Antioxidative Endprodukte fortgeschrittener Lipidoxidation

Der Konsum von kalt gepressten Speiseölen, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind, wirkt sich positiv auf die Gesundheit aus. Allerdings weisen diese Öle eine geringe oxidative Stabilität auf, wodurch es zu einer Akkumulation von Lipidoxidationsprodukten während der Lagerung kommen kann, die gesundheitsschädliche Wirkungen zeigen. Daher ist es von großer Bedeutung, Strategien zu finden, die die oxidative Stabilität von Ölen mit hohem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren erhöhen. Viele Versuche wurden unternommen, um die Haltbarkeit von Speiseölen durch Zugabe von Antioxidantien und Limitierung von Faktoren, die die Lipidoxidation fördern, zu erhöhen. Es gibt jedoch keine Studien, die die antioxidative Wirkung einer Anreicherung von kalt gepressten Ölen mit fortgeschrittenenLipidoxidationsprodukten (ALEs) untersucht haben. ALEs haben antioxidative Wirkungen und werden durch die nicht-enzymatische Reaktion zwischen Lipidaldehyden und Aminophospholipiden gebildet. Unser Ziel ist es daher, die Bildung von ALEs in den Saaten, Walnuss, Leinsamen und Färberdistelsamen, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind, zu erhöhen und die Extraktion der ALEs von der Saat ins Öl zu fördern. Das so gewonnene Öl soll eine längere Haltbarkeit aufweisen. Die Entwicklung von Speiseölen mit erhöhter oxidativer Stabilität wird erreicht, indem erstens neuartigeantioxidative ALEs durch Reaktionzwischen Saat-spezifischen Phosphatidylethanolaminen und Lipidaldehydenmittelshochauflösender Massenspektrometrie und zweidimensionaler Kernspinresonanzspektroskopie identifiziert werden. Zweitens werden Röstbedingungen, die die Bildung von ALEs stimulieren, und Extraktionsmethoden, die zur Anreicherung von ALEs in den Ölen führen, unter Anwendung eines holistischen Foodomics Ansatzes identifiziert. Drittens wird der antioxidative Mechanismus von ALEsmit Hilfe von polarographischen, photometrischen, massenspektrometrischen undelektronenspinresonanz-spektroskopischenMessungen untersucht. Schlussendlich wird in einer Lagerstudie die oxidative und thermische Stabilität von Ölen mit hohen und niedrigen Gehalten an ALEs verglichen. Methoden zur Anreicherung von kalt gepressten Ölen mit ALEs werden entwickelt, um die thermische Stabilität und die Haltbarkeit von Ölen mit hohem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren zu erhöhen. Bis dato werden zur Erhöhung der oxidativen Stabilität Antioxidantien den Speiseölen nach der Extraktion zugesetzt. Das Projekt zeigt neue Strategien auf, um kalt gepresste Öle durch Modifikation der Produktionsprozesse mit neuartigen ALEs anzureichern.

Bei längerer Einwirkung von Luftsauerstoff, Hitze oder Licht kann es bei Pflanzenölen zu Ranzigkeit kommen. Dieser als Lipidoxidation bezeichnete Prozess stellt für die Lebensmittelindustrie und die Verbraucher eine Herausforderung dar, da er zur Bildung von Fehlaromen und sogar einigen toxischen Verbindungen führt. Der Verzehr von Pflanzenölen, die reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA) sind, hat viele gesundheitliche Vorteile. Allerdings sind diese Öle besonders anfällig für Lipidoxidation, was ihre Qualität beeinträchtigt und zu einer verkürzten Haltbarkeit führt. Daher ist es wichtig, dieses Problem anzugehen, indem verschiedene Strategien untersucht werden, wie z. B. die Kaltpressung, um die natürlichen Verbindungen der Samen bei der Ölherstellung zu erhalten, oder die Zugabe von natürlichen Antioxidantien zu den Ölen, um den Fortschritt der Lipidoxidation zu verzögern. Unter den Lipidoxidationsprodukten sind Carbonyle besonders bedenklich, da sie in engem Zusammenhang mit Geschmacksveränderungen und einer verminderten Ölqualität stehen. Daher wurden im Rahmen dieser Forschungsarbeit neue Strategien untersucht, um das Vorhandensein von Carbonylen in drei kaltgepressten Pflanzenölen zu begrenzen: Walnuss-, Distel- und Leinsamenöl, die alle einen hohen Anteil an PUFA in ihrer Zusammensetzung aufweisen. Insbesondere wurde die Anreicherung mit Phosphatidylethanolaminen (PEs) untersucht, einer Klasse natürlicher Antioxidantien. Die besondere Eigenschaft dieser Antioxidantien ist ihre potenzielle Fähigkeit, vorhandene Carbonylverbindungen in den Ölen aufzuspüren und mit ihnen zu reagieren, wodurch eine Reihe von Verbindungen entsteht, die als fortgeschrittene Lipidoxidationsendprodukte (ALEs) bezeichnet werden. Durch die Zusammenstellung einer Reihe von Reaktionsmodellen zwischen PEs und verschiedenen Carbonylverbindungen bestätigte diese Studie diese potenzielle Fähigkeit. Anschließend zeigten prädiktive Analysen von mit PE angereicherten Ölen, dass die Haltbarkeit der drei untersuchten Öle erfolgreich verlängert werden konnte. Um die Vorteile der PE-Anreicherung weiter zu charakterisieren, wurde eine Lagerungsstudie unter Simulation von Haushaltsbedingungen durchgeführt, die die erfolgreiche Verzögerung der Lipidoxidation und die Erhaltung der Qualität dieser Öle bestätigte, nicht nur durch die Verringerung der Menge an Carbonylen, sondern auch anderer Lipidoxidationsprodukte. Andererseits wurde eine zusätzliche Effizienz beim Einfangen spezifischer Carbonylverbindungen beobachtet, wenn die Öle auf 100 C erhitzt wurden. Daher könnte diese Strategie ein vielversprechender Weg sein, um die Oxidation in kaltgepressten Ölen, aber auch in Frittierölen zu begrenzen. Darüber hinaus bewertete diese Forschung die Auswirkungen des Zerkleinerns, Röstens und der PE-Anreicherung von Samen vor der Kaltpressung zur Ölgewinnung und lieferte wichtige Erkenntnisse zur Optimierung der Ölausbeute bei gleichzeitiger Beibehaltung eines niedrigen Ranzigkeitsgrades. Insgesamt hat die im Rahmen dieses Projekts durchgeführte Forschung unser Verständnis des Oxidationsschutzes in Pflanzenölen mit hohem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren verbessert. Die vielversprechenden Ergebnisse könnten den Weg für die Entwicklung von Strategien ebnen, mit denen Produkte mit höherer Nährstoffqualität und längerer Haltbarkeit hergestellt und somit Lebensmittelabfälle reduziert werden können.