Enantioselektivität und Isotopendiskriminierung - Zur Analytik von 1,2-Propandiol und 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (Furaneol)

• Main Author: Hartlieb, Ariane
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2009
• Subjects: Enantioselektivität; Isotopendiskriminierung; ddc:540
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/3529; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43366; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43366; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/3529/Dissertation_Ariane_Hartlieb.pdf

Aussagekräftige Methoden zur Authentizitätsbewertung sind unerlässlich, um so-wohl einen fairen Handel als auch das Vertrauen der Verbraucher in die Qualität von Lebensmitteln zu gewährleisten. Das Ziel dieser Arbeit war es, anhand der Parameter 'Enantioselektivität' und 'Iso-topendiskriminierung' Methoden zur Authentizitätskontrolle von Schaumweinen und Erdbeeren, beides Produkte mit einem vergleichsweise hohen Handelswert, zur Verfügung zu stellen. Um unmittelbare Anwendbarkeit in der Praxis zu ermög-lichen, sollten dabei Untersuchungsmethoden zur Anwendung kommen, wie sie in Speziallaboratorien der Lebensmittelkontrolle gängig sind. Die Methoden der Wahl waren Gaschromatographie-Massenspektrometrie (HRGC-MS), Multidimensionale Gaschromatographie an achiraler/chiraler Phase (enantio-MDGC-MS) und Isoto-penverhältnismassenspektrometrie (IRMS), letztere sowohl in der Anwendung mittels Elementaranalysatoren (EA) als auch in der Kopplung mit der Gaschroma-tographie (HRGC-IRMS). Zur Echtheitsprüfung von Schaumweinen wurde 1,2-Propandiol als mögliche neue Markerkomponente ausgewählt und eine Methode zu dessen Extraktion und Enantiomerenanalytik erarbeitet. Die erzielten Ergebnisse zeigten, dass weder der Gehalt noch das Enantiomerenverhältnis für sich alleine eine Aussage über Her-kunft oder Produktionsmethode ermöglichen. Eine Kombination beider Parameter kann jedoch als Ausgangspunkt für die Authentifizierung von Schaumweinen die-nen. Die Untersuchung von Erdbeer-Aromaprofilen mittels HRGC-MS ergab, dass die Aromastoffzusammensetzung von Erdbeeren maßgebend von der jeweiligen Erd-beersorte beinflusst wird. Es zeigte sich, dass alle Erdbeer-Aromaprofile einem von zwei möglichen Aromaprofiltypen von Kulturerdbeeren zuzuordnen sind. Im Hinblick auf eine Authentizitätsbewertung anhand von Aromastoffprofilen ermög-licht dies den Nachweis einer höheren Menge von nicht aus der Erdbeerfrucht stammendem Aroma zu Erdbeerprodukten. Ein wesentlicher Ansatz zur Überprüfung der Authentizität von Erdbeeraromastof-fen war die Messung des Stabilisotopenverhältnisses von 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (Furaneol®), welcher als "Schlüsselaromastoff" bei Erdbeeren (und Ananas) gilt. Die Ergebnisse zeigten, dass lediglich das Sauerstoffstabilisotopen-verhältnis 18O/16O als Grundlage für eine aussagekräftige Methode dienen kann. IV Eine Unterscheidung von natürlichem Erdbeeraroma aus Erdbeerfrüchten und aus anderen natürlichen Materialien ließ sich hierbei nicht erreichen, jedoch war die synthetische Herkunft einddeutig identifizierbar. Der Einsatz geplanter Multiele-mentanalytik scheiterte an unzureichender Reproduzierbarkeit sowohl bei 2H/1H-, als auch bei 13C/12C-Analysen, wobei die Ursache bei erstgenannten in Aus-tauschreaktionen liegt. === Reliable authenticity control methods are of key importance both to ensure honest trading standards and consumers' trust in food quality. The aim of this study was to provide methods for checking the authenticity of strawberries and sparkling wine, both products with a high trade value, using the parameters 'enantioselectivity' and 'isotope discrimination'. To ensure that the methods are easily applicable in food control they should be feasible on appara-tuses that form part of the established equipment of a specialised food control laboratory. The chosen methods were gas-chromatography coupled with mass spectrometry (HRGC-MS), multi-dimensional gas chromatography (achiral/chiral phase, enantio-MDGC-MS) and isotope ratio mass spectrometry, the latter cou-pled with both elemental analysis (EA-IRMS) and gas chromatography (GC-IRMS). For the authentification of sparkling wine, 1,2-propanediol was evaluated as a po-tential new marker compound, and a method for its extraction and gas chromato-graphic analysis was developed. The results showed that neither the content nor the enantiomeric excess of said compound taken alone could provide sufficient information to identify the product in terms of its geographic origin or production process. However, a combination of both parameters is a promising starting point for the authentication of sparkling wines. Further, the study of the aroma profiles of strawberries, measured by HRGC-MS, showed that the flavour profiles of strawberries are decisivly influenced by the strawberry variety. The results demonstrated that the aroma profiles could be classified into one of two groups of strawberry aroma profiles of cultivated straw-berries. This in consequence made it possible to use deviations from these known aroma profiles of strawberry flavour as an indication for an adulteration of straw-berry products with flavorings derived form sources other than strawberry fruits. An important approach to the authentification of strawberries was the measure-ment of the ratio of stable isotopes in 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone (Furaneol®), this being considered to be a key component in the flavour of straw-berries (and ananas). The results showed that the stable isotope ratios of oxygen, 18O/16O, alone can be used as a basis in a reliable method. Further, it was demon-strated that by this approach no distinction between natural strawberry flavor from VI the named fruit or other biological sources could be achieved. However, Furaneol® of synthetic origin could be clearly identified. The application of multielement analysis failed due to insufficient reproducibility of both 2H/1H and 13C/12C analysis, whereas the reason for the fromer are exchange reactions.