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Analytik von Fettsäureestern pflanzlicher Sterole, Stanole in angereicherten Lebensmitteln

Barnsteiner, Andreas - Technische Universität München (2012)


Hypercholesterinämie ist ein bedeutender Risikofaktor für die Entwicklung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie z.B. koronare Herzkrankheiten oder Schlaganfälle, welche weltweit die Haupttodesursachen darstellen. Konzepte zur Risikoreduktion beinhalten diätetische Modifikationen wie zum Beispiel den Verzehr mit Phytosterolen/-stanolen und ihren Estern angereichter Lebensmittel. Die Wirksamkeit dieser funktionellen Lebensmittel zur Senkung des LDL- und Gesamtplasmacholesterinspiegels um 5-15 % wurde in zahlreichen Studien belegt. In der Europäischen Union fallen diese Lebensmittel unter die Verordnung (EG) Nr. 258/97 des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 27. Januar 1997 über neuartige Lebensmittel und neuartige Lebensmittelzutaten. Mit Phytosterylestern angereicherte Margarine war das erste Beispiel für ein funktionelles Lebensmittel, welches nach den Vorgaben der Verordnung vor seiner Zulassung einer Sicherheitsbewertung unterzogen wurde. Mittlerweile wurde ein breites Spektrum mit Pflanzensteryl-/stanylestern angereicherter Lebensmittel zugelassen. Im Moment werden vor allem Margarinen und fettarme Lebensmittel wie Milch- und Joghurtprodukte in Europa vermarktet. Die Konzentrationen an zugesetzten Phytosterolen/-stanolen variieren von 0,3 % in milchähnlichen Produkten bis zu 8 % in Margarinen. Die zugesetzte Menge an Phytosterolen, Phytosterylestern, Phytostanolen oder Phytostanylestern muss gemäß der Verordnung (EG) Nr. 608/2004 der Kommission vom 31. März 2004 im Zutatenverzeichnis der Produkte aufgeführt sein.

Phytosterole und -stanole werden aus Pflanzenölen und Tallöl, die zur Veresterung eingesetzten Fettsäuren aus Pflanzenölen gewonnen. Folglich wurden die für angereicherte Lebensmittel zugelassenen Ester-Präparate bezüglich des Sterol- /Stanolprofiles und der Fettsäuren spezifiziert. Darüber hinaus soll aufgrund von Stellungnahmen des Scientific Committee on Food (SCF), der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und der Senatskommission zur gesundheitlichen Bewertung von Lebensmitteln (SKLM, Deutsche Forschungsgemeinschaft) sichergestellt werden, dass die tägliche Gesamtaufnahme an Phytosterolen 3 g nicht überschreitet. Daher bedarf es für die Überprüfung der Authentizität und zur Gewährleistung des gesundheitlichen Verbraucherschutzes analytischer Methoden, welche die qualitative und quantitative Bestimmung von Phytosterolen/-stanolen und deren Estern in funktionellen Lebensmitteln erlauben. Aufgrund der bereits jetzt sehr unterschiedlichen und komplexen Matrizes und der zu erwartenden Ausweitung des Spektrums angereicherter Lebensmittel wird eine robuste und möglichst universell einsetzbare Schnellmethodik benötigt.

Analysenmethoden zur Bestimmung von Phytosterolen/-stanolen und deren Konjugate, z.B. als Minorlipide in natürlich vorkommenden oder auch in angereicherten Lebensmitteln, basieren meist auf der Isolierung der Sterole und/oder deren Ester mit anschließender kapillargas (GC)- oder flüssigchromatographischer (LC) Untersuchung. Die Bestimmung der Ester erfolgt gewöhnlich kapillargaschromatographisch nach alkalischer Hydrolyse, wodurch die Information über veresterte Fettsäuren verloren geht. Zur Trennung intakter Phytosterylester wurden Ansätze mittels GC, LC sowie der Kopplung von LC und GC beschrieben. Die GC wird im Vergleich zur HPLC für die Sterylester-Analytik als sensitiver betrachtet. Die Auflösung bei der Trennung komplexer Mischungen unterschiedlich gesättigter Phytosterylester mittels GC war bisher jedoch unbefriedigend. Die kapillargaschromatographische Analytik erfordert zudem eine vorhergehende Abtrennung störender Fettmatrizes. Die on-line gekoppelte LC-GC (on-line LC-GC) stellt dafür eine ideale Methode dar. Durch die effiziente und schnelle Vortrennung der Lipidfraktion mittels LC entfallen aufwändige und mit Verlusten behaftete Aufarbeitungsschritte. Der anschließende Transfer erlaubt eine effiziente kapillargaschromatographische Auftrennung von Phytosterylestergemischen. Die LC/MS-Analytik ist grundsätzlich zur Untersuchung von Phytosterylestern geeignet, erfordert jedoch eine massenspektrometrische Detektion zur Identifizierung unvollständig getrennter Ester und co-eluierender neutraler Lipide.

In dieser Arbeit sollten geeignete kapillargas- sowie flüssigchromatographische Bedingungen für die qualitative und quantitative Bestimmung individueller Phytosteryl-/stanylester in komplexen Mischungen etabliert werden. Anschließend sollten die chromatographischen Trennungen mit effektiven Isolierungstechniken zur Untersuchung der Esterpräparate in angereicherten Lebensmitteln kombiniert und hinsichtlich ihrer Eignung als Schnellmethode überprüft und validiert werden. Als Produktkategorien sollten hierfür die kommerziell bedeutenden Magermilch-Trinkjoghurts und Margarinen dienen.


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