Highly Efficient Sensors for Perishable fruit products to Evaluate the Role and Impact of technologies on nutritional Damage and Elaborate optimising Strategies
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war die Entwicklung zerstörungsfreier Methoden zur Quantifizierung von Sekundärstoffen, die maßgeblich zur antioxidativen Aktivität von Obst und Gemüse beitragen. Als Modellfrüchte wurden Tomaten (Lycopersicon esculentum), Erdbeeren (Fragaria ananassa) und Äpfel (Malus domestica) jeweils in verschiedenen Reifegraden sowie teilweise in verschiedenen Verarbeitungsstufen bzw. nach unterschiedlicher Lagerdauer verwendet. Die Versuchsvarianten sollten einerseits die Bandbreite der Messwerte für den Methodenvergleich (im Idealfall Validierung der zerstörungsfreien Verfahren) erhöhen und andererseits deren Einfluss auf das Inhaltsstoffspektrum aufklären. Als bioaktive Sekundärstoffe waren Carotinoide sowie Flavonoide und Hydroxyzimtsäuren in ihrer jeweiligen qualitativen Zusammensetzung zu bestimmen und die individuellen Komponenten zu quantifizieren. Dazu wurden die entsprechenden chemisch analytischen Methoden entwickelt bzw. angepasst und die einzelnen Inhaltsstoffe identifiziert. Besonderen Einfluss auf die Inhaltsstoffprofile zeigten die Fruchtreife sowie die Lagerung. In der Epidermis von Tomatenfrüchten nehmen die Konzentrationen von Hydroxyzimtsäuren (z.B. Chlorogensäure) und Flavonolen mit fortschreitender Fruchtreife ab, während die Tocopherol- und Carotinoidgehalte (insbesondere Lycopin) zunehmen. In Erdbeeren sinkt während der Fruchtreife der Gehalt der Flavanole (z.ß. Catechin) während die Anthocyanidin-Gehalte (z.B. Pelargonidin-glucosid und Pelargonidin-Malonyl-Glucosid) zunehmen. Mit zunehmender Fruchtreife nehmen außerdem die Gehalte an Zimtsäure-Glucose-Ester sowie Flavonole (Quercetin- und Kämpferol-Derivate) zu. Bei Apfelfrüchten findet während der Lagerung eine deutliche Akkumulation der Carotinoide in der Fruchtschale statt. Höhere Phenolgehalte zeigten gelagerte Früchte der Sorten 'Elstar' und 'Pinova', wobei insbesondere Catechine und Procyanidine sowie bei 'Elstar' Anthocyane betroffen waren. Die gelagerten Früchte der Sorte ,Jonagold' zeigten dagegen niedrigere Gesamtgehalte, die auf einer Abnahme der Procyanidine beruhen. Die zerstörungsfreie Analyse von wertgebenden Frucht- und Gemüseinhaltsstoffen mittels Fluoreszenz- und Absorptionsspektrometrie ist durch die komplexe Matrix der biologischen Produkte extrem erschwert. Dies zeigte sich in den durchgeführten Experimenten, in denen versucht wurde, durch Untersuchungen an verschieden reifen sowie unterschiedlich vorbehandelten Früchten die mögliche Bandbreite auszureizen. Lediglich bei Erdbeeren gelang es, durch Fluoreszenzspektrometrie eine adäquate Methode zur zerstörungsfreien Quantifizierung zweier phenolischer Inhaltsstoffe, nämlich p-Cumaroyl-Glucose und Zimtsäure-Glucose-Ester, zu erarbeiten und zu validieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007). Identifizierung phenolischer Inhaltsstoffe in Tomaten. DGG-Jahrestagung, Potsdam
Müller C; Rühmann S
- (2007). Polyphenol analysis in fruits based on laser-induced fluorescencespectroscopy. Proceedings CIGR conference, Neapel, Italien
Wulf JS; Rühmann S; Treutter D; Zude M
- (2007). Polyphenol analysis in horticultural products based on laser-induced fluorescence spectroscopy. First Symposium on Horticulture in Europe, Wien, Book of abstracts, p. 181
Wulf JS; Rühmann S; Treutter D; Zude M
- (2008). Analyses of phenolic compounds in strawberry fruits (Fragaria x ananassa) by chromatographic and non-destructively applied laserinduced fluorescence spectroscopy. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56: 2875-2882
Wulf JS; Rühmann S; Regos I; Puhl I; Treutter D; Zude M
- (2008). Phenolics and anthocyanidins in strawberry. First Symposium on Horticulture in Europe, Wien, Book of abstracts, p. 40
Rühmann S; Treutter D
