Vernderungen ausgewhlter Qualittsparameter in Erbsen, Bohnen und Karotten whrend verschiedener

Frische- und Tiefkhllagerbedingungen

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades

der Fakultt fr Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften des Departments Chemie der Universitt Hamburg am Institut fr Biochemie und Lebensmittelchemie

- Abteilung Lebensmittelchemie -

vorgelegt von

Matthias Sebastian Berger

Mnchen, 2006

Der praktische Teil der vorliegenden Arbeit wurde in der Zeit von Oktober 2002 bis September 2005 unter der Leitung von Professor Dr. Dr. Hans Steinhart am Institut fr Biochemie und Lebensmittelchemie, Abteilung Lebensmittelchemie, an der Universitt Hamburg angefertigt. 1. Gutachter: Prof. Dr. Dr. Hans Steinhart 2. Gutachter: Prof. Dr. Bernwart Bisping Tag der mndlichen Prfung: 16. Mrz 2007 Mein Dank gilt Prof. Dr. Dr. Steinhart fr die berlassung der Aufgabenstellung und die Geduld bei der Korrektur der Arbeit, sowie Prof. Dr. Bisping fr die freundliche bernahme des Koreferats und Dr. Paschke und Prof. Lieberei fr die Begutachtung der Disputation. Ansonsten mchte ich mich bei den Laborkollegen Andr Mller (u.a. fr seine Hilfsbereitschaft bei allen HPLC-Problemen) und Torben Kchler fr die gute Zusammenarbeit und die lustige Zeit insgesamt danken, sowie bei allen, die mir in jeglicher Hinsicht bei der Arbeit geholfen haben, besonders aber bei meiner Mutter.

Verffentlichungen:

Steinhart, H.; Gldnitz, C.; Berger, M.; Kchler, T.: Bewertung des Frischestatus von Tiefkhlgemse mit chemisch-analytischen Methoden, GIT Laborfachzeitschrift 9, 876-878 (2003).

Berger, M.; Steinhart, H.: Vernderungen des Carotin-Spektrums in Karotten (Daucus

carota L.) und des Gehalts an Major Flavonolen in grnen Bohnen (Phaseolus vulgaris L.) bei unterschiedlichen Frische- und Tiefkhl-Lagerbedingungen, Lebensmittel-chemie 59, 73-104 (2005).

Berger, M.; Kchler, T.; Maaen, A.; Busch-Stockfisch, M.; Steinhart, H.: Alterations

of important analytical quality indicators and correlation to main sensory attributes in deep-frozen green beans. EUROFREEZE 2005: Individual Quick Freezing of Foods, Sofia (Bulgarien), eingereicht.

Berger, M.; Kchler, T.; Fiegen, M.; Steinhart, H.: Chemical-analytical parameters to

assess the freshness of various stored and processed green beans (Phaseolus vulgaris L.), Euro Food Chem XIII (Hamburg). Macromolecules and their degradation products in food - physiological, analytical and technological aspects. Proceedings 2, 410-411 (21.- 23. September 2005).

Berger, M.; Kchler, T.; Maaen, A.; Busch-Stockfisch, M.; Steinhart, H.:

Correlations of ingredients with sensory attributes in green beans and peas under different storage conditions, Food Chemistry, in Druck, akzeptiert am 21. September 2006.

Berger, M.; Kchler, T.; Maaen, A.; Busch-Stockfisch, M.; Steinhart, H.:

Correlations of carotene with sensory attributes in carrots under different storage conditions, Food Chemistry, eingereicht.

Vortrge:

Berger, M.; Kchler, T.; Steinhart, H.: Vernderungen des Carotin-Spektrums in Karotten (Daucus carota L.) und des Gehalts an Major Flavonolen in grnen Bohnen (Phaseolus vulgaris L.) bei unterschiedlichen Frische- und Tiefkhl-Lagerbedingungen, 33. Deutscher Lebensmittelchemikertag, Bonn, 13. September 2004.

Berger, M.; Kchler, T.; Maaen, A.; Busch-Stockfisch, M.; Steinhart, H.: Alterations

of analytical quality indicators and their correlation with main sensory attributes of deep-frozen green beans; Eurofreeze award ceremony, 1st International Food and Nutrition Congress, Food Safety and Quality through the Food Chain: Farm to Fork - Fork to Farm, Istanbul (Trkei), 16. Juni 2005.

Poster:

Kchler, T.; Berger, M.; Steinhart, H.: Bestimmung chemisch-analytischer und sensorischer Qualittskriterien von ausgewhlten frischen und tiefgefrorenen Gemsearten, 62. Jahrestagung des Forschungskreises der Ernhrungsindustrie (FEI), 8. September 2004.

Berger, M.; Kchler, T.; Steinhart, H.: Sind das Carotin-Spektrum und der Vitamin C-

Gehalt geeignete Marker fr die Frische von verschieden gelagerten Karotten? Tagung der Regionalverbnde Nord und Nordost der Lebensmittelchemischen Gesellschaft in der GDCh, Hannover, 08.03.2005.

Berger, M.; Kchler, T.; Fiegen, M.; Steinhart, H.: Chemical-analytical parameters to

assess the freshness of various stored and processed green beans (Phaseolus vulgaris L.). Euro Food Chem XIII und Deutscher Lebensmittelchemikertag (Hamburg), 19.-23. September 2005.

Inhaltsverzeichnis:

1 Einleitung ........................................................................................................................... 1 2 Grundlagen ......................................................................................................................... 4

2.1. Grundstzliches zur Lagerfhigkeit von Gemse ..................................................... 4 2.1.1. Lagerfhigkeiten nach Gemseart..................................................................... 4 2.1.2. Einflussfaktoren auf die Lagerfhigkeit von Gemse vor der Lagerung .......... 5 2.1.3. Einfluss der Lagerbedingungen....................................................................... 11 2.1.4. Einfluss von nicht-industriellen Faktoren ....................................................... 14

2.2. Technologie der Produktion von TK-Gemse ........................................................ 15 2.3. Biochemie, Ernhrungsphysiologie und Vorkommen der Qualittsparameter Vitamin C, Carotine und Polyphenole ................................................................................. 17

2.3.1. Vitamin C ........................................................................................................ 17 2.3.2. Provitamin A-Carotinoide ............................................................................... 18 2.3.3. Andere sekundre Pflanzeninhaltsstoffe ......................................................... 20

2.4. Methodenberblick................................................................................................... 23 2.4.1. Vitamin C-Analytik......................................................................................... 23 2.4.2. Carotin-Analytik.............................................................................................. 23 2.4.3. Flavonol-Analytik und antioxidative Kapazitt .............................................. 25

3 Problemstellung................................................................................................................ 28 4 Material und Methoden .................................................................................................... 30

4.1. Untersuchte Gemsearten (Sorten, Erntetermine, Witterung) ................................ 30 4.2. Lagerung.................................................................................................................. 31 4.3. Gemsezubereitung................................................................................................. 32 4.4. Analytische Methoden............................................................................................. 32

4.4.1. Vorbereitung.................................................................................................... 32 4.4.2. Gesamtascorbinsure-Bestimmung................................................................ 32 4.4.3. Carotin Analytik .............................................................................................. 33 4.4.4. Polyphenol Bestimmung ................................................................................. 35

5 Ergebnisse ........................................................................................................................ 38 5.1. Vitamin C-Analytik................................................................................................. 38

5.1.1. Methodenoptimierung ..................................................................................... 38 5.1.2. Vitamin C-Bestimmung in Abhngigkeit von der Lagerung .......................... 42

5.2. Carotin-Analytik...................................................................................................... 52 5.2.1. Methodenentwicklung..................................................................................... 52 5.2.2. Carotin-Bestimmung in Abhngigkeit von der Lagerung............................... 55

5.3. Polyphenol-Analytik ............................................................................................... 57 5.3.1. Flavonol-Analytik mit HPLC.......................................................................... 57 5.3.2. Ergebnisse der Analytik der antioxidativen Kapazitt .................................... 66

6. Diskussion ....................................................................................................................... 70 6.1. Vitamin C ................................................................................................................ 70 6.2. Carotin..................................................................................................................... 74 6.3. Flavonole................................................................................................................. 80 6.4. Antioxidative Kapazitt........................................................................................... 82

7 Korrelation mit den Ergebnissen der sensorischen Untersuchungen .............................. 84 7.1. Prinzip und Methodik der sensorischen Untersuchungen ...