Allergene beim Apfel - Ursache und Einfluss der Lagerung. Qualität. Qualität. Qualität. Qualität. Allergene sind in den meisten Fällen Proteine

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1 Einleitung Allergene eim Apfel - Ursche und Einfluss der Lgerung Wertgeende Inhltsstoffe: Sekundäre Pflnzeninhltsstoffe Phenole Vitmine Qulität Qulität Wertmindernde Inhltsstoffe: Allergene Pestizidrückstände Mykotoxine Priv.-Doz. Dr. M. Schmitz-Eierger Vortrg im Kompetenzzentrum Ostu-Bodensee, m Minerlstoffe DPC, 26 Konsumentenpräferenz Wertgeende Inhltsstoffe: Sekundäre Pflnzeninhltsstoffe Phenole Vitmine Minerlstoffe Qulität Qulität Konsumentenpräferenz Wertmindernde Inhltsstoffe: Allergene Pestizidrückstände Mykotoxine Einleitung DPC, 26 Polyphenole Frßschutz, Fr- und Lockstoffe, Antioxidntien Sekundäre Pflnzeninhltsstoffe Gliederung in: Phenolsäuren und Flvonoide Aromtischer Ring mit Hydroxylgruppen Antioxidtives Potenzil: Afngen von Rdiklen, Reduktns, Wsserstoffdonor, Metllcheltor Einleitung B O A C Flvonoid Grundstruktur O. - 2 OH. ROO. 1 O 2 Tertiär-/Qurtärstruktur eines Proteins Allergene sind in den meisten Fällen Proteine 1

2 PR-Proteine c.) PR-Proteine ls sekundäre Inhltstoffe Als PR-Proteine (pthogenesis relted proteins) ezeichnet mn Proteine mit reltiv niedrigem Molekulrgewicht, niedrigem isoelektrischen Punkt und hoher Resistenz gegenüer Protesen, deren de novo Synthese in Pflnzengeween nch Einwirkung iotischer oder iotischer Stressfktoren und während estimmter Entwicklungsstdien (z. B. Blüte, Seneszenz) erfolgt. I Einleitung I Vitmin E I Vitmin C I oxidtiver Stress I Phenole I Allergene I synthetische Antiox. I Rektionen uf Nhrungsmittel Allergische Rektion Typ I Unerwünscht heftige Awehrrektion des Immunsystems uf estimmte hrmlose Umweltstoffe Immunologische Rektionen (Üerempfindlichkeiten) IgE vermittelt: NM-Allergien Nicht IgE vermittelt: Zöliki Nicht-immunologische Rektionen (Intolernzen) Toxikologisch: Vergiftung Metolisch: Lktoseintolernz Mikroiell Infektionen: Slmonellen Toxine (Roitt et l. 1987) Symptome llergischer Rektionen Apfelllergene Einleitung Respirtionstrkt: juckende, tränende Augen, Husten, Schnupfen, Keuchhusten Gstrointestinltrkt: Krämpfe, Errechen, Dirrhoe Hut: Ekzeme, Nesseluschlg, Schwellungen, Ausschläge Respirtionstrkt: Kurztmung, Engegefühl in der Brust, Asthm, Anschwellen und Jucken des Mundes und Hlses Krdiovskuläre Proleme: Afllens des Blutdrucks, Bewusstlosigkeit, Schock kd 31 Ml d 2: Thumtin-ähnliches Protein 18 Ml d 1: Bet v 1-Homolog 14 Ml d 4: Profilin 9 Ml d 3: Lipidtrnsfer-Protein 2

3 Einleitung Ml d 1 Wichtigstes Apfelllergen in Nord- Mitteleurop, Kreuzrektivität zu Bet v 1 Protein mit MG = 18 kd, 158 AA In Schle und Fruchtfleisch vorhnden Pthogenesis-relted protein (PRP) Hitzelil und Verduung durch Pepsin Orles Allergie Syndrom Funktion: Bindung und Trnsport von Pflnzensteroiden? Hoffmnn-Sommergruer, 27 Allergene - Strukturen Einleitung Biotische Fktoren: Viren, Bkterien, Pilze Resistenzinduktion Fungizide, Herizide Bet v1 Der f2 Am 5 Phl p2 Mechnische Verletzung Seneszenz, Lgerung PRP- Synthese Aktivierung des Awehrsystems der Pflnze Keine gemeinsmen Strukturen! Aiotische Fktoren: UV-B, Dürre, Nässe, Kälte Kreuzllergien Kreuzrektionen: gleiche Fmilie 8-12% der Bevölkerung hen eine Birkenpollenpollinose Pfirsich Aprikose Dvon hen 5-7% eine Nhrungsmittelllergie Prunoidee Kern- und Steinostllergie (61%) Pflume Kirsche Apfel (97%) Pfirsich (67%) Kirsche (58%) Birne (4%) >9% der Ptienten erkennen ein 13 kd Huptllergen, Ortolni et l,

4 Einleitung Einleitung In vivo Bestimmung der Allergenität; Prick-to-prick Test verschiedener Apfelsorten (Bolhr et l., 25) Prick-Tests hochsignifiknter Unterschied in der llergenen Potenz der Sorten Hoffmnn-Sommergruer, 27 Mteril und Methoden II Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung Früchte/ Ernte: 13 verschiedene Apfelsorten: Alte Tfelsorten Klein-Altendorf (KAD) Neue Züchtungen 2 Stndorte Integrierte Produktion (IP) EU-292/91, Biolnd Bvendorf (Bv) Optimler Erntezeitpunkt nch Streif-Index, stndrdisierte Ernte Lgerung: 4, 8 und 12 Wochen im Kühllger Anlytik: Gesmtproteingehlt nch Brdford Sndwich-ELISA: Ml d 1-Gehlt POD POD POD POD Immundetektion zum Nchweis von Ml d 1 in verschiedenen Apfelsorten Golden Delicious Ergenisse Sortenvergleich 18 kd Jongold Gehlt n Ml d 1: Golden Delicious > Jongold 18 kd 4

5 Mteril und Methoden Enzyme-linked-immunosorent-Assy Extrktion der Proteine/ Ml d 1 nch Björksten (198) Messung des Ml d 1-Gehltes durch Sndwich-ELISA Proteinestimmung modifiziert nch Brdford (1976) Sndwich-ELISA Ergenisse II Sustrt Frrektion Optische Dichte ist der Proenkonzentrtion proportionl Einfluss der Sorte uf den Ml d 1-Gehlt 18, 16, 14, POD POD POD POD Ziege-nti Kninchen-IgG-POD Kninchen-nti-Bet v 1 Ml d 1: Stndrd, Apfelextrkt Mus-nti Ml d 1 Schf-nti-Mus Ig Ml d 1 [µg/ g FM] 12, 1, 8, 6, 4, 2,, JongoldGreenstr Pinov Knzi Topz GD Diw Breurn Cmeo Fuji Ruens Klein-Altendorf MW + SF, n = 5 Ergenisse II Ergenisse II Einfluss der Sorte uf den Ml d 1-Gehlt Einfluss der Sorte uf den Ml d 1-Gehlt 25, 35, 3, 2, 25, Ml d 1 [µg/ g FM] 15, 1, Ml d 1 [µg/ g FM] 2, 15, 1, 5, 5,,, Breurn Topz Fuji KikuGreenstr GD Pinov Cmeo Jongold Knzi Diw Ruens Bvendorf Klein-Altendorf Bvendorf MW + SF, n = 5 MW + SF, n = 5 5

6 Ergenisse II Einfluss des Stndortes uf den Ml d 1-Gehlt Hypothesen Ml d 1 [µg/ g FM] 3, 25, 2, 15, 1, Klein-Altendorf Bvendorf Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst. Der Ml d 1-Gehlt ist in der Schle höher ls im Fruchtfleisch. Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 5,, Jon gld o G r e e n s P i n o v K zin Topz GD Di w Br e run Cm e o F u j R u s e 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung Signifiknt p <,5 MW ± SF, n = 5 Ml d 1-Gehlt in der Schle oder im Fruchtfleisch: Versuchsvorereitung Ml d 1 Gehlt in Apfelschlen und im Fruchtfleisch ei verschiedenen Apfelsorten 5 Elstr 5 Gl 4 4 M l d 1 [µ g g -1 F W ] 3 2 M l d 1 [µ g g -1 F W ] c c c c c c weeks fter hrvest weeks fter hrvest Ml d 1 Gehlt in Apfelschlen und im Fruchtfleisch ei verschiedenen Apfelsorten 5 Golden Delicious 5 Pinov Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst. Ml d 1 [µg g -1 FW ] Der Ml d 1-Gehlt ist in der Schle höher ls im Fruchtfleisch. Lgerung führt zu einer Steigerung des Ml d1-gehltes. 1 c c c weeks fter hrvest 5 Topz 1 c c weeks fter hrvest Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung 1 c c c weeks fter hrvest 6

7 Einfluss der Lgerung uf den Ml d 1-Gehlt Ergenisse II Einfluss der Kühllgeredingungen uf den Ml d 1- Gehlt ei Gl-Früchten, MW+SE Ernte 4 Wochen Lgerung 8 Wochen Lgerung 12 Wochen Lgerung Ml d 1 [µg / g FW] MW ± SF, n = 5, p <,5 KAD Bv KAD Bv Jongold Golden Delicious Ml d 1-Gehlt ei verschiedenen Apfelsorten unter versch. Lgeredingungen, MW+SE. Ml d 1-Gehlt ei verschiedenen Apfelsorten unter versch. Lgeredingungen, MW+SE. 6 Cold chmer Boskoop Elise 6 Cold chmer Cold chmer GD Cold chmer Jongold Cold chmer Elstr 6 Cold chmer Gl 6 Cold chmer Pinov Cod chmer Topz Woche nch der Ernte Weeks fter hrvest Weeks fter hrvest Kiewning, B, Schmitz-Eierger, EOB Dez. 212 Kiewning, B, Schmitz-Eierger, EOB Dez. 212 Einfluss verschiedener Lgerungsrten uf den Ml d1- Gehlt Kühl-, - und D-Lgerung 7

8 Zusmmenfssung II Der Ml d 1-Gehlt wr sorten- und stndorthängig Während der Lgerung km es zu einem signifiknten Anstieg des Ml d 1-Gehltes Eine -Lgerung führte zu keiner signifiknten Verminderung des llergenen Potenzils. Eine D-Lgerung htte uch keine Minderung des Ml d 1-Gehltes zur Folge Ergenisse BIO/IP Ml d 1-Gehlt BIO/IP Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst Nch IP-Richtlinien produzierte Früchte zeigten höhere Ml d 1-Gehlte im Vergleich zu Früchten us iologischem Anu. Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung Ml d1-gehlt (µg/g FG) Jongold Bio Jongold KAD Jongold Bio jongold Bv Topz KAD Topz io KAD Bv KAD Topz Bio Bv Topz Bv MW ± SE Ergenisse II Einfluss der Kultivierungsmßnhmen uf den Ml d 1-Gehlt [µg/ g FM] Sorte Stndort Bio IP ANOVA Jongold Topz KAD p =.4 Bv p =.3 KAD p =.35 Bv p =.18 Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst Nch IP-Richtlinien produzierte Früchte zeigten höhere Ml d 1-Gehlte im Vergleich zu Früchten us iologischem Anu. Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung MW, n = 5 8

9 Zusmmenhng zwischen Polyphenolen und Ml d 1 Monophenole o-diphenole o-chinone OH OH + ½ O 2 Kondenstion mit Proteinen zu polymeren Strukturen Hersetzung der IgE-Bindungsfähigkeit O O + H2 O Ml d 1 [ngg-1 FM] Ml d 1 und PPO-Aktivität mit PVPP ohne PVPP PPO,18,16,14,12,1,8,6,4,2 Elstr Diw Boskoop MW ± SF, n=6 Apfelsorten PPO-Aktivität [Umin-1g-1 FM] Korreltionen zwischen Ml d 1, Polyphenolen und PPO Ergenisse Korreltion zwischen Ml d 1, PPO und Phenolen Ml d 1 PPO Ctechin Epictechin Gesmt phenole Elstr,826,823,876,912 Diw,955,393,485,113 Boskoop,793,361,23,178 n=6 p<,5; p<,1 us Grci et l., Food Chemistry, 27 Zusmmenfssung III In dieser Untersuchung konnte nur ei den Apfelsorten Elstr und Diw ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d1- Gehlt, dem Polyphenolgehlt und der Polyphenoloxidsektivität lleine ufgezeigt werden. MCP 9

10 Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung Golden Delicious 1-MCP Behndlung: 24 h, ei 2 C Keine 1-MCP Behndlung, Lgerung ei 2 C Mteril und Methoden IV H 3 C 1-Methylcyclopropen (1-MCP) Lgerung: 8 und 12 Wochen im Kühllger ei 2 C H H Ethylen H H Ergenisse IV Einfluss einer 1-MCP-Behndlung uf den Protein- und Ml d 1-Gehlt während der Lgerung Einfluss einer 1-MCP-Behndlung uf Ml d 1-Gehlt während der Lgerung Proteingehlt [µg/ g FW] MCP - 1-MCP Ernte 8 Wochen Lgerung 12 Wochen Lgerung Ml d 1 [µg/ g FW] MCP - 1-MCP Ernte 8 Wochen Lgerung 12 Wochen Lgerung Ml d1 [ngg -1 FW] 15 1 n.s. 5 n.n n.n n.n n.n Boskoop Diw Elstr GD Boskoop Diw Elstr GD cold-chmer -storge n.s. Boskoop Diw Elstr GD Boskoop Diw Elstr GD cold-chmer -storge 8 wöchige Lgerung 14 wöchige Lgerung MW ± SF, n = 5 Zusmmenfssung IV Bei der Apfelsorte Golden Delicious führte eine 1-MCP- Behndlung der Früchte nch der Ernte zu geringeren Ml d 1-Gehlten nch 8 Wochen Kühllgerung. Dies lässt uf einen Einfluss von Ethylen uf die Ml d 1- Synthese schließen. Hypothesen Der Ml d 1-Gehlt wird durch die Auswhl der Sorte und der Lgerungs- und Kultivierungsedingungen eeinflusst Es esteht ein Zusmmenhng zwischen dem Ml d 1- und Polyphenolgehlt sowie der Polyphenoloxidsektivität 1-MCP eeinflusst, ls Ethyleninhiitor, die Ml d 1-Synthese während der Lgerung Durch Züchtung knn der Ml d1 Gehlt ei Apfel reduziert werden. 1

11 Ml d 1- Gehlt ei Elstr und Sntn zum Erntetermin (21). Lelling Ml d 1-Gehlt 16. Ml d 1-Gehlt (ng/g FG) Elstr Sntn MW + SE Sorten mit geringem Ml d 1-Gehlt Ml d 1 (ng/g FM) 8., MW + SE 6., 4., 2., M l d 1 [n g g -1 F W ] without 1-MCP with 1-MCP Ml d 1- Gehlte ei Boskoop und Elise nch Lgerung is zu 44 Wochen Boskoop M l d 1 [n g g -1 F W ] without 1-MCP with 1-MCP Elise, Boskoop Elstr Elise Gl Golden Delicious Jongold 5 5 Co Co Co Co Co Co Co Co Time fter hrvest [weeks] Time fter hrvest [weeks] Ml d 1- Gehlte ei Pinov und Topz nch Kurz- zw. Lngzeitlgerung und MCP- Behndlung Vererung Ml d 1 Gehlte M l d 1 [ng g -1 FW ] Pinov without 1-MCP with 1-MCP Co Co Co Co Time fter hrvest [weeks] Ml d 1 [ng g -1 FW] Topz without 1-MCP with 1-MCP Co Co Co Co Time fter hrvest [weeks] Mutter Vter Allergenität Golden Sämling Delicious hoch Boskoop Sämling niedrig Pinov Clivi Golden Delicious niedrig Jongold Golden Delicious Jonthn hoch Gl Kidds Ornge Golden Delicious hoch Elstr Golden Delicious Ingrid Mrie hoch Topz Ruin Vnd niedrig Elise Septer CoxOrnge sehr niedrig Sntn Elstr Priscill sehr niedrig 11

12 Flleispiel: Flleispiel.. Junge Fru (22 Jhre), Apfelllergikerin, ekommt einen Kor frische Bio-Äpfel geschenkt. Nch Verzehr keine Allergie Flleispiel: Junge Fru (22 Jhre), Apfelllergikerin, ekommt einen Kor frische Äpfel geschenkt. Verzehr m Tg dnch - Atemnot - Heuschnupfen - Hutjucken - Arzt Flleispiel: Es wurden Untersuchungen zur verzehrten Nhrung n eiden Tgen gemcht Ernährung weitgehend gleich Sie htte jedoch m 2. Tg wegen Kopfschmerzen eine Tlette genommen..???? Und ist Fhrrd gefhren Dies führte zu den Symptomen.. Eine Weiterverfolgung dieser Einflussfktoren estätigte.. Sport Medikmente Verstärkung der Symptome Infektionen Flleispiel: Person 22 Jhre 12

13 Zusmmenfssung Der Ml d 1-Gehlt: - ist sorten- und stndorthängig - wird durch die Kultivierungsmethode eeinflusst - steigt während der Lgerung n - wird durch eine 1-MCP-Behndlung in den ersten 8 Wochen der Lgerung verringert - wird durch hohe Polyphenolgehlte in Verindung mit hohen PPO Aktivitäten eeinflusst (gemindert) - Ausprägung der Allergenität ist hängig vom Gesundheits- und Belstungszustnd der Personen Vielen Dnk für Ihre Aufmerksmkeit! Nouvellesimges 13