TY  - THES
A1  - Kahle, Kathrin
T1  - Polyphenole aus Apfelsaft : Studien zur Verfügbarkeit im Humanstoffwechsel
T1  - Polyphenols from apple juice : Studies on availability in human metabolism
N2  - Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Umfang der gastrointestinalen Absorption und Metabolisierung von mit der Nahrung aufgenommenen Polyphenolen in vivo zu ermitteln. Darüber hinaus sollte deren systemische Verfügbarkeit anhand von humanen Serum- und Urinproben bestimmt werden. Lebensmittel der Wahl war dabei Apfelsaft. Die Identifizierung und Strukturaufklärung der Polyphenole und ihrer Metabolite erfolgte mittels Hochleistungsflüssigchromatographie-Diodenarray-Detektion (HPLC-DAD), HPLC-Elektrospray-Tandemmassenspektrometrie (HPLC-ESI-MS/MS) sowie Kapillargaschromatographie-Massenspektrometrie (HRGC-MS). Quantitative Analysen wurden mittels HPLC-DAD durchgeführt; für die Bestimmung der Polyphenolgehalte in Urinproben sowie von D-(-)-Chinasäure wurde die HPLC-ESI-MS/MS im Single Reaction Monitoring (SRM) Modus eingesetzt. Zur Etablierung der Polyphenolanalytik und zur Auswahl eines für die Studien geeigneten Saftes wurden die Polyphenolprofile verschiedener Presssäfte aus Most- und Tafeläpfeln sowie kommerziell erhältlicher Apfelsäfte ausgewertet. Für die Säfte aus Tafeläpfeln wurden Polyphenolmengen zwischen 154 und 178 mg/L bestimmt, wohingegen die Säfte aus Mostäpfeln Gehalte zwischen 261 und 970 mg/L aufwiesen. Bei den Säften des Handels wiesen die naturtrüben Apfelsäfte mit 182 bis 459 mg/L höhere Polyphenolgehalte auf als die klaren Produkte (120 - 173 mg/L). Bei oraler Aufnahme kommen die Polyphenole zuerst mit Speichel in Kontakt. Umsetzungen mit zentrifugiertem Speichel führten zu keiner Modifikation der Substanzen. In Gegenwart von nativem Speichel wurden für die ß-glycosidisch gebundenen Flavonoidglycoside hydrolytische Abbaureaktionen in Abhängigkeit der Struktur ihres Zuckerrestes beobachtet. Nach Antibiotikumzugabe wurden deutlich geringere Abbauraten ermittelt. Die Hydrolyse erfolgt demnach hauptsächlich durch Enzyme der bakteriellen Mundflora. Im Weiteren gelangen die Polyphenole über die Speiseröhre in den stark sauren Magen. Zur Überprüfung ihrer Stabilität wurden die Apfelpolyphenole mit künstlichem Magensaft (pH 1,81) über vier Stunden inkubiert. Einzig für Procyanidin B2 wurde ein nahezu vollständiger Abbau nachgewiesen. Nach Passage des Magens erreichen die Polyphenole das neutrale bis leicht alkalische Duodenum. Die Inkubation erfolgte mit simuliertem Duodenalsekret (pH 7,2) über einen Zeitraum von 24 Stunden. Für 5-Kaffeoylchinasäure wurde eine 37%ige Abnahme beobachtet. Dabei wurden 3- und 4-Kaffeolychinasäure, Kaffeesäure, D-(-)-Chinasäure sowie Kaffeesäuremethylester generiert. Vergleichbare Ergebnisse wurden bei der Inkubation von 4-p-Cumaroylchinasäure erhalten. Kaffeesäure unterlag einer 26,3%igen Umsetzung zu Ferulasäure, Dihydrokaffeesäure und Kaffeesäuremethylester. Bei den monomeren Flavan-3-olen wurden mittels HPLC-Analytik an chiraler Phase Epimerisierungen nachgewiesen. Procyanidin B2 war nach vier Stunden nur noch in Spuren erfassbar. Quercetin wurde vollständig in Phloroglucin, 3,4-Dihydroxybenzoesäure und 2,4,6-Trihydroxybenzoesäure gespalten. Um die Verfügbarkeit der Polyphenole im Dickdarm zu untersuchen, wurde eine Interventionsstudie mit naturtrübem Apfelsaft bei Probanden mit einem Stoma des terminalen Ileums durchgeführt. Nach oraler Aufnahme von einem Liter Saft wurde der Ileostomaausfluss über einen Zeitraum von acht Stunden gesammelt. In den Ileostomabeuteln wurden zwischen Null und 33,1% der einzelnen aus dem Apfelsaft aufgenommenen phenolischen Substanzen wiedergefunden. Der ausgeschiedene Anteil der Flavonoidglycoside war dabei abhängig von der Struktur des jeweiligen Zuckerrestes. Als Metabolite waren D-(-)-Chinasäure, 1- und 3-Kaffeoylchinasäure, Phloretin und dessen 2´-O-Glucuronid sowie die Methylester der Kaffee- und p-Cumarsäure nachweisbar. Für die höhermolekularen Procyanidine wurden Wiederfindungen von 90,3% sowie deren partieller Abbau ermittelt. Die systemische Verfügbarkeit der Polyphenole sowie ihre renale Ausscheidung wurden in zwei weiteren Humanstudien mit gesunden Probanden untersucht. Nach Konsum von einem Liter naturtrüben Apfelsaft erfolgten Blutabnahmen über einen Zeitraum von acht Stunden; Urin wurde über einen Zeitraum von 24 Stunden untersucht. Die Bilanzierung der Apfelpolyphenole erfolgte sowohl vor als auch nach enzymatischer Hydrolyse. Kaffeesäure, 5-Kaffeoylchinasäure, 4-p-Cumaroylchinasäure, (-)-Epicatechin, Phloretin und Quercetin waren sowohl im Serum als auch im Urin detektierbar. Insgesamt wurden 5,3% (Serum) bzw. 23% (Urin) der mit dem Saft aufgenommenen phenolischen Verbindungen wiedergefunden. Davon waren im Urin 19,5% in Form hydroxylierter phenolischer Säuren nachweisbar.
N2  - The objective of the present work was to determine the amount of gastrointestinal absorption and metabolism of polyphenols after food consumption in vivo. Furthermore, their systemic availability should be determined by serum and urine samples.. The food under study was apple juice. Identification and structural elucidation of polyphenols and their metabolites were performed by high-performance liquid chromatography diode-array detection (HPLC-DAD), HPLC electrospray ionization tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS) as well as high-resolution gas chromatography mass spectrometry (HRGC-MS). Quantitative analyses were performed by HPLC-DAD; for the quantitation of polyphenol contents in the urine samples under study as well as the D-(-)-quinic acid, HPLC-ESI-MS/MS in the single reaction monitoring (SRM) mode was used. For the establishment of polyphenol analysis and for the selection of a suitable juice for the studies, the polyphenol profiles of different pressed juices of cider and dessert apples as well as commercially available apple juices were analysed first of all. For the juices from dessert apples polyphenol amounts ranged between 154 and 178 mg/l, whereas the juices from cider apples showed contents between 261 and 970 mg/l. Among commercially available juices, with 182 to 459 mg/l cloudy apple juices showed higher contents than the clear products (120 - 173 mg/l). By oral consumption, polyphenols come first into contact with saliva. Conversions with centrifuged saliva led to no modification of the substances. In the presence of whole saliva in ß-glycosidic bound flavonoid glycosides hydrolytic decomposition reactions in dependence of their sugar moiety were observed. After the addition of antibiotic, smaller degradation rates were clearly determined. Thus, hydrolysis resulted mainly from the enzymes of the oral bacterial flora. Afterwards, the polyphenols reach the highly acid stomach via the oesophagus. For examination of their stability the apple polyphenols were incubated with artificial gastric juice (pH 1.81) for four hours. Only for procyanidin B2 an almost complete decomposition was demonstrated. Following the passage of the stomach the polyphenols reach the neutral to slightly alkaline duodenum. Incubations were performed with simulated duodenal secretion (pH 7.2) over a period of 24 hours. For 5-caffeoylquinic acid, a decomposition of 37% was observed. Thereby,3- and 4-caffeoylquinic acid, caffeic acid, D-(-)-quinic acid as well as caffeic acid methyl ester were generated. Comparable results were received with the incubation of 4-p-coumaroylquinic acid. 26.3% of the caffeic acid underwent a conversion to ferulic acid, dihydrocaffeic acid and caffeic acid methyl ester. For monomeric flavan-3-ols epimerisation was demonstrated by HPLC analytics using a chiral phase. Only traces of procyanidin B2 were detectable after four hours. Quercetin was split completely into phloroglucinol, 3,4-dihydroxybenzoic acid and 2,4,6-trihydroxybenzoic acid. In order to investigate the availability of polyphenols in the large intestine, an intervention study with cloudy apple juice was accomplished by volunteers with a terminal ileostomy. After oral intake of one litre of juice the ileostomy discharge was collected over a period of eight hours. Between zero and 33.1% of the particular phenolic substances absorbed from the apple juice were recovered in the ileostomy bags. The excreted amount of the flavonoid glycosides depended thereby on the structure of the respective sugar moiety. As metabolites, D-(-)-quinic acid, 1- and 3-caffeoylquinic acid, phloretin and its 2´-O-glucuronide as well as the methyl ester of the caffeic and p-coumaric acid were detectable. For the high-molecular procyanidins recoveries of 90.3% as well as their partial decomposition were detected. The systemic availability of polyphenols as well as their renal elimination was investigated in two further human studies with healthy volunteers, respectively. After consumption of one litre of cloudy apple juice blood samples were taken over a period of eight hours; urine was analysed over a period of 24 hours. The measurement of the apple polyphenols was carried out both before and after enzymatic hydrolysis. Caffeic acid, 5-caffeoylquinic acid, 4-p-coumaroylquinic acid, (-)-epicatechin, phloretin and quercetin were detectable both in serum and urine. Alltogether 5.3% (serum) and 23.0% (urine) of the phenolic compounds consumed with the juice were recovered. In the urine, 19.5% of that was determined in form of hydroxylated phenolic acids.
KW  - Apfelsaft
KW  - HPLC
KW  - Verfügbarkeit
KW  - Polyphenole
KW  - Humanstoffwechsel
KW  - apple juice
KW  - HPLC
KW  - availability
KW  - polyphenols
KW  - human metabolism
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-32514
ER  - 
TY  - THES
A1  - Knaup, Bastian
T1  - In vitro- und ex vivo-Studien zum humanen intestinalen Metabolismus und zu Lipoxygenase-hemmenden Eigenschaften ausgewählter sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe
T1  - In vitro- and ex vivo-studies on human intestinal metabolism and lipoxygenase-inhibiting properties of selected secondary plant constituents
N2  - Um eine Verbindung zwischen den bereits bekannten in vitro-Effekten und der bislang weitgehend ungeklärten in vivo-Situation zu knüpfen, wurden der intestinale Metabo-lismus sowie die Lipoxygenase-hemmenden Eigenschaften von ausgewählten sekun-dären Pflanzeninhaltsstoffen mit verschiedenen Modellsystemen untersucht. Folgende kamen zur Anwendung: intestinaler Metabolismus Lipoxygenase-hemmende Eigenschaften - menschlicher Speichel - Soja Lipoxygenase-1 - künstlicher Magensaft - 5-Lipoxygenase aus humanen neu- - Ileostomabeutelinhalt trophilen Granulozyten - Kolostomabeutelinhalt Die ex vivo-Modellsysteme (Ileo- und Kolostomabeutelinhalte, 5-Lipoxygenase aus menschlichen neutrophilen Granulozyten) wurden speziell auf metabolische Kompe-tenz beziehungsweise Zellvitalität überprüft. Die verwendeten Darminhalte wiesen ein breites Spektrum an Enzymaktivitäten und angemessene Zahlen anaerober kolonien-bildender Einheiten auf. Nach Isolierung der neutrophilen Granulozyten aus periphe-rem Humanblut erwiesen sich sowohl Zellvitalität (> 90% lebende Zellen) als auch Zellkonzentration (> 5000 Zellen/ µl) für unsere Studien als geeignet. Mit diesen sorg-fältig geprüften Modellsystemen wurden folgende Anwendungen untersucht: I. Einfluss des Zuckerrests, der Aglyconstruktur und der Mikroflorakonzentration auf die Hydrolyse von Phenolglycosiden im menschlichen Dünndarm II. Inkubation der gegen ileale Hydrolyse/Abbau resistenten Verbindungen mit Kolostomabeutelinhalten III. Einfluss des Zuckerrests und der Aglyconstruktur auf die Hydrolyse von Hei-delbeeranthocyanen im menschlichen Dünn- und Dickdarm IV. Metabolismus von D-Galacturonsäure und amidiertem Pektin V. Flavonoide und deren intestinale Metabolite als Soja Lipoxygenase-1-Inhibi-toren VI. Anthocyane als Lipoxygenase-Inhibitoren: Studien mit Soja Lipoxygenase-1 sowie 5-Lipoxygenase aus menschlichen neutrophilen Granulozyten Hierzu wurden Quercetin- und p-Nitrophenolglycoside (hier: 3-O-β-D-Glucoside, 3-O-β-D-Galactoside, 3-O-α-L-Arabinoside, 3-O-β-D-Xyloside und 3-O-α-L-Rhamno-side), anthocyanreicher Heidelbeerextrakt, D-Galacturonsäure und amidiertes Pektin unter anaeroben edingungen bei 37°C für 24 beziehungsweise 10 h mit Ileostoma-beutelinhalten von gesunden Probanden inkubiert. Zusätzlich wurden Quercetin, Quer-cetin 3-O-α-L-rhamnopyranosid, Chlorogensäure, Procyanidin B2, (-)-Epicatechin, Phloretin, D-Galacturonsäure und amidiertes Pektin unter anaeroben Bedingungen bei 37°C für 24 h mit Kolostomabeutelinhalten von gesunden Probanden inkubiert. Die Substrate und Metabolite wurden mittels Hochdruckflüssigchromatographie-Dioden-array-Detektion (HPLC-DAD) und HPLC-Elektrospray-Ionisierung-Tandemmassen-spektrometrie (HPLC-ESI-MS/MS) identifiziert. Die Gehalte von D-Galacturonsäure und amidierten Pektin wurden nach Carbazolreaktion photometrisch bestimmt. Metha-nol wurde via Headspace Solid-phase Microextraction Gaschromatographie/Massen-spektrometrie (HS-SPME-GC/MS) gemessen; die Bestimmung kurzkettiger Fettsäuren (SCFA) erfolgte mittels GC-Flammenionisations-Detektion (GC-FID). Die Enzym-versuche wurden spektrophotometrisch ausgewertet, wobei die Bildung des Hydroper-oxidprodukts bei 234 nm beziehungsweise 236 nm verfolgt wurde.
N2  - To develop a link between the already known in vitro effects of various secondary plant constituents and the still unclear in vivo situation, both the intestinal metabolism and the lipoxygenase-inhibitory properties of selected secondary plant constituents were studied with various model systems. The following were applied: intestinal metabolism lipoxygenase-inhibitory properties - human saliva - soybean lipoxygenase-1 - simulated gastric juice - human neutrophil granulocyte - human ileostomy fluid 5-lipoxygenase - human colostomy fluid The ex vivo model systems (i.e. ileostomy and colostomy fluids, human neutrophil granulocyte 5-lipoxygenase) were particularly checked for metabolic competence and cell viability, respectively. The screened intestinal fluids showed a broad range of enzymatic activities and proper counts of anaerobic colony forming units. After isola-tion of neutrophil granulocytes from human peripheral blood, the cell vitality (> 90% viable cells) and cell concentration (> 5000 cells/ µl) were adequate for our studies. With these carefully proved model systems, the following applications were perfor-med: I. Influence of sugar moiety, aglycon structure and microflora concentration on the human ileal hydrolysis of phenol glycosides II. Incubation of compounds resistant to ileal hydrolysis/degradation with human colostomy fluids III. Influence of sugar moiety and aglycon structure on the hydrolysis of bilberry anthocyanins in the small and large intestine of humans IV. The metabolism of D-galacturonic acid and amidated pectin V. Flavonoids and corresponding intestinal metabolites as soybean lipoxygenase-1 inhibitors VI. Anthocyanins as lipoxygenase inhibitors: studies with both soybean lipoxyge-nase-1 and human neutrophil granulocyte 5-lipoxygenase Thus quercetin and p-nitrophenol glycosides (i.e. 3-O-β-D-glucosides, 3-O-β-D-galac-tosides, 3-O-α-L-arabinosides, 3-O-β-D-xylosides and 3-O-α-L-rhamnosides), antho-cyanin-rich bilberry extract, D-galacturonic acid and amidated pectin were incubated under anaerobic conditions at 37°C for 24 and 10 h, respectively, with ileostomy fluids from healthy volunteers. In addition, quercetin, quercetin 3-O-α-L-rhamnoside, chlo-rogenic acid, procyanidin B2, (-)-epicatechin, phloretin, D-galacturonic acid and ami-dated pectin were incubated under anaerobic conditions at 37°C for 24 h with colo-stomy fluids from healthy volunteers. The substrates and metabolites were identified by high performance liquid chromatography-diode array detection (HPLC-DAD) and HPLC-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS). The contents of D-Galacturonic acid and amidated pectin were determined photometrically after carbazole reaction. Methanol was measured via headspace solid-phase microex-traction gas chromatography/mass spectrometry (HS-SPME-GC/MS) and short chain fatty acids (SCFA) were determined by GC-flame ionisation detection (GC-FID). The enzyme assays were analyzed spectrophotometrically, monitoring the appearance of hydroperoxide products at 234 nm and 236 nm, respectively.
KW  - Metabolismus
KW  - Lipoxygenase <5->
KW  - Polyphenole
KW  - Anthocyane
KW  - Pektine
KW  - metabolism
KW  - lipoxygenase <5->
KW  - polyphenols
KW  - anthocyanins
KW  - pectins
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-32266
ER  -