Charakterisierung von Biotransformations-, Transmissions- und Ausscheidungsprozessen von Knoblauchgeruchsstoffen am Menschen: Einfluss auf die Geruchsstoff- und Metabolitenprofile in Atem, Urin und Muttermilch

• Antragstellerin: Professorin Dr. Andrea Büttner
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245860176

Geruchsstoffe und auch nicht geruchsaktive flüchtige Verbindungen können nach Aufnahme mit der Nahrung zum Teil wesentlichen Biotransformationsprozessen in vivo unterworfen sein. Außerdem können Geruchsstoffe aus nicht-geruchsaktiven Verbindungen neu gebildet werden. Diese Mechanismen werden auf Basis molekular-analytischer und sensorischer Untersuchungen am Beispiel Knoblauch beleuchtet, wobei mögliche Substanz- aber auch Metabolitenprofile nach Knoblauch-Konsum sowohl in Muttermilch wie auch in Urin- und Atemproben von Probanden verfolgt werden. Im ersten Teil des bereits durchgeführten Projekts BU 1351/15-1 lag der Fokus auf der Einnahme von üblichen Verzehrsmengen von rohem Knoblauch, wobei die jeweiligen Ausscheidungsrouten und Metablitenprofile in Atem, Urin und Muttermilch umfassend charakterisiert wurden.Unsere bisherige Studie zeigte dabei, dass Knoblauchverzehr das Aromaprofil von Muttermilch modifiziert, wobei in der Regel ungefähr 2,5 Stunden nach Verzehr von rohem Knoblauch eine knoblauch-/kohlartige Note in der Milch wahrnehmbar war. Mittels Gaschromatographie-Massenpektrometrie/Olfaktometrie (GC-MS/O) konnten mit Allyl methylsulfid (AMS), Allyl methylsulfoxid (AMSO) und Allyl methylsulfon (AMSO2) drei flüchtige Metabolite des Knoblauchs in den Milchproben, aber auch im Urin nachgewiesen werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass nur AMS ein geruchsaktiver Metabolit mit Knoblauchnote in der Milch war, während die beiden anderen Metabolite selbst bei verhältnismäßig hohen Konzentrationen geruchlos sind. Die Ausscheidungsraten in beide physiologischen Medien zeigten hohe interindividuelle Variabilität, variierten aber auch für dieselbe Testperson zwischen verschiedenen Testtagen. Parallel zu diesen Ausscheidungs- und Sekretionsstudien setzten wir die Protonentauschmassenspektrometrie (PTR-MS) in Koppelung mit einem Breath End Tidal Sampling System ein, um Alveolarluft der Testpersonen in Abhängigkeit von Knoblauchkonsum zu untersuchen. Die Atemgasanalyse zeigte, dass AMS und Methanthiol im Atem der Testpersonen bei Knoblauchkonsum nachweisbar waren, allerdings erneut mit hoher Variation in den quantitativen und temporellen Profilen zwischen einzelnen Individuen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die flüchtige Fraktion des Knoblauchs zum einen stark metabolisiert wird, zum anderen aber Parallelen zwischen verschiedenen Ausscheidungs- und Sekretionswegen im menschlichen Organismus feststellbar sind.In dem hier beantragten Folgeantrag sollen nun die gewonnenen Erkenntnisse auf gekochten und gebratenen Knoblauch übertragen werden. Auf diese Weise wird ein erweitertes Gesamtbild verschiedener Umsetzungs-, Übergangs- und Ausscheidungsprozesse unter realen physiologischen Bedingungen erarbeitet, wobei die jeweiligen Geruchsstoffe bzw. Metabolite nicht nur qualitativ und quantitativ, sondern auch gemäß ihrer zeitlichen Dynamiken in Muttermilch, Urin und Atem verfolgt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen