TY  - THES
A1  - Appel, Markus
T1  - Untersuchungen zur 2H/1H- und 13C/12C-Isotopenfraktionierung bei der Biogenese von Aromastoffen
T1  - Investigation of 2H/1H- and 13C/12C-isotopic fractionation during biogenesis of flavour compounds
N2  - Für die Authentizitätsbewertung achiraler Aromastoffe ist die gaschromatographische Isotopenverhältnismessung mittels massenspektrometrischer Analyse ein etabliertes Verfahren. Diese Technik ermöglicht es, über geeignete Datenbanken authentischer Referenzproben gesicherte Aussagen hinsichtlich deren Herkunft aus natürlicher oder synthetischer Quelle zu treffen. Zunehmend ins Interesse rückt allerdings auch die Frage, ob es mittels Techniken der Stabilisotopenanalytik ebenso möglich ist, das breite Feld der legislativ als „natürlich“ deklarierten Aromastoffe analytisch weiter in deren Herkunft aus biotechnologischer oder natürlicher („ex plant“) Quelle aufzutrennen. Zwar kann dieser Fragestellung prinzipiell über die Erweiterung bestehender Stabilisotopen-Datenbanken mit authentischen Proben nachgegangen werden, sie scheitert jedoch häufig an der limitierten Verfügbarkeit authentischer biotechnologischer Referenzen oder der eingeschränkten Kenntnis über die der Produktion „natürlicher“ Aromastoffe zugrundeliegenden Verfahrenstechniken. Eine mögliche Vorgehensweise zur Umgehung dieses Sachverhalts stellt daher die in Anlehnung an beschriebene biotechnologische Verfahren im Labormaßstab durchgeführte Produktion ausgewählter und somit auch authentischer Referenz-Aromastoffe dar. Diese Methode hat zudem den Vorteil, dass gegebenenfalls zusätzliche Informationen über mögliche Isotopenfraktionierungen in solchen Systemen ermittelt werden können, welche sich nicht nur zur Authentizitätsprüfung als nützlich erweisen können, sondern auch zur stetig wachsenden Grunderkenntnis über Isotopenfraktionierungen in biologischen Systemen beitragen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, der geschilderten Fragestellung bezüglich ausgewählter Aromastoffe aus den Gruppen der C6-Aldehyde und -Alkohole („Grünnoten“) sowie der Gärungsalkohole nachzugehen. Zu diesem Zweck erfolgten zum einen im Labormaßstab die biogenetische Bildung von C6-Aldehyden und -Alkoholen ausgehend von den ungesättigten Fettsäuren Linol- und Linolensäure, ferner wurden parallel Edukte, Intermediate und Produkte isoliert und hinsichtlich ihrer Stabilisotopengehalte durch Bestimmung der Delta-2H(V-SMOW)- und Delta-13C(V-PDB)-Werte untersucht. Zum anderen sind auf fermentativem Wege ausgehend von unterschiedlichen Kohlenhydratquellen die Gärungsalkohole 2-Phenylethanol und 2-Methyl-1-propanol dargestellt worden. Des weiteren galt es, die bei den Gärungsalkoholen resultierende Datenlage dahingehend zu prüfen, ob sich diese über eine Korrelation der Delta-2H(V-SMOW)- und Delta-13C(V-PDB)-Werte dazu eignet, eine Authentizitätsbewertung dieser Aromastoffe hinsichtlich natürlicher oder synthetischer Herkunft zu ermöglichen.
N2  - For the authenticity assessment of achiral flavor substances gas chromatography-isotope ratio mass spectrometry (HRGC-IRMS) is an established method. Using authentic reference data, this technique allows the differentiation between a “natural” or synthetic origin. The problem, however, to distinguish biotechnologically produced “natural” flavors from other “natural” ones, e.g. “ex plant” origin, is still unsolved. A suitable approach would be to expand the already existing stable isotope databases using authentic samples. However, this often fails due to the limited availability of authentic biotechnological references or restricted knowledge about the production processes for “natural” flavors. An appropriate alternative is the controlled production of authentic reference flavors according to published biotechnological processes on a laboratory scale. With this strategy additional information about eventual isotopic fractionations can be obtained, which is not only useful for authenticity assessment, but also to extend our basic knowledge about isotopic discriminations in biological systems. The aim of the present study was therefore to elucidate this question regarding selected flavor substances from the groups of the C6-aldehydes and -alcohols (“green notes”), as well as some fermentation alcohols. For this purpose, the biogenetic production of C6-aldehydes and -alcohols from the unsaturated fatty acids linoleic and linolenic acid was realized, and, in parallel, educts, intermediates and products were isolated and analysed as to their delta-2H(V-SMOW)- and delta-13C(V-PDB)-values. In addition, the fermentative production of 2-phenylethanol and 2-methyl-1-propanol was performed by using different sources of carbohydrates. Regarding these fermentation alcohols, the resulting data should also be tested, whether the correlation of the delta-2H(V-SMOW)- and delta-13C(V-PDB)-values enables the authenticity assessment of the flavor substances towards their synthetic or “natural” origin.
KW  - Aroma
KW  - Authentizität
KW  - Grünnoten
KW  - Gärungsalkohole
KW  - Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie
KW  - flavour
KW  - green notes
KW  - fermentation alcohols
KW  - authenticity
KW  - isotope ratio mass spectrometry
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28426
ER  -