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Ein Angriffspunkt für potentielle Anti-biotika gegen L. monocytogenes ist dessen Pyruvatcarboxylase, da dieser Erreger über keinen vollständigen Citratcyclus verfügt und Oxalacetat direkt aus Pyruvat bezie-hen muss.

Das 3,4 kb große Listeria-Gen ( PycA ) für die Pyruvatcarboxylase wurde rekom-binant in E. coli exprimiert, gereinigt und biochemisch charakterisiert. Die Aktivität des Enzyms erwies sich dabei als abhängig vom Biotinylierungsgrad. Durch Coexpres-sion einer Biotin-Protein-Ligase ( BirA ) kann der Biotinylierungsgrad optimiert werden. Es wurde ein Aktivitätsassay ent-wickelt, bei dem gebildetes Oxalacetat mit-tels rekombinant hergestellter Malatdehyd-rogenase ( MDH ) als Hilfsenzym NADH-abhängig bestimmt werden kann. Die-ses System soll für ein High Throughput Screening ( HTS ) eingesetzt werden, um ca. 40.000 chemischer Verbindungen auf ihre inhibitorische Wirkung zu testen. Da das Enzym auch im Menschen vorkommt, muss eine Kreuzaktivität zwingend ausge-schlossen werden. Alle potenziellen inhibi-torisch wirksamen Verbindungen müssen daher auch auf ihre inhibitorische Akti-vität gegenüber dem menschlichen Enzym

getestet werden. Hierzu wurde dieses En-zym ebenfalls rekombinant hergestellt und charakterisiert.

Vergleich von Ameisen- und Oxalsäuregehalten in konventionellen und BiohonigenT. A. Tran1, K. Beckmann2, G. Beckh2, C. Lüllmann2

1Hochschule Bremerhaven; 2Quality Ser-vices International GmbH, Bremen

Oxalsäure und Ameisensäure sind nach der Öko-Verordnung in der Bioimkerei zum Einsatz gegen Varroamilben zugelas-sen [1]. Diese Säuren könnten bei falscher Dosierung als Rückstand im Honig vorlie-gen. Allerdings weisen Honige bereits na-türlicherweise Gehalte an diesen Stoffen auf [2, 3].

Ziel dieser Arbeit war es zu überprüfen, ob die Gehalte in Bio-Honigen höher sind als in Honigen aus konventioneller Imke-rei und somit möglicherweise ein Einsatz als Varroazid nachweisbar wäre. Dazu wur-den konventionell und biologisch erzeugte Sorten- und Polyflora-Honige vergleichend analysiert.

Regionalverband Nordrhein-Westfalen – Tagung am 17.03.2010 in Münster

Als Methode wurde die Ionenchroma-tographie genutzt, da dieses Verfahren im Vergleich zur enzymatischen Analy-se schneller und günstiger ist und darüber hinaus in einem Lauf beide Säuren erfasst werden können.

In verschiedenen Sortenhonigen wur-den Gehalte an Ameisensäure zwischen 10 und 500 mg / kg und an Oxalsäure zwi-schen 10 und 180 mg / kg gemessen, wobei Honigtau- und vor allem Edelkastanienho-nige deutlich höhere Konzentrationen auf-wiesen.

In Biohonigen wurden indes keine signi-fikant höheren Säuregehalte im Vergleich zu konventionellen Honigen gemessen. Ein möglicher Einsatz in der Bioimkerei lässt sich somit aufgrund von analytischen Be-funden dieser Stoffe nicht nachweisen.

Literatur:1. Verordnung ( EWG ) Nr. 889 / 2008, Art. 25 Abs.

6 des LFGB vom 5. September 20082. Lüllmann C, Horn H ( 2006 ) Das große Ho-

nigbuch, 3. Auflage, Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co.KG, Stuttgart, S. 112, 143

4. Boecking O, Kubersky U ( 2004 ) Leitfaden Var-roazide – Rückstandsverhalten von organi-schen Säuren, LAVES Institut für Bienenkunde Celle

Nachweis von Nanopartikeln in Lebensmitteln, Kosmetika und BedarfsgegenständenC. WiezorekChemisches und Veterinäruntersu-chungsamt Münsterland-Emscher-Lippe AöR ( CVUA-MEL ), Münster

Analytik von PFCS. Ehlers1, P. Fürst1, H.-U. Humpf2

1Chemisches und Veterinäruntersu-chungsamt Münsterland-Emscher-Lippe ( CVUA-MEL ) AöR, Münster; 2Institut für Lebensmittelchemie, Münster

Bei den PFC ( perfluorinated and polyfluori-nated compounds ) handelt es sich um eine große Stoffgruppe, als Leitsubstanzen gel-ten die Perfluorcarbonsäuren und die Per-fluorsulfonsäuren. Die Perfluorcarbonsäu-ren und die Perfluorcarbonsäuren werden wegen Ihrer tensidischen Eigenschaften gerne als Oberflächenbehandlungsmittel eingesetzt, sie finden zudem Anwendung in Feuerlöschschäumen und werden als Hilfs-stoff bei der Herstellung von Polytetrafluor-ethylen ( PTFE ) verwendet. Die ubiquitäre Verbreitung der Substanzen ist also leicht

nachvollziehbar, zumal diese Substanzen sehr resistent sind. Die PFC weisen zwar eine geringe akute Toxiziät auf, sind aber, vor allem im Blut und in der Leber, bioak-kumulierbar.

Um die Relevanz dieser Substanzen für Lebensmittel abschätzen zu können, gibt es Projekte wie das SafeGuard-Projekt. Im Rahmen dieses Projektes werden Tie-re, die der Lebensmittelgewinnung dienen, wie z. B. Schafe und Rinder, mit PFC-hal-tigem Futter gefüttert. Bei diesen Tieren wird während der Fütterungsperiode Blut, Milch, Urin und Kot gesammelt, um fest-zustellen, welche Substanzen sich wo in welchen Mengen anlagern und wie viel ausgeschieden wird. Nach der Schlachtung werden zudem Muskelfleisch, Leber und Niere untersucht. Das BfR führt die Tier-versuche durch, während das CVUA-MEL für die Untersuchung der Proben zuständig ist.

Die PFC liegen in den Proben an Prote-ine gebunden vor, was bei der Probenauf-arbeitung berücksichtigt werden muss. Die Aufarbeitung von Plasma und Urin erfolgt mit Ameisensäure. Bei der Aufarbeitung von Milch ist hingegen ein enzymatischer Abbau von Vorteil, weil durch den Emulsi-onsbruch eine stärkere Aufkonzentrierung möglich ist. Bei der Untersuchung von Fut-

termitteln und Kot hat sich eine Methanol-extraktion bewährt. Die Messung am Ende erfolgt mittels LC-MS / MS.

Gerade die tensidischen Eigenschaften, die die PFC so beliebt machen, bereiten bei der Analytik Schwierigkeiten. Die Oberflä-chenaktivität führt zum Beispiel zu Anla-gerungen an die Gefäßwandungen und zu Verschleppungen bei der Injektion der Pro-ben in die HPLC. Durch die Verwendung als Hilfsstoff bei der Kunststoffherstellung sind die PFC im Labor sehr verbreitet, dies führt zu Blindwerten, die vermieden wer-den müssen. Besonders problematisch sind dabei die Blindwerte, die durch die LC-MS / MS selbst verursacht werden.

Noch gänzlich ungeklärt im Rahmen der PFC-Analytik ist der Umgang mit den vorhandenen Isomeren. Es gibt bisher kein einheitliches Vorgehen, was zu sehr großen Ergebnisunterschieden führen kann.

Mutterkorn im Mahlprozess – vom Roggen bis ins MehlC. Franzmann, H.-U. HumpfInstitut für Lebensmittelchemie, Westfä-lische Wilhelms-Universität Münster

Unter Mutterkorn versteht man die Skle-rotien des Pilzes Claviceps purpurea, die die

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Überwinterungsform des Pilzes darstellen. Der Pilz infiziert insbesondere Roggen als Fremdbefruchter, da diese die Blüten län-ger geöffnet haben. Nach einer Infektion mit Claviceps beginnt das dunkel gefärbte Sklerotium anstelle eines Kornes zu wach-sen. In dem Sklerotium können toxische Sekundärmetabolite, die Ergotalkaloide enthalten sein. Die wichtigsten Ergotalka-loide sind die Lysergsäurealkaloide Ergo-metrin, Ergosin, Ergotamin, Ergocornin, Ergokryptin, Ergocristin und die entspre-chenden Isolysergsäure-Alkaloide oder -in-in-Formen.

Der mittlere Gesamtalkaloidgehalt ( be-rechnet als Summe der oben genannten Al-kaloide ) von 63 untersuchten Mutterkorn-proben der Erntejahre 2005–2009 betrug 75,7 mg / 100 g ( SD 51 % ) mit einer Schwan-kungsbreite von 11,6–236 mg / 100 g. Somit liegt der Gesamtalkaloidgehalt unter dem häufig zitierten Gehalt von durchschnitt-lich 200 mg / 100 g [1]. Als Hauptalkaloide wurden Ergotamin und Ergocristin in al-len Mutterkornproben bestimmt. Ihr An-teil ( plus die Isomere Ergotaminin und Er-gocristinin ) am Gesamtalkaloidgehalt be-trug 57 % ( SD 8,9 % ).

Ein weiterer charakteristischer Bestand-teil des Mutterkorns ist die Ricinolsäure, die im Mutterkornöl zu 30 % vorkommt [2, 3]. Der mittlere Gehalt an Ricinolsäu-re in den untersuchten Mutterkornsklero-tien betrug 10,3 g / 100 g mit nur geringer Schwankungsbreite von 8,0–12,9 g / 100 g ( SD 1,2 g / 100 g ). Somit eignet sich die Ri-cinolsäure als Indikator für den Mutter-korngehalt und kann als Alternativmetho-de für die Besatzbestimmung herangezogen werden. Die Besatzbestimmung gilt als un-genau und sollte durch chemische Metho-den ersetzt werden [4]. Daher wurde eine GC-FID-Methode zur Bestimmung der Ri-cinolsäure in Roggen und Roggenproduk-ten entwickelt, mit der ein Mutterkornge-halt bis zu 0,01 % verlässlich nachgewiesen werden kann. Ein Vorteil dieser Bestim-mungsmethode liegt darin, dass auch der Mutterkorngehalt in verarbeiteten Produk-ten bestimmt werden kann.

Da Mutterkorn ein ständiger Begleiter des Roggens ist und somit mit dem Roggen in die Mühlen gelangt, war es ein interes-santer Aspekt, die Alkaloid- und Ricinol-säureverteilung in unterschiedlichen Mahl-produkten zu verfolgen. Durch Lagerungs- und Umschlagsvorgänge vor der Getreider-einigung haftet Mutterkornabrieb an den Getreidekörnern und führt so zu nachweis-baren Alkaloid- und Ricinolsäuregehal-ten in den Mahlprodukten. Dabei konn-te eine Korrelation des Schalenanteils im Mehl mit dem Alkaloid- und Ricinolsäure-gehalt nachgewiesen werden. Mit steigen-

dem Ausmahlungsgrad steigt der Anteil an Mutterkornalkaloiden im Mahlprodukt.Das Forschungsvorhaben ( AIF 15280 N ) wurde

im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung ( IGF )“ vom Bundes-ministerium für Wirtschaft und Technologie ( via AiF ) über den Forschungskreis der Ernäh-rungsindustrie e.V. ( FEI ) gefördert.

Literatur1. Lorenz K ( 1979 ) CRC Crit Rev Food Sci Nutr

11: 311–354. 2. Bharucha KE, Gunstone FD ( 1957 ) J Chem Soc

123: 610–614. 3. Morris LJ, Hall SW ( 1966 ) Lipids 1: 188–196. 4. EFSA ( 2005 ) EFSA Journal 225: 1–27.

Einsatz von Hochauflösung und akkurater Masse in der RückstandsanalytikT. BernsmannChemisches und Veterinäruntersu-chungsamt Münsterland-Emscher-Lippe AÖR ( CVUA-MEL ), Münster

In der Rückstandsanalytik werden immer größere Anforderungen hinsichtlich der Analytik in Bezug auf Empfindlichkeit, Schnelligkeit sowie auf das Substanzspekt-rum gestellt. Dazu werden immer mehr so-genannte Screening-Methoden entwickelt. Gemäß der Entscheidung 2002 / 657 / EG sind Screeningmethoden Methoden, die zum Nachweis des Vorhandenseins eines Stoffes oder einer Klasse von Stoffen in der interessierenden Konzentration verwen-det werden. Diese Methoden ermöglichen einen hohen Probendurchsatz und wer-den eingesetzt, um eine große Anzahl von Proben auf mögliche positive Ergebnisse zu sichten. Üblich eingesetzte Screening-Methoden sind der Agardiffusionstest, En-zyme-linked Immunosorbent Assay Tests ( ELISA ) sowie Flüssig- oder Gaschroma-tographie gekoppelt mit einem Massen-spektrometer ( LC-MS sowie GC-MS ). Jede der eingesetzten Methoden hat Vor- und Nachteile. So liefert der Plattendiffusions-test auf antimikrobiell wirkende Stoffe ei-nen Hinweis auf das Vorhanden sein dieser Stoffe in einem sehr kleinen Konzentrati-onsbereich. Eine Aussage über die Identität des vorhandenen Stoffes kann aber nicht getroffen werden. ELISA-Tests sind sehr spezifisch und in kleinen Spurenbereichen einsetzbar. Zu beachten sind Kreuzreaktio-nen der Gen-Antikörperreaktionen.

LC-MS-Systeme mit niedrig auflösen-den Massenspektrometern sind zu unemp-findlich und zu unspezifisch. GC-MS-Ver-fahren mittels Scan und Selected-Ion-Mo-nitoring-( SIM )-Detektion in einem Lauf, unter Verwendung der sehr umfangreichen Spektrenbibliotheken haben sich als Scree-ning-Methoden für flüchtige Substanzen bewährt. Neu entwickelte pharmakologi-

sche Stoffe oder Pestizide sind aber sehr po-lar und mittels GC-MS nur nach Derivati-sierung zu analysieren. Damit wird aus den Screening-Verfahren ein Target-Verfahren, bei dem wieder nur nach bestimmten Ana-lyten gesucht wird. Auch die Screening-Methoden mittels Flüssigchromatographie gekoppelt mit einem Tandemmassenspek-trometer ( LC-MS / MS ) sind Target-Ana-lyt-Methoden. Trotz der Implementierung von über 400 erfassbaren Pestiziden in ei-nem chromatographischen LC-Lauf. wird man ein negatives Ergebnis attestieren, wenn die 401. Substanz enthalten ist. Die LC-MS / MS ist im Multiple Reaction Mo-nitoring- ( MRM ) Modus, in dem die nöti-ge Empfindlichkeit erreicht wird, limitiert. Ein weiteres Problem der polaren Analy-ten und der LC-MS / MS im MRM-Modus ist die gewünschte Abspaltung der polaren Gruppen in der Kollisionszelle. Damit sind viele der stärksten Übergänge und damit die Quantifizierungsmasse eine Abspal-tung von Wasser, der Carbonyl- oder Ami-nogruppe sowie eine Spaltung der Ester. Damit ist der stärkste Übergang nicht im-mer sehr spezifisch. Abhilfe für dieses Pro-blem und ein Screeningverfahren für nicht unzersetzt flüchtige polare Substanzen ist die Flüssigchromatographie mittels hoch-auflösender Massenspektroskopie ( LC-HRMS ) unter Verwendung der akkura-ten Masse, des Isotopen-Verhältnisses und der MS / MS-Fragmentierung. Geräte, die diese Anforderungen erfüllen, sind Time-of-Flight-Massenspektrometer mit vorge-schalteter Massenselektion und einer Kol-lisionszelle ( Q-TOF-Systeme ) oder Fouri-er-Transformations-Massenspektrometer ( Orbitrap mit Higher Energy Collision Dissotiation-Zelle ). Diese Geräte sind in der Lage, mit einer Auflösung von größer 25000 und einer akkuraten Masse mit ei-ner Massengenauigkeit von kleiner 2 ppm kontinuierliche Spektren von 50–2000 m / z im Spuren-Bereich aufzunehmen. Damit ist die Möglichkeit gegeben über Spektren-Bibliotheken und verschiedenen Algorith-men nach unbekannten Substanzen und nach bekannten Substanzen zu suchen. Der Aufbau dieser Bibliotheken und Da-tenbanken ist im Moment noch in der Ent-wicklung. Ein weiterer Vorteil dieser Gerä-te ist auch, dass in alten Daten-Files aktu-elle problematische Substanzen extrahiert werden können und somit die Frage nach: „Waren die Substanzen früher schon ent-halten?“ beantwortet werden kann.

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Nachweis von β-Lactamrückständen in Nieren und anderen Matrices mittels eines Chemolumineszenz-MikrotiterplattentestsL. Wehe, E. Müller-Seitz, M. PetzBergische Universität Wuppertal, Fach-bereich C – Lebensmittelchemie

Penicilline und Cephalosporine, die die Gruppe der β-Lactam-Antibiotika bil-den, zählen zusammen mit den Tetracyc-linen und Makroliden zu den am häufigs-ten eingesetzten Antibiotika zur Thera-pie und Prophylaxe bakterieller Infektio-nen bei Lebensmittel liefernden Tieren. Für β-Lactame sind in Abhängigkeit von ihrer antimikrobiellen Wirkung sehr un-terschiedliche Rückstandshöchstmengen ( MRL = maximum residue limit ) in essba-ren Geweben und anderen Produkten tieri-schen Ursprungs EU-einheitlich festgesetzt [1]. Screeningverfahren sollen kostengüns-tig und mit wenig Aufwand durchführbar sein und eine schnelle Aussage über das Vorhandensein von Rückständen in einer Probe erlauben. Als familienspezifischer Screeningtest ermöglicht es der Mikrotiter-plattentest, Rückstände von β-Lactamen zu erfassen. Die Niere ist als Anreicherungs-organ für die Probenahme im Rahmen des amtlichen Nationalen Rückstandskontroll-plans ( NRKP ) von besonderer Bedeutung.

Das angewandte Testprinzip entspricht einem kompetitiven Enzymimmunoassay. Anstelle eines wirkstoffspezifischen Anti-körpers wird hier jedoch ein Rezeptorpro-tein verwendet, das Penicillin-bindende Protein PBP 2x* aus Streptococcus pneu-moniae. Ein für diesen Test synthetisiertes Ampicillinderivat ( DIG-AMPI ), bei dem Ampicillin mit Digoxigenin gekoppelt wur-de, dient als Kompetitor zu den β-Lactam-Rückständen in der Probe. Vom Rezep-torprotein gebundenes DIG-AMPI kann anschließend über ein mit Meerrettich-peroxidase markiertes anti-Digoxigenin-Fab-Fragment detektiert werden. Chemo-lumineszenz ( CL ) entsteht, wenn die Per-oxidase Luminol oxidiert, das unmittelbar vor der Messung durch eine Dosiervorrich-tung im CL-Reader ( FluoStar Optima ) zu-gegeben wird.

Im Vergleich zum bereits zuvor entwi-ckelten UV-Assay [2] wurden mit dem CL-Assay neben Milch und Muskulatur, schwerpunktmäßig Nierenproben unter-sucht. Dazu wurde der durch Einfrieren und Auftauen gewonnene Tausaft genutzt, bei dem Matrixinterferenzen durch eine 1:10-Verdünnung eliminiert werden konn-ten. Für Ampicillin, das zunächst als Mo-dellsubstanz für die Gruppe der β-Lactame

verwendet wurde, ergab die CL-Detektion eine zweifach höhere Empfindlichkeit am MRL-Wert. Ein chemometrisches Ver-suchsdesign wurde herangezogen, um sig-nifikante Parameter bei der Robustheits-prüfung zu analysieren. Tendenziell zeigte sich, dass der CL-Test in Hinblick auf Ge-webe- und Tierart etwas robuster ist als der UV-Assay. Beide Assay-Formate erlau-ben den sicheren Nachweis von β-Lactam-antibiotika in Niere am MRL-Wert. Dem leichten Vorteil des CL-Tests im Hinblick auf Nachweisempfindlichkeit und geringe-re Matrixstörungen stehen allerdings län-gere Messzeiten sowie höhere Geräte- und Reagenzienkosten gegenüber.Unser Dank gilt der DFG, die diese Arbeit mit ei-

ner Sachbeihilfe unterstützt hat ( PE 306 / 7-2 ).

Literatur:1. Verordnung ( EU ) Nr. 37 / 2010 der Kommission

vom 22. Dezember 2009 über pharmakologi-sche Stoffe und ihre Einstufung hinsichtlich der Rückstandshöchstmengen in Lebensmitteln tierischen Ursprungs Abl. L 15

2. Lamar J, Petz M ( 2007 ) Anal Chim Acta 586 ( 1–2 ): 296–303

Antibiotikarückstände in Getreide – Einsatz der hoch-auflösenden MS zur Erkennung falsch positiver BefundeH. Hayen1, D. H. Yolcu2, C. Schwa-ke-Anduschus2, M. Grote2

1Leibniz-Institut für Analytische Wissen-schaften – ISAS – e.V., Dortmund; 2Uni-versität Paderborn, Fakultät für Natur-wissenschaften, Department Chemie, Anorganische und Analytische Chemie

Im Rahmen einer Screening-Studie wurde untersucht, ob ein Antibiotikatransfer ( v. a. Tetracycline ) in viehstarken Gebieten aus langjährig mit Gülle gedüngten Böden in Getreide nachweisbar ist [1]. Die entspre-chenden Feldproben wurden mittels Hoch-leistungsflüssigchromatographie gekoppelt mit niedrigauflösender Tandem-Massen-spektrometrie ( HPLC-MS / MS ) analysiert. Positive Befunde wurden mit hochauflö-sender MS überprüft. Dabei stellte sich he-raus, dass trotz optimierter Probenvorberei-tung und HPLC-Trennung Matrixbestand-teile der hochkomplexen Proben zu falsch positiven Resultaten bei der niedrigauflö-senden MS / MS-Detektion führen können.

Bestimmte Signale der Massenchroma-togramme ( MS- und MS / MS-Modus ) des niedrigauflösenden MS wurden zunächst dem Tetracyclin zugeordnet, was sich aber in der Hochauflösung nicht bestätigen ließ. Offensichtlich überlagern mehrfach gelade-ne Peptidfragmente, [M+H]n+ ( n = 1–7 ), den Quasi-Molekülionenbereich des Te-tracylins und ergeben fragmentreiche

MS / MS-Spektren, welches die Ursache falsch positiver Befunde mit der niedrigauf-lösenden LC-MS / MS-Methode sein kann. Es ist anzunehmen, dass Peptide durch en-zymatische Proteolyse während der Extrak-tion des Getreides mit Citratpuffer gebil-det werden. Auffällige Peaks in Chromato-grammen unbelasteter Weizenproben des Bundessortenamtes und auch in Kornpro-ben aus viehstarken Gebieten der Ernte-zeiten 2005 und 2006 lagen im Retentions- und m / z-Bereich von N-Desmethyl-Tet-racyclinen. Derartige mutmaßliche Meta-bolisierungs-Produkte waren bei früheren Untersuchungen in Weizenwurzeln ( Hyd-rokultur ) identifiziert worden. Durch An-wendung der hochauflösenden MS ließ sich aber die Identität von Demethylierungs-produkten im Getreidekorn nicht bestäti-gen. Noch ungeklärt bleibt die Herkunft des in einigen Getreideproben mit niedrig- und hochauflösender MS nachgewiesenen Demeclocyclins, einem nicht zugelassenen Veterinärwirkstoff, der durch Demethy-lierung des Chlortetracyclins entstehen kann. Offensichtlich sind die Faktoren und Zusammenhänge, die den Transfer Bo-den / Pflanze begünstigen, sowie mögliche Umwandlungsprozesse antibiotisch aktiver Rückstände in Boden und Pflanze weiter-hin aufklärungsbedürftig.

Literatur:1. Freitag M, Yolcu DH, Hayen H, Betsche T, Gro-

te M ( 2008 ) J. Verbraucherschutz und Lebens-mittelsicherheit 3: 174–184

The usage of stable isotopes to prove the authenticity of organic food, especially organic eggs and organic beef

S. Hofem, M. BonerTÜV-Rheinland Agroisolab GmbH, Jülich

The use of stable isotopes of life is one of the few possibilities to check the authen-ticity of organic food. Normally the stable isotope of nitrogen is used, as there is a well known shift of 3 ‰ in the trophic level. In result the animal tissue and the manure as well is always enriched in the ratio of the stable isotope of nitrogen.

Both are typical fertilizers in organic far-ming. On the other hand the use of mine-ral fertilizers is not allowed in organic far-ming. That fertilizer shows in comparison to the above mentioned organic fertilizer decreased ratios of nitrogen and delivers therefore a significant differentiation pos-sibility as the plant uses and reflects both kind of fertilisation.

In fact, conventional agricultural pro-ducts often show decreased ratios of nit-rogen in comparison to enriched ratios in

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organic farming, as it could be shown in different scientific works. More or less the differentiation is not always significant, as that possibility depends on the plant, the history of the soil, and could be negatively affected by fertilisation using nitro fixing plants.

On the other hand, the stable isotopes of nitrogen could also be used to check organic animal products as eggs, as there should be a link from the organic feed to the nitrogen ratio in the tissue or raw pro-tein. Normally that differentiation possibi-lity is only reliable with a huge amount of reference samples in a stable isotope data-base.

In an analysis of more than 600 refe-rence samples from organic and conven-tional eggs, the stable isotope of nitrogen delivers limits which could be used to dif-ferentiate organic and conventional eggs. The reference samples were collected in all parts of Europe and give therefore a good overview of that differentiation possibility.

An indirect way to prove the authentici-ty of organic animal products is the check of the origin. In the analysis of more than 250 organic beef samples using all stable isotope of life it could be shown that there is a direct link from the feed to the meat and could therefore be used to check ho-mogeneity of slaughtering batches or to track back the origin.

A progress of the stable isotope analy-sis for organic farming is to build up reli-able databases as it is in development in a German research project “Advancement and recommendation for the use of selec-ted methods applicable to differentiate or-ganic and conventional products” funded by the German Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection wi-thin the „Bundesprogramm Ökologischer Landbau“.

Bestimmung von Schwefeldioxid in Säften – Vergleich einer etablierten mit einer neuen Methode

S. Theisen, R. GalensaInstitut für Ernährungs- und Lebensmit-telwissenschaften, Lebensmittelchemie, Universität Bonn

Schwefeldioxid wird seit Jahrhunderten er-folgreich zur Konservierung von Lebens-mitteln verwendet. Aufgrund möglicher to-xischer Wirkungen bei hohen Dosen und der Gefahr pseudoallergischer Reaktionen auf bereits geringe Mengen sind Einhal-tung und Überprüfung der gesetzlich vor-geschriebenen Grenzwerte von großer Be-deutung. Die Amtliche Sammlung schreibt

dafür zwei mögliche Untersuchungsver-fahren vor, eine enzymbasierte und eine Destillationsmethode [1]. Beide sind für hohe Sulfitkonzentrationen gut geeignet, in niedrigen Konzentrationsbereichen von 10 mg / L und darunter jedoch oft nicht aus-reichend zuverlässig.

Eine ursprünglich von Pabel entwickel-te HPLC-Kopplung mit integriertem En-zymreaktor ist hingegen in der Lage, in ei-nem großen Konzentrationsbereich ( 0,04 bis über 100 mg / L ) Schwefeldioxid in Le-bensmitteln zuverlässig und empfindlich zu bestimmen [2]. Das Prinzip der Methode beruht auf einer alkalischen Freisetzung eventuell gebundener Sulfite, gefolgt von einer chromatographischen Auftrennung der Probenbestandteile und einer enzy-matischen Umsetzung von Sulfit zu Sul-fat unter Bildung von Wasserstoffperoxid, welches anschließend elektrochemisch de-tektiert wird. Die Vorteile dieser Metho-de liegen neben ihrer Empfindlichkeit und Schnelligkeit ( 8 min pro Lauf ) in der einfa-chen Probenaufarbeitung und in der durch das Enzym Sulfitoxidase ( SOx ) begründe-ten Selektivität.

Die Probenaufarbeitung wurde insbe-sondere im Hinblick auf Säfte und alko-holische Getränke optimiert. Traubensäfte werden üblicherweise industriell geschwe-felt und vor dem Inverkehrbringen wieder entschwefelt, so dass SO2-Rückstände ver-bleiben, die zum Teil als schwer spaltbare Verbindungen mit anderen Saftbestandtei-len vorliegen. Eine unvollständige Freiset-zung von Sulfit aus diesen Verbindungen bei der Probenaufbereitung kann zu einem hohen Variationskoeffizienten führen, der eine korrekte Analytik erschwert.

In einem laborinternen sowie in einem offiziellen Laborvergleichstest des Deut-schen Referenzbüro für Lebensmittel-Ring-versuche und Referenzmaterialien ( DRRR ) wurden die HPLC-Methode und eine De-stillationsmethode ( IFU 7a ) für Trauben-säfte verglichen.

In beiden Methodenvergleichen schnitt die HPLC-Enzymreaktorkopplung besser ab, sowohl im Hinblick auf die Wiederhol-barkeit als auch auf die Wiederfindung von SO2. Obgleich es sich hier noch nicht um anerkannte Ringversuche handelt, geben die Ergebnisse Hinweise darauf, dass die HPLC-Enzymreaktorkopplung möglicher-weise als Referenzmethode in Betracht ge-zogen werden kann.

Literatur1. Amtliche Sammlung von Untersuchungsver-

fahren nach § 64 LMBG, Beuth Verlag, Berlin 1998, Verfahren L 00.00-46 / 1 und L 00.00-46 / 2.

2. Pabel B ( 1993 ) Dissertation an der Techni-schen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braun-schweig

Einfluss einer Bolusgabe eines polyphenol- und Vitamin-C- reichen Fruchtsaftes aus Camu-Camu, Açaí und Anden-Brombeere auf den antioxidativen Status bei gesunden NichtrauchernA. Gordon1, S. Ellinger2, C. Ritter1, M. Kürten1,2, J. Ellinger3, B. Zur4, P. Stehle2, F. Marx1

1Institut für Ernährungs- und Lebens-mittelwissenschaften, FB Lebensmittel-chemie, Universität Bonn; 2Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissen-schaften, FB Ernährungsphysiologie, Uni-versität Bonn; 3Klinik und Poliklinik für Urologie, Universitätsklinikum Bonn; 4In-stitut für Klinische Chemie und Pharma-kologie, Universitätsklinikum Bonn

Obst und Gemüse liefern einen wichtigen Beitrag zur Prävention degenerativer Er-krankungen. Es gibt zahlreiche epidemio-logisch begründete Anzeichen, dass ein erhöhter Obst- und Gemüsekonsum das Auftreten von kardiovaskulären Erkran-kungen, Diabetes mellitus, Krebserkrankun-gen, Hypertonie und Schlaganfällen redu-zieren kann. Der protektive Effekt wurde lange Zeit auf sekundäre Pflanzenstoffe mit antioxidativer Wirkung zurückgeführt, die im Organismus Radikale abfangen und folglich oxidativem Stress vorbeugen kön-nen [1]. Im Rahmen des von der EU ge-förderten Projektes „Producing added va-lue from underutilized tropical fruit crops with high commercial potential“ wurden diverse lateinamerikanische Früchte mit dem TOSC-Assay auf ihre antioxidative Kapazität untersucht. Açaí, Camu-Camu und Anden-Brombeere zeigten eine starke antioxidierende Wirkung, wobei aus einem Mischungsversuch ( 44 % Açaí, 12 % Ca-mu-Camu, 44 % Anden-Brombeere ) sogar synergistische Effekte hervorgingen.

In einer randomisierten, kontrollierten Interventionsstudie mit Crossover-Design sollte untersucht werden, ob die Bolusgabe des aus dem oben genannten Mischungs-versuch hervorgegangenen polyphenol- und Vitamin-C-reichen Saftes den antioxi-dativen Status bei gesunden Nichtrauchern verbessert.

6 Probanden ( Gruppe A ) erhielten nach 12-stündigem Fasten und einer tags zuvor polyphenolarmen Diät 400 mL des Frucht-saftes ( 276 mg Anthocyane berechnet als Cyanidin-3-Glucosid, 1612 mg Gesamtphe-nole berechnet als Gallussäureäquivalent, 936 mg Ascorbinsäure ). Nach einer 2–3-wöchigen Washout-Phase wurden 400 mL Zuckerlösung mit einem dem Fruchtsaft entsprechenden Gehalt an Glucose und Fructose verabreicht. Gruppe B ( n=6 ) er-

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hielt die Getränke in umgekehrter Reihen-folge. Insgesamt wurden sieben Blutabnah-men durchgeführt ( nüchtern sowie 0,5 h, 1 h, 1,5 h, 2 h, 3 h, 6 h nach Konsum des Saftes ). Drei und fünf Stunden nach Kon-sum des Saftes wurde eine standardisierte Mahlzeit verzehrt. Der antioxidative Sta-tus bzw. oxidative Stressmarker im Plasma wurden durch die Bestimmung von Vita-min A, C, E, Beta-Carotin, F2-Isoprosta-ne, des Gesamtphenolgehaltes sowie durch die antioxidative Kapazität ( TEAC und TOSC ) ermittelt. Oxidierbare Substan-zen wurden mittels HPLC-CEAD gemes-sen. Im Serum wurden zusätzlich Choleste-rol, Triglyceride und Harnsäure bestimmt. Mittels Comet-Assay wurden Leukozyten auf DNA-Strangbrüche in vivo und gegen H2O2 ex vivo untersucht. Die statistische Auswertung erfolgte über ANOVA für Messwiederholung bzw. T-Test.

Der Fruchtsaftverzehr hatte einen si-gnifikanten Einfluss auf die Vitamin-C-Konzentration im Plasma ( p < 0,001 ). Vi-tamin C stieg von 56 ± 10 µmol / L ( nüch-tern ) auf 121 ± 24 µmol / L ( 3 h, tmax ) an. Mittels HPLC-CEAD waren oxidierbare Metabolite nach dem Saftkonsum nach-weisbar, jedoch nicht nach Konsum der Zuckerlösung. Trotz dieser Veränderungen konnte nach Bolusgabe des polyphenol- und Vitamin-C-reichen Saftes kein kurz-fristiger Einfluss auf den antioxidativen Status sowie oxidative Stressmarker bei ge-sunden Nichtrauchern nachgewiesen wer-den.

Literatur:1. Crozier et al ( 2009 ) Natural Product Reports

26( 8 ): 965–1096

Legalisierter Betrug in der EU: OlivenölC. GertzChemisches Untersuchungsamt Hagen

Arsenglutathionkomplexe – toxische Arsenmetabolite?M. Bartel1, L. Leffers1, M. Schwar-zer2, M. C. Nollen1, U. Karst2, T. Schwerdtle1

1WWU Münster, Institut für Lebensmit-telchemie; 2WWU Münster, Institut für Anorganische und Analytische Chemie

Das EFSA-Gremium für Kontaminanten in der Lebensmittelkette schlussfolgerte in seinem aktuellen wissenschaftlichen Gut-achten, dass Gesundheitsrisiken im Zu-sammenhang mit dem Vorkommen von anorganischem Arsen in Lebensmitteln nicht ausgeschlossen werden können.

Arsen und anorganische Arsenver-bindungen wurden von der International Agency for Research on Cancer ( IARC ) als Humankanzerogene eingestuft. In einer Stellungnahme der IARC vom März 2009 wurde erneut auf die große Problematik der humankanzerogenen Wirkung hinge-wiesen. Zahlreiche epidemiologische Studi-en zeigen, dass nach inhalativer Aufnahme von Arsen eine erhöhte Inzidenz an Lun-gentumoren besteht, wohingegen die orale Aufnahme mit einer Zunahme von Haut-, Blasen- und Lungentumoren korreliert.

Die grundlegenden molekularen Me-chanismen der arseninduzierten Kanzero-genese sind bislang nicht vollständig ge-klärt. Erkenntnisse der letzten sechs Jahre zum Arsenmetabolismus beim Menschen legen nahe, dass insbesondere dreiwertige methylierte Arsenmetabolite, die monome-thylarsonige ( MMAIII ) und dimethylarsini-ge ( DMAIII )-Säure, maßgeblich zur kanze-rogenen Wirkung von anorganischem Ar-sen beitragen.

Während zahlreiche in-vitro-Studien die enorme zelluläre Toxizität dieser Me-tabolite belegen, wurden die kürzlich iden-tifizierten Arsenglutathionkomplexe bis-lang kaum toxikologisch untersucht. Dies ist vermutlich auf das Nichtvorhanden-sein geeigneter Reinsubstanzen zurückzu-führen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die dreiwertigen Arsenmetabolite Arsen-triglutathion ( AsIII( GS )3 ), Monomethyl-arsendiglutathion ( ( CH )3AsIII( GS )2 ) und Dimethylarsenglutathion ( ( CH3 )2AsIIIGS ) erfolgreich synthetisiert. Zur Synthese wur-den Arsenit ( iAsIII ), Monomethylarson-säure ( MMAV ) und Dimethylarsinsäure ( DMAV ) als jeweilige Ausgangsverbindung mit Glutathion umgesetzt. Eine Aufreini-gung der Syntheseprodukte erfolgte u. a. über Umkristallisation, Säulenchromato-graphie und präparative HPLC.

Die Identifizierung und Reinheitskont-rolle der neu synthetisierten Arsenverbin-dungen erfolgte mittels analytischer Kopp-lungstechniken. Identifiziert wurden die Substanzen mit Hilfe der Hochleistungs-flüssigchromatographie mit massenspektro-metrischer Detektion ( HPLC / ESI-MS ) so-wie mit Verdampfungs-Lichtstreudetektion ( HPLC-ELSD ). Über eine HPLC / ICP-MS-Kopplung wurde die Reinheit der Synthe-seprodukte ermittelt. Weiterhin erfolgte die Strukturaufklärung der Komplexe mit-tels NMR-Spektroskopie.

Daher haben wir kürzlich damit begon-nen, die zelluläre Bioverfügbarkeit und To-xizität der synthetisierten Arsenmetabo-lite in Relation zu anorganischem Arsenit in menschlichen Lungenzellen zu unter-suchen. Erste Ergebnisse hierzu verdeutli-chen, dass Arsentriglutathion für mensch-liche Lungenzellen ( A549 ) bioverfügbar ist

und ein definiertes zytotoxisches Potenzial ausübt. Laufende aktuelle Studien werden nun zeigen, inwieweit die einzelnen syn-thetisierten Arsenglutathionkomplexe zur zellulären Zytotoxizität und Genotoxizität und damit vermutlich auch zur Kanzeroge-nität von anorganischem Arsen beitragen.

Neue Erkenntnisse zum molekularen Mechanismus der Arsen-vermittelten Kanzerogenität

F. Ebert, F. Fricke, T. Schwerdtle Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Lebensmittelchemie

Unsere Hauptexpositionsquelle gegenüber dem humankanzerogenen anorganischen Arsen stellt unsere Ernährung dar. Im Ge-gensatz zu klassischen chemischen Kanze-rogenen interagiert anorganisches Arsen selbst nicht direkt mit der DNA, ist weder direkt genotoxisch noch mutagen; zudem ist anorganisches Arsen im Versuchstier nach oraler Gabe nicht kanzerogen. Als Wirkmechanismen werden aktuell indirekt genotoxische Mechanismen diskutiert, u. a. eine Inhibierung von DNA-Reparaturpro-zessen, sowie eine Beteiligung des Arsen-metabolismus, welcher bei Mensch und Versuchstier unterschiedlich ist.

Beim Menschen ist die Basen-Exzisions-Reparatur ( BER ) der wichtigste DNA-Re-paraturmechanismus zur Entfernung oxi-dativer DNA-Schäden. Da unsere DNA permanent sowohl durch endogen als auch durch exogen gebildete reaktive Sauer-stoffspezies geschädigt wird, ist die BER maßgeblich am Erhalt der genomischen Stabilität und damit auch an der Vermei-dung von Krebserkrankungen und degene-rativen Erkrankungen beteiligt.

Unsere bisherigen Arbeiten verdeutli-chen, dass anorganisches Arsen die BER in menschlichen Zellen in umweltrelevan-ten Konzentrationen inhibiert und somit indirekt genotoxisch wirkt. Ziel der vorlie-genden Arbeit ist es, den molekularen Me-chanismus der beobachteten Inhibierung zu identifizieren. Hierzu sollte der Einfluss von Arsenit auf den zellulären Gehalt der BER-Proteine XRCC1 ( X-ray repair cross-complementing protein 1 ) und Polβ ( DNA Polymerase β ) untersucht werden. XRCC1 koordiniert als Gerüstprotein den gesam-ten Vorgang der BER, Polβ induziert mit Hilfe von XRCC1 das Schließen der nach Erkennung und dem Ausschneiden des oxidativen DNA-Schadens entstandenen Lücke.

Nach Etablierung der entsprechenden SDS / PAGE-Western-Blotting-Analysen zur Quantifizierung des zellulären Gehaltes

140 Lebensmittelchemie 64, 113 – 144 (2010)

der beiden Reparaturproteine zeigte sich, das Arsenit in nicht-zytotoxischen Konzen-trationen den zellulären Gehalt an XRCC1 um 30 % verringerte. Darüber hinaus übte die Monomethylarsonsäure ( MMAV ), ein zentraler humaner Arsenmetabolit, ähnli-che Effekte in höheren, jedoch nicht-zyto-toxischen Konzentrationen aus. Vergleich-bare Effekte erhielten wir im Falle des Ar-senits kürzlich für das die Reparaturlücke schließende BER-Protein LigIIIα ( Ligase IIIα ).

Zusammenfassend weisen unsere bishe-rigen Studien darauf hin, dass Arsenit sein fünfwertiger monomethylierter Metabolit MMAV unter anderem über eine Redukti-on des zellulären Gehaltes an essenziellen DNA-Reparaturproteinen die DNA-Repa-ratur oxidativer DNA-Schäden inhibieren und damit indirekt genotoxisch wirken. Inwieweit dieser cogenotoxische Effekt auch im Mikrokerntest ( DNA-Schäden auf chromosomaler Ebene ) erfasst werden kann, ist Gegenstand aktueller Studien.

Synthese von deuterierten EbergeruchsstoffenJ. Fischer, M. WüstRheinische Friedrich-Wilhelms-Universi-tät Bonn, Institut für Ernährungs- und Le-bensmittelwissenschaften, Professur für Bioanalytik ( Lebensmittelchemie )

Die Kastration von Ebern ist seit Jahrzehn-ten die Methode der Wahl, um das Auf-treten von Ebergeruch in Schweinefleisch zu verhindern. Vor allem aus Gründen des Tierschutzes, aber auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit geht der aktuelle Trend jedoch weg von der Kastration hin zur Ebermast. Einziger, aber nicht unerhebli-cher Nachteil der Ebermast ist jedoch die Tatsache, dass etwa 10 % der Schlachtkör-per beim Erhitzen den vom Verbraucher als äußerst unangenehm empfundenen Eber-geruch freisetzen. Hauptverantwortlich für dieses Fehlaroma sind die Pheromone 5α-Androst-16-en-3-on, 5α-Androst-16-en-3α-ol und 5α-Androst-16-en-3β-ol sowie die aromatischen, stickstoffhaltigen Heterocy-clen Skatol und Indol, die durch mikrobiel-len Abbau der Aminosäure Tryptophan im Darm der Schweine entstehen [1].

Die exakte Quantifizierung dieser Fehl-aromastoffe in Fleisch und Fleischerzeug-nissen ist aufgrund von Matrixeffekten häufig sehr schwierig. Oftmals sind zahl-reiche Aufarbeitungsschritte nötig, um störende Matrixbestandteile abzutrennen bzw. zu minimieren. Dabei können erheb-liche Analytverluste auftreten, die das Er-gebnis verfälschen. In der Aromaanalytik hat sich daher die Stabilisotopenverdün-nungsanalyse als die Methode der Wahl

etabliert, um Matrixeffekte zu eliminieren. Da deuterierte Standards der o. g. Verbin-dungen nur im Fall von Indol kommerziell erhältlich waren, wurden die verbleibenden Verbindungen Skatol ( 1 ), Androst-16-en-3-on ( 2 ), 5α-Androst-16-en-3α-ol und 5α-Androst-16-en-3β-ol ( 3 ), die zur Detektion von Ebergeruchstoffen mittels Stabilisoto-penverdünnungsanalyse nötig sind, synthe-tisiert und spektroskopisch charakterisiert.

Literatur1. Hansen-Moeller J ( 1994 ) J. Chromatography B

661: 219–230

Sesquiterpenprofile verschiedener RebsortenB. May, M. WüstRheinische Friedrich-Wilhelms-Universi-tät Bonn, Institut für Ernährungs- und Le-bensmittelwissenschaften, Professur für Bioanalytik ( Lebensmittelchemie )

Jüngste Studien haben gezeigt, dass das oxidierte Sesquiterpen Rotundon eine Aroma-Schlüsselsubstanz für das pfeffer-artige Aroma in Syrah-Weinen ist. Bisher gibt es jedoch nur wenige Informationen zum Sesquiterpenprofil verschiedener Reb-sorten und deren Verteilung innerhalb der Beere. In diesem Rahmen wurden daher Trauben 9 verschiedener Rebsorten wäh-rend des Reifeprozesses gesammelt und ihr Sesquiterpenprofil, sowie Mono- und Di-terpene über HS-SPME-GC-MS bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass Sesquiter-pene über die Beerenhaut in die Gasphase abgegeben werden und dabei eine charak-

teristische Verteilung in Abhängigkeit der Rebsorte und des Reifestadiums aufweisen. Rebsorten wie Syrah, Spätburgunder und Lemberger produzieren hierbei bis zu 35 verschiedene Sesquiterpene in vergleichs-weise hohen Konzentrationen. Die dane-ben nur geringen Mengen im Endokarp deuten auf eine differenzierte Biosynthe-se in der Beere hin. Mit Anstieg der Ses-quiterpenkonzentration konnte ebenfalls die Bildung des antimikrobiell wirksamen Diterpens 13-epi-Manoyloxid verzeichnet werden, was darauf hindeutet, dass die Bil-dung von Sesquiterpenen eine Antwort auf äußere Stimuli wie Pathogene oder Herbi-voren ist, wie bereits bei Studien an Wein-blättern durch Inkubation mit Methyljas-monat gezeigt werden konnte.

Literatur1. Siebert TE, Wood C, Elsey GM, Pollnitz AP

( 2008 ) J. Agric. Chem. 56( 10 ): 3745–3748.2. Hampel D, Mosandl A, Wüst M ( 2005 ) Jour-

nal of Agricultural and Food Chemistry 53( 7 ): 2652-2657.

Kapillarelektrophoretische Trennung von N-Phenylpropenoyl-L-AminosäureamidenK. Henschel1, T. Stark2, T. Hof-mann2, B. Quandt1, M. Lechten-berg1, A. Hensel11Institut für Pharmazeutische Biologie und Phytochemie, Westf. Wilhelms-Uni-versität Münster; 2Lehrstuhl für Lebens-mittelchemie und molekulare Sensorik der TU München, Freising

N-Phenylpropenoyl-L-aminosäureamide gehören zu den sensorisch aktiven Natur-stoffen aus Kakao. Mit der vorgestellten CE-Methode können die Hauptverbindun-gen dieser Stoffklasse getrennt und quanti-tativ bestimmt werden. Nach kurzer SPE-

Abb. 1: HS-SPME-GCMS-Analyse von intakten Syrah-Trauben

Lebensmittelchemie 64, 113 – 144 (2010) 141

Probenvorbereitung lassen sich Fraktionen gewinnen, die direkt per CE untersucht werden können. Die Methode zeichnet sich durch kurze Analysenzeiten und einen sehr geringen Lösungsmittelverbrauch aus. Untersucht wurden Rohkakao, Kakaob-ruch und Kakaopulver.

N-Phenylpropenoyl-L-aminosäureamide ( PPAA ) sind neben anderen phenolischen Verbindungen für den adstringierenden Geschmack von Kakao ( Theobroma ca-cao L., Sterculiaceae ) verantwortlich. Es konnte gezeigt werden, dass diese Stoff-klasse eine Schlüsselfunktion für den ein-zigartigen Kakaogeschmack besitzt [1]. Die Quantifizierung dieser Substanzen erfolgt bislang mittels HPLC-MS / MS und Stabil-Isotopen-Verdünnungsanalyse. Mehr als 10 verschiedene PPAA konnten in Kakao- Produkten nachgewiesen werden [2]. Im Rahmen einer Reihenuntersuchung wur-den einige dieser Verbindungen in 15 arz-neilich genutzten Pflanzen nachgewiesen. Für Kaffeoyl-Aspartat und Kaffeoyl-Tryp-tophan konnte gezeigt werden, dass sie in der Lage sind, die Proliferation menschli-cher Keratinocyten zu steigern und die Mi-tochondrienaktivität von Leberzellen zu stimulieren, Kaffeoyl-Aspartat wirkt außer-dem gegen Helicobacter pylori antiadhäsiv, ist also in der Lage, das Anheften an die menschliche Magenschleimhaut zu ver-mindern [3].

Entwicklung einer alternativen Bestim-mungsmethode: Ziel dieser Arbeit war es, eine einfache und kostengünstige Methode zu entwickeln, die eine Quantifizierung der Hauptkomponenten der in Kakao vorkom-menden PPAA ermöglicht. Ein wichtiges gemeinsames Strukturelement aller PPAA ist die freie Carboxylgruppe, die aus dem Aminosäureteil stammt. Diese Säuregrup-pe bedingt die relativ hohe Polarität der Substanzklasse, vor allem im neutralen bis leicht alkalischen Medium. Die als Anion vorliegenden Moleküle lassen sich gut mit elektrophoretischen Methoden trennen. Die Entwicklung einer kapillarelektropho-retischen Methode lag somit nahe. Vor-versuche mit einem einfachen Trennpuffer aus Na2B4O7 zeigten eine gute Abtrennung der beiden Hauptkomponenten aus Kakao ( Kaffeoyl-Aspartat und p-Cumaroyl-As-partat ) von den ( meist phenolischen ) Be-gleitstoffen.

Aufarbeitung: Das Kakaopulver bzw. die gemörserten und entfetteten Roh-Kakao-bohnen werden mit einem Gemisch aus Aceton / Wasser ( 70 / 30 ) extrahiert, das Aceton abrotiert und die wässrige Pha-se einer Festphasen-Extraktion ( Baker-bond SPE quart. Amine ) unterzogen. Die Elution der zu quantifizierenden Kompo-nenten erfolgt mit 1 % Ameisensäure in MeOH / H2O ( 60 / 40 ), störende Begleitstof-

fe werden zuvor mit Phosphatpuffer ( pH 5,6 ) abgetrennt. Die PPAA-haltige Frakti-on kann direkt zur Quantifizierung mit der Kapillarelektrophorese eingesetzt werden.

Die Zuordnung der Substanzen erfolgte durch „Zuspiken“ der jeweiligen Reinsubs-tanzen. Alle Zuordnungen wurden zusätz-lich durch DC- und UPLC-Versuche abge-sichert.

CE-Parameter: Als Trennpuffer zeigte sich ein 50 mM Borat-Puffer am geeignets-ten, der Zusatz verschiedener Pufferaddi-tive führte zu keiner entscheidenden Ver-besserung der Trennung. Die Detektion erfolgte mit dem PDA-Detektor bei 200 und 325 nm. Als I. S. wurde Rosmarinsäu-re verwendet.

Literatur1. Stark T, Hofmann T ( 2005 ) J. Agric. Food

Chem. 53: 5419–28. 2. Stark T, Justus H, Hofmann T ( 2006 ) J. Agric.

Food Chem. 54: 2859–673. Hensel A, Deters A, Müller G, Stark T, Witt-

schier N, Hofmann T ( 2007 ) Planta Med 73: 142–50.

Anorganische und organische Quecksilberverbindungen: Vorkommen, Expositions-abschätzung und Mechanismen der Neurotoxizität

A. Rau, T. SchwerdtleWestfälische Wilhelms Universität Münster, Institut für Lebensmittelchemie

Quecksilberverbindungen sind in letzter Zeit besonders in das öffentliche Interes-se gerückt, wofür maßgeblich der Konser-vierungsstoff Thiomersal ( Ethylquecksil-berthiosalicylat-Natriumsalz ) im Schwei-negrippe ( H1N1 )-Impfstoff Pandemrix ver-antwortlich gemacht werden kann. Bedeu-tende Expositionsquellen gegenüber orga-nischem Hg sind für die Allgemeinbevölke-rung jedoch in erster Linie marine Lebens-mittel, in denen fast ausschließlich biogen methyliertes Hg vorliegt. Nach einer EFSA-Expositionsabschätzung kann die durch-schnittliche Aufnahmemenge von Methyl-quecksilber für europäische Verbraucher den festgelegten PTWI-Wert ( 1,6 µg / kg Körpergewicht / Woche ) mitunter erreichen und überschreitet den vom US-NRC fest-gesetzten Grenzwert ( 0,7 µg / kg Körperge-wicht / Woche ). Lebensmittelrelevante or-ganische Quecksilberverbindungen sind im Vergleich zu ihren anorganischen Vertre-tern erheblich stärker neurotoxisch, wobei die grundlegenden Mechanismen hierzu noch nicht vollständig geklärt sind. Daher besteht ein entsprechend großer Bedarf an systematischer toxikologischer Bewertung, sowie der Optimierung analytischer Me-

thoden, welche eine Quantifizierung von Quecksilberspezies in biologischen Proben und somit letztendlich die Aufstellung von Quecksilberspezies-Wirkungskorrelationen ermöglichen. Im Rahmen unserer aktuel-len Studien vergleichen wir die Bioverfüg-barkeit und Toxizität von anorganischen ( HgCl2 ) und organischen ( Methyl-Hg, Ethyl-Hg, Thiomersal ) Quecksilberver-bindungen in verschiedenen menschlichen Zellen. Erste Ergebnisse verdeutlichen, dass anorganisches Hg in Hirnzellen, den Ziel-zellen der Hg-induzierten Neurotoxizität, stärkere zytotoxische Effekte ausüben als in menschlichen Kulturzellen anderer Or-gane, wie z. B. Lungenzellen. Weitere Stu-dien werden nun zeigen, inwieweit in ver-schiedenen menschlichen Hirnzellen ( Ka-pillarendothelzellen, Astrozyten, Perizyten, Neuronen ) die Bioverfügbarkeit der anor-ganischen und organischen Hg-Spezies mit der zellulären Toxizität korreliert.

Welchen Einfluss hat die Röstung auf die Flavanole im Kakao?L. Kothe, C. Ritter, R. GalensaInstitut für Ernährungs- und Lebensmit-telchemie, Bereich Lebensmittelchemie, Bonn

Polyphenolischen Inhaltsstoffen in Lebens-mitteln werden diverse positive physiolo-gische Eigenschaften zugesprochen. Viele Studien zeigen, dass der Konsum von Ka-kao und Schokolade die Insulinsensitivität erhöht, kardiovaskulären Erkrankungen und der Entstehung von Krebs entgegen-wirkt [1, 2]. In diesem Zusammenhang sind die hohen natürlichen Gehalte an mono-meren ( Catechine ) und oligomeren ( Pro-cyanidine ) Flavanolen im Kakao hervor-zuheben. Die unverarbeitete Kakaobohne enthält ein sehr komplexes Polyphenol-spektrum, welches jedoch durch technolo-gische Verarbeitungsprozesse erheblichen Veränderungen unterliegt. Es kommt zu Abbauprozessen und strukturellen Modi-fikationen. Die Monomere Catechin und Epicatechin besitzen zwei Chiralitätszen-tren an denen Umlagerungen stattfinden können. Die Kakaobohne enthält natürli-cherweise ausschließlich die Enantiomere

( – )-Epicatechin und in geringerem Um-fang ( + )-Catechin. Durch technologi-sche Einflüsse ( z. B. hohe Temperaturen, Alkalisierung ) können ( – )-Epicatechin zu ( – )-Catechin und ( + )-Catechin zu ( + )-Epicatechin epimerisieren [3].

Ziel ist es die Abhängigkeit zwischen den qualitativen und quantitativen Verän-derungen der Flavanole und den technolo-gischen Parametern während der Verarbei-tung aufzuklären, um die Polyphenolgehal-

142 Lebensmittelchemie 64, 113 – 144 (2010)

te bei der Prozessführung günstig zu beein-flussen. Für diese Arbeit wurde zunächst der Einfluss der Röstung auf die Flavanole im Kakao untersucht. Hierfür sind in Zu-sammenarbeit mit der Zentralfachschule der deutschen Süßwarenwirtschaft ( ZDS ) in Solingen Kakaonibs im dortigem Tech-nikum unter definierten Bedingungen ge-röstet worden.

Für die Analytik wurden die Röstpro-ben vermahlen, entfettet, die Analyten ex-trahiert und mit automatisierter Festpha-senextraktion an einer Polyamidphase von störender Matrix befreit und die Zielver-bindungen angereichert.

Durch Massenspektrometrie konnten die Catechine und einige Procyanidine identifiziert werden. Mittels RP-HPLC-UVDAD erfolgte die Quantifizierung von Catechin, Epicatechin und den Procyani-dinen B2, C1, C2, D, sowie für ein Penta-mer. Durch Trennung der einzelnen Enan-tiomere der Catechine mit chiraler HPLC-CEAD wurde zusätzlich die Epimerisie-rungsreaktion quantifiziert [4].

Die bisher untersuchten Röstproben zei-gen je nach Temperatur und Dauer unter-schiedlich starke Abnahmen von Epicate-chin und den Procyanidinen, während der Gehalt an Catechin zunimmt. Das men-genmäßig vorherrschende ( – )-Epicatechin epimerisiert und führt damit zum Anstieg des Catechingehaltes. Durch die Enantio-merentrennung mittels chiraler HPLC wird dies aufgrund der Zunahme des natürli-cherweise nicht vorkommenden ( – )-Cate-chin verdeutlicht.

Literatur:1. Gu L et al ( 2006 ) J. Agric. Food Chem. 54:

4057–40612. Tomas-Baberan FA et al ( 2007 ) J. Agric. Food

Chem. 55: 3926–39353. Kofink M et al ( 2007 ) Molecules 12: 1274–

12884. Ritter C et al ( 2009 ) Poster, 38. Deutscher Le-

bensmittelchemikertag Berlin

Arsen und die Reparatur von DNA-Addukten: Beeinflussung des zellulären Gehaltes später ReparaturproteineV. Herweg, M. C. Nollen, T. SchwerdtleWestfälische Wilhelms-Universität Münster

Klassische chemische Kanzerogene wie z. B. polyzyklische aromatische Kohlenwas-serstoffe oder auch Aflatoxine, formen mit der DNA Addukte, welche mutagen wir-ken und für die Kanzerogenität der jeweili-gen Verbindungen verantwortlich gemacht werden. Unsere DNA wird folglich perma-nent durch mutagene Lebensmittelinhalts-

stoffe aber auch durch andere Umweltmu-tagene geschädigt und die Sicherung der Integrität unseres Erbgutes basiert zum großen Teil auf einer effizienten Reparatur der gebildeten DNA-Addukte, auf der so-genannten Nukleotidexzisionsreparatur.

Unsere Arbeiten der letzten Jahre ver-deutlichen, dass anorganisches Arsen in menschlichen Zellen die Reparatur dieser DNA-Addukte inhibiert und somit mas-geblich die genomische Stabilität beein-flusst. Während wir uns bislang in erster Linie mit dem Einfluss von Arsen auf den Schadenserkennungsprozess beschäftigten, steht aktuell der abschließende Schritt der DNA-Reparatur, die Ligation, im Fokus unserer Forschung. Im Rahmen dieser Ar-beit wurde der Einfluss von anorganischem Arsenit ( iAsIII ) auf den zellulären Gehalt der an der Ligation beteiligten DNA-Repa-raturproteine XRCC1, Ligase I und Ligase III über quantitative SDS / PAGE-Western-Blot-Analysen untersucht. Als Zellsystem verwendeten wir immortalisierte ( Telome-rase-transfizierte ) menschliche Hautfibro-blasten. Nach 24 h Inkubation der Haut-zellen reduzierten nicht-zytotoxische, um-weltrelevante Arsenitkonzentrationen den zellulären Proteingehalt an XRCC1 kon-zentrationsabhängig, wohingegen der Ge-halt an Ligase III kaum beeinflusst wurde. Die Etablierung des Testsystems zur Be-stimmung der Ligase I wurde kürzlich ab-geschlossen, so dass wir aktuell abschlie-ßend den Einfluss auf das dritte ligierende Protein, die Ligase I, untersuchen können.

Insgesamt lassen unsere Studien ver-muten, dass Arsenit nicht wie bislang an-genommen vornehmlich die DNA-Repa-ratur-Schadenserkennung inhibiert, son-dern auch maßgeblich den abschließenden Schritt der Nukleotidexzisionsreparatur, die Ligation. Eine Mischexposition von an-organischem Arsen mit Umweltmutagenen würde somit zu einer Akkumulation von DNA-Addukten und DNA-Strangbrüchen führen, wodurch die genomische Stabilität, von zwei Seiten maßgeblich beeinträchtigt wird.

Polyphenolanalytik verschiedener Vaccinium-Spezies: Unterscheidungsmöglichkeiten von Cranberry-, Moosbeere- und Preiselbeersäften anhand von IndikatorverbindungenE. Jungfer, R. GalensaInstitut für Ernährungs- und Lebensmit-telwissenschaften, Bereich Lebensmittel-chemie, Bonn

Bei Cranberry, Preiselbeere und Moosbee-re handelt es sich um Heidekrautgewäch-

se ( Ericaceae ) der Gattung Heidelbeere ( Vaccinium ), die eine Vielzahl an Poly-phenolen enthalten. Schon seit Jahren wer-den sie auf Grund ihrer gesundheitlichen Wirkung konsumiert. Unter anderem ist hier ihre präventive Wirkung auf Harn-wegsentzündungen zu nennen [1]. Dank ihrer zahlreichen gesundheitsförderlichen Eigenschaften gelangen sie zunehmend in den Focus des Verbrauchers. Mit steigen-der Beliebtheit der Beerensäfte gibt es im-mer mehr Anbieter, so dass eine möglichst günstige Rohwarenbeschaffung angestrebt wird. Eine Verfälschung mit der im Einkauf günstigeren Moosbeere ist somit nahelie-gend. Rein optisch ähneln sich die Beeren, sind jedoch namentlich voneinander abzu-grenzen.

In einer Reihe von Lebensmitteln konn-ten die Polyphenole bereits als Authentizi-tätsmerkmal genutzt werden [2]. In dieser Arbeit wurden mittels HPLC-MS Unter-schiede im Polyphenolpeakmuster der drei Beerensäfte aufgezeigt. Die dabei gefunde-nen Indikatorpeaks können zu dessen Un-terscheidung genutzt werden.

Für die Probenaufarbeitung erfolgte eine Festphasenextraktion mit einer Mul-timode-Kartusche, bestehend aus einem Kationentauscher und einem RP-Material. Durch den Kationentauscher werden die Anthocyane abgetrennt, so dass es zu einer geringeren Überlagerung im Chromato-gramm kommt. Anschließend wurden die Eluate mittels RP-HPLC-UV-DAD-MSn analysiert und anhand der MS-Fragmente die Polyphenole identifiziert.

Ein Unterscheidungsmerkmal konnte bei den Flavonolglykosiden gefunden wer-den. Hierbei zeigen sich zwei verschiede-ne Verbindungen der Masse [M–H]– 609 in den Beerensäften. Eine Verbindung konnte als Rutin identifiziert werden die andere als Quercetin-3-O-( 6‘‘-p-cumaro-yl )-β-galactosid [3]. Rutin ist in Moosbeere und Preiselbeere zu finden, in der Cranber-ry hingegen ist ausschließlich das Querce-tin-3-O-( 6‘‘-p-cumaroyl )-β-galactosid ent-halten. Des Weiteren konnten Unterschie-de in A-Typ verknüpften Proanthocyani-dinen gefunden werden. Hierbei handelt es sich um verschiedene A-Typ-Trimere der Masse [M–H]– 863, von denen in der Moosbeere zwei, in der Cranberry vier und in der Preiselbeere weitere enthalten sind.

Literatur1. Nowack R, Schmitt W ( 2008 ) Phytomedicine

15: 653–6672. Engelhardt U, Galensa R ( 1997 ) in Analytiker

Taschenbuch 15, Springer Verlag, S.147–1783. Vvendenskaya IO et al ( 2004 ) J. Agric. Food.

Chem. 52 ( 2 ): 188–195

wird fortgesetzt