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Quantifizierung pflanzlicher Inhaltsstoffe in Bezug auf Züchtungserfolg und -qualität
Projekt
Förderkennzeichen: JKI-ÖPV-08-0078
Laufzeit: 01.01.2016
- 31.12.2018
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Die Schwingungsspektroskopie ist aufgrund ihres nichtinvasiven Charakters und der Vielfältigkeit einsetzbaren Probenmaterials besonders geeignet, pflanzliche Inhaltsstoffe anhand charakteristischer Absorptionen in komplexen Gemischen zu identifizieren, um Aussagen über Gehalt und Verteilung dieser innerhalb der Probe zu treffen. Dazu bedarf es gegenüber konventioneller Analytik (HPLC, GC) meist keiner aufwändigen Probenvorbereitung. Mit Hilfe spektroskopischer Verfahren sollen quantitative Modelle zur Bestimmung von Wirkstoffgehalt und Zusammensetzung pflanzlicher Proben zur Bewertung der Güte pflanzlicher Produkte, ihrer Herstellungsprozesse sowie der Erfolge in der Züchtungsforschung erstellt werden. Besonders im Bereich der Züchtungsforschung gestattet die Spektroskopie eine zuverlässige Inhaltstoffanalytik, die aufgrund des nichtinvasiven Meßcharakters einen späteren Einsatz des untersuchten Saatgutes bei der Zucht ermöglicht. Aktuelle Projektinhalte sind die Weiterentwicklung und Anwendung spektroskopiebasierter Kalibrationen zur quantitativen Inhaltsstoffbestimmung bei Fenchel (ZG-4150), Melisse (ZG_0001) und Kümmel (ZG-4149) in Hinblick auf einen Ersatz zeit- und kostenintensiver HPLC- und/oder GC-Bestimmungen. Im Rahmen der beschriebenen Methodenentwicklung konnten bereits in früheren Arbeiten ein Kalibrationsmodell für die Bestimmung von Indigo direkt im pflanzlichen Material von Färberwaid (Polygonum tinctorium) basierend auf FT-Raman und FT-IR-Spektroskopie entwickelt werden und die im Färbe-Prozess intermediär auftretenden Indigo-Zwischenstufen strukturell charakterisiert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeiten wurden in den Fachzeitschriften 'Journal of Raman Spectroscopy' sowie 'Analytical Methods' publiziert. Desweiteren wurde basierend auf ATR-DT-IR-Spektroskopie ein Modell zur schnellen und zerstörungsfreien Diskriminierung von Fenchelsamen nach dem Europäischen Arzneibuch in Verzehrs- und handelsfähig und solchen, die nicht als Nahrungs-und Arzneimittel eingesetzt werden können. Darüberhinaus können auch beide Arzneibuchvarietäten - Bitter- und Süßfenchel - für die es bislang keine Möglichkeit der Unterscheidung bis auf GC-Analytik der ätherischen Öle gibt, erfolgreich innerhalb weniger Sekunden auf Basis der IR-Spektren der Samen unterschieden werden. Eine entsprechende Publikation diesbezüglich wurde erfolgreich beim Journal of Agricultural and Food Chemistry veröffentlicht. Für Melisse sind neben einem Paper zur Ontogenese aktuell noch ein Methodenpaper in Bearbeitung.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Verfahrenstechnik
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
Institut für Ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz (JKI-ÖPV)