Dixon 539 132250 User Manual

Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften (IEL) Fachbereich Lebensmittelchemie Analyse technologisch bedingter Veränderungen phenolisc

viii Veröffentlichungen Einige Ergebnisse aus dieser Arbeit wurden bereits in folgenden Beiträgen veröffentlicht: Zeitschriftenbeiträge Kothe, L.;

Ergebnisse und Diskussion 88 451) für B-Typ Dimere (siehe Kapitel 2.2.1.1, Abschnitt B-Typ Procyanidine). Die Intensitäten in den Fragmentsp

Ergebnisse und Diskussion 89 Die über die UV-Absorption quantifizierten Procyanidin B-Typ Dimere zeigen, analog zu den Monomeren, ebenfalls eine gegen

Ergebnisse und Diskussion 90 das Ausmaß der Epimerisierungsreaktion der Monomere und Dimere am größten war (weitere Ergebnisse zu Unterschieden zwisch

Ergebnisse und Diskussion 91 intensiv. Die Peakflächen von Procyanidin C1 (Peak Nr. 12) und von zwei weiteren Trimeren (Peak Nr. 11, 14) wurden mit de

Ergebnisse und Diskussion 92 Abbildung 2.32: Flavanolkonzentrationen und Cat/Epicat-Verhältnisse (Sekundärachse) von ungerösteten und bei versch

Ergebnisse und Diskussion 93 Abbildung 2.33: Flavanolkonzentrationen und Cat/Epicat-Verhältnisse von ungerösteten und bei verschiedenen Temperatur-

Ergebnisse und Diskussion 94 Die Veränderungen durch die Röstung werden sowohl von der Temperatur als auch von der Zeit der Röstung beeinflusst. Daher

Ergebnisse und Diskussion 95 den KB Java1 auf 205% und in den KB Java2 auf 176%. Mit den gleichen Röstbedingungen war für die CIV-KB dagegen eine enor

Ergebnisse und Diskussion 96 Abbildung 2.35: Konzentrationen von monomeren und dimeren Flavanolen von drei ungerösteten und den jeweils gerö

Ergebnisse und Diskussion 97 enantioselektiven als auch von enantioselektiven Analysen genutzt werden, da die Gehalte der Flavanolmonomere von den En

ix Kothe, L.; Ritter, C.; Galensa, R.: Welchen Einfluss hat die Röstung auf die Flavanole im Kakao?, Jahrestagung des Regionalverbandes

Ergebnisse und Diskussion 98 2.3.3 Schokoladenherstellung Mit Kakaobohnen aus Ghana wurde im Technikumsmaßstab eine Schokolade produziert und nach je

Ergebnisse und Diskussion 99 Abbildung 2.36: Flavanolkonzentrationen und Cat/Epicat-Verhältnisse (Sekundärachse) in verschiedenen Proben einer

Ergebnisse und Diskussion 100 Tabelle 2.24: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden sowie Cat/

Ergebnisse und Diskussion 101 Abbildung 2.37: Flavanolkonzentrationen und prozentuale Veränderungen eines nicht alkalisierten Kakaopulvers und

Ergebnisse und Diskussion 102 Verhältnis der KB von der Elfenbeinküste, die das größte Ausmaß der Epimerisierungs-reaktion aufzeigten, stie

Ergebnisse und Diskussion 103 Fraktionen (Stark und Hofmann, 2006). Hier könnten vergleichende Analysen über die UV-Absorption und mit Geschmacksve

Ergebnisse und Diskussion 104 Auch die Ergebnisse für die Verluste der Quercetinglykoside durch die Alkalisierung decken sich. In dem alkalisierten

Ergebnisse und Diskussion 105 2.4 Einfluss der Konzentratherstellung auf Flavanonglykosid-Diastereomere in Orangensäften Neben den technologisch b

Ergebnisse und Diskussion 106 auch das Aromakonzentrat, diese werden zur späteren Fruchtsaftgewinnung wieder gemeinsam verdünnt (Belitz et

Ergebnisse und Diskussion 107 Analytik - Diastereomerentrennung der Flavanonglykoside Die Diastereomerentrennung der Flavanonglykoside erfolgte m

x

Ergebnisse und Diskussion 108 Abbildung 2.41 (S. 107) zeigt den entsprechenden Abschnitt eines Elektropherogramms mit den gekennzeichneten Flavanong

Ergebnisse und Diskussion 109 In dieser Arbeit standen direkt voneinander abhängige Handelsproben aus einer Produktionslinie von vor und

Ergebnisse und Diskussion 110 Abbildung 2.43: Peakflächenverhältnis Hesperidin 2S/2R der Orangen, Säfte und Konzentrate. (Box: Bereich zwi

111 3 Zusammenfassung und Ausblick Kakao und Kakaoprodukte zeichnen sich durch besonders hohe Gehalte an phenolischen Verbindungen aus.

Material und Methoden 112 In Bezug auf die technologischen Prozesse bei der Verarbeitung wurden zwischen und innerhalb der phenolischen

113 4 Material und Methoden 4.1 Probenmaterial 4.1.1 Kakaoproben Tabelle 4.1: Zusammenfassende Übersicht der untersuchten Kakaoproben vers

Material und Methoden 114 4.1.2 Orangensäfte und Konzentrate Tabelle 4.2: Zusammenfassung der 83 definierten Orangensaft- und Konzentrat-Proben. Prob

Material und Methoden 115 Verwendete Chemikalien Chemikalie (Reinheitsangabe) Hersteller Aceton (mind. 99,5%) Sigma-Aldrich, Taufkirchen, Deutschland

Material und Methoden 116 4.3 Methoden und Geräte 4.3.1 Kakaovermahlung Die Aufarbeitung der Vermahlungsproben erfolgte mit beschleunigter Lö

Material und Methoden 117 Allgemeine Aufarbeitungsprozedur für die Extraktion: Die Probe wird mit Diathomerde (Hydromatrix HM-N) vermischt, i

1 1 Theoretische Grundlagen 1.1 Kakao und Kakaoerzeugnisse 1.1.1 Geschichte und Konsum Der Kakaobaum (Theobroma cacao L., Malvaceae) stammt

Material und Methoden 118 vermischt, in die Extraktionszelle überführt und zusammengedrückt. Das Restvolumen der Zelle wurde mit Hydromatrix

Material und Methoden 119 Verschiedene geprüfte Lösungsmittel für die beschleunigte Lösungsmittelextraktion. Lösungsmittel Extraktionszyklen Extraktio

Material und Methoden 120 4.3.3 Automatisierte Festphasenextraktion Apparatur für die automatisierte Festphasenextraktion: ASPEC XLi mit einer Spritz

Material und Methoden 121 4.3.3.2 Polyamid - Kartuschenkapazität Die Optimierung der SPE-Methode der Kakaoanalyten erfolgte für die Polyamidphase (PA

Material und Methoden 122 Pipettier-Schema der Probenextrakte zur Überprüfung des maximal möglichen Acetongehaltes in der Probenlösung. Aceton% in Was

Material und Methoden 123 4.3.3.5 Wiederfindung 1 g der fermentierten Kakaoprobe wurde nach 4.3.2.1 entfettet und nach 4.3.2.6 extrahiert. Bei den

Material und Methoden 124 4.3.5 Probenaufarbeitung Orangensäfte und Konzentrate Beschleunigte Lösungsmittelextraktion Probenmenge: Orangensäfte 5 mL

Material und Methoden 125 4.3.6 Flüssigchromatographie und Massenspektrometrie 4.3.6.1 HPLC-UV-DAD Die Analysen ohne massenspektrometrische Detektio

Material und Methoden 126 4.3.6.2 HPLC-UV-DAD-Ionenfallen-Massenspektrometrie HPLC-UV-DAD-MSn Anlage. Pumpe P-580 A HPG, Dionex Degasser Degasys DG-1

Material und Methoden 127 Enantioselektive HPLC-UV-DAD-Ionenfallen-Massenspektrometrie Methodenparameter der enantioselektiven HPLC-UV-DAD-MSn. Injekt

Theoretische Grundlagen 2 1.1.2 Anbau, Botanik und Wirtschaft Die Anbauregionen des Kakaobaumes erstrecken sich in Gebieten zwischen 20° nördli

Material und Methoden 128 Parameter der Ionisierung und massenspektrometrischen Detektion (LTQ XL). Polarität Positiv Amplifier Multipole 00 Offset 4,

Material und Methoden 129 4.3.6.4 UHPLC-UV-DAD-Triple-Quadrupol-MS Die Untersuchung der Epimerisierungsprodukte von Procyanidinen erfolgte mit

Material und Methoden 130 4.3.7 Kapillarelektrophorese Die kapillarelektrophoretischen Analysen erfolgten mit einem P/ACE MDQ der Firma Beck

131 Anhang A1: Literaturübersicht phenolischer Verbindungen in Kakao Substanz Literaturquellen Monomere Flavanole Epicatechin Griffiths, 1958; Jalal

Anhang 132 Flavonole und Flavonolglykoside Kämpferol Taubert et al., 2007b Dihydroxykämpferol Ortega et al., 2008 Quercetin Andrés-Lacueva et al., 200

Anhang 133 trans-Kaffeesäuretryptophan Stark et al., 2006b; Stark et al., 2008 trans-p-Coumarsäureaspartat Pereira-Caro et al., 2013; Stark und Hofman

Anhang 134 A2: Abbildungen – Probenaufarbeitung Abbildung A 1: Summierte Peakflächen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetingl

Anhang 135 Abbildung A 3: Elutionsprofile verschiedener SPE-Kartuschenmaterialien eines Extraktes der fermentierten Kakaobohnen Java1 (Elutionsmittel

Anhang 136 A3: FT-ICR-MS Massenspuren Die Darstellung der Massenspuren erfolgt mit Retentionszeiten und ppm-Abweichung in Klammern des jeweil

Anhang 137 4: (Epi)catechingallate: [M–H]– 441,0827 B-Typ Procyanidine 5: Procyanidin B-Typ Dimere: [M–H]– 577,1351 6: Procyanidin B-Typ Trimere: [

Theoretische Grundlagen 3 verteilt (Bernaert et al., 2011). Je nach Kakaotyp ist das Innere der Kakaobohne weiß, grau-braun bis tief violett gefärbt,

Anhang 138 7: Procyanidin B-Typ Tetramere: [M–H]– 1153,2619 8: Procyanidin B-Typ Pentamere: [M–H]– 1441,3253; [M–2H]2– 720,1590 9: Procyanidin B-Typ

Anhang 139 10: Procyanidin B-Typ Heptamere: [M–2H]2– 1008,7263 11: Procyanidin B-Typ Octamere: [M–3H]3– 767,8336 A-Typ Procyanidine 12: Procyanidin

Anhang 140 13: Procyanidin A-Typ Trimere, zweimal A-Typ verknüpft: [M–H]– 861,1672 14: Procyanidin A-Typ Trimere, einmal A-Typ verknüpft: [M–H]– 863,

Anhang 141 16: Procyanidin A-Typ Pentamere, einmal A-Typ verknüpft: [M–H]2–/2 719,1512 A- und B-Typ Prodelphinidine 17: Procyanidin A-Typ Dimere, ei

Anhang 142 19: Prodelphinidin A-Typ Trimere, einmal (Epi)gallocatechin, zweimal A-Typ verknüpft: [M–H]– 877,1622 20: Prodelphinidin A-Typ

Anhang 143 22: Prodelphinidin A-Typ Tetramere, einmal (Epi)gallocatechin, einmal A-Typ verknüpft: [M–H]– 1167,2412 A- und B-Typ Propelargonidine 23:

Anhang 144 25: Propelargonidin A-Typ Trimere, einmal (Epi)afzelechin, einmal A-Typ verknüpft: [M–H]– 847,1880 26: Propelargonidin B-Typ Trimere, einm

Anhang 145 28: (Epi)catechinhexoside: [M–H]– 451,1246 29: Procyanidin A-Typ Dimer-pentoside: [M–H]– 707,1618 30: Procyanidin B-Typ Dimer-pentoside:

Anhang 146 31: Propelargonidin A-Typ Dimer-hexoside: [M–H]– 721,1774 32: Procyanidin A-Typ Dimer-hexoside: [M–H]– 737,1723 33: Procyanidin B-Typ Dim

Anhang 147 34: Procyanidin B-Typ Trimer-hexoside: [M–H]– 1027,2514 Ethyl(epi)catechine 35: Ethyl(epi)catechin Dimere: [M–H]– 605,1664 36: Ethyl(epi

Theoretische Grundlagen 4 Fermentation und Trocknung Die Fermentation von Kakao ist essentiell zur Entwicklung des typischen Kakaoaromas bzw. von Arom

Anhang 148 37: Ethyl(epi)catechin Trimere: [M–H]– 893,2298 N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren 38: Zimtsäureaspartat: [M–H]– 262,0721 39: p-Coumarsäure

Anhang 149 40: p-Coumarsäureglutamat: [M–H]– 292,0721 41: Kaffeesäureaspartat [M–H]– 294,0619 42: Kaffeesäureglutamat und Ferulasäureaspartat: [M–H]

Anhang 150 43: p-Coumarsäuretyrosin: [M–H]– 326,1034 44: Kaffeesäuretyrosin und Coumarsäurehydroxytyrosin: [M–H]– 342,0983 45: Ferulasäuretyrosin: [

Anhang 151 46: Kaffeesäurehydroxytyrosin: [M–H]– 358,0932 Quercetin und Quercetinglykoside 47: Quercetin: [M–H]– 301,0354 48: Quercetinpentoside:

Anhang 152 49: Quercetinhexoside: [M–H]– 463,0882 50: Quercetinglucuronid: [M–H]– 477,0675 0 20 40 60 80 100 120 140Retentionszeit (min)050100Re

Anhang 153 A4: Abbildungen - Anthocyane Abbildung A 4: HPLC-VIS-Chromatogramme der Extrakte von drei fermentierten Kakaobohnen (Java1, Java2

Anhang 154 A5: Kakao-Verarbeitungsproben Tabelle A 1: Vollständige Liste der Kakao-Verarbeitungsproben mit Angaben zur Charakterisierung der

Anhang 155 Bezeichnung der Proben Herkunft, Lieferant oder Hersteller Bemerkungen Fett%a Wasser%b pH-Wertc Schokoladenherstellung SP1, Ghana Ghana, ZD

Anhang 156 Abbildung A 5: Kakaobohnen (Java1, Java2 und Elfenbeinküste) der Röstversuche.

Anhang 157 Abbildung A 6: Chargenröster im Labormaßstab der Maschinenfabrik F.B. Lehmann.

Theoretische Grundlagen 5 Röstung und Schalenabtrennung Die Röstung von Kakao ist ein wichtiger Prozessschritt zur Ausbildung des charakteristischen A

Anhang 158 A6: Abbildungen und Tabellen der Kakao-Verarbeitungsproben Unfermentierte Kakaobohnen Abbildung A 7: Konzentrationen von Flavanole

Anhang 159 Tabelle A 2: Konzentrationen von (−)-Epicatechin, (−)-Catechin und (+)-Catechin in unfermentierten Kakaobohnen der enantioselektiv

Anhang 160 Fermentierte Kakaobohnen Abbildung A 8: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden i

Anhang 161 Röstproben Abbildung A 9: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden in ungerösteten

Anhang 162 Abbildung A 10: TQD-MS-Fragmentspektren von [M–H]– 577 der Procyanidin Dimere B2, B5, Di1 und Di2 des Produktionenscans. m/z%0100proc B22

Anhang 163 Abbildung A 11: Substanzgruppen-Profile von Flavanolen (nach Polymerisationsgrad), N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetin

Anhang 164 Tabelle A 3: Konzentrationen der Flavanole in den Kakaoproben der Röstversuche der HPLC-DAD-Analysen. Epicat mg/g ff TM ± SD (rel. SD %)

Anhang 165 Tabelle A 4: Konzentrationen der Flavanole in den Kakaoproben der Röstversuche der UHPLC-UV-DAD-TQD-MS-Analysen. Epicat mg/g ff TM ± SD (

Anhang 166 Tabelle A 5: Konzentrationen von (−)-Epicatechin, (−)-Catechin und (+)-Catechin in den Kakaoproben der Röstversuche der enantiose

Anhang 167 Tabelle A 7: Konzentrationen der N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren in den Kakaoproben der Röstversuche der HPLC-DAD-Analysen. K-asp mg/g ff

Theoretische Grundlagen 6 Schokoladenherstellung Nach dem Rösten und der Schalenabtrennung werden die Bohnen bzw. Nibs zur Kakaomasse zermahlen. Durch

Anhang 168 Schokoladenherstellung Abbildung A 12: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden (Sek

Anhang 169 Tabelle A 8: Konzentrationen der Flavanole in den Proben einer Schokoladenherstellung der HPLC-DAD-Analysen. Epicat mg/g ff TM ± SD (rel.

Anhang 170 Tabelle A 10: Konzentrationen der Enantiomere von (−)-Epicatechin, (−)-Catechin und (+)-Catechin in den Proben einer Schokoladenherst

Anhang 171 Alkalisierungsproben Tabelle A 12: Konzentrationen der Flavanole eines nicht alkalisierten Kakaopulvers und von unterschiedlich s

Anhang 172 Tabelle A 14: Konzentrationen der N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren eines nicht alkalisierten Kakaopulvers und von unterschiedlich

173 Abkürzungen Kurzbezeichnungen für Substanzen und Substanzklassen Flavanole Summe aller quantifizierter Flavanole NPA Summe aller quantifizierter

Abkürzungen und Symbole 174 MW Mittelwert n Anzahl an Proben n.q. nicht quantifizierbar NO Stickstoffmonoxid NP Normalphasenchromatographie PLE Besch

175 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1.1: Kakaoschoten verschiedener Kakaotypen (modifizierte Darstellung nach Rhosius et al., 2010). ...

Abbildungsverzeichnis 176 Abbildung 2.13: Fragmentierung von Procyanidin B2 (modifizierte Darstellung nach Gu et al., 2003a). ...

Abbildungsverzeichnis 177 Abbildung 2.32: Flavanolkonzentrationen und Cat/Epicat-Verhältnisse (Sekundärachse) von ungerösteten und bei verschied

Theoretische Grundlagen 7 Temperiermaschinen gesteuert, damit die Kakaobutter in der gewünschten stabilen β-Modi-fikation erstarrt (Belitz et al., 200

Abbildungsverzeichnis 178 Abbildung A 8: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden in fermentiert

179 Tabellenverzeichnis Tabelle 2.1: Übersicht der quantifizierten Verbindungen aus drei Substanzgruppen, mit den in dieser Arbeit verwende

Tabellenverzeichnis 180 Tabelle 2.19: Konzentrationen von (−)-Epicatechin, (+)-Catechin und (−)-Catechin in fermentierten Kakaobohnen. ...

Tabellenverzeichnis 181 Tabelle A 11: Konzentrationen der Quercetinglykoside in den Proben einer Schokoladen-herstellung der HPLC-DAD-Analys

182 Literaturverzeichnis Adamson, G. E., A., L. S., Mitchell, A. E., Prior, R. L., Cao, G., Jacobs, P. H., et al. (1999). HPLC Method for the Quantif

183 Boner, M., Färber, H., Galensa, R., Kothe, L., Marx, N., Memmesheimer, A., et al. (2012). Entwicklung einer Datenbank zur Waren

184 Crozier, A., Del Rio, D., und Clifford, M. N. (2010). Bioavailability of dietary flavonoids and phenolic compounds Review. Molecular Aspects of M

185 Ferreres, F., Gil-Izquierdo, A., Andrade, P. B., Valentao, P., und Tomás-Barberán, F. A. (2007). Characterization of C-glycosyl f

186 Gu, L., Kelm, M. A., Hammerstone, J. F., Zhang, Z., Beecher, G., Holden, J., et al. (2003a). Liquid chromatographic/electrospray ionization mass

187 Hurst, W. J., Glinski, J. A., Miller, K. B., Apgar, J., Davey, M. H., und Stuart, D. A. (2008). Survey of the trans-Resveratrol and trans-Pice

Referent: Prof. Dr. Rudolf Galensa Korreferentin: Prof. Dr. Sabine Ellinger Tag der mündlichen Prüfung: 20.09.2013 Erscheinungsj

Theoretische Grundlagen 8 1.2 Phenolische Verbindungen in Kakao Phenolische Verbindungen bzw. Polyphenole sind aromatische Strukturen mit einer (Phen

188 Krause, M., und Galensa, R. (1991b). Analysis of Enantiomeric Flavanones in Plant Extracts by High-Performance Liquid Chromatography on a Ce

189 reduce endothelin-1 acutely in healthy men. The Americal Journal of Clinical Nutrition , 88, S. 1018–1025. Manach, C., Williamson, G., M

190 Murphy, K. J., Chronopoulos, A. K., Singh, I., Francis, M. A., Moriarty, H., Pike, M. J., et al. (2003). Dietary flavanols and procyanidin ol

191 (Vitis vinifera L.), apple (Malus x domestica Borkh.) and other crops. Plant Physiology and Biochemistry , 44, S. 323–334. Porter, L. J

192 Rohan, T. A. (1958). Processing of raw cocoa. I.—Small-scale Fermentation. Journal of the Science of Food and Agriculture , 9, S. 104–111. Rohan,

193 Spencer, J. P., Chaudry, F., Pannala, A. S., Srai, S. K., Debnam, E., und Rice-Evans, C. (2000). Decomposition of Cocoa Procyanid

194 Wang, J. F., Schramm, D. D., Holt, R. R., Ensunsa, J. L., Fraga, C. G., Schmitz, H. H., et al. (2000). A Dose-Response Effect from Chocolate Cons

Theoretische Grundlagen 9 Verarbeitungsgrad sind auch Anthocyane enthalten, diese überdauern jedoch nicht die Fermentation. Außerdem sind i

Theoretische Grundlagen 10 verläuft über das nicht chirale Anthocyan Cyanidin. Im nächsten Schritt erfolgt die erneute Bildung von zwei Stereozentr

Theoretische Grundlagen 11 können im Polymerisationsgrad, den Interflavanbindungen, sowie in der Stereochemie der Monomereneinheiten variier

Theoretische Grundlagen 12 Verglichen mit anderen Lebensmitteln, wie z.B. Tee oder Trauben, sind die Proanthocyanidine in Kakao vergleichsweise hom

Theoretische Grundlagen 13 1.2.2 N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren (NPA), auch bekannt als Hydroxyzimtsäureamide,

Theoretische Grundlagen 14 1.2.3 Quercetinglykoside Kakao enthält hauptsächlich die Quercetinglykoside Quercetinarabinosid, -glucosid und -ga

Theoretische Grundlagen 15 1.3 Bioverfügbarkeit phenolischer Verbindungen aus Kakao Absorption und Metabolismus von Catechinen Nach Verzehr von Ka

Theoretische Grundlagen 16 Absorption der Catechine in Abhängigkeit der Stereochemie Catechine besitzen zwei Chiralitätszentren, an den Positione

Theoretische Grundlagen 17 Absorption und Metabolismus von Procyanidinen Im Gegensatz zu den Catechinen gelangt der größte Teil der Procyanidine haupt

i Inhaltsverzeichnis Kurzfassung ...

Theoretische Grundlagen 18 Absorption und Metabolismus von Quercetinglykosiden Zur Absorption von Quercetinglykosiden aus Kakao liegen keine Untersuch

Theoretische Grundlagen 19 ist durch ein Ungleichgewicht zwischen der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) bzw. oxidativem Stress und deren Besei

Theoretische Grundlagen 20 Jedoch gibt es bisher wenige in vivo Studien am Menschen zur antiinflammatorischen Wirkung von Kakao, mit te

Theoretische Grundlagen 21 Potentielle Effekte durch N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren: Neben den Flavanolen in Kakao scheinen auch die NPA möglich

22 2 Ergebnisse und Diskussion 2.1 Probenaufarbeitung und Analytik Für die Probenaufarbeitung wurden folgende Parameter optimiert: die Kakaovermah

Ergebnisse und Diskussion 23 2.1.1 Kakaovermahlung Für die möglichst vollständige und reproduzierbare Extraktion ist eine homogene und feine Partikel

Ergebnisse und Diskussion 24 Kühlung dazwischen (M0+M4) verhinderte die Wärmeentstehung, jedoch wurden Extrakt-gehalt und Reproduzierbarkeit n

Ergebnisse und Diskussion 25 Extraktion phenolischer Verbindungen Extraktionslösungsmittel Die in der Literatur am häufigsten verwendeten Lösungsm

Ergebnisse und Diskussion 26 auf die zu extrahierende Matrix unterschiedliche Qualitäten zugeschrieben. Aceton eignet sich besonders zur Spaltung v

Ergebnisse und Diskussion 27 Substanz kann die Extraktausbeute, durch eine Verlängerung der Extraktionszeit, um 7-17% gesteigert werden. Abbildung

Inhaltsverzeichnis ii 2.3.2.1 Stabilitätsvergleich von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden ...

Ergebnisse und Diskussion 28 organischen Lösungsmittels ist ein wichtiger Faktor für die nachfolgende Festphasen-extraktion. Zu hohe organisc

Ergebnisse und Diskussion 29 Polyamidphase aufgehoben und die Elution ermöglicht. Bei verarbeiteten Kakaoprodukten, insbesondere bei alkalisiert

Ergebnisse und Diskussion 30 nicht entfettetem Kakao, auf die Kartuschen aufgetragen. Die genauen Angaben zur Versuchsdurchführung sind in K

Ergebnisse und Diskussion 31 Maximal möglicher Acetongehalt in der Probelösung Bei zu hohen Anteilen von organischem Lösungsmittel im Extrakt

Ergebnisse und Diskussion 32 der Konzentration im Eluat. Der Acetonanteil in der Probenlösung wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse vor der SPE je

Ergebnisse und Diskussion 33 beiden Fraktionen von jeweils 1 mL Eluat. Mit 3 mL waren alle Analyten vollständig von der Kartusche eluiert. Zur Elution

Ergebnisse und Diskussion 34 Tabelle 2.4: Relative Standardabweichungen der Retentionszeiten und Peakflächen der quantifizierten Substanzen, a

Ergebnisse und Diskussion 35 Abbildung 2.8: Zur Quantifizierung verwendete HPLC-Trennung eines Extraktes der fermentierten Kakaobohnen Java1.

Ergebnisse und Diskussion 36 2.1.5.2 Enantioselektive Trennung der Catechine mit Kapillarelektrophorese Die Enantiomere von Catechin und Epicatechin

Ergebnisse und Diskussion 37 Die Quantifizierung der Enantiomere erfolgte über eine externe Kalibrierung der jeweiligen Referenzsubstanzen. In fast al

Inhaltsverzeichnis iii 4.3.6.3 HPLC-UV-DAD-Fouriertransformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie ...

Ergebnisse und Diskussion 38 Abbildung 2.10: Massenspur m/z 289 von Catechin und Epicatechin der enantioselektiven LC-MS-Trennung von Extra

Ergebnisse und Diskussion 39 2.2 LC-MS-Untersuchung des Substanzprofils fermentierter Kakaobohnen Phenolische Verbindungen werden typischerweise mit

Ergebnisse und Diskussion 40 Massenspektrometrie In der massenspektrometrischen Analyse werden zunächst Ionen in der Gasphase erzeugt, welche

Ergebnisse und Diskussion 41 passender Frequenz, beschleunigt. Dadurch vergrößern sich die Kreisbahnen der Ionen, aber die Umlauffrequenz bleibt gl

Ergebnisse und Diskussion 42 2.2.1 Ergebnisse der Analyse mit Fouriertransformations-Ionenzyklotronresonanz- und Ionenfallen-Massenspektrometrie Mit

Ergebnisse und Diskussion 43 Abbildung 2.11: HPLC-UV-Chromatogramme eines Extraktes der fermentierten Kakaobohnen Java1 bei 280, 320 und 360 nm. Die

Ergebnisse und Diskussion 44 2.2.1.1 Flavanole und Flavanolglykoside Die Messung der akkuraten Masse mit FT-ICR-MS detektierte insgesamt 195

Ergebnisse und Diskussion 45 Tabelle 2.7: FT-ICR-MS-Daten von Flavanolen und Flavanolderivaten im Extrakt der fermentierten Kakaobohnen Java1

Ergebnisse und Diskussion 46 In der Literatur werden weitere monomere Flavanole in Kakaobohnen, -pulvern und Schokoladen beschrieben. Diese

Ergebnisse und Diskussion 47 21 40,09 Dehydrocatechin B-Typ Dimer 227, 280 577 [577] 425, 559, 407, 533, 393, 289 [425] 407; [559] 541, 515, 421, 393,

iv Kurzfassung Kakao und Kakaoprodukte zeichnen sich durch besonders hohe Gehalte an phenolischen Verbindungen aus. Diese sind insbeson

Ergebnisse und Diskussion 48 Propelargonidinen) eignen sich Interflavanbindungsbrüche auch zur Aufklärung der Monomerenabfolge im Molekül (P

Ergebnisse und Diskussion 49 Procyanidin B-Typ Dimere: Anhand der FT-ICR-MS-Analyse wurden zwölf Isomere des Molekülions m/z 577,1351 für Proc

Ergebnisse und Diskussion 50 sationsprodukte aus (Epi)catechinen wurden in Wein und Trauben nach der Fermentation durch die Polyphenoloxidas

Ergebnisse und Diskussion 51 ([M−126−H]−) der HRF-Spaltung für alle fünf Verbindungen detektiert. Das mengenmäßig dominante Tetramer in Kaka

Ergebnisse und Diskussion 52 Procyanidin B-Typ Hexamere, Heptamere und Octamere: Mit FT-ICR-MS konnten sieben Procyanidin Hexamere (Massenspur 9,

Ergebnisse und Diskussion 53 (Tabelle 2.8, S. 46). Für das Octamer konnten über die Analyse mit IT-MS keine Daten erhalten werden. A-Ty

Ergebnisse und Diskussion 54 Procyanidin A-Typ Dimere: Mittels FT-ICR-MS wurden zwölf Isomere der Molekülionen für Procyanidin A-Typ Dimere mit m

Ergebnisse und Diskussion 55 Procyanidin A-Typ Trimere: Anhand der FT-ICR-MS-Analyse wurden elf Isomere von Trimeren mit einer und sieben

Ergebnisse und Diskussion 56 Prodelphinidin A- und B-Typ Dimere: Die FT-ICR-MS-Analyse konnte die Molekülionen von drei A-Typ (Massenspur 17, S.

Ergebnisse und Diskussion 57 A -und B-Typ Propelargonidine Mit der FT-ICR-MS-Analyse konnten erstmals Hinweise für Propelargonidine in fermen

v werden. In dieser Hinsicht könnten weitere Analysen klären, ob diese Substanzen für Kakaobohnen bestimmter Sorten oder Herkünfte spezifi

Ergebnisse und Diskussion 58 Propelargonidin A- und B-Typ Trimere: Anhand der FT-ICR-MS-Analyse wurden ebenfalls die Molekülionen für trimere A- und B

Ergebnisse und Diskussion 59 der Wasserabspaltung kann dabei möglicherweise zur Unterscheidung zwischen 6-C- und 8-C-Glykosiden genutzt werden. Bei 6-

Ergebnisse und Diskussion 60 Procyanidinglykoside: Mit FT-ICR-MS wurden fünf verschiedene Summenformeln für Procyanidinglykoside analysiert (

Ergebnisse und Diskussion 61 Die Molekülionen und Fragmentierungen der IT-MS führen ebenfalls zur vorläufigen Identifizierung eines trimere

Ergebnisse und Diskussion 62 In den fermentierten Kakaobohnen aus Java wurden insgesamt 25 Isomere von drei verschiedenen Summenformeln von

Ergebnisse und Diskussion 63 Abbildung 2.20: IT-MS-Fragmentspektrum von [M−H]− 605 mit einer möglichen Molekülstruktur und Vinyl(epi)catechinf

Ergebnisse und Diskussion 64 2.2.1.2 N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren 17 mögliche Verbindungen mit zehn verschiedenen Summenformeln konnten mit der FT

Ergebnisse und Diskussion 65 Die Fragmentierungswege der NPA unterscheiden sich je nach Art der Aminosäure im Molekül. Bei NPA mit saur

Ergebnisse und Diskussion 66 Die Massenspur m/z 294,0619 der FT-ICR-MS-Analyse zeigt die zwei Peaks der Stereoisomere von Kaffeesäureasparta

Ergebnisse und Diskussion 67 Tabelle 2.14: IT-MS- und UV-DAD-Daten von N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren mit Aspartat und Glutamat im Extrakt der

vi Abstract Cocoa and cocoa products are distinguished by particularly high levels of phenolic compounds. These are mainly characteriz

Ergebnisse und Diskussion 68 Abbildung 2.23: IT-MS-Fragmentspektren von trans-Kaffeesäuretyrosin mit Strukturformel und möglicher Fragmentierun

Ergebnisse und Diskussion 69 Auch die Fragmentierungsdaten der Ionenfalle eignen sich zur Unterscheidung. Die Fragmentierung von trans-p-Co

Ergebnisse und Diskussion 70 Analyse ergab auch für diese Substanz (m/z 326,1034, C18H17O5N) zwei Peaks in der Massenspur, wofür die cis-

Ergebnisse und Diskussion 71 2.2.1.3 Quercetin und Quercetinglykoside Den Substanzpeaks 37, 40 und 44 im HPLC-UV-Chromatogramm bei 360 nm (A

Ergebnisse und Diskussion 72 HPLC-UV-Chromatogramm (Nr. 50) zugeordnet werden. Fragmentierungsdaten konnten mit der IT-MS-Analyse, aufgrund der gering

Ergebnisse und Diskussion 73 Abbildung 2.25: HPLC-VIS-Chromatogramm eines Extraktes unfermentierter Kakaobohnen, bei 520 nm. Cyanidinrutinosid und

Ergebnisse und Diskussion 74 2.3 Einfluss der Verarbeitung auf phenolische Verbindungen in Kakao Die Auswirkung der technologischen Verarbeitung

Ergebnisse und Diskussion 75 Tabelle 2.18: Konzentrationen von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden als Mittelwer

Ergebnisse und Diskussion 76 TM beschrieben (Elwers et al., 2009; Hurst et al., 2011; Kim und Keeney, 1984; Niemenak et al., 2006; Pereira-Caro et al.

Ergebnisse und Diskussion 77 maßgeblich von (+)-Cat bestimmt ist (Tabelle A 2, S. 159). Zudem haben diese beiden Proben die niedrigsten Gesamtflavanol

vii flavanols changed in favor of less polymerized oligomers and monomers. In addition, profiles of dimeric and trimeric procyanidins revealed

Ergebnisse und Diskussion 78 Generell variieren die Gehalte der NPA sowohl in den unfermentierten als auch in den fermentierten KB star

Ergebnisse und Diskussion 79 aus unfermentierten KB (unfermentierte KB wurden zur Inaktivierung der Polyphenoloxidase blanchiert, anschließend folgte

Ergebnisse und Diskussion 80 2.3.2 Kakaoröstung Im Technikumsmaßstab wurden verschiedene Röstungen mit KB durchgeführt (Tabelle A 1, S. 154, listet a

Ergebnisse und Diskussion 81 2.3.2.1 Stabilitätsvergleich von Flavanolen, N-Phenylpropenoyl-L-Aminosäuren und Quercetinglykosiden Die KB Java1 wurden

Ergebnisse und Diskussion 82 (Summe aus K-asp, pC-asp, K-OHtyr, K-tyr und pC-tyr) stellten Lechtenberg et al. (2012) keine wesentliche Veränderung i

Ergebnisse und Diskussion 83 Röstung bei 140-150 °C für 20 min (konventioneller Röster) waren die Konzentrationen von Epicat um 27%, die von proc B2 u

Ergebnisse und Diskussion 84 Nach einer starken Röstung (160 °C/30 min) ist der Anteil der Monomere auf 68% angestiegen. Die Anteile d

Ergebnisse und Diskussion 85 Zunahme von (−)-Cat aus der Epimerisierungsreaktion verursacht. In den ungerösteten Kakaobohnen sind 0,18 mg/g f

Ergebnisse und Diskussion 86 über das Verhältnis von Cat zu Epicat als auch von (−)-Cat zu (−)-Epicat dargestellt werden (Abbildung 2.29). Abbildu

Ergebnisse und Diskussion 87 Interflavanbindung an Position C4 der oberen Einheit. In der Literatur und in dieser Arbeit konnte die Epimerisierung am