@phdthesis{Elss2007,
  author    = {Elß, Sandra},
  title     = {Studien {\"u}ber technologiebedingte Ver{\"a}nderungen der Aromaprofile von Fruchts{\"a}ften},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23139},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, technologiebedingte Ver{\"a}nderungen im Profil fl{\"u}chtiger Inhaltsstoffe w{\"a}hrend der Fruchtsaftverarbeitung aufzuzeigen. Gleichzeitig sollte eine Bewertung von artfremden ‚carry over'-Aromastoffen erfolgen und deren Einfluss auf das Aromaprofil eines Fruchtsaftes beurteilt werden. Hierzu wurden aus unterschiedlichen Phasen der Fruchtsaftherstellung authentische Proben (Direkts{\"a}fte, Recovery-Aromen, Saftkonzentrate) von der Schutzgemeinschaft der Fruchtsaftindustrie (SGF) zur Verf{\"u}gung gestellt. Erg{\"a}nzt wurde diese Palette durch industrielle Halb- und Fertigwaren, um Abweichungen vom geforderten authentischen Profil zu definieren. Es kamen dabei f{\"u}r die Fruchtsaftverarbeitung wesentliche Fruchtarten (Apfel, Orange, Ananas, Pfirsich und Passionsfrucht) zur Anwendung. Die Bestimmung der Aromaprofile erfolgte anhand validierter qualitativer und quantitativer Aromastoffanalytik. Nach Abtrennung und Anreicherung der Aromastoffe mittels Simultaner Destillation-Extraktion (SDE) wurden die Extrakte per Kapillargaschromatographie-Massenspektrometrie (HRGC-MS) analysiert. Durch den Einsatz sensorischer Untersuchungen wurden Schwellenwerte von ausgew{\"a}hlten ‚carry over'-Aromastoffen und ‚off-flavour'-Komponenten in f{\"u}nf verschiedenen Matrices ermittelt. Zusammenfassend l{\"a}sst sich an Einzelergebnissen festhalten: Das bei Ananasfr{\"u}chten erhaltene Aromaprofil entsprach weitgehend Literaturangaben. W{\"a}hrend bei den gepr{\"u}ften Recovery-Aromen partiell gute {\"U}bereinstimmung mit dem Aromaprofil der Frucht gefunden wurde, war bei den Handelss{\"a}ften aus Konzentrat meist nur die jeweils bei den entsprechenden Saftkonzentraten ermittelte, praktisch nur von Furaneol determinierte Aromastoffzusammensetzung zu finden. Die gepr{\"u}ften Direkts{\"a}fte - sieht man von ihren vergleichsweise hohen Acetoinanteilen ab - zeigten frucht{\"a}hnliche Aromaprofile. 2-Ethylhexans{\"a}ure (2-EHA) wurde als technologiebedingte Kontaminante in Fruchts{\"a}ften und Babynahrung festgestellt. In 80\% bzw. 73\% der gepr{\"u}ften Babynahrung- und Fruchtsaftproben - darunter auch Bio-Produkte - wurde die Substanz nachgewiesen. Die im Tierversuch als teratogen eingestufte Verbindung migriert aus den Deckel-Dichtungen der Glasverpackungen in das Lebensmittel. Orangensaft-Fertigprodukte wiesen im Vergleich zu authentischen ‚single strength'-Proben einen niedrigeren Gehalt an Aromastoffen auf. Empfindliche Aromastoffe wie Ethyl-2-methylbutanoat und Z-3-Hexenal sind in den analysierten Handelsproben nicht mehr detektiert worden. Die Verbindungen Ethylbutanoat, Hexanal und Z-3-Hexenal wurden nur im Essenz{\"o}l von Orangen nachgewiesen, nicht aber in Schalen{\"o}lproben. Eine eindeutige Unterscheidung von (wertvollem) Orangen-Essenz{\"o}l und (geringwertigerem) Orangen-Schalen{\"o}l ist derzeit ausschließlich anhand von HRGC-MS ermittelter Aromaprofile nicht m{\"o}glich. Um 13C-markierte Standards zur Stabilisotopenverd{\"u}nnungsanalyse (SIVA) zu erhalten, wurden entsprechende Synthesen f{\"u}r die wichtigen Komponenten des Orangenaromas, Limonen und a-Terpineol, durchgef{\"u}hrt. Mittels SIVA ist es m{\"o}glich, diese Verbindungen in Orangens{\"a}ften, aber auch in Kosmetika exakt zu quantifizieren. Als Hauptkomponenten des Aromaprofils von Apfels{\"a}ften und Recovery-Aromen sind die Verbindungen 1-Butanol, 1-Hexanol, E-2-Hexenal, E-2-Hexenol und Butylacetat best{\"a}tigt worden. Das produzierte Saftkonzentrat enth{\"a}lt neben Erhitzungsprodukten wie Furfural keine charakteristischen Apfelaromastoffe mehr. Das ubiquit{\"a}re Auftreten in allen industriell frisch gepressten Apfels{\"a}ften von 3-Methyl-1-butanol und dessen Acetat, beides bekannte Indikatoren f{\"u}r G{\"a}rprozesse, scheint technologisch schwer vermeidbar zu sein. Die große Spanne von 0,01 mg/l bis 2,1 mg/l 3-Methyl-1-butanol in Apfelsaft macht aber deutlich, dass sich der Gehalt an fermentativ gebildeten Komponenten w{\"a}hrend der Fruchtsaftverarbeitung durchaus gering halten kann. Eine legislative Regulierung zum Vorkommen dieser Stoffe in Apfelsaft ist erforderlich. Bei der destillativen Recovery-Aroma-Gewinnung aus Apfels{\"a}ften zeigte sich die Tendenz einer leichten Abreicherung der d2HV-SMOW-Werte von Saft zu korrespondierendem Destillat. Anhand von Korrelationen der ermittelten 13C/12C- und 2H/1H-Daten von 1-Hexanol, E-2-Hexenal und E-2-Hexenol wird deutlich, dass eine Authentizit{\"a}tsbewertung aber von diesem marginalen Effekt nicht ber{\"u}hrt wird. Die Spuren an Fremdaromen zeigen, dass es unter der technologisch {\"u}blichen Produktions- und Reinigungspraxis zu Kontaminationen von artfremden Aromastoffen im Verlauf der Fruchtsaftherstellung kommen kann. Die Kombination aus ermittelten Schwellenwerten von ‚carry-over'-Aromastoffen und deren tats{\"a}chliches Auftreten in Fruchts{\"a}ften zeigte, dass keine sensorische Beeintr{\"a}chtigung der Produkte vorliegt. Ein h{\"o}heres Potential, Produkte negativ zu beeinflussen, bergen die in Orangens{\"a}ften in relevanten Gehalten nachgewiesenen ‚off-flavour'-Komponenten a-Terpineol und Carvon.},
  subject      = {Fruchtsaft},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hauck2003,
  author    = {Hauck, Tobias},
  title     = {Zuckerphosphate als Vorl{\"a}ufer von 4-Hydroxy-3(2H)-furanonen - Biochemische Transformation durch die Hefe Zygosaccharomyces rouxii und chemische Bildung unter physiologischen Bedingungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5871},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden instrumentell-analytische Studien zur enzymatischen und chemischen Bildung von 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (HDMF) und 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon (HMF) - zwei wichtigen Aromakomponenten zahl-reicher Fr{\"u}chte und verarbeiteter Lebensmittel - vorgestellt. Die Studien demonstrieren erstmals die Bildung dieser Verbindungen aus Zuckerphosphaten unter physiologischen Reaktionsbedingungen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten lag dabei auf der Bildung von HDMF aus D-Fructose-1,6-diphosphat (Fru-1,6-dP) durch den Hefestamm Zygosaccharomyces rouxii. Der Zusatz von 1-13C-Fru-1,6-dP bzw. 13C6-D-Glucose zum N{\"a}hrmedium der Hefe Z. rouxii zeigte, dass ausschließlich exogen zugesetztes Fru-1,6-dP durch die Hefe zu HDMF transformiert wird. Untersuchungen, in denen der Einfluss verschiedener Wachstumsbedingungen auf die HDMF-Bildung durch Z. rouxii getestet wurde, zeigten bez{\"u}glich der HDMF-Bildung ein pH-Optimum bei pH 5.1 sowie eine maximale Produktivit{\"a}t der Zellen bei einer NaCl-Konzentration von 20\%. Mittels einer neu entwickelten cKZE-Methode wurde f{\"u}r durch Z. rouxii gebildetes HDMF eine Enantiomerenanreicherung von 27\%ee nachgewiesen, was eine enantioselektive Biosynthese durch Enzymsysteme der Hefe impliziert. Als Grundvoraussetzung f{\"u}r den Nachweis einer Enantiomerenanreicherung im HDMF-Molek{\"u}l stellte sich ein schwach-saurer pH-Wert des w{\"a}ssrigen Mediums heraus. Dies konnte durch Ermittlung der Tautomerisierungsgeschwindigkeit des HDMF-Molek{\"u}ls mittels 1H-NMR-Spektroskopie belegt werden. Anhand von HPLC-MS/MS-Analysen wurde die Bildung von HMF in zellfreien cytosolischen Rohproteinextrakte aus Z. rouxii, welche mit Fru-1,6-dP und Nicotinamidadenindinucleotiden (NAD, NADH, NADP, NADPH) inkubiert worden waren, nachgewiesen. In Substratstudien wurde HMF nach Applikation von Fru-1,6-dP, D-Fructose-6-phosphat, D-Glucose-6-phosphat, 6-Phosphoglucons{\"a}ure, D-Ribose-5-phosphat (Rib-5-P) und D-Ribulose-1,5-diphosphat an cytosolische Proteinextrakte nachgewiesen. Die f{\"u}r die Transformationen der Hexosephosphate zu D-Ribulose-5-phosphat (Ribu-5-P) ben{\"o}tigten Enzyme Fructose-1,6-diphosphatase, Phosphohexose-Isomerase, Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase und 6-Phosphoglucons{\"a}ure-Dehydrogenase konnten mittels spezifischer Enzymassays in den cytosolischen Extrakten nachgewiesen werden. Gebildetes Ribu-5-P wird im Folgenden spontan in HMF umgelagert (> 1\%). Die Inkubation von Phosphoribose-Isomerase mit Rib-5-P in Gegenwart von o-Phenylendiamin (o-PD) f{\"u}hrte zur Bildung von 2-Methyl-3-(1,2-dihydroxyethyl)-quinoxalin, das anhand seiner UV-, MS- und NMR-Daten eindeutig identifiziert wurde. Daraus konnte die Bildung von 4,5-Dihydroxy-2,3-pentandion (DPD) in den Reaktionsans{\"a}tzen abgeleitet werden, was durch die Synthese der entsprechenden deuterierten bzw. unmarkierten Alditolacetat-Derivate und anschließende HRGC-MS-Analyse abgesichert wurde. Durch Inkubation von 1-13C-Ribu-5-P bzw. 5-13C-Ribu-5-P mit o-PD und HPLC-MS/MS-Analyse der entstandenen Quinoxalinderivate konnte gezeigt werden, dass die Methylgruppe des DPD-Molek{\"u}ls infolge einer nicht-enzymatischen Phosphat-Eliminierung gebildet wird. Nach Applikation von o-PD an reife Tomaten wurde mittels HPLC-MS/MS ebenfalls 2-Methyl-3-(1,2-dihydroxyethyl)-quinoxalin detektiert. Dieses Ergebnis impliziert ein genuines Vorkommen von DPD in Tomaten, in deren Aromaextrakten auch HMF nachgewiesen wurde. Somit ist in nat{\"u}rlichen Systemen ebenfalls von einer HMF-Bildung {\"u}ber diese Zwischenverbindung auszugehen. Anhand von HPLC-UV-MS/MS-Analysen wurde eine selektive Bildung von HDMF aus Fru-1,6-dP in Gegenwart von NADH unter milden Reaktionsbedingungen nachgewiesen. Durch Inkubation von 1-13C-Fru-1,6-dP mit [4R,S-2H2]-NADH und anschließender HRGC-MS-Analyse des gebildeten isotopen-markierten HDMF konnte gezeigt werden, dass HDMF infolge eines nicht-enzymatischen Hydrid-Transfers von NADH auf eine aus Fru-1,6-dP abgeleitete Zwischenverbindung gebildet wird. Das Hydrid-Ion wird hierbei selektiv auf C-5 oder C-6 des Kohlenhydratgrundger{\"u}stes des Zuckerphosphates {\"u}bertragen. Der Zusatz von o-PD und Fru-1,6-dP zum Z. rouxii-N{\"a}hrmedium und anschließende HPLC-DAD-Analyse f{\"u}hrte zur Detektion von drei Quinoxalinderivaten. Diese wurden anhand ihrer MS/MS-Daten und NMR-Spektren als phosphorylierte Quinoxalinderivate identifiziert, aus denen sich die Bildung von 2-Hexosulose-6-phosphat, 1-Deoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat und 1,4-Dideoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat in den N{\"a}hrmedien ableiten ließ. Somit gelang erstmals der Beweis der Bildung von 1-Deoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat im N{\"a}hrmedium, einem vielfach postulierten, aber bislang nicht nachgewiesenen Intermediat der HDMF-Bildung aus Fru-1,6-dP. Aufgrund der enantioselektiven Bildung von HDMF durch die Hefen wird daher bei der HDMF-Biosynthese durch Z. rouxii von einer Kombination aus nicht-enzymatischen Reaktionsschritten und einer durch Oxidoreduktasen der Hefezellen vermittelten Reduktion ausgegangen.},
  subject      = {Zygosaccharomyces rouxii},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weckerle2001,
  author    = {Weckerle, Bernhard},
  title     = {Instrumentell-analytische Techniken zur Charakterisierung von Naturstoffen aus Rucola (Eruca sativa Mill.) und Rohkaffee (Coffea arabica)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1180944},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Unsere Lebensmittel haben eine zweifache, auch vom Gesetz vorgegebene Zweckbestimmung, d.h. sie dienen einerseits dem Genuss und andererseits der Ern{\"a}hrung. Aktuelle For-schungsstrategien in der Lebensmittelchemie auf diesen Gebieten lassen sich dahingehend zusammenfassen, dass im ersten Bereich die Suche nach wirksamen Aromastoffen und deren Vorl{\"a}ufern sowie auch zunehmend Probleme der Herkunftsanalytik im Vordergrund stehen. Auf dem Gebiet der Ern{\"a}hrung spiegeln die Schlagworte „Funktionalit{\"a}t" und „Bioaktivit{\"a}t" die derzeitigen Entwicklungen wider. F{\"u}r alle Bereiche bilden instrumentell-analytische Techniken die Grundlage f{\"u}r Bewertungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit haben wir daher das uns zur Verf{\"u}gung stehende analytische Potential genutzt, in den oben genannten Gebieten einschl{\"a}gige Beitr{\"a}ge zu leisten, d.h. die Suche nach wertgebenden Aromastoffen fortzuf{\"u}hren, Zuckerkonjugate zu untersuchen, die sowohl als Aromavorl{\"a}ufer als auch im Hinblick auf Bioaktivit{\"a}tsstudien von Bedeutung sein k{\"o}nnen, und schließlich Methoden zur Herkunftsanalytik zu forcieren. Zu diesen Studien sind als attraktive und wirtschaftlich be-deutsame Rohwaren Rucola (Eruca sativa Mill.) und Kaffee (Coffea arabica) eingesetzt worden. Mit Hilfe der Kopplung aus S-selektiver Detektion und strukturselektiver massen-spektro-metrischer Analytik sind in Extrakten von Rucolabl{\"a}ttern 22 schwefelhaltige Verbindungen strukturell charakterisiert worden. Darunter befanden sich neben Minorkomponenten wie 3-Sulfanyl-1-hexanol, Glucosinolatabbauprodukte wie 4-Methylthiobutylnitril, 4-Methylthiobutylthiocyanat und 4-Methylthiobutylisothiocyanat. Mit [1,3]-Thiazepan-2-thion ist eine bislang nicht bekannte Komponente erstmals beschrieben wor-den. Das Vorkommen von 3-Sulfanyl-1-hexanol, welches im {\"U}brigen anhand von MDGC-MS-Analytik in nahezu racemischer Form (44:56 Prozent, R:S) in Rucola gefunden wurde, forderte dazu heraus, in einer Modellstudie eine allgemeine Methode zur Bestimmung der Absolutkonfiguration azyklischer 2- und 3-Sulfanyl-1-alkanole mittels der ECCD-Methode zu entwickeln. Dabei wurden in einer Ein-Schritt-Synthese die funktionellen Grup-pen der 2- und 3-Sulfanyl-1-alkanole (in der Studie handelte es sich um enantiomerenreine 2- und 3-Sulfanyl-1-hexanole) jeweils mit dem Chromophor 9-Anthroylflourid derivatisiert. Die ent-sprechenden CD-Splitkurven erlaubten eine eindeutige Zuordnung der Konfiguration. Die entwickelte Mikro-Maßstab-Methode wurde ebenfalls er-folgreich zur Bestimmung der Absolutkonfiguration von in der Studie als zus{\"a}tzliche Modellverbindungen eingesetzten 1,2- und 1,3-Diolen angewendet. 3-Sulfanyl-1-hexanol wurde abschließend in einer Zwei-Schritt-Synthese mit 9- und 2-Anthroylflourid derivatisiert, auch diese Variation erlaubte eine eindeutige Zuordnung der Absolutkonfiguration. Mittels pr{\"a}parativer HPLC-Techniken wurden drei neue Flavonoidglykoside aus Rucolabl{\"a}ttern isoliert. Deren Charakterisierung erfolgte mittels Tandemmassenspektrometrie sowie ein- und zweidimensionalen NMR-Messungen. Die Verbindungen sind als Quercetin-3,3',4'-tri-O-beta-D-glucopyranosid, Quercetin-3'-(6-sinapoyl-O-beta-D-gluco-py-ra-nosyl)-3,4'-di-O-beta-D-gluco-pyranosid und Quercetin-3-(2-sinapoyl-O-beta-D-gluco-pyranosyl)-3'-(6-sina-poyl-O-beta-D-glucopyranosyl)-4'-O-beta-D-gluco-py-rano-sid identifiziert worden. Diese Quercetin-Derivate zeigten sowohl hinsichtlich der Glucosilierung des Aglykons (an den Positionen 3, 3' und 4') als auch bez{\"u}glich der Acylierung ungew{\"o}hnliche Strukturen. Bei Rohkaffee hat man bislang keine Studien {\"u}ber das Vorkommen von Zuckerkonjugaten als Aromastoffvorl{\"a}ufer durchgef{\"u}hrt. Wir konnten diese L{\"u}cke anhand der Strukturaufkl{\"a}rung der nachfolgend aufgef{\"u}hrten Verbindungen schließen. Durch Kombination verschiedener pr{\"a}parativer Techniken (CCC, LC und HPLC) mit verschiedenen Methoden der Strukturaufkl{\"a}rung (HRGC-MS, HPLC-MS/MS, ein- und zweidimensionale NMR) sind aus Rohkaffee f{\"u}nf Aromastoffprekursoren isoliert und identifiziert worden. F{\"u}r die beiden aus Rohkaffee isolierten Linalyldisaccharide wurden als Strukturen 3(S)-Linalyl-3-O-beta-D-glucopyranosyl-(1-6)-alpha-L-arabinofuranosid (AK1) und 3(S)-Linalyl-3-O-beta-D-gluco-pyranosyl-(1-6)-beta-D-apiofuranosid ermittelt. Weiterhin sind erstmals drei neue Aromastoffprekursoren in Form von Zuckerestern, d.h. (3-Methylbutanoyl)-1-O-beta-D-glucopyranosyl-beta-D-apiofuranosid, (3-Methylbuta-noyl)-6-O-alpha-D-gluco-pyranosyl-(1-2)-beta-D-fructofuranosid und (3-Methyl-2-butenoyl)-O-beta-D-gluco-pyranosyl-beta-D-apio-furanosid in Rohkaffee charakterisiert worden. Die Kenntnis der Herkunft bestimmter Lebensmittel bzw. einzelner In-haltstoffe spielt f{\"u}r die Lebensmittelindustrie eine wichtige Rolle. F{\"u}r die Zuordnung der geographischen Herkunft von Rohkaffee wurden in dieser Arbeit die 13C/12C-, 2H-/1H- und 18O/16O-Verh{\"a}ltnisse von extrahiertem Coffein mittels Elementaranalysator-Isotopen-massen-spektro-metrie (EA-IRMS) bestimmt. Zur Bewertung der Multielement-Messwerte wurden diese statistischen Berechnungen unterzogen. Zur Anwendung kamen die Lineare Diskrimi-nanzanalyse (LDA) und die Auswertung mittels sog. „Classification and Regression Trees" (CART). In der Anpassung wurde dabei eine Probe aus der Klasse 1 (Provenienz Afrika) der Klasse 2 (Provenienz Amerika) zugeordnet und eine Probe der Klasse 2 der Klasse 1 zugeordnet (Fehlerrate von 5,1 Prozent). Bei Kreuzvalidierung wurden drei der 39 Proben falsch zugeordnet (jeweils zwei der Klasse 1 und eine der Klasse 2), die Fehlerrate betrug hier somit 7,7 Prozent. Die Proben der Klasse 3 (synthetisches Coffein) ließen sich zu 100 Prozent von denjenigen nat{\"u}rlichen Ursprungs unterscheiden.},
  subject      = {Gartenrauke},
  language  = {de}
}