Zanussi ZCO 99/4 W Instrukcja Użytkownika

FORSCHUNGSBERICHT AGRARTECHNIK des Fachausschusses Forschung und Lehre der Max-Eyth-Gesellschaft Agrartechnik im VDI (VDI-MEG) Severin Ramona

IV Abb. 4-8: Standardstammlösung (100 µg/mL) – Absorptionsmaxima der Hauptabsorptionsbande (412/440/470) mit Schwingungsfeinstruktur (36 %III/II) v

82 Die Xanthophyll-Massenkonzentrationen wurden anhand der spezifischen Kalibriergeraden-funktionen von all-E-Lutein und all-E-Zeaxanthin berechnet,

Ergebnisse 83 Die normierte Gesamtenthalpie wird bei der folgenden Darstellung und Diskussion der Er-gebnisse mit H und die Peak-Temperat

84 4.4.2 Erhitzung Strukturveränderungen der Proteine und Lipoproteine Granula Die symmetrischen Peaks (ca. 68 bis 97 °C) und die Onsets (Nati

Ergebnisse 85 Tab. 4-14: Onsets, Td und H ± SD des DSC-Peaks nativer und erhitzter Granula der Chargen 1 und 2 Granula Onset

86 Nach der Erhitzung bei 72 °C war nur noch ein Peak (ca. 75 bis 95/96 °C) mit einem höheren Onset (79,9 °C;  ca. 0,6 °C) und einer höheren Td (87,

Ergebnisse 87 Eigelb Der Beginn des DSC-Peaks des bei 67 °C erhitzten Eigelbs war im Vergleich zum Nativzu-stand (60 °C) auf ca. 67/68 °C

88 Tab. 4-17: Onsets, Td und H ± SD des DSC-Peaks nativen und erhitzten Eigelbs der Chargen 1 und 2 Eigelb Onset [°C] Td [°C] H [J/g] Charg

Ergebnisse 89 Tab. 4-18: Massenkonzentrationen + SD [µg/100 g] der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin nativer und

90 Die Verluste an all-E-Lutein bei 87 °C gegenüber dem Nativzustand und der Erhitzung bei 67 °C wurden von signifikanten Zunahmen an 13-Z-Lutein be

Ergebnisse 91 Plasma Tabelle 4-20 zeigt die Massenkonzentrationen der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin nativen und erhitz

V Abb. 5-3: Hitzeinduzierte Strukturveränderungen der Livetine, LDL und HDL [in Einklang mit Jaekel und Ternes 2009; Ternes 2008b, Bi

92 Auch bei 87 °C war die signifikante Erhöhung an 13-Z-Lutein im Vergleich zum Nativzustand bei Charge 1 deutlicher als bei Charge 2, wobei die Diff

Ergebnisse 93 Eigelb Tabelle 4-22 zeigt die Massenkonzentrationen der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin nativen und erhit

94 Abbildung 4-18 zeigt die Xanthophyll-Massenkonzentrationen (Tab. 4-22) nativen und erhitz-ten Eigelbs. Abb. 4-18: Xantho

Ergebnisse 95 4.4.3 Gefriertrocknung Strukturveränderungen der Proteine und Lipoproteine Granula Die DSC-Peaks der Proben von native

96 Plasma Wie bei den Granula zeichnete sich der DSC-Peak des gefriergetrockneten Plasmas durch deutlich geringere Werte beim Temperaturbereich (ca

Ergebnisse 97 Tab. 4-25: Onsets, Td und H ± SD des DSC-Peaks nativen, rehydrierten und gefriergetrockneten Plasmas der Chargen 3 und

98 Bei rehydriertem Eigelb wurde wie bei der nativen Probe der typische, die Strukturentfaltung der Livetine, LDL und HDL repräsentierende Peak (ca.

Ergebnisse 99 Die bei gefriergetrockneten Granula signifikanten Zunahmen der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin (Tab. 4-27) si

100 Plasma Den Einfluss der Gefriertrocknung auf die Massenkonzentrationen der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin in Plasm

Ergebnisse 101 Abbildung 4-23 veranschaulicht die Xanthophyll-Gehalte (Tab. 4-29) nativen und gefrierge-trockneten Plasmas.

VI Tabellenverzeichnis Tab. 2-1: Gehalte an Lutein und Zeaxanthin [µg/100 g] in Eigelb in Abhängigkeit der Haltungs-form (Klasse 0 - 3) [Schlat

102 Die all-E-Isomere und 13-Z-Zeaxanthin waren bei Charge 4 infolge der Gefriertrocknung sig-nifikant verringert, wobei die Verminderungen gemäß den

Diskussion 103 5. Diskussion Einleitend zur Diskussion sind grundlegende Aspekte zur Interpretation der DSC-Thermo-gramme und der Xanth

104 Eine verminderte Intensität der elektrophoretischen -HDL-Bande zwischen 72 und 76 °C bei gleichbleibender Intensität der -HDL-Bande [Le Denmat

Diskussion 105 Der Peak-Bereich ab ca. 68 bis 79/80 °C könnte wie Peak 1 des Plasmas auf Denaturierun-gen der - und -Livetine und überwie

106 Der hohe Lipidgehalt von Plasma (73 %) ist durch den Anteil an LDL von 85 % und wiede-rum deren hohen Lipidgehalt von 88 % bedingt, während Granu

Diskussion 107 Die gegenüber Schlatterer und Breithaupt (2006) festgestellten höheren Gehalte an all-E-Lutein (Faktor 1,8) und all-

108 5.2 Diskussion zum Einfluss der Erhitzung Die fünf Erhitzungstemperaturen wurden entsprechend der temperaturabhängigen Struktur-entfaltungen de

Diskussion 109 Die Erhitzung bei 87 °C sollte der Darstellung der vollständigen Strukturentfaltung der Pro-teine und Lipoproteine dienen. Die Auf

110 Die Komplexierung zwei- und dreiwertiger Metallkationen durch die Phosphatgruppe des Phosvitins ist über 100 °C hitzestabil [Li-Chan und

Diskussion 111 Da - und -Livetin bis ca. 69 °C stabil sind und die LDL-Strukturentfaltung hauptsächlich zwischen 70 und 75 °C stattfinde

VII Tab. 4-20: Massenkonzentrationen + SD [µg/100 g] der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin nativen und erhitzten Plasmas – Ch

112 Bei Plasma und Granula führte die Erhitzung bei 82 °C im Vergleich zu 67 °C zu geringeren 13-Z-Lutein-Zunahmen als im Vergleich zum Nativzustand

Diskussion 113 Die normierte Gesamtenthalpie der anhand von Peak 2 repräsentierten HDL-Strukturentfal-tung ist deutlich höher als diejenige der L

114 Die marginalen Veränderungen der Xanthophyll-Massenkonzentrationen (Tab. 4-18, 4-20 und 4-22) könnten in der gegenseitigen Kompensation di

Diskussion 115 Nach der Hitzebehandlung bei 77 °C ist von einer weitgehenden Erhaltung der -HDL-Struktur auszugehen, deren Entfaltun

116 82 °C – Strukturveränderungen der Proteine und Lipoproteine Aufgrund der bei den LDL und Livetinen vollständigen und bei den HDL, besonders bei

Diskussion 117 Die Fettsäurezusammensetzung des Futters beeinflusst das Fettsäuremuster der Eigelblipi-de, was besonders hinsichtlich der Anteile

118 87 °C – Strukturveränderungen der Proteine und Lipoproteine In Einklang mit den temperaturabhängigen Strukturentfaltungen der Proteine und Lipop

Diskussion 119 Vermutlich basierte die zwischen den beiden Chargen widersprüchliche Beobachtung hin-sichtlich der 13-Z-Lutein-Zunahme na

120 Nach einer Hitzebehandlung von Eigelb bei 87 °C war die Massenkonzentration an all-E-Lutein im Vergleich zur Erhitzung bei 77 °C signifi

Diskussion 121 Zusammenfassung der Diskussion zum Einfluss der Erhitzung Die aus den DSC-Ergebnissen in Einklang mit der Literatur abgeleiteten

VIII Abkürzungsverzeichnis Abb.  Abbildung ARMD  Age-Related Macula Degeneration ANOVA  Analysis of Variance (Varianzanalyse) AP

122 Metallkationen können Z-Isomerisierungen und oxidative Degradationen der Xanthophylle katalysieren. Da der Chelatbildner Phosvitin eine üb

Diskussion 123 Aufgrund der Strukturentfaltungen der Livetine, LDL und HDL (Abb. 5-3) wurde nach der Er-hitzung bei 82 °C ein geringer Ante

124 Da die Gelbildung ausschließlich auf Aggregierungen der Lipoproteine basiert, war die Ein-bettung der Xanthophylle in die Matrix bei den Granula

Diskussion 125 5.3 Diskussion zum Einfluss der Gefriertrocknung Strukturveränderungen der Proteine und Lipoproteine Beim Einfrieren wurde der

126 In den gefriergetrockneten Proben waren die Proteine und Lipoproteine bei Trockenmassen oberhalb von 98 % (Tab. 4-2) und damit Restwassergehalten

Diskussion 127 Mit zunehmenden Anteilen an Wasser und ungesättigten Fettsäuren verschiebt sich der DSC-Peak hin zu geringeren Temperatu

128 Das Thermogramm der rehydrierten Probe war dem des Nativzustands hinsichtlich des Temperaturbereichs, des Onsets und Td ähnlich (

Diskussion 129 Xanthophyll-Massenkonzentrationen Wie schon beschrieben, führte die Entfernung der strukturstabilisierenden Hydrathülle bis auf ei

130 Aufgrund der abtrocknungsbedingten Aufkonzentrierung an Matrixkomponenten waren Z-Isomerisierungen und oxidative Degradationen der Xanthop

Diskussion 131 Dagegen war die 13-Z-Zeaxanthin-Zunahme bei gefriergetrocknetem Plasma nur bei Charge 4 signifikant und deutlich höher als bei Cha

IX Formelzeichenverzeichnis   Signifikanzniveau b  Achsenabschnitt/Ordinatenschnittpunkt   Konzentration Xanthophyll CH

132 Die Verluste waren bei Charge 3 nicht signifikant ausgeprägt, da die verschiedenen Einflüs-se einander vermutlich kompensierten. Bei Charge 4 war

Diskussion 133 Zusammenfassung der Diskussion zum Einfluss der Gefriertrocknung Mit einem Restfeuchtegehalt von maximal 1,4310-2 g/g TM (Tab. 4-

134 Dagegen waren bei rehydriertem Plasma sowohl die Ausprägung als auch H von Peak 1 gegenüber dem Nativzustand geringer, wobei H bei Charge

Diskussion 135 Für das differierende Resultat bei gefriergetrocknetem Eigelb gegenüber den Ergebnissen bei Plasma und Granula sowie von We

136 5.4 Zusammenfassende Diskussion Bei der Erhitzung und Gefriertrocknung unterlagen die Xanthophyll-Gehalte multifaktoriellen Einflüssen, die anha

Diskussion 137 Makroebene Die Makroebene ist gekennzeichnet durch den Aufschluss, die hitzeinduzierte Vernetzung und Aggregierung entfalteter P

138 Metaebene Aufgrund ihrer lipophilen Eigenschaften sind die Xanthophylle mit dem Lipidzentrum der core-shell-Struktur der LDL und der Li

Diskussion 139 Die hohe Einfriergeschwindigkeit bei -40 °C, der zur Proteinstabilisierung optimale pH-Wert (6,0) beim Einfrieren [Arakawa et al

140 Bei der Gefriertrocknung könnte es zu dehydrierungsbedingten Strukturentfaltungen von Phosvitin unter Freisetzung von prooxidativen und i

Diskussion 141 Die infolge der Erhitzung bei 82 °C noch nicht abgeschlossene Strukturentfaltung der HDL war nach der Hitzebehandlung bei 87 °C vo

X

142 Entsprechend der zweiten Hypothese resultieren aus den charakteristischen Gehalten an Proteinen und Lipoproteinen in Granula, Plasma und Eigel

Diskussion 143 Daher könnten das Ausmaß der Entfaltung der Lipoproteine und damit die Extrahier-barkeit sowie 13-Z-Isomerisierungen und oxidative

144 Die bei Charge 2 gegenüber Charge 1 höheren Verluste an all-E-Lutein und all-E-Zeaxanthin infolge der Erhitzung von Eigelb und Granul

Diskussion 145 5.4.3 Methodische Aspekte In diesem Kapitel werden methodische Aspekte, die einen wesentlichen Einfluss auf die Er-gebnisse haben

146 6. Ausblick Bei der Erhitzung und Gefriertrocknung wirkten die verschiedenen Einflüsse der Makro-, Me-ta- und Mikroebene auf die Massenkonz

147 Zusammenfassung Um den gesundheitlichen Nutzen eines Lebensmittels im Hinblick auf natürliche funktionelle Inhaltsstoffe zu bewerten,

148 Die infolge der Erhitzungen bei 82 und 87 °C stark ausgeprägte bzw. vollständige Struktur-entfaltung der Lipoproteine verbesserte die Extrahierba

149 Summary To evaluate the nutritional benefit of food with regard to natural functional substances, the bioaccessibility, which is influ

150 Distinctive and respectively complete unfolding of the lipoproteins when heated to 82 and 87 °C increased the extractability and the

XIII Literatur [Acker und Ternes 1994] Acker, L.; Ternes, W.: Kapitel 6: Chemische Zusammensetzung des Eies; S. 128, 133 (6.2 Die Protei

XI Kurzfassung Veränderungen der Matrixbindung und der molekularen Struktur der antioxidativ wirkenden Carotinoide können die Bioakzessibili

XIV [Bédécarrats und Leeson 2006] Bédécarrats, G. Y.; Leeson, S.: Dietary Lutein Influences Immune Response in Laying Hens. Journal of Applied

XV [Breithaupt et al. 2003] Breithaupt, D. E.; Weller, P.; Grashorn, M. A.: Quantification of Ca-rotenoids in Chicken Plasma After Feedin

XVI [Britton et al. 2009a] Britton, G.; Liaaen-Jensen, S.; Pfander, H.: Chapter 1: Editor´s Intro-duction: A Healthy Debate, S. 1 - 6. In:

XVII [Chen et al. 1995] Chen, B. H.; Peng, H. Y.; Chen, H. E.: Changes of carotenoids, color, and vitamin A contents during processin

XVIII [EFSA 2008] Scientific Opinion of the Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP) on a request from the Europea

XIX [EFSA 2011d] EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA); Scientific Opinion on the substantiation of a health

XX [Forti und Diament 2006] Forti, N.; Diament, J.: High-Density Lipoproteins: Metabolic, Cli-nical, Epidemiological and Therapeutic Intervention As

XXI [Hadden et al. 1999] Hadden, W. L.; Watkins, R. H.; Levy, L. W.; Regalado, E.; Rivadenei-ra, D. M.; van Breemen, R. B.; Schwar

XXII [Itoh et al. 1986] Itoh, T.; Kubo, M.; Adachi, S.: Isolation and Characterization of Major Apo-proteins from Hen´s Egg Yolk Granule. Journal of

XXIII [Khachik 2009] Khachik, F.: Chapter 2: Analysis of Carotenoids in Nutritional Studies, S. 7 - 44. In: Britton, G.; Liaaen-Jensen, S

XII Abstract Modifications of the matrix association and the molecular structure of antioxidative-acting carotenoids can influence the bioa

XXIV [LAAS 2001] The Los Angeles atherosclerosis study: Dwyer, J. H.; Navab, M.; Dwyer, K. M.; Hassan, K.; Sun, P.; Shircore, A.; Hama-Levy, S.; Hou

XXV [Liaaen-Jensen 1995] Liaaen-Jensen, S.: Chapter 9: Combined Approach: Identification and Structure Elucidation of Carotenoids,

XXVI [Mohr und Simon 1992] Mohr, K.-H.; Simon, S.: Kinetische Untersuchungen zur Denaturie-rung der Eigelbproteine durch rheologische Messungen. Di

XXVII [Pfander und Riesen 1995] Pfander, H.; Riesen, R.: Chapter 6: Chromatography: Part IV. High-Performance Liquid Chromatography, S.

XXVIII [Ros 1994] Ros, J.: Kapitel 14: Technologie der industriellen Verarbeitung von Eiern zu Ei-produkten, S. 330 - 332, 345. In: Ternes, W.; Acke

XXIX [Shen et al. 2009] Shen, Y.; Hu, Y.; Huang, K.; Yin, S.; Chen, B.; Yao, S.: Solid-phase ex-traction of carotenoids. Journal of Chrom

XXX [Surai et al. 2001] Surai, P. F.; Speake, B. K.; Wood, N. A.; Blount, J. D.; Bortolotti, G. R.; Sparks, N. H.: Carotenoid discrimination by the

XXXI [Ternes 2008a] Ternes, W. (Ed.): Naturwissenschaftliche Grundlagen der Lebensmittelzu-bereitung (Behr´s Verlag, Hamburg, 3. Auflage

XXXII [van der Horst-Graat et al. 2004] van der Horst-Graat, J. M.; Kok, F. J.; Schouten, E. G.: Plasma carotenoid concentrations in relation to a

XXXIII [Wenzel 2010] Wenzel, M.: Einfluss von Pasteurisation, Trocknung und Lagerung auf die Carotinoidgehalte von sprüh- und gefrier

Einleitung und Hypothesenformulierung 1 1. Einleitung und Hypothesenformulierung Zahlreiche Studien lassen gesundheitliche Vorteile hinsicht

XXXIV [Yeum et al. 2009] Yeum, K.-J.; Aldini, G.; Russell, R. M.; Krinsky, N. I.: Chapter 12: Anti-oxidant/Prooxidant Actions of Carotenoids, S. 235

XXXV Anhang Anhang 1: Geräte und Materialien Anhang 2: Bestimmung von Lutein und Zeaxanthin Anhang 3: Prozentuale Anteile an

XXXVI Anhang 1 Geräte und Materialien 1. Allgemein - Analysenwaage AT 261 Delta Range® (Mettler Toledo GmbH, Gießen, Deutschland) - Ultraschal

XXXVII 4. HPLC-PDA-MS-Analyse - Druckluft: DK50-2x2V/110 (ekom, Pieštany, Slowakei) - HPLC-Anlage: Waters Alliance 2695 Separations Mod

XXXVIII Anhang 2 Bestimmung von Lutein und Zeaxanthin 1. HPLC-PDA-Analyse a) Optimierung Abb. 1a: Chromatogramm des äquimolaren Standardg

XXXIX 2. Extraktionsmethode Tab. 2-1: Vergleich der im Nativzustand ermittelten (a) und anhand der Ergebnisse bei Plasma und Granula na

XL b) Massenspektrometrie Abb. 3b-1: Standardlösung – Selektion des Fragmentions m/z 551 [M+H-H2O]+ (links) und des Mole-külions m/z

XLI Abb. 3b-3: Eigelb – Selektion des charakteristischen m/z-Bereichs am Peakmaximum von all-E-Lutein (links) und 13-

XLII Abb. 3b-5: Eigelb – TIC am Peakmaximum von all-E-Lutein (oben links) und 13-Z-Lutein (oben rechts) und TIC am

XLIII Anhang 3 Prozentuale Anteile an 13-Z-Lutein und 13-Z-Zeaxan-thin an der Gesamt-Xanthophyll-Massenkonzentration 1. Versuc

II

2 Hohe Temperaturen, Licht, Säure, Metallkationen und Enzyme katalysieren Z-Isomerisierun-gen und Degradationen der Carotinoide, wobei Degradatione

XLIV 2. Versuchsreihe zum Einfluss der Gefriertrocknung Tab.: Prozentuale Anteile der 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin an der Gesamt-Xanth

XLV Anhang 4 Statistische Auswertung (= 0,05) der Versuchsreihen zum Einfluss der Erhitzung und Gefriertrocknung auf die Pr

XLVI 1. Erhitzung Granula Normierte Gesamtenthalpie H Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben- F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Tukey-B Cha

XLVII Granula all-E-Lutein Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben- F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Tukey-B Charge 1 p = 0,96 p &

XLVIII Granula all-E-Zeaxanthin Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben- F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Tukey-B Charge 1 p = 0,99 p > 

XLIX Granula 13-Z-Lutein Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben- F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Tukey-B Charge 1 p = 0,99 p >

L Granula 13-Z-Zeaxanthin Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben- F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Tukey-B Charge 1 p = 0,87 p >  Ausna

LI 2. Gefriertrocknung Rehydrierte Proben Granula Normierte Gesamtenthalpie H Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben-F-Test einfakt

LII Gefriergetrocknete Proben Granula all-E-Lutein Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben-F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Charge 3 p = 0,94

LIII Granula all-E-Zeaxanthin Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben-F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Charge 3 p = 0,89 p > 

Einleitung und Hypothesenformulierung 3 3. Biodiversitätsbedingt werden Unterschiede im Ausmaß oxidativer Degradationen und damit hinsichtli

LIV Granula 13-Z-Lutein Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben-F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Charge 3 p = 0,87 p >  p = 5,38E-03 F =

LV Granula 13-Z-Zeaxanthin Kolmogorov-Smirnov-Test Zweistichproben-F-Test einfaktorielle univariate ANOVA Charge 3 p = 0,88 p >  p =

LVI

LVII ISSN 0931-6264

4 2. Stand der Forschung 2.1 Das Lebensmittel Ei und die Zusammensetzung des Eigelbs Das Hühnerei hat aufgrund seiner hohen Dichte an vielfältigen

Stand der Forschung 5 Neben 10 % an globulären, wasserlöslichen -, - und -Livetinen [Ternes 2008a], 4 % an Phosvitin und 2 % an Minorprote

6 Die HDL (Lipovitelline) bestehen aus den - und -HDL-Untereinheiten, die sich in ihrer Zu-sammensetzung an Aminosäuren, Phosphor und Oligosacchari

Stand der Forschung 7 In der Oozyte entstehen die HDL durch hydrolytische Spaltungen des Vitellogenin-Dimers [Anderson et al. 199

8 Die sich als dichtgepacktes blasses Sediment ansammelnden hochmolekularen Granula zeichnen sich durch einen Lipidgehalt von 31 % und einen

Stand der Forschung 9 2.2.1 Erhitzung Um von der Eischale übertragene pathogene Keime (Salmonellen, coliforme Bakterien, Staphyloko

10 Gemäß der Intensitätsabnahme und dem Verschwinden der elektrophoretischen LDL-Bande bei 72 und 76 °C [Le Denmat et al. 1999] findet die Strukturen

Stand der Forschung 11 2.2.2 Gefriertrocknung Aufgrund der Haltbarkeit von mindestens einem Jahr [Ros 1994], der mikrobiellen Sicherheit (aW

Universität Kassel Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften Fachgebiet Agrartechnik Prof. Dr. Oliver Hensel Hochschule Fulda Fachbereich Leben

12 Einfrierprozess Natives Eigelb gefriert bei ca. -0,601 °C [Ternes und Acker 1994a]. Beim Einfrieren führt die Eiskristallbildung zur Aufkonzentr

Stand der Forschung 13 Die nicht ausfrierbaren Wasseranteile des Plasmas (0,15 g/g TM) und Eigelbs (0,16 g/g TM) sind im Vergleich zu den Gra

14 Der gefriertrocknungsinduzierte Strukturverlust der Eigelb-HDL zeigt sich durch den höheren extrahierbaren Lipidanteil (24,5 %) im Vergleich zum N

Stand der Forschung 15 Neben der Optimierung der Einfriergeschwindigkeit, Restfeuchte, Trocknungszeit und Tem-peratur und der Zugabe kryoprot

16 Die mehr als 700 bekannten Carotinoide leiten sich aus der C40H56-Grundstruktur des Lyco-pins (Abb. 2-6) durch Hydrierung, Dehydrierung, Substitut

Stand der Forschung 17 Die Anzahl möglicher E/Z-Isomere im stereochemischen Set eines Carotinoids errechnet sich in Abhängigkeit der

18 Neben den chemisch-physikalischen und strukturellen Eigenschaften der Carotinoide be-stimmen Matrixeinflüsse, Bindungs-, Aggregations-

Stand der Forschung 19 Das antioxidative Potential erklärt das Vorkommen von Carotinoiden in oxidativ belasteten biologischen Systemen wie

20 2.4 Vorkommen von Carotinoiden in natürlichen Matrizes In natürlichen Matrizes sind die hydrophoben Carotinoide mit der lipophilen Umgebung wie i

Stand der Forschung 21 Zudem können die antioxidativen Carotinoide die membranzerstörende Lipidperoxidation der ungesättigten Acylketten verm

II Die vorliegende Arbeit wurde am 16.09.2014 vom Fachbereich für Ökologische Agrarwis-senschaften, Fachgebiet Agrartechnik der Universität

22 2.5 Metabolismus von Carotinoiden Entsprechend der Ernährungsgewohnheiten ist -Carotin das Hauptcarotinoid in Humanplas-ma, da es von den ca. 50

Stand der Forschung 23 Neben der Akkumulation werden Carotinoide in der Leber an Lipoproteine gebunden und in dieser wasserlöslichen Form ins

24 Da -Carotin neben dem Umbau zu aktivem Vitamin A häufig zu Xanthophyllen oxidiert wird, ist dessen Transport in das Eigelb weniger effizie

Stand der Forschung 25 Aufgrund der fehlenden enzymatischen Ausstattung zur Biosynthese sind die Carotinoid-Mengen in tierischen

26 Die hohen Gehalte an Lutein und Zeaxanthin in den Futterpflanzen erklären die hohen Men-gen in Eigelb bei ökologischer und Freiland-Haltung [

Stand der Forschung 27 Freigesetzte Pflanzensäuren induzieren die Epoxid-Furanoid-Neuanordnung von 5,6-Epoxy-Carotinoiden sowie aufgrund d

28 2.7 Bioverfügbarkeit Die Bioverfügbarkeit ist ein Maß für die im Metabolismus, zur Akkumulation und zur Nutzung in physiologischen Funktionen ver

Stand der Forschung 29 Daher sinkt die Lutein-Depositionsrate aus dem Futter ins Eigelb bei vierfach höherer Supp-lementierung von 10 % auf 2

30 Auch wirtsspezifische Faktoren (Host-related factors) wie der Gesundheitszustand haben einen Einfluss auf die Carotinoid-Bioverfügbarkeit. Verurs

Stand der Forschung 31 Eine reduzierte makulare Pigmentdichte stellt daher den Hauptrisikofaktor der genetisch dis-ponierten, altersbedingten

Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachbereich Lebensmitteltechnologie der Hochs

32 Durch ihre antioxidativen Eigenschaften und die verminderte Penetration kurzwelliger Strah-lung schützen in der Epidermis akkumulierte Carotinoide

Stand der Forschung 33 2.9.1 Probenaufbereitung und Extraktion In der Carotinoid-Analytik erfolgt die Probenaufbereitung traditionell

34 2.9.2 Chromatographische Trennung mittels HPLC In der Analytik von Carotinoiden wird aufgrund der guten Trennergebnisse und der hohen R

Stand der Forschung 35 Da die Modifizierung der Silanol-Gruppen aus sterischen Gründen nur an der Oberfläche möglich ist, weist di

36 Daher eignen sich C30-Phasen zur Trennung hydrophober, langkettiger Moleküle, die sich in ihrer räumlichen Struktur unterscheiden, wie der all-E-

Stand der Forschung 37 Eine verringerte Flussrate verlängert die Retention der Analyten, was das Peakprofil zu Las-ten der Auflösung und Se

38 I UV-Vis-Spektralphotometrie Da Carotinoide mit ähnlichen chemisch-physikalischen Eigenschaften coeluieren können, basiert die Identifizie

Stand der Forschung 39 Die lichtabsorbierenden Eigenschaften der Carotinoide werden durch Endgruppen, funktio-nelle Gruppen, geometrisc

40 Die relative Intensität der Z-Bande (%AB/AII) entspricht deren prozentualem Anteil an der Absorptionsintensität des Hauptabsorptionsm

Stand der Forschung 41 Massenspektrometrie Aufgrund der identischen Absorptionsspektren verschiedener Carotinoide mit gleichem Chromo

IV Für Mogli

42 Bei der Koronaentladung (corona discharge) entstehen positive Stickstoffionen (Primärio-nen), die mit den verdampften Lösungsmittelmo

Stand der Forschung 43 Bei der Fragmentierung von Lutein und Zeaxanthin entstehen identische diagnostische Ionen in unterschiedlichen Inten

44 2.9.4 Quantifizierung Die hohen, charakteristischen molaren Extinktionskoeffizienten der Carotinoide erlauben deren spektralphotometrisch

Stand der Forschung 45 Die Linearität/Kalibrierung beschreibt die Korrelation zwischen Messgröße/Signal y (Ab-sorption) und Bestimm

46 Bei hohen Wiederfindungsraten sind Verluste der dotierten Carotinoide durch Isomerisierun-gen und Degradationen während der Probenaufbereitun

Material und Methoden 47 3. Material und Methoden Bei den Versuchsreihen zum Einfluss der Erhitzung und der Gefriertrocknung auf die Mas-sen

48 Mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC; Kapitel 3.4) wurden die erhitzungs- und ge-friertrocknungsinduzierten Strukturveränderungen der Pr

Material und Methoden 49 3.1 Vorbereitung des Eigelbs Für eine optimale Trennung von Eiklar und Eigelb sollten Eier ca. zwei Tage bei +15 °C

50 3.4 Differential Scanning Calorimetry (DSC) Zur Bestimmung der erhitzungs- und gefriertrocknungsinduzierten Strukturveränderungen der Prote

Material und Methoden 51 3.5 Bestimmung von Lutein und Zeaxanthin Zur Bestimmung der Massenkonzentrationen der all-E- und 13-Z-Isome

I Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung und Hypothesenformulierung... 1 2. Stand

52 Bei Konzentrationen unterhalb 0,02 µg/mL zeigten die Chromatogramme ein hohes Unter-grundrauschen. Zur Festlegung des Konzentrationsbereichs

Material und Methoden 53 Für die MSPD-Extraktion von Lutein und Zeaxanthin wurde die Methode nach Glaser (2001) modifiziert. Als Sorbens d

54 3.5.4 Identifizierung von Lutein und Zeaxanthin Die Identifizierung der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin basierte auf dem chroma

Material und Methoden 55 3.7 Gefriertrocknung Zur Minimierung der gefrierinduzierten Strukturentfaltung der LDL wurden Granula (60

56 Die Ermittlung des F-Wertes und des kritischen F-Wertes (SPSS bzw. Excel®) erfolgte basie-rend auf dem Signifikanzniveau  = 0,05 [Rudolf

Ergebnisse 57 4. Ergebnisse 4.1 Fraktionierung von Eigelb in Plasma und Granula Zur Untersuchung der Abtrennung der hochmolekulare

58 Bei den Bio-Eiern wurden für eine Charge Trockenmassen von 46,24 % bei Granula und 26,01 % bei Plasma sowie 51,11 % bei Eigelb ermit

Ergebnisse 59 4.3 Bestimmung von Lutein und Zeaxanthin 4.3.1 HPLC-PDA-Analyse Optimierung Die selektive Trennung der strukturell

60 Da Carotinoide in organischen Lösungsmitteln für Isomerisierungen und Degradationen, die bereits bei Raumtemperatur auftreten können, anfälliger

Ergebnisse 61 Die auf dem Lambert-Beer-Gesetz basierende Quantifizierung setzt eine lineare, proportio-nale Korrelation zwischen der Abso

II 3.5 Bestimmung von Lutein und Zeaxanthin ...51 3.5.1 HPLC-PDA-Analyse ...

62 Nachweis- und Bestimmungsgrenzen (LOD, LOQ) Anhand der gemittelten drei höchsten Peakhöhen des Grundrauschens im Elutionsbereich der Xanthophy

Ergebnisse 63 Da die mittleren und damit am häufigsten erwarteten Konzentrationen von all-E-Lutein und all-E-Zeaxanthin des in Vorversuchen u

64 Die Flüssig-Flüssig-Extraktion (Kapitel 3.5.2) erfolgte mit fünf, nach Literaturangaben zur Extraktion von Lutein und Zeaxanthin [Ha

Ergebnisse 65 Die Extraktion nativen Eigelbs mit den Methanol-MTBE- und Ethanol-Methanol-THF-Gemi-schen unter Verdoppelung der Ultraschal

66 Im Vergleich zu den mit Methanol bei Ultraschallbehandlung für eine Minute erreichten Wie-derfindungsraten bei all-E-Lutein (95,3 %) und all-E-Zea

Ergebnisse 67 4.3.3 Richtigkeit und Wiederholpräzision der Bestimmungsmethode Die Untersuchung der Probenextrakte aus dotiertem native

68 Das Extraktionsverfahren und die HPLC-PDA-Analyse sowie mögliche Matrixeinflüsse ge-währleisten damit ein geringes Ausmaß an Verlust

Ergebnisse 69 4.3.4 Identifizierung von Lutein und Zeaxanthin Carotinoide mit ähnlichen chemisch-physikalischen Eigenschaften wie Ster

70 Abb. 4-6: Elution der Lutein- und Zeaxanthin-Isomere auf einer C30-Phase mit Endcapping – Chro-matogrammausschnitt einer sprühgetrock

Ergebnisse 71 Unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen und Porendurchmesser und damit für den Ad-sorptionsprozess bei der chromatographisc

III Abbildungsverzeichnis Abb. 1-1: Darstellung des Studiendesigns zum Einfluss von Erhitzung und Gefriertrocknung auf die Xanthophyll-Konzentr

72 Da die Eluentenzusammensetzung an Wenzel (2010), Schlatterer und Breithaupt (2006) so-wie Breithaupt et al. (2003) angelehnt war, sind die

Ergebnisse 73 Abb. 4-8: Standardstammlösung (100 µg/mL) – Absorptionsmaxima der Hauptabsorptionsbande (412/440/470) mit

74 Zur Untersuchung von Matrixeinflüssen auf die Absorption der all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein und Zeaxanthin wurden die Spektren der Xant

Ergebnisse 75 Dabei waren die Absorptionsmaxima I und die Schwingungsfeinstrukturen von 13-Z-Lutein und 13-Z-Zeaxanthin denen der Standar

76 Massenspektrometrie Die all-E- und 13-Z-Isomere von Lutein können von denen des strukturell ähnlichen Zeaxanthins anhand der in spezif

Ergebnisse 77 Zur Identifizierung von Lutein erwiesen sich eine corona-Spannung von 3,0 kV und eine co-ne-Spannung von 35 V als am besten gee

78 Bei den Zeaxanthin-Isomeren war der TIC am Peakmaximum bei allen cone- und corona-Spannungen durch Fragmentionen als Basispeaks gekennzeichn

Ergebnisse 79 Tab. 4-12: Optimierte Analyseparameter der Massenspektrometrie Parameter Einstellung Modus APCI(+) Temperatur APCI-Quelle (So

80 Die mit Standardlösungen von all-E-Lutein und all-E-Zeaxanthin optimierten massenspek-trometrischen Analyseparameter erlaubten bei den

Ergebnisse 81 Die mittels Eigelb optimierte Bestimmungsmethode eignete sich auch für Plasma und Granu-la, da die anhand der Ergebnisse bei Pl