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Charakterisierung der Polyphenol-Protein Interaktionen am Beispiel des Apfelallergens Mal d 1

Fachliche Zuordnung Lebensmittelchemie
Förderung Förderung von 2019 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434385225
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Traditionelle Apfelsorten werden von Apfelallergikern oft besser vertragen werden, als kommerzielle Handelsware. Eine Hypothese beruht auf dem oft erhöhten Polyphenolgehalt traditioneller Sorten, wodurch es zu einer verstärkten Abschirmung der Bindungsstellen oder durch Strukturänderungen zur Zerstörung der Antikörperbindungsstellen auf dem Mal d 1 bzw. zum Präzipitieren des Allergens kommen könnte. Daher wurden in diesem Projekt die Polyphenolgehalte und -profile, die Mal d 1 Gehalte und die verschiedenen Isoallergene (Varianten des Mal d 1 mit geringfügigen strukturellen Unterschieden) in traditionellen und kommerziellen Apfelsorten erstmals gemeinsam erfasst und die Freisetzung der Polyphenole und des Mal d 1 sowie deren Wechselwirkungen unter oralen Verdaubedingungen grundlegend charakterisiert. Ziel des Projektes war es, die Ursachen für das allergene Potential einer Apfelsorte grundlegend zu verstehen und entsprechende Einflussfaktoren im Apfel analytisch zu erfassen. Die individuellen Polyphenolstrukturen waren in allen Apfelsorten gleich, allerdings gab es deutliche Unterschiede im Profil und den Gesamtgehalten. Für den überwiegenden Anteil traditioneller Sorten, wurde der Trend zu meist höheren Polyphenolgehalten bestätigt. Die Freisetzung während der oralen Verdauphase betrug im Mittel 72% für das Fruchtfleisch und wurde durch die individuelle Polyphenolzusammensetzung bestimmt. Die Quantifizierung des Mal d 1 Gehaltes und der Isoallergenverteilung erfolgte erstmalig mittels targeted Massenspektrometrie. Die kommerziellen Sorten zeigten einen deutlichen Trend zu höheren Allergengehalten und einer verstärkten Expression von bestimmten Minorisoallergen. Daher wurde der Einfluss der Lagerbedingungen auf den Anstieg des Mal d 1 und die Veränderungen im Isoallergenprofil für ausgewählte kommerzielle Sorten detailliert untersucht. Unterschiedlichste analytische Methoden (Isotherme Titrationskalorimetrie, Sättigungstransfer-Differenz-NMR, 1H-15N HSQC-NMR Experimente) zur Charakterisierung der Interaktion von Apfelpolyphenolen mit Mal d 1 in Modellsystemen, ergaben nur schwache unspezifische Wechselwirkungen auf der Allergenoberfläche. Mittels untargeted Massenspektrometrie wurde die kovalente Modifikation des einzig vorhandenen Cysteins (Cys 107) durch Epicatechin nachgewiesen. Die Bildung hochmolekularer Polyphenole durch Bräunung führte zur Aggregatbildung mit dem Mal d 1 und reduzierte so das freie Allergen. Ergebnisse zur Freisetzung des Mal d 1 unter oralen Verdaubedingungen bestätigen dies, denn je höher der Polyphenolgehalt einer Apfelsorte, desto geringer war die Freisetzung des Mal d 1 mit zunehmender Inkubationszeit. Die zusammenfassende Betrachtung aller Daten unter Einbezug der von Verbrauchern berichtete Allergenität einer Apfelsorte, deutet darauf hin, dass die im Apfel enthaltenen Polyphenole ohne die Möglichkeit zur Bräunung das allergene Potential einer Apfelsorte nicht beeinflussen. Der absolute Allergengehalt sowie das Isoallergenprofil einer Apfelsorte scheinen deutlich relevanter für die Allergenität zu sein. Die Erkenntnisse und entwickelten Methoden aus diesem Projekt sind zukünftig hilfreich die Züchtung hypoallergener Äpfel weiter voranzubringen, um den 2,5 Millionen Apfelallergikern in Deutschland den Genuss frischer Äpfel zu ermöglichen, denn sie leisten einen wichtigen Beitrag für eine gesunde Ernährung.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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