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Phenolische Minorkomponenten in Olivenöl und deren Verhalten bei thermischer Belastung
Annika Storz
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Matthias Schreiner
DOI
10.25365/thesis.38841
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29861.34358.203363-9
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die traditionelle mediterrane Ernährung zeigt in epidemiologischen Studien eine protektive Wirkung gegenüber Krebs oder koronaren Herzerkrankungen. In dieser Ernährungsweise hat Olivenöl einen besonders hohen Stellenwert und zählt zugleich zu dem bedeutendsten Fettlieferanten. Diese Wirkungen sind hauptsächlich auf die phenolischen Inhaltsstoffe zurückzuführen, aber auch auf die Fettsäuren-Zusammensetzung. Da Olivenöl im Gegensatz zu anderen pflanzlichen Ölen eine hohe Stabilität gegenüber Oxidation aufweist, war ein Ziel dieser Arbeit die Konzentrationsänderung verschiedener Minorkomponenten von nativem Olivenöl extra nach einer thermischen Belastung (28 Tage bei 60°C), in einem offenen Gefäß unter Lichtausschluss, zu verschiedenen Messzeitpunkten zu quantifizieren. Dies setzte eine vorherige Identifizierung dieser Komponenten voraus.
Der Oxidationsgrad des Öles wurde über die Peroxidzahl bestimmt. Diese verzeichnete einen linearen Anstieg von 12,30 meq O2/kg (Tag 0) bis zu einem Wert von 39,49 meq O2/kg nach 28 Tagen. Die Messung lipophiler Tocopherole erfolgte anhand von HPLC- Analytik. Detektiert wurde dabei α-Tocopherol mit einem Anfangsgehalt von 219,25 ppm und δ-Tocopherol, welches allerdings nur in Spuren gefunden werden konnte. Es konnte ein Zusammenhang in der Degradation des α-Tocopherols mit zunehmendem Oxidationsgrad festgestellt werden. Zu Beginn war die Verlustrate geringer, die aber ab einer Peroxidzahl von 20 meq O2/kg einen rapiden Anstieg verzeichnete bis hin zu einem Gesamtverlust von 64 % (78,55 ppm). Dieser rapide Anstieg kann auf den erhöhten Anfall an primären Autoxidationsprodukten zurückgeführt werden, da in den anfänglichen Stadien der Autoxidation polare phenolische Inhaltsstoffe wirksamer sind.
Sowohl Tyrosol als auch Hydroxytyrosol, die anhand einer GC-MS-Analytik durch Methanol-Wasser-Extraktion identifiziert wurden, verzeichneten eine Abnahme von 27 % (Tyrosol) und 69 % (Hydroxytyrosol) nach 28 Tagen der thermischen Belastung des Olivenöls. Hierbei konnte eine kontinuierliche Abnahme des Tyrosolgehaltes festgestellt werden, wohingegen der Gehalt des Hydroxytyrosol fluktuierte, indem dieser zunächst abnahm, gefolgt von einem Anstieg und einem wiederholten Abfall. Zunächst wird das Hydroxytyrosol während der thermischen Oxidation für die Stabilisierung des Öles verbraucht. Auch die anfängliche α-Tocopherol-Verlustrate war zu Beginn geringer. Der Anstieg des Hydroxytyrosols ist dadurch zu erklären, dass sich Oleuropein durch Hydrolyse zu Hydroxytyrosol umwandelt.
Die Konzentration der Lignane Acetoxypinoresinol, Hydroxypinoresinol, Epi-Pinoresinol und Pinoresinol, die durch Aceton-Wasser-Extraktion mittels GC-MS identifiziert wurden wiesen in der Summe zwischen 0,96 ppm und 2,57 ppm auf. Hydroxypinoresinol zeigte dabei die geringsten Werte. In Bezug auf die Oxidation konnte kein spezifisches Verhalten abgeleitet werden. Die Konzentrationen der Lignane blieben weitestgehend stabil. Ebenso zeigten auch die analysierten Phytosterole β-Sitosterol, ∆5-Avenasterol und Campesterol sowie das Squalen keine Konzentrationsänderungen mit zunehmendem Oxidationsgrad auf. Das native Olivenöl extra enthielt Squalengehalte zwischen 3941,38 ppm und 4581,87 ppm. Die höchsten Gehalte der Phytosterole hatte das β-Sitosterol gefolgt vom ∆5-Avenasterol und Campesterol. Dennoch scheint das Squalen eine wichtige Rolle in der Regeneration des α-Tocopherols zu spielen und auch die Avenasterole tragen bei höheren Temperaturen (180°C) zur Stabilität bei.
Bessere Kenntnisse der verschiedenen Wirkungen von Minorkomponenten und deren synergistischen Wirkungen und Interaktionen untereinander in Bezug auf ihr Oxidations- verhalten könnten schließlich zu einer höheren Qualität und Haltbarkeit von Olivenöl führen.
Abstract
(Englisch)
Epidemiological studies show protective effects of the traditional Mediterranean diet towards cancer and coronary heart diseases. Olive oil plays an important key factor in this diet and accounts likewise as a main fat source. These protective effects are mainly associated with phenolic compounds besides the composition of fatty acids. In contrast to other plant oils olive oil exhibits a high stability against oxidation. For this reason the aim of this work was to quantify the concentration of several phenolic minor components of native olive oil extra after thermal exposure (28 days at 60°C) in an open vessel under exclusion of UV-light at various measuring points. This required a previous identification of the components.
The degree of oxidation was measured via the peroxide value, which displayed a linear increase from 12.30 meq O2/kg (day 0) to a value of 39.49 meq O2/kg after 28 days. The measurement of lipophilic phenolics like tocopherols was conducted via HPLC-measurements; thereby the identification of α-tocopherol with an initial value of 219.25 ppm and δ-tocopherol, which comprised only in traces, was conducted. No association of the degradation of α-Tocopherol with increasing degree of oxidation could be determined. Initially the loss rate was lower, but from a peroxide value of 20 meq O2/kg on a rapid increase was recorded until a total loss of 64 % (78.55 ppm). This rapid increase may be attributed to the higher loss of primary autoxidation products, due to the fact that polar phenolic compounds are more effective in the initial autoxidation phases.
Both tyrosol and hydroxytyrosol, which were identified by GC-MS via methanol-water-extraction, showed a decrease of 27 % (tyrosol) and 69 % (hydroxytyrosol) after 28 days of thermal exposure of the olive oil. A continuous decrease of tyrosol was detected whereas the content of hydroxytyrosol fluctuated, after initial decrease it increased and finally ended in a repetitive loss. In the beginning the hydroxytyrosol is consumed during the thermal oxidation for the stabilization of the oil. The initial α-tocopherol loss rate is lower at the beginning as well. The increase of Hydroxytyrosol, which is structurally derived from oleuropein, is produced through enzymatic degradation and hydrolysis of oleuropein.
The concentration of the lignans acetoxypinoresinol, hydroxypinoresinol, epi-pinoresinol and pinoresinol, which have been identified via GC-MS and acetone-water-extraction, showed in total values between 0.96 ppm and 2.57 ppm, with the lowest values for hy- droxypinoresinol. Referring to oxidation, no specific behaviour could be determined. The concentrations of the lignans remained widely stable. Likewise, the analyzed phytosterols β-sitosterol, campesterol and ∆5-avenasterol and the squalene showed no changes in their concentration with increasing degree of oxidation. The extra virgin olive oil extra con- tained squalene values between 3941.38 ppm and 4581.87 ppm. The highest levels of phytosterols exhibited the β-sitosterol followed by ∆5-avenasterol and campesterol. Nevertheless, squalene appears to play an important role in the regeneration of the α-tocopherol and ∆5-avenasterol seems to contribute to a higher stability of the oil at higher temperatures (180°C).
Further knowledge and understanding of the various effects of minor components and their synergistic effects and interactions with each other regarding their oxidative behaviour could eventually lead to a higher quality and durability of olive oil.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Olivenöl phenolische Minorkomponenten Lipidoxidation
Autor*innen
Annika Storz
Haupttitel (Deutsch)
Phenolische Minorkomponenten in Olivenöl und deren Verhalten bei thermischer Belastung
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
VI, 75 S.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Matthias Schreiner
AC Nummer
AC12647243
Utheses ID
34406
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |