Identifizierung phenolischer Inhaltstoffe in Tomaten (Solanum lycopersicum)

Transkript

1 Identifizierung phenolischer Inhaltstoffe in Tomaten (Solanum lycopersicum) Susanne Rühmann Fachgebiet Obstbau der Technischen Universtität München Weihenstephan (Prof. Dr. Treutter)

2 Identifizierung phenolischer Inhaltstoffe in Tomaten (Solanum lycopersicum) Carolin Müller, Susanne Rühmann, Ionela Regos, Dieter Treutter Fachgebiet für Obstbau, Technische Universität München Weihenstephan, Alte Akademie 16, 83 Freising, Germany Aus ernährungs-physiologischer Sicht spielen Pflanzeninhaltstoffe eine bedeutende Rolle. Bei Tomaten stehen dabei neben dem Lycopin auch Phenylpropanoide wie Chlorogensäure und Naringenin im Mittelpunkt. Um die Dynamik der Phenylpropanoid-Biosynthese während des Reifeprozesses von Tomaten zu erfassen und ihre gewebespezifische Lokalisierung (Pulpa, Pericarp, Epidermis, Stielansatz, Fruchtfleisch) ermitteln zu können, Phenylpropanoide und Flavonoide identifiziert und quantitativ erfasst. Dazu wurden verschiedene Reifegrade sowie unterschiedliche Gewebetypen von Tomaten der Sorten Durinta und Vanessa methanolisch extrahiert und der Phenylpropanoidgehalt mittels HPLC-Analyse bestimmt. Die Identifizierung der einzelnen Verbindungen erfolgte anhand von UV-Spektren, Dünnschichtchromatographie und Massenspektroskopie. Die Hauptkomponenten der Tomaten waren Benzoesäuren und Hydroxyzimtsäuren. Dabei waren neben Chlorogensäure auch weitere Derivate der Kaffeesäure sowie der p-cumarsäure zu finden, die in beachtlicher Konzentration auch in cis-konfiguration auftrat. Neben den schon in Tomaten bekannten Flavonolen Rutin und Rutin-Pentosid wurden mit zunehmendem Reifeprozeß weitere Flavonole sowie das Naringenin-Chalcon gefunden. Das Aglykon Naringenin konnte nur bei bestimmten Extraktionsmethoden erfaßt werden. Unreife Tomaten zeigten deutlich geringere Flavonoidgehalte als reife Früchte. Einige Verbindungen wie das Naringeninchalkon und das Naringenin, akkumulierten erst während des Reifeprozesses, andere wie die Flavonole waren schon in unreifen Früchten vorhanden. Die n-chlorogensäure wurde mit zunehmendem Reifegrad in verschiedene Chlorogensäure-Derivate weiter metabolisiert, z.b. in eine di-kaffeeoyl-chinasäure. Während die Chlorogensäure in allen Geweben in vergleichbarer Konzentration zu finden war, kamen die Naringenin-derivate und die Flavonole fast ausschließlich in der Epidermis von Tomaten vor. Die Epidermis wies allgemein die höchsten Gehalte an Phenylpropanoiden und Flavonoiden auf.

3 Gewebetypen der Tomate Stielansatz Epidermis Samen Pericarp (Fruchtfleisch) Placenta Pulpa (Fruchtkammergewebe)

4 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen 7 6 Gesamtgehalt 4 3 2

5 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen Einfache Phenole

6 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen monomere Hydroxyzimtsäure-D cis/trans p-cumaroyl-glycosid cis/trans Kaffeeoly-Glycosid n-chlorogensäure

7 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen monomere Hydroxyzimtsäure-D. 3 p-cumarsäure Derivat (49 min) cis-p-cumarsäure-derivat (46 min) Chlorogensäure Derivat (44 min) Chlorogensäure Derivat (28 min)

8 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen monomere Hydroxyzimtsäure-D oligomere Hydroxyzimtsäure-D.

9 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Hydroxyzimtsäure Derivat (19 min) Chlorogensäure Derivat (147 min)

10 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure

11 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure Derivat (13 min) Epidermis 1 Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Samen

12 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure Derivat (13 min) Chlorogensäure D (16 min) Epidermis 1 Pericarp Pulpa 6 Placenta Stielansatz Samen 4 Epidermis 3 Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Samen 2 1

13 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure Derivat (13 min) Chlorogensäure D (16 min) Epidermis 1 Pericarp Pulpa 6 Placenta Stielansatz Samen 6 4 Epidermis 3 Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Samen acylierte Hydroxyzimtsäure (19 min) 3 2 1

14 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure Derivat (13 min) Chlorogensäure D (16 min) Epidermis 1 Pericarp Pulpa 6 Placenta Stielansatz Samen 6 4 Epidermis 3 Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Samen acylierte Hydroxyzimtsäure (19 min) acylierte Hydroxyzimtsäure(16 min) 2 1

15 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure Derivat (13 min) Chlorogensäure D (16 min) Epidermis 1 Pericarp Pulpa 6 Placenta Stielansatz Samen 6 4 Epidermis 3 Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Samen acylierte Hydroxyzimtsäure (19 min) acylierte Hydroxyzimtsäure(16 min) Chlorogensäure Derivat (16 min) 1 1

16 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen oligomere Hydroxyzimtsäure-D. Chlorogensäure Derivat (167 min) bei gleicher Retentionszeit erscheint nur in der Epidermis das Naringenin- Chalkon

17 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen Flavonole Rutin Epidermis Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Rutin-Pentosid Epidermis Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz Flavonole 81 min Epidermis Pericarp Pulpa Placenta Stielansatz

18 Flavonoide in verschiedenen Gewebetypen Flavonole 4 3 Flavonole 74 min Epidermis Pericarp Pulpa Plecenta Stielansatz Flavonole 14 min Epidermis Pericarp Pulpa Plecenta Stielansatz

19 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien

20 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Gesamt

21 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Gesamt Benzoesäuren

22 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Gesamt Benzoesäuren Hydroxyzimtsäuren

23 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Gesamt Benzoesäuren Hydroxyzimtsäuren Flavonole

24 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Gesamt Benzoesäuren Hydroxyzimtsäuren Flavonole Naringenin-Derivate

25 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Hydroxyzimtsäuren n-chlorogensäure Dicaffeoyl-Chinasäure

26 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Hydroxyzimtsäuren n-chlorogensäure Dicaffeoyl-Chinasäure

27 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Hydroxyzimtsäuren n-chlorogensäure Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure-Derivat 14 Chlorogensäure-D

28 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Hydroxyzimtsäuren n-chlorogensäure Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure-Derivat 14 Chlorogensäure-D Acyl. Hydroxyzimtsäure BM acylierte 6 Hydroxyzimtsäure BM (evt. Mit Flavonol)

29 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Hydroxyzimtsäuren n-chlorogensäure Dicaffeoyl-Chinasäure Chlorogensäure-Derivat 14 Chlorogensäure-D acylierte 6 Acyl. Hydroxyzimtsäure (evt. Mit Flavonol) BM 4 3 Chlorogensäure-Derivat Chlorogensäure-D

30 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Flavonole Rutin Flavonol Rutin-Pentosid Flavonol

31 Flavonoide in verschiedenen Reifestadien Flavanone Naringenin Naringenin-Chalkon + Chlorogensäure

32 Zusammenfassung Gesamtgehalt an Flavonoiden verläuft mit zunehmender Reife wie eine Optimumskurve der Hydroxyzimtsäure-Gehalt verläuft mit zunehmender Reife wie eine Optimumskurve Benzoesäuren steigen signifikant mit zunehmender Reife => Reifemarker n-chlorogensäure sinkt mit zunhemender Reife => Reifemarker das acylierte Hydroxyzimtsäure-Derivat (BF) sinkt mit zunehmender Reife => Reifemarker di-caffeeoyl-chinasäure steigt mit zunehmender Reife und fällt bei Vollreife stark ab => Reifemarker die Chlorogensäure-Derivate 4 und 14 sowie die acylierte Hydroxyzimtsäure BM wird erst bei Vollreife synthetisiert => Reifemarker

33 Zusammenfassung Flavonole sinken tendenziell mit zunehmender Reife Naringenin-Chalkon (evt. auch Naringenin) steigt signifikant mit zunehmender Reife, sinkt jedoch bei sehr reifen Tomaten wieder ab => Reifemarker Rutin und Rutin-Pentosid sinken mit zunehmender Reife nur tendenziell die Flavonole 1 und 2 werden erst bei Vollreife synthetisiert (allerdings in geringen Konzentrationen) => Reifemarker