Entwicklung einer neuartigen membranchromatographischen Methode zur Isolierung von Anthocyanen aus Heidelbeeren und anderen anthocyanhaltigen Früchten
Vortrag von Andreas Juadjur, 20.03.2012
Autoren
Juadjur, A., Winterhalter, P.
Institut für Lebensmittelchemie, Technische Universität Braunschweig, Schleinitzstraße 20, 38106 Braunschweig, Germany. e-mail: a.juadjur@tu-bs.de
Kurzfassung
Der einheimischen Wildheidelbeere (Vaccinium myrtillus) werden aufgrund ihres hohen Polyphenolgehaltes eine ganze Reihe von gesundheitsfördernden Eigenschaften zugeschrieben. Verantwortlich dafür sind vor allem die farbgebenden Inhaltsstoffe, die Anthocyane, die den größten Teil der in der Heidelbeere enthaltenen Polyphenole ausmachen. Weiterhin sind phenolische Säuren und Flavonole, sowie Proanthocyanidine und polymere Pigmente vorhanden [1-3].
Aufgrund dieser Inhaltsstoffe weisen Wildheidelbeeren und daraus hergestellte Extrakte einen hohen Gesamtpolyphenolgehalt und ein hohes antioxidatives Potential auf und wirken der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen entgegen [4, 5]. In neueren Studien konnte gezeigt werden, dass Heidelbeerextrakte im Zell- und Tierversuch krebspräventive Wirkungen haben [6, 7]. Auch zur Therapie von entzündlichen Darmerkrankungen hat sich die Wildheidelbeere bewährt, indem die enthaltenen Anthocyane die Aktivität des humanen Enzyms 5-Lipoxygenase inhibieren [8]. Um festzustellen, welche dieser zahlreichen Inhaltsstoffe für die gesundheitsfördernden Wirkungen der Extrakte verantwortlich sind, bedarf es zunächst effizienter präparativer Trenntechniken zur Fraktionierung der Heidelbeer-Polyphenole. Bisher erlaubten die verfügbaren präparativen Trennverfahren nur eine teilweise Anreicherung von Anthocyanen, Copigmenten und polymeren Bestandteilen, jedoch niemals eine vollständige Trennung [9].
In Anbetracht dessen haben wir eine neue Strategie zur Fraktionierung der Heidelbeerpolyphenole entwickelt, welche eine vollständige Trennung von Anthocyanen, Copigmenten und Polymeren gewährleistet und dabei auf die Verwendung gesundheitsschädlicher Reagenzien vollständig verzichtet.
Dies konnte mittels eines adsorptiven membranchromatographischen Verfahrens anhand eines handelsüblichen Membran-Systems (Sartobind S, stark saurer Kationenaustauscher) realisiert werden [10]. Neben der erfolgreich durchgeführten Trennung der Heidelbeerpolyphenole konnten auch die Polyphenole weiterer anthocyanhaltiger Früchte erfolgreich fraktioniert werden. Ein Scale-up der Methode auf den präparativen Maßstab ist bereits realisiert und ein weiteres Scale-up für den industriellen Maßstab ist in Vorbereitung.
Den Vortrag finden Sie hier.
Literatur
(1) Zadernowski, R.; Naczk, M.; Nesterowicz, J. Phenolic acid profiles in some small berries. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 2118-2124.
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(3) Gu, L.; Kelm, M.; Hammerstone, J.F.; Beecher, G.; Cunningham, D.; Vannozzi, S.; Prior, R.L. Fractionation of polymeric procyanidins from lowbush blueberry and quantification of procyanidins in selected foods with an optimized normal-phase HPLC-MS fluorescent detection method. J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 4852-4860.
(4) Prior et al., Antioxidant Capacity As Influenced by Total Phenolic and Anthocyanin Content, Maturity, and Variety of Vaccinium Species. J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 2686-2693.
(5) Faria et al., Antioxidant properties of prepared blueberry (Vaccinium myrtillus) extracts. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 6896-6902.
(6) Cooke et al., Effect of cyanidin-3-glucoside and an anthocyanin mixture from bilberry on adenoma development in the ApcMin mouse model of intestinal carcinogenesis - Relationship with tissue anthocyanin levels. Int. J. Cancer 2006, 119, 2213-2220.
(7) Yi, W.; Fischer, J.; Krewer, G.; Akoh, C. C. Phenolic Compounds from Blueberries Can Inhibit Colon Cancer Cell Proliferation and Induce Apoptosis. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 7320-7329.
(8) Knaup , B.; Oehme, A.; Valotis, A.; Schreier, P. Anthocyanins as lipoxygenase inhibitors. Mol. Nutr. Food Res. 2009, 53, 617-624.
(9) Schwarz, M.; Hillebrand, S.; Habben, S.; Degenhardt A.; Winterhalter, P. Application of high-speed countercurrent chromatography to the large-scale isolation of anthocyanins. Biochem. Eng. J. 2003, 14, 179-189.
(10) Juadjur, A.; Winterhalter, P. Development of a novel adsorptive membrane chromatographic method for the fractionation of polyphenols from bilberry. J. Agric. Food Chem., accepted 2012.
