Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Entwicklung von Nachweisverfahren für toxische Solanum Glykoalkaloide und ihre Anwendung in Kartoffeln und daraus zubereiteten Produkten

Distl, Melanie

English Title: Development of analysis methods for toxic Solanum glycoalkaloids and their application in potatoes and products prepared from them

[img]
Preview
PDF, German (MYDistl_Dissertation_03-05-2007)
Download (8Mb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

Die in Kartoffeln gebildeten Glykoalkaloide (GA) a-Solanin und a-Chaconin stellen durch ihre annähernd tägliche Aufnahme ein potentiell toxisches Risiko für die menschliche Gesundheit dar. Um sie in Kartoffeln und verarbeiteten Lebensmitteln nachzuweisen, wurde ein Aufarbeitungs-protokoll, bestehend aus einer Essigsäureextraktion mit anschließender SPE-Aufreinigung an RP-18-Kartuschen, aufgestellt. Zur Quantifizierung wurde ein HPLC-Verfahren mit einer LiChrospher® 100-RP-18-Säule entwickelt, das zur Überprüfung der korrekten Arbeitsweise mit den gängigen Prüfparametern auf Präzision, Richtigkeit und Linearität validiert wurde. Bei Anwendung dieses Verfahrens an Früh- und Herbstkartoffeln sowohl aus konventionellem wie auch ökologischem Anbau konnten keine bedenklichen Gesamt-GA-Gehalte nachgewiesen werden, die den als sicher geltenden Grenzwert von 20 mg/100 g FG überschritten. Gleiches konnte im Anbauversuch von traditionellen Kartoffelsorten mit z. T. gefärbten Knollen im Gewächshaus und Freiland festgestellt werden, wobei ein Einfluss des Kultivierungsortes oder der Schalenfarbe nicht offensichtlich war. Die Analyse verschiedener Organe der Pflanze zeigte die höchsten Gehalte in den jungen Sprossen, gefolgt von Blättern, Beeren, der Sprossachse, Wurzeln und schließlich den Knollen, wobei sich je nach Sorte 80-95% des Gesamt-GA-Gehaltes in der Schale befanden und der Gehalt zum Zentrum hin rapide abnahm. Weiterführende Untersuchungen zeigten eine GA-Akkumulation in „Kartoffelaugen“, in gelagerten, ergrünten, aber auch ungefärbten Knollen um bis zu 200%. Zur Analyse des Alkaloidmusters in traditionellen Sorten sowie wilden Solanum-Arten wurde ein LC-ESI-MS-Verfahren entwickelt, wobei speziell in den Wildarten zahlreiche, in Kulturkartoffeln unübliche Alkaloide präsent waren. Neben der HPLC-Methode wurden weitere Quantifizierungsverfahren, darunter LC-MS, GLC, ein Kolorimetrie- sowie ein Hämolse-Assay entwickelt, um die GAe speziell in verarbeiteten Lebensmitteln mit schwieriger Matrix nachweisen zu können. Der Vergleich dieser Verfahren mit der validierten HPLC-Methode zeigte vielfach eine gute Übereinstimmung. Für den Hämolyse-Assay eigneten sich durch dessen geringere Empfindlichkeit nur höherkonzentrierte Proben, wie z. B. Kartoffelviertel. Zur Automatisierung der Alkaloid-Analytik in Verarbeitungsprodukten wurde in Zusammenarbeit mit Spark Holland ein on-line XLC-MS-Verfahren entwickelt, das einen hohen Probendurchsatz garantiert, um in der Routineanalytik eingesetzt zu werden. Die hohe Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens konnte ebenfalls durch Validierung belegt werden. Der Gehalt an Alkaloiden war in den verschiedenen Kartoffelprodukten vergleichbar mit den Mengen im Kartoffelfleisch der analysierten Sorten. Nur schalenhaltige Kartoffelviertel enthielten einen drei- bis siebenmal höheren Alkaloidgehalt, der jedoch bei üblichen Aufnahmemengen zu keinen kritischen Werten führt.

Translation of abstract (English)

The Glycoalkaloids (GA) a-solanine and a-chaconine, which are formed in potatoes, represent a potential health hazard for humans because of their nearly daily intake. In order to demonstrate their presence in potatoes and in processed potato products, an efficient analytical procedure for their isolation and quantification was established consisting of an extraction with diluted acetic acid followed by a SPE-purification with RP-18-cartridges. For their quantification a HPLC method using a LiChrospher® 100-RP-18-column was developed, which was checked for correctness with common validation parameters for precision, accuracy and linearity. The application of this procedure to early potatoes and tubers of the autumn harvest from conventional as well as organic cultivation, revealed no critical total-GA-contents, exceeding the accepted limit of 20 mg/100 g FG. The same results were found in traditional potato varieties with partial coloured tuber skin, which were cultivated in the greenhouse and in the field, so the place of cultivation or the colour of the skin did not appear to have any influence. The analysis of various plant organs revealed highest GA-concentrations in young sprouts, followed by leaves, fruits, stems, roots and finally the tubers. In tubers 80 to 95% of the GAs were present in the skin, while in the flesh, the content decreased rapidly from the outside layer to the centre. Further analysis showed a high GA-accumulation in potato “eyes” and stored greened, but also in colour-unchanged tubers, of up to 200% of the initial GA content. For the analysis of the GA patterns in the traditional varieties and wild Solanum species a LC-ESI-MS procedure was established. Especially in wild Solanum species numerous GAs were identified, which are uncommon in domesticated varieties. Besides the HPLC method, further quantification procedures, including LC-ESI-MS, GLC, a colorimetric and haemolysis assay were developed for the detection of GAs especially in processed potato products with complex matrices. A comparison of these procedures with the validated HPLC method usually showed good correspondence. For the haemolysis assay only high concentrated samples such as potato wedges were suitable because of its lower sensitivity. For the automation of the alkaloid analysis in processed potato products an on-line XLC-MS procedure was established in cooperation with Spark Holland, which guarantees a high sample throughput for use in routine analytics. The high efficiency of the procedure was again verified by several validation parameters. The GA content in the various processed potato products was comparable to the amounts in the flesh of the analysed potato cultivars. Only skin-containing potato wedges contained three to seven times more alkaloids. However, with usual ingestion amounts, this will not lead to critical levels.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wink, Prof. Dr. Michael,
Date of thesis defense: 3 May 2007
Date Deposited: 23 Feb 2009 10:28
Date: 2007
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Institute of Pharmacy and Molecular Biotechnology
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Glykoalkaloide, Solanin, Kartoffel, Kartoffelprodukt
Uncontrolled Keywords: Solanum tuberosum Glycoalkaloid , Solanine , Potato , Potato product , Solanum tuberosum
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative