Triacylglycerid-gebundene Epoxyfettsäuren: Aufklärung der Einflüsse von Oxidationsbedingungen und Lipidstrukturen auf Bildung und Akkumulation während der Lipidoxidation für eine präzise Analyse im Lebensmittel

• Antragsteller: Professor Dr. Simon Hammann
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520944998

Die Oxidation von Lipiden in Lebensmitteln führt oftmals zu einer Verringerung der Qualität, da ernährungsphysiologisch wertvolle Lipide, wie mehrfach ungesättigte Fettsäuren, verloren gehen. Gleichzeitig kann durch die Bildung toxikologisch bedenklicher Oxidationsprodukte auch die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigt werde. Eine der quantitativ bedeutendsten Oxidationsprodukte stellen Epoxyfettsäuren dar, die in den meisten Lebensmitteln als modifizierte Fettsäureketten an Triacylglyceride gebunden vorliegen. Aufgrund der komplexen Zusammensetzung der oxidierten Lipidfraktion in Lebensmitteln und fehlender experimenteller Referenzdaten ist die Analyse der Epoxy-modifizierten Triacylglyceride bis heute sehr herausfordernd, und die Analyse erfolgt daher zumeist nach Spaltung der Esterlipide auf Fettsäurebene. Hierbei gehen allerdings wichtige strukturelle Informationen, etwa über die Position der Epoxyfettsäure am Glycerol, verloren, welche für das Verständnis über die Bioaktivitäten sowie die Bildung dieser Verbindungen, und somit für Strategien zur Verminderung der Gehalte, wichtig sind. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Einflüsse von Oxidationsbedingungen und Lipidstrukturen auf die Bildung und Akkumulation von Epoxyfettsäuren in Triacylglyceriden zu entschlüsseln und so, zusammen mit neuen experimentellen Referenzdaten, eine strukturell verfeinerte Analyse dieser Verbindungen in Lebensmitteln zu ermöglichen. Um dies zu erreichen sollen min. 40 epoxy-modifizierte Triacylglycerole synthetisiert und zur Erstellung einer frei zugänglichen Referenzdatenbank mittels Chromatographie, Massenspektrometrie und NMR Spektroskopie charakterisiert werden (Ziel 1). In umfangreichen Inkubationsexperimenten mit oxidationslabilen Referenztriacyglyceriden, unter Bedingungen der Autoxidation oder Photooxygenierung, sollen Unterschiede zwischen diesen beiden Reaktionsbedingungen auf die Bildung und Akkumulation der Epoxymodifikation untersucht werden. Darüber hinaus werden durch verschiedene Triacyglyceride in diesen Experimenten (etwa mit der labilen Fettsäureketten verestert in den äußeren sn-1/3 Positionen oder der inneren sn-2 Position des Glycerols) die Einflüsse der Lipidstrukturen auf die Bildung und die Muster, und so der prinzipielle Bildungsmechanismus der Epoxymodifikationen, aufgeklärt werden (Ziel 2). Mit Hilfe dieser neuen Referenzdaten sollen abschließend epoxy-modifizierte Triacylglyceride in lipidreichen Lebensmitteln untersucht und beurteilt werden (Ziel 3). Dieses Projekt wird somit der Gemeinschaft dringend benötigte experimentelle Referenzdaten zur Analyse epoxy-modifizierter Triacyglyceride zur Verfügung stellen sowie unser Verständnis für diese wichtigen Lipidoxidationsprodukte und ihre Analyse im Lebensmittel signifikant voranbringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen