Servicenavigation

Project Details

Back

Projekt Print View

Einfluss definierter Vorerntefaktoren auf Flavonoid- und Hydroxyzimtsäureglycoside und ihre antioxidativen Eigenschaften in Grünkohl

Subject Area Plant Cultivation, Plant Nutrition, Agricultural Technology
Term from 2007 to 2012
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 48963917
 
Final Report Year 2012

Final Report Abstract

In Grünkohl (Brassica oleracea L. convar. acephala var. sabellica) wurden 71 Flavonolglycoside und 30 Hydroxyzimtsäurederivate mit HPLC-DAD-ESI-MSn identifiziert. Von den drei durch NMR aufgeklärten Haupthydroxyzimtsäurederivaten ist die 3-Caffeoylchinasäure am antioxidativsten. Dieses Verhalten ist ihrer Molekülgröße geschuldet, denn kleine Moleküle sind vergleichsweise stärker reaktiv. Eine Veränderung des Acetylierungsmusters in den Hydroxyzimtsäuregentiobiosen führt zu einer eindeutig verringerten antioxidativen Kapazität, bei der die Acetylierung mit zwei Sinapinsäuren ungünstiger ist als der Mix aus Ferula- und Sinapinsäure. Die Kultivierung von Grünkohl als Wintergemüse ist durch niedrige Temperaturen und Strahlungen charakterisiert. Durch multiple Regressionen mit den Faktoren Temperatur und Strahlung (zweijährige Versuche im Freiland) konnte erstmalig gezeigt werden, dass die Flavonolglycoside und Hydroxyzimtsäurederivate strukturabhängig beeinflusst werden. Versuche unter definierten Temperaturen und Strahlungen in Klimakammern zeigten, dass die Reaktion der Flavonolglycoside insbesondere von der Art des Flavonolaglycons (Quercetin, Kämpferol), der Art der acylierten Hydroxyzimtsäure (p-Cumar-, Kaffe-, Ferula-, Hydoxyferula- oder Sinapinsäure) und der Anzahl der Glucosemoleküle (Mono- bis Tetraglycoside) abhängig war. Das mit Sinapinsäure acylierte Hauptquercetinglycosid wies die höchsten Gehalte in 10°C angebauten Pflanzen auf gegenüber 5 und 15 °C angebauten Pflanzen, welches sich auch in einer erhöhten mRNA Menge der Flavonol-3’-hydoxylase bei dieser Temperatur zeigte. Eine Abnahme der Strahlung von 400 auf 100 μmol m-2 s-1 führte zu einer Abnahme wichtiger Quercetinglycoside und der Disinapoyl-gentiobiose, aber zu einer Zunahme der meisten Kämpferolglycoside und der Chlorogensäure. Eine einmalig applizierte, moderate UV-B Strahlung (0,22-0,88 kJ m-2 d-1 UV-BBE (biologisch aktive Strahlung)) erhöhte zwar monoacylierte Kämpferoldi- und -triglucoside und die mit Sinapinsäure acylierten Hydroxyzimtsäurederivate dosisabhängig, aber die Quercetinglycoside nahmen ab. Eine Zunahme der Quercetinglycoside konnte nach einer mehrmalig applizierten, moderaten UV-B Strahlung von 0,5 bis 1,25 kJ m-2 d-1 UV-BBE in einer Dosis-Wirkungs-Beziehung erreicht werden, wobei die Wirksamkeit der UV-B Strahlung bei 15°C höher war als bei 5°C. Dies stimmte sehr gut mit de n Ergebnissen einer erhöhten mRNA Menge der Flavonol-3’-hydoxylase innerhalb der untersuchten Bedingungen überein. Um hohe Gehalte der wegen ihrer höheren antioxidativen Aktivität gewünschten Quercetinglycoside zu erreichen, wird der Anbau bei Temperaturen um 10°C und kleiner empfohlen. Bei der definierten Kultivierung des Wintergemüses zeigt sich ein deutlicher Einfluss von Temperatur und UV-B Strahlung am Anteil der Hydroxyzimtsäureglycoside und deren antioxidativer Aktivität im Grünkohl. Bei niedrigen Temperaturen und Strahlungen schützt sich die Pflanze hauptsächlich durch erhöhte Konzentrationen an Quercetin- und Hydroxyzimtsäurederivaten. Bei niedriger Strahlung oder moderaten Temperaturen tragen auch Kämpferolderivate zur antioxidativen Aktivität der Pflanze bei. Bei der thermischen Behandlung von Grünkohl hat sowohl Sauerstoff als auch die Anwesenheit von Eisen keinen Einfluss auf den Abbau, es finden kaum Oxidationsprozesse statt. Beim Kochen bei 100°C wird vor allem die gly kosidische Bindung hydrolisiert aber auch die Esterbindung gespalten und es entstehen weniger komplexe, aber ebenso antioxidative Flavonolglykoside, die den Verlust der antioxidativen Aktivität der Ausgangsstoffe kompensieren. Bei erhöhter Temperatur von 130°C führt die thermische Behandlung zur Bildung von bisher unbekannten Abbauprodukten, die eine höhere antioxidative Aktivität verursachen. Die Versuche zeigen, dass beim normalen Kochen ein pH Wert von 5 erreicht wird, der die Hydrolyse der glykosidischen Bindung katalysiert und zu den gleichen weniger komplexen, aber ebenso antioxidativen Flavonolglykosiden führt, wie beim Kochen bei 100°C. Das haushaltsübliche Kochen bei 100°C führt unabhängig von der Kochzeit zu einem Erhalt der antioxidativen Flavonolglykoside.

Publications

 
 

Additional Information

© 2024 DFG Disclaimer / Copyright / Privacy Policy

Textvergrößerung und Kontrastanpassung