Analyse von Glucosinolaten und Isothiocyanaten mittels Flüssigkeitschromatographie- bzw. Gaschromatographie-Massenspektrometrie

Abstract

Glucosinolate (GSL) stellen eine wichtige Gruppe sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe dar. Sie dienen als Präkursoren charakteristischer Aromaverbindungen, üben aber auch sowohl positive als auch negative physiologische Effekte im Menschen aus. Deshalb sind qualitative und quantitative Methoden zur Bestimmung der intakten GSL sowie der daraus gebildeten Abbauprodukte, den Isothiocyanaten (ITCs), erforderlich.Zur Bestimmung der nativen GSL wurden zwei Hochleistungsflüssigkeits-chromatographische (HPLC) Methoden unter Verwendung einer Varian Polaris® C18-Ether und einer Phenomenex Luna® HILIC Säule entwickelt. Durch Gradientenelution bzw. unter isokratischen Bedingungen und UV-Detektion konnten mit 12 bzw. 14 GSL getrennt und mittels kommerziell erhältlichen Standards quantifiziert werden. Die HILIC-Säule (hydrophilic interaction chromatography) wurde mit Elektrospray-ionisierungs-Massenspektrometrie (ESI-MS) gekoppelt und ermöglichte die Bestimmung der Anwesenheit und die Charakterisierung von GSL in pflanzlichen Materialien.Zur Analyse der flüchtigen ITCs wurde eine effektive Methode mittels Gaschromatographie - Massenspektrometrie (GC-MS) entwickelt. Unter Verwendung einer Varian FactorFourTM VF-35ms Kapillarsäule konnten 11 kommerziell erhältliche Standard-ITCs innerhalb von 18 Minuten getrennt werden.Mittels der HPLC und GC-MS Methoden wurden auch eine große Zahl nativer und prozessierter pflanzlicher Nahrungsmittel und einige Nahrungsergänzungsmittel untersucht. Art und Menge der GSL und ITCs in den pflanzlichen Materialen waren in guter Übereinstimmung mit den Literaturwerten.Die HPLC-ESI-MS Methode wurden ebenfalls zur Untersuchung von medizinischen Nahrungspflanzen eingesetzt wie z.B. Moringa drouhardii, von welcher vorher noch kein GSL-Profil erstellt worden war.Die entwickelten Methoden zur Quantifizierung intakter GSL und der daraus gebildeten ITCs eignen sich zur Analyse nativer und prozessierter pflanzlicher Materialien, zur Qualitäts- und Authentizitätskontrolle von Lebensmitteln und auch zur Prüfung gesundheitsbezogener Auslobungen bezüglich der Anwesenheit von GSL und ITCs in bestimmten Nahrungsergänzungsmitteln. Glucosinolates (GSLs) represent an important group of secondary plant metabolites. They are precursors of characteristic flavour compounds but are also known to exert both positive and negative physiological effects in human beings. Therefore, qualitative and quantitative methods for the determination of intact GSLs and their main breakdown products, the isothiocyanates (ITCs), are required.For the determination of native GSLs two high performance liquid chromatographic (HPLC) methods were developed using either a Varian Polaris® C18-Ether column or Phenomenex Luna® HILIC column. Using gradient elution or isocratic system and UV detection twelve or fourteen GSLs could be separated and quantified in plant materials by comparison with commercially available GSL standards. HILIC (hydrophilic interaction chromatography) was combined with electrospray- ionization mass-spectrometry (ESI-MS) in order to establish the presence and characterization of GSLs in plant materials. For the analysis of volatile ITCs an efficient gas-chromatographic mass-spectrometric (GC-MS) method was developed. Using a Varian FactorFourTM VF-35ms capillary column, 11 commercially available standard ITCs could be resolved in 18 minutes. The method was used for the determination of ITCs in plant materials.The HPLC and GC-MS methods were applied to a large number of native and processes foodstuffs and some food additives. Quantities of GSLs and ITCS in plant materials were in good accordance with data reported in the literature. HPLC-ESI-MS was also used for the investigation of medical food plants such as Moringa drouhardii that was previously not analysed for its GSL profile.The HPLC and GC methods developed for the quantification of native GSLs and ITCs released thereof are suitable for analyzing native and processed plant materials, food quality and authenticity control, and for proving health claims related to the presence of GSLs and ITCS in certain food supplements.