Moderne Methoden zur Charakterisierung
von Lecithinmultikern-NMR und HPLC/MS

Autoren: RANDEL, G., DIEHL, B. W.-K., OCKELS, W.

In der Methodensammlung der Deutschen Gesellschaft für Fettforschung (DGF) existieren zahlreiche Vorschriften zur Analytik von Lipiden in Lebensmitteln. Diese Methoden sind in der Regel für Triglyceride (TG) und freie Fettsäuren optimiert. Zur Charakterisierung von polaren Lipiden wie Glycolipiden und Phospholipiden (PL) sind sie jedoch weitgehend zu unspezifisch und daher nicht zufriedenstellend. Moderne Methoden mit multikern-NMR und HPLC-MS können diese Lücke schließen.

Lecithin ist eine komplexe Mischung aus TG, PL, Glycolipiden und Kohlenhydraten. Die bedeutendste Quelle für Lecithin ist nach wie vor Sojaöl. Sowohl das native als auch diverse Modifikationen durch enzymatische Behandlung, Hydrolyse, Hydrierung und Separation finden in Lebensmitteln und Tiernahrung, aber auch in der technischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie breite Anwendung. Unter anderem aufgrund der Diskussion um genmodifiziertes Soja wurden weitere pflanzliche Quellen erschlossen, wie Rapsöl und Sonnenblumenöl. Deren Lecithine weisen ein ähnliches PL-Spekrum auf wie Soja, jedoch unterscheiden sie sich in der Fettsäurezusammensetzung, was sich negativ auf die Anwendung der herkömmlichen DGF-Methoden auswirkt.

Für jede der zahlreichen Applikationen von Lecithin müssen die herkömmlichen analytischen Methoden aufwendig modifiziert und validiert werden. Entsprechende Referenzsubstanzen müssen zur Verfügung stehen, während die ³¹P-NMR-Spektroskopie als universelle Methode für alle Lecithingemische gleichermaßen anwendbar ist. Jedes PL besitzt ein zentrales Phosphor-Atom, welches bei der selektiven NMR-Methode als ein einziges Signal im Spektrum dargestellt wird (siehe Abb. 1). Diese ³¹P-NMR-Spektren können ähnlich Chromatogrammen quantitativ ausgewertet werden.



^{Abb. 1: ³¹P-NMR von Sojalecithin}

Jedes Phosphorsignal entspricht dem molaren Respons von einem Atom pro Mol. Durch den Einsatz eines einzelnen, hochreinen Standards ist die Gehaltsbestimmung jeglicher PL-Typen möglich. Tierische Quellen für Lecithin sind Hühnereier, Milch und marine Öle (z.B. Krill). Letztere gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie neben Lecithin auch andere ernährungsphysiologisch wertvolle PL wie Sphingomyelin und Phosphatidylserin enthalten. Für deren Einsatz in Functional Foods oder Nahrungsergänzungsmitteln ist ein korrekter Gehaltsnachweis erforderlich, der durch ³¹P-NMR ermöglicht wird (siehe Abb. 2). Weiterhin dient diese Methode dem Nachweis von Fremdlecithin in Milchprodukten, welches z.B. bei der Käseherstellung zur Optimierung der Ausbeute zugesetzt wird.



^{Abb. 2: ³¹P-NMR-Spektrum von Milchlecithin}

Ergänzt werden die NMR-Untersuchungen durch HPLC/MSChromatographie. Diese Analytik ermöglicht einen noch tieferen Einblick in die individuelle Zusammensetzung von Lipiden. Dabei können die einfach oder mehrfach mit PUFAs besetzten TG oder PL direkt erfasst werden (siehe Abb. 3).



^{Abb. 3: HPLC/MS-Chromatogramm von Krillöl mit den individuellen TG-Spuren}

Ziel unserer Arbeit ist es, nicht nur eine Alternative zu den herkömmlichen Methoden anzubieten, sondern einen neuen Standard zu setzen, an dem sich die chromatographischen Methoden orientieren können, wie es uns in der Phospholipidanalytik in den letzten Jahren eindrucksvoll gelungen ist. Seit 1995 ist die NMR-Spektroskopie die Referenzmethode der I.L.P.S. für die Phospholipidanalytik, mit deren Hilfe die offiziellen Methoden der DGF und der AOCS entwickelt wurden.

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