Lebensmittelchemie 1

Die Ausrichtung der Arbeitsgruppe ist interdisziplinär und zeichnet sich durch die Kombination klassischer lebensmittelchemischer Fragestellungen mit modernen biochemischen / ernährungsdiagnostischen Schwerpunkten aus. Eine Nachwuchsforschergruppe verstärkt dabei den Bereich Proteinbiochemie & Wirkstoffentwicklung.

Forschungsschwerpunkte

Lebensmittelchemische Analytik

In der Abteilung Lebensmittelchemische Analytik arbeiten wir vorwiegend im Bereich der Entwicklung von analytischen Methoden zur Authentizitäts- und Qualitätskontrolle von Lebensmitteln oder Lebensmittelbestandteilen. Interessant sind hierbei Methoden zur „in field“-Analytik, Methoden für den Laborgebrauch, als auch automatisierte Verfahren. Wir verfügen hierzu über Pipettierroboter-Systeme, die auch in der Biochemie-Abteilung für Hochdurchsatzanalysen eingesetzt werden.

Die DNA stellt einen hervorragenden Analyten zur Identifizierung von mikrobiellen, pflanzlichen oder tierischen Organismen dar. Molekularbiologische Standardverfahren finden u. a. schon lange Zeit in der Medizin, der Forensik, der Biotechnologie und auch in der Lebensmittelanalytik Anwendung. Der Schwerpunkt am Institut liegt hierbei allerdings nicht nur auf klassischen Methoden wie der PCR, sondern auch auf neuartigen und sehr innovativen Verfahren. Zu nennen sind hier die LAMP- (Loop-mediated isothermal amplification) oder MDA-Technologie (Multiple displacement amplification), die bislang lediglich in der Medizin und in der Biochemie, nicht aber in der Lebensmittelanalytik, angewendet werden. Daneben arbeiten wir auch auf der Implementierung der Aptamer-Technologie für die Erstellung von selektiven Sondensystemen für die Lebensmittelanalytik.

In weiteren Bereichen arbeiten wir an der Entwicklung von Methoden zum Nachweis von Allergenen (ELISA, MS) und an MS-basierten non-targeted Verfahren für die Lebensmittelanalytik. Auch der Nachweis ernährungsphysiologisch relevanter Lebensmittelinhaltsstoffe spielt in diesem Bereich eine Rolle.

Diagnostik ernährungsrelevanter Marker

In diesem Bereich erarbeiten wir seit einiger Zeit Methoden zum Metabolic Profiling und Metabolic Fingerprinting von Diabetes-Modellen (Maus-Mutanten) und der Identifizierung sowie Quantifizierung von Lipid-Schlüsselmetaboliten für Diabetes mellitus und das metabolische Syndrom mittels hochauflösender spektrometrischer Verfahren.

Biotechnologie und Wirkstoffentwicklung

Verschiedene Biosynthesewege (z. B. Vitamin B2 Biosynthese, Mevalonat-unabhängige Isoprenoid-Biosynthese aus verschiedenen Organismen) werden untersucht und charakterisiert mit den Zielen

(i) biotechnologische Prozesse aufzubauen bzw. zu optimieren und

(ii) entsprechende Enzyme als neuartige „drug-targets“ zu verwenden.

Es können in der Abteilung alle Arbeiten, angefangen mit der Klonierung/Expression, über die biochemische Charakterisierung auch Hochdurchsatzanalyse (Substanzbank mit 150.000 Substanzen) und Kristallisation der Proteine durchgeführt werden.

Geräteausstattung

Chromatographie

  • Analyt. und präparative HPLC Systeme mit DAD, RID, FLD
  • FPLC-Systeme zur Proteinreinigung
  • GC-Systeme (FID, Headspace)

Massenspektrometrie

  • LC-ESI-Q-ToF (maXis, Bruker)
  • LC-ESI-Ionenfalle (amaZon, Bruker)
  • LC-MS/MS (API2000, Applied Biosystems)
  • GC-MS (Trace-PolarisQ, ThermoFisher)
  • ICP-MS 7700 (Agilent) Spektroskopie

Spektroskopie

  • SPR-Spektrometer (Sierra Sensors)
  • Quartz-Cristal-Microbalance (SierraSensors)
  • Plattenlesersysteme (MolDev SpectraMax Platereader)
  • AAS (Perkin Elmer)
  • Infrarot (Bruker)

DNA-Analytik

  • Standard und realtime-PCR-Geräte (LightCycler II, Roche; IQ5, Biorad)
  • denaturierende HPLC (Transgenomics)

Proteinanalytik / Immunologie

  • 1D & 2D Elektrophorese (GE, Invitrogen)
  • ELISA Systeme
  • Lab-on-a-chip (Biorad)

Wirkstoffentwicklung

  • Bioreaktoren und Inkubatoren für Fermentationen
  • Genlaboratorien (S1 und S1 Risikogruppe 2)
  • Pipettierroboter für High-Throughput-Screenings (Hamilton, Tecan)
  • Dispensing Systeme
  • Anaerob-Technologie (Glove-Boxen)