-butylmethylether / n-butanol / ace-tonitrile / water [1:3:1:5 ( v / v )]. Elution of Solanum steroid alkaloid oligoglycosides was monitored at λ = 200 nm. A make-up flow of acetonitrile ( 0.25 mL / min ) di-luted the HSCCC effluent stream before a split unit ( 1:300 ) transferred 10 μL / min to the electrospray-MS interface ( Bruker,

Esquire ion trap ESI-MS-MS ). The main effluent stream was directed to the frac-tion collector. During the complete HSC-CC run, ESI-MS / MS monitoring ( pos. mode: 50 – 2200 amu ) detected Solanum alkaloid oligoglycosides with [M+H]+- and [M+Na]+-signals in the mass range bet-ween m / z 800 and 1400 amu such as Sola-verine I, II, III and IV. Structurally relevant MS / MS fragmentation pattern elucida-ted the aglycone moieties and the glycosi-de substitutions. Recovered pure fractions were investigated by 1D- / and 2D-NMR spectroscopy.

Reference:1. Gutzeit D, Winterhalter P, Jerz G ( 2007 ) J.

Chromatogr. A 1172: 40 – 46.

Isolation and identification of novel C17-chain anacardic acids from heated cashew nut shell oil ( Anacardium occidentale ) by direct coupling of preparative HSCCC and ESI-MS-MS

G. Jerz1, J. Murillo-Velásquez2, P. Winterhalter1

1Institute of Food Chemistry, Technische Universität Braunschweig; 2Universidad de El Salvador, Escuela de Química, El Salvador.

Anacardium occidentale ( Anacardiaceae ) is known as an ethnomedicinal remedy to treat diarrhoea and ulcers. Beside the edible fruits ( span. marañón ) which are popular for juices and mermelades, the ca-shew nuts are high value products for Latin America.

In this study we investigated the indust-rially used and strongly heat-processed ca-shew nut shell oil. Preparative HSCCC was directly coupled to ESI-MS-MS for a tar-get-guided isolation and detection of ana-cardic acids which had shown e.g. antibac-

terial activities against the caries inducing bacterial strain Streptococcus mutans [1].

A triple-coil HSCCC ( Pharma Tech., U.S.A., volume: 850 mL, flow rate of mo-bile phase: 3.0 mL / min, injection amount of cashew nut shell oil: 600 mg ) was used in the ‘head-to-tail’ mode using the lipo-phil biphasic solvent system n-hexane / acetonitrile [2:1 ( v / v )]. The elution of dif-ferent anacardic acids was monitored at λ = 210 nm. A make-up flow of acetoni-trile ( 0.25 mL / min ) diluted the HSCCC effluent stream before a split unit ( 1:600 ) transferred 5 μL / min to the electrospray-MS interface ( Bruker, Esquire ion trap ESI-MS-MS ). The main effluent stream was di-rected to the fraction collector. During the complete HSCCC runs, ESI-MS / MS mo-nitoring ( neg. mode: 50 – 2200 amu ) de-tected the anacardic acids with high sen-sitivity due to their phenol-type nature as [M-H] – -signals. MS / MS fragmentation showed the immediate cleavages of carb-oxyl-groups ( ∆m / z 44 ) from the phenolic ring systems.

Other alkyl phenols such as cardols and cardanols – typically induced products by thermal decarboxylation – were interestin-gly not observed in the heated cashew oil sample.

Preparative HSCCC in direct combina-tion with ESI-MS-MS detection was shown to be very effective for identification of th-ree novel C17-chain anacardic acids alrea-dy during the process of larger scale iso-lation [2]. From viewpoint of biosynthesis these C2-homologues are most likely genu-ine natural products but occurring in lower concentration in Anacardium oils.

References: 1. Himejima M, Kubo I ( 1991 ) J Agric Food Chem

39: 418 – 421.2. Gutzeit D, Winterhalter P, Jerz G ( 2007 ) J.

Chromatogr. A 1172: 40 – 46.

Figure: Selected prepHSCCC-ESI-MS ion traces ( pos. mode ) of Sola-num steroid alkaloid oligoglycosides in fruits of Solanum rugosum.

Figure: Selected prepHSCCC-ESI-MS ion traces ( neg. mode: [M-H] – ) of C15- and novel C17-anacardic acids from cashew nut shell oil ( Ana-cardium occidentale ).

Lebensmittelchemie 64, 17–48 (2010) 43

Nachweis von Lysozym durch Kopplung von Immunochemie und Massenspektrometrie als Alternative zum klassischen ELISAN. Schneider, I. Weigel, K. Werk-meister, M. PischetsriederHenriette-Schmidt-Burkhardt-Lehrstuhl für Lebensmittelchemie, Universität Er-langen-Nürnberg, Erlangen

Der Proteinkonservierungsstoff Lysozym ist ein Enzym, welches die Zellwand gram-positiver Bakterien auflöst und dadurch die Spätblähung von gereiftem Käse durch Clostridium tyrobutyricum verhindern kann [1]. Der Zusatz von Lysozym in die Käse-reimilch ist in der EU durch Richtlinie 95 / 2 / EG, Anhang III ohne Mengenbegren-zung zugelassen. Da Lysozym aus dem Ei-klar von Hühnereiern gewonnen wird, fällt die Verwendung unter die Allergenkenn-zeichnungspflicht nach RL 2000 / 13 / EG, Anhang IIIa.

In der Literatur sind bisher nur wenige Methoden für die analytische Bestimmung von Lysozym in Lebensmitteln beschrie-ben, die sich für die staatliche oder betrieb-liche Überwachung eignen. Dabei handelt es sich vor allem um chromatographische Bestimmungsmethoden [2, 3]. Ziel dieser Arbeit war, ein immunochemisches Nach-weissystem zu etablieren, mit dem sich der Zusatz von Lysozym zu Milchprodukten schnell und zuverlässig nachweisen lässt.

Dazu wurde eine neuartige Methode entwickelt, die eine immunochemische Anreicherung von Lysozym mit massen-spektrometrischer Detektion koppelt. Ein monoklonaler anti-Lysozym-Antikörper wurde dabei an magnetische Partikel ge-bunden. Diese ermöglichen dann eine schnelle und äußerst effektive Isolierung von Lysozym aus dem Lebensmittelextrakt. Der Nachweis erfolgte sensitiv und spezi-fisch mittels Matrix-unterstützter Laser-Desorption / Ionisierung-Flugzeitmassen-spektrometrie ( MALDI-TOF-MS ) über die Masse des Lysozyms von 14313 Da.

Weiterhin wurden ein kompetitiver ELI-SA unter Verwendung des monoklonalen

anti-Lysozym-Antikörpers und eine chro-matographische Methode mittels HPLC-Fluoreszenzdetektion entwickelt und vali-diert. Die Wiederfindungsraten des ELISA lagen bei 87 – 94 %, der Variationskoeffizi-ent bei < 12 %. Die HPLC-Methode zeigte Wiederfindungsraten von 97 – 106 %, mit einem Variationskoeffizienten von < 3 %.

Die drei Methoden wurden eingesetzt, um einen Zusatz von Lysozym in verschie-denen Käseproben aus dem Handel nach-zuweisen.Gefördert durch das Bayerische Staatsministerium

für Umwelt und Gesundheit

Literatur1. Wasserfall F, Teuber M ( 1979 ) Appl. Environ.

Microbiol. 38: 197 – 199.2. Bärtschi F, Muralt L, Rieder K, Kämpfer U,

Schaller J ( 2006 ) Mitt. Lebensm. Hyg. 97: 478 – 488.

3. Pellegrino L, Tirelli A ( 2000 ) Int. Dairy Journal 10: 435 – 442.

Bioverfügbarkeit von ( – )-Epigallocatechin-3-gallat in Zucker-Ratten

B. A. Stracke, K. Briviba, S. Barth, B. Watzl, C. E. RüferInstitut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse, Max Rubner-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, Karlsruhe

( – )-Epigallocatechin-3-gallat ( EGCG ) gehört zur Gruppe der Catechine und ist Hauptbestandteil der Polyphenolfrakti-on in grünem Tee. Ein Teil der präventi-ven Wirkung eines hohen Teekonsums auf chronische Erkrankungen, wie Krebs, kar-diovaskuläre Krankheiten und Typ-2-Di-abetes, werden u. a. auf die antioxidativen und antiinflammatorischen Wirkungen von EGCG zurückgeführt. Darüber hinaus konnte im Tiermodell gezeigt werden, dass EGCG positiv den Glucosestoffwechsel be-einflusst sowie das Körpergewicht, die Fett-masse und die Konzentration der Blutlipi-de reduziert. Die in-vivo-Bioverfügbarkeit sowie der Metabolismus von EGCG sind jedoch bisher nur unzureichend erforscht. Ziel des Projektes war es daher, die Bio-

verfügbarkeit und den Metabolismus von EGCG in der Laborratte zu untersuchen.

Methoden: Normalgewichtige Zucker-lean-Ratten ( n = 4; 153 ± 10 g KG ) er-hielten über einen Zeitraum von 3 Tagen täglich 100 mg EGCG / kg Körpergewicht ( KG ) oral mit der Trinklösung. Weitere Tiere ( n = 4; 169 ± 7 g KG ) dienten als Kontrollgruppe und erhielten die Trinklö-sung ohne EGCG. Die Tiere wurden über die dreitägige Interventionsphase in Stoff-wechselkäfigen gehalten, um eine Samm-lung von Urin und Fäcesproben zu ermög-lichen. Nach Flüssig-Flüssig-Extraktion der Urin- und Fäcesproben wurden die Kon-zentration an EGCG und dessen Metaboli-te mittels HPLC / MS quantifiziert.

Ergebnisse: Neben EGCG wurden Epi-gallocatechin und weitere Stoffwechselpro-dukte von EGCG – 3-Hydroxy( OH )-Phe-nylessigsäure, Gallussäure, 3-OH-Benzoe-säure und 3-OH-Phenylpropionsäure – in allen Proben analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass es im Vergleich zu den Kon-trolltieren zu einem Anstieg an EGCG im Urin der Tiere nach Intervention mit EGCG kam ( Kontrollgruppe ( KG ) vs. EG-CG-Gruppe ( IG ): 0,03 ± 0,002 nmol / 24 h vs. 0,33 ± 0,30 nmol / 24 h ). Bei den Me-taboliten von EGCG konnte eine signifi-kante Erhöhung der Konzentrationen an Gallussäure ( KG: 0,02 ± 0,01 nmol / 24 h; IG: 0,20 ± 0,1 nmol / 24 h ) und an 3-OH-Phenylpropionsäure ( KG: 1,22 ± 0,31 nmol / 24 h; IG: 5,29 ± 1,64 nmol / 24 h ) im Urin beobachtet werden. Die Ergebnisse der Fäcesproben werden derzeit ausgewer-tet.

Diskussion: Die Aufnahme von 100 mg EGCG / kg KG über einen Zeitraum von 3 Tagen führte zu einem signifikanten An-stieg der Konzentrationen an EGCG so-wie an den Metaboliten Gallussäure und 3-OH-Phenylpropionsäure im Rattenurin. Diese Daten lassen den Schluss zu, dass EGCG vom Organismus aufgenommen und metabolisiert wird. Dies ist eine wich-tige Voraussetzung, um mögliche physiolo-gischen Effekte auf den Glucose- und Fett-stoffwechsel untersuchen zu können.Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

wird fortgesetzt

Herkunft und Authentizität von VanillearomenArbeitsgruppen „Aromastoffe“ und „Sta-bilisotopenanalytik“ der Lebensmittel-chemischen Gesellschaft

Vanillearomen zählen zu den weltweit am häufigsten eingesetzten Aromen. Sie wer-

den für die Aromatisierung zahlreicher Le-bensmittel wie etwa Eiscreme, Milchpro-dukte, Süßspeisen, Konfekt, Backwaren und Spirituosen verwendet. Auch in Par-fums und Körperpflegeprodukten werden sie eingesetzt.

Natürliches Vanillearoma wird traditi-onell aus den Kapselfrüchten der Gewürz-

vanille ( Vanilla planifolia ) gewonnen, die landläufig als „Vanilleschoten“ bezeichnet werden. Obwohl streng genommen bota-nisch falsch, wird im Folgenden diese üb-liche Bezeichnung verwendet. Die ent-scheidende aromaaktive Substanz des Va-nillearomas ist Vanillin ( 4-Hydroxy-3-me-thoxy-benzaldehyd ). Es wird überwiegend

Grundlagenpapier