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Profilanalyse von reaktiven Zuckerabbauprodukten in Lebensmitteln und Peritonealdialyselösungen

Gensberger, Sabrina - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2014)


GDPs, die während der Herstellung von Lebensmitteln oder kohlenhydrathaltigen Arzneimitteln entstehen, haben meist negative Effekte auf die Sicherheit der Erzeugnisse. So sind nach Aufnahme der GDPs die Glykierung von Proteinen und Peptiden in vivo, die Bildung von AGEs und die damit verbundenen Änderungen der Proteinfunktionalitäten umfangreich beschrieben. Außerdem sind Modifikationen der DNS sowie Modulationen der zellulären Signaltransduktionswege im Zusammenhang mit GDPs bekannt. Obwohl in einer Vielzahl an Studien bereits einige GDPs in Lebensmitteln nachgewiesen wurden, gibt es Anhaltspunkte, dass noch nicht alle Hauptabbauprodukte bekannt sind. Meist wurden bisher nur einzelne GDPs identifiziert sowie quantifiziert, sodass keine Aussage über das gesamte α-Dicarbonylprofil möglich ist.

Daher bestand das erste Ziel dieser Arbeit darin, eine umfassende Profilanalyse von α-Dicarbonylverbindungen in Glucose-Fructose-Sirupen (HFCS) durchzuführen. Dazu wurde zunächst eine analytische Methode entwickelt, die die simultane Erfassung aller Prozesskontaminanten mit α-Dicarbonylstruktur ermöglichte. Hierfür erfolgte die Etablierung eines zuverlässigen Derivatisierungsprozesses sowie einer UHPLC-DAD-MS/MS-Methode. Die Identifizierung der Kontaminanten basierte auf den Vergleich der chromatographischen sowie spektroskopischen Eigenschaften von Referenzstandards und Analyten. Anschließend wurde eine umfangreiche Validierung dieser Methode durchgeführt, um eine richtige und präzise Quantifizierung der GDPs zu ermöglichen.

Das zweite Ziel der vorliegenden Studie war, die im ersten Teil der Arbeit etablierte Methode auf HFCS-haltige sowie HFCS-freie Lebensmittel zu übertragen und gegebenenfalls durch geeignete Aufreinigungsverfahren zu erweitern. Hierfür wurden kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke (KEG) mit HFCS, mit einer Kombination aus HFCS und Saccharose sowie nur mit Saccharose untersucht. Zunächst erfolgte die Identifizierung der Hauptabbauprodukte mit α-Dicarbonylstruktur, an die sich die Quantifizierung der GDPs nach umfangreicher Validierung der Methode angeschlossen hat. Dabei wurde untersucht, welchen Einfluss die verwendeten Süßungsmittel auf die α-Dicarbonylprofile der unterschiedlichen Getränke haben.

Im dritten Teil der Arbeit wurde die Profilanalyse von reaktiven GDPs in PD-Lösungen angestrebt. Dabei lag der Schwerpunkt auf polysaccharidbasierten Erzeugnissen, da bislang kaum Studien über die Belastung dieser Produkte mit GDPs verfügbar waren. Ferner existierten kaum quantitative Daten dazu. Der Fokus wurde an dieser Stelle besonders auf bisher unbekannte spezifische Abbauprodukte der Polyglucose gerichtet. Um die chromatographische Trennung der GDPs zu ermöglichen, wurden verschiedene UHPLC-basierte-Methoden entwickelt. Im weiteren Verlauf der Studie erfolgte die Identifizierung der Moleküle anhand ihrer chromatographischen und spektroskopischen Eigenschaften. Abschließend wurden die neu etablierten Methoden umfangreich validiert, sodass eine zuverlässige Quantifizierung der Abbauprodukte im kommerziell erhältlichen PD-Lösungen durchgeführt werden konnte.


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