FAQ
© 2017 Staats- und Universitätsbibliothek
Hamburg, Carl von Ossietzky

Öffnungszeiten heute10.00 bis 24.00 Uhr alle Öffnungszeiten

Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-88060
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2017/8806/


Charakterisierung von oligomeren Kakao-Proanthocyanidinen : Extraktion und chromatographische Trennung mit simultaner Bestimmung der antioxidativen Kapazität

Pedan, Vasilisa

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (4.141 KB) 


SWD-Schlagwörter: Kakao , Polyphenole , Antioxidantien , NP-HPLC-online-DPPH
Basisklassifikation: 35.23
Institut: Chemie
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Rohn, Sascha (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.10.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 06.11.2017
Kurzfassung auf Deutsch: Kakaobohnen sind reich an phenolischen Substanzen, insbesondere an oligomeren und
polymeren Proanthocyanidinen (PA), die bis zu 60% des Gesamtpolyphenolgehaltes im
Kakao ausmachen. Die antioxidative Aktivität von monomeren Flavan-3-olen ist hinreichend
bekannt, wobei es aber immer noch ein herausforderndes Thema ist, wenn es um die
Bestimmung der antioxidativen Kapazität von oligomeren oder polymeren PA geht. Trotz des
hohen wissenschaftlichen Interesses sind oligomere Kakao-PA mit einem
Polymerisationsgrad (PG) = 4 entweder teuer oder mit einem PG = 5 nicht kommerziell zu
erwerben.
Im ersten Teil der Arbeit wurde mittels schonender Extraktion, ein polyphenolreicher
Kakaoextrakt aus der Matrix extrahiert. Hierfür wurde mittels eines kolorimetrischen Assays
hinsichtlich des Extraktionslösungsmittels, der Extraktionstemperatur und dem Probe-zu-
Lösungsmittel-Verhältnis eine Optimierung vorgenommen. Es konnte gezeigt werden, dass
mittels 50%igem Aceton-Wasser-Gemisch, bei einer Extraktionstemperatur von 50 °C im
Verhältnis 1:3 ein bestmögliches Ergebnis erreicht wurde. Der so gewonnene
Polyphenolreiche Kakaoextrakt wurde im darauffolgenden Schritt mittels zentrifugaler
Gegenstromverteilungschromatographie (engl. sequential centrifugal partition
chromatography, SCPC) und dem Lösungsmittelsystem Ethylacetat-n-Butanol-Wasser
(4/1/5, v/v/v) ein System zur Fraktionierung und Aufreinigung des gefriergetrockneten
Kakaoextraktes geschaffen, welches es ermöglicht, die beiden Alkaloide Theobromin und
Koffein von einer Proanthocyanidinreichen Fraktion abtrennen zu können. Für die weitere
Isolierung einzelner PA wurde die Proanthocyanidinreiche Fraktion in eine
Gelpermeationssäule gefüllt, mit Sephadex LH-20 injiziert und in einer sequentiellen
Elutionsreihenfolge mittels Aceton-Wasser-Gemisch in seine individuellen PA aufgetrennt.
Aus 40 mg der Proanthocyanidinreichen Fraktion konnte so ein Gemisch aus 5,6 mg von
(+)-Catechin und Proanthocyanidin B2, 2 mg von Proanthocyanidin C1 und einem weiteren
unbekannten Dimer und 2 mg des tetrameren Cinnamtannin A2 gewonnen werden.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde darüber hinaus mittels Normalphasen-
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und postchromatographischer Derivatisierung
über 2,2-Diphenyl-1-pikrylhydrazyl (NP-HPLC-online-DPPH) eine Methode etabliert, welche
es erlaubt, sowohl oligomere PA als auch die dazugehörige antioxidative Kapazität der
Oligomere oder Oligomerfraktionen simultan zu messen. Durch das NP-HPLC-online-DPPH
Assay konnten die oligomeren PA in ihre homologe Reihe angefangen vom
Polymerisationsgrad (PG) PG = 1 bis PG = 13 getrennt und detektiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die antioxidative Kapazität mit steigender homologer Reihe zunimmt,
wobei das PA mit einem PG = 9 die höchste antioxidative Kapazität besitzt. Die antioxidative
Kapazität bewegt sich nicht linear mit dem PG, sondern fällt mit dem Erreichen der
polymeren PA-Struktur, wobei bei PA mit einem PG > 13 die antioxidative Kapazität wieder
abnimmt. Nichtcharakterisierte polymere PA wurden im Chromatogramm als ein breiter
Hügel detektiert, welcher sich von der Basislinie abhebt und zum Ende des
Chromatogramms eluiert. Bei diesem Hügel handelt es sich um PA mit einem PG > 13. Der
sogenannte ‘PA-Hügel’ mit seiner komplexen Zusammenstellung von Polyphenolen besitzt
durch seine quantitative Menge zwar eine hohe antioxidative Aktivität aber nur eine geringe
spezifische antioxidative Kapazität.
Die etablierte Polyphenolfraktionierung und -analytik wurde entlang des
Schokoladenherstellungsprozesses angewandt, um Änderungen des Polyphenolgehaltes zu
verfolgen. Hierbei verdeutlicht ein im Labormassstab durchgeführter
Schokoladenherstellungsprozess die Änderung des Polyphenolprofils angefangen von der
(1) rohen und frischen Kakaobohne, über die (2) fermentierte getrocknete Kakaobohne, zu
der (3) gerösteten Kakaomasse, (4) 1 h conchierten Kakaomasse, (5) 4 h conchierten
Kakaomasse bis hin zur (6) eingetafelten Schokolade. Hierbei wurde festgestellt, dass der
Gesamtproanthocyanidin Gehalt PG1 - PG13 von 30 mg (-)-Epicatechinäquivalente pro
Gramm fettfreier Trockenmasse in rohen frischen Kakaobohnen auf 5 mg
(-)-Epicatechinäquivalente in der finalen Schokolade abfällt. Die antioxidative Aktivität fällt
dementsprechend von 25 mg (-)-Epicatechinäquivalente pro Gramm fettfreier Trockenmasse
in den rohen frischen Kakaobohnen auf 4 mg (-)-Epicatechinäquivalente in der finalen
Schokolade.
Insgesamt wurde während der Fermentation eine Verschiebung des Polyphenolprofils von
oligomeren PA zu polymeren PA beobachtet, wobei oligomere PA bedingt durch die
Polyphenoloxidase weiter kondensieren und so polymere Strukturen gebildet werden. Ein
weiterer Einfluss auf die Verschiebung des Polyphenolprofils zeigte sich während der
Röstung. Hierbei werden infolge der Hitzeeinwirkung sowohl monomere als auch polymere
PA abgebaut. Der Gehalt an wertgebenden Inhaltsstoffen sinkt und die antioxidative Aktivität verringert sich hierbei.

Zugriffsstatistik

keine Statistikdaten vorhanden
Legende