ISBN 978-3-8439-0939-6

978-3-8439-0939-6, Reihe Lebensmittelchemie

Birgit Heuermann
Identifizierung von Biomarkern zum Nachweis der Aleuronschicht in Weizen (Triticum aestivum)

294 Seiten, Dissertation Universität Hamburg (2013), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Weizen gehört zu einem der am meisten angebauten Getreide der Welt, so dass das Interesse über die Zusammensetzung des Weizenkorns sowohl angesichts technologischer als auch ernährungsphysiologischer Aspekte von großer Bedeutung ist. Vollkornprodukte sind im Allgemeinen reich an Ballaststoffen sowie an Vitaminen und Mineralstoffen. Die physiologisch positiv auf die Gesundheit wirkenden Substanzen sind jedoch nicht einheitlich im Korn verteilt, sondern konzentrieren sich in den äußeren Schichten des Weizenkorns, der Kleie, und insbesondere in der Aleuronschicht. Die Kleie - mitsamt der Aleuronschicht sowie den äußeren Schalenteilen (Frucht- und Samenschale) - wird jedoch beim herkömmlichen Mahlprozess zur Gewinnung von Weißmehl, deren Produkte vom Verbraucher bevorzugt konsumiert werden, entfernt. Kleie wurde daher lange Zeit als Nebenprodukt angesehen und fand vornehmlich in der Tierfuttermittelindustrie Verwendung.

Neue technologische Prozesse wurden daher entwickelt, um die Aleuronschicht zu isolieren bzw. anzureichern, und machen es möglich, Aleuron-angereicherte Getreideprodukte, z.B. Mehle, herzustellen. Um den Prozess der Aleuronanreicherung zu überprüfen und die Qualität entsprechender Produkte zu kontrollieren, ist eine Identifizierung von Markersubstanzen erforderlich. Hierzu wurden Aleuron-angereicherte Mehle sowie Kleie- und Vollkornmehlproben zweier Winterweizensorten mit unterschiedlichem Anbaugebiet untersucht.

Da die Aleuronschicht des Weizens hohe Gehalte an Phytinsäure, insbesondere im Zellinneren der Aleuronschicht, sowie Phenolcarbonsäuren, vornehmlich in den Aleuron-Zellwänden, aufweist, wurden die Weizenmehle zunächst auf diese Substanzen untersucht und die identifizierten Markersubstanzen anschließend quantifiziert.

Neben phenolischen Verbindungen und Phytinsäure enthält die Aleuronschicht ernährungsphysiologisch wertvolle Proteine, deren Potential als Markersubstanzen mithilfe der zweidimensionalen (2D)-Gelelektrophorese untersucht wurde. Hierbei konnten in den 2D-Gelen mit einem pH-Bereich von pH 3-7 deutliche Intensitätszunahmen diverser Spots gemäß dem steigenden Aleuron-Anreicherungsgrad der untersuchten Weizenmehle festgestellt werden. Diese Spots wurden tryptisch verdaut, massenspektrometrisch analysiert und durch Abgleich der erhaltenen Daten mithilfe derer von Proteindatenbanken identifiziert. Anschließend erfolgte eine Methodenentwicklung zur Quantifizierung des identifizierten Protein-Biomarkers.