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Lokalisierung von Milchinhaltsstoffen mittels Mikrostrukturanalyse (TEM)
Projekt
Förderkennzeichen: MRI-MF-08-139
Laufzeit: 01.07.2015
- 01.12.2017
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Mittels elektronenmikroskopischer Messverfahren sollen Milchinhaltsstoffe in verschieden technologisch behandelten Milchprodukten lokalisiert werden. Mittels elektronenmikroskopischer Messverfahren soll die Struktur und die erfolgreichen Beladung von natürlichen Kapseln (Caseinmicellen, Liposomen und/oder Emulsionen) untersucht werden. Besonders die Verkapselung wertgebender Inhaltsstoffe ist derzeit von großem Interesse bei der Entwicklung ernährungsphysiologisch wertvoller Lebensmittel. Sie dient zum Schutz des wertgebenden Inhaltsstoffs vor Licht und /oder Sauerstoff, aber auch zur besseren Löslichkeit und Verteilung des Inhaltsstoffs in der Lebensmittelmatrix. Um den Erfolg solcher Verkapselungsversuche zu beurteilen, ist eine Charakterisierung der Bindungsmechanismen von essentieller Bedeutung. Mittels chemischer Analysen kann die Beladung der Transportkapsel jedoch nur quantitativ beurteilt werden. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung soll diese chemischen Analysen ergänzen. Die Gefrierbruchtechnik, die im MRI seit vielen Jahren erfolgreich zur Mikrostrukturcharakterisierung von Milch- und Milchprodukten eingesetzt wird, erwies sich für die Immunogold-Markierung von Milchinhaltsstoffen aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit als ungeeignet. Deshalb soll die Immunogoldmarkierung im Zusammenhang mit der Dünnschnittechnik zum Einsatz kommen. Der wertgebende Inhaltsstoff (der i.d.R. bei der elektronenmikroskopischen Untersuchung unsichtbar ist) wird dabei mittels Immunogoldpartikeln markiert und seine Bindung in/an der Transportkapsel wird dadurch visualisiert. Eine erfolgreiche Anwendung der Immunmarkierung für Milch- und Milchprodukte wird bei Nutzung der Dünnschnitttechnik in der Literatur beschrieben.
Die Mechanismen und Abläufe bei der Immunmarkierung wurden bereits im Vorläuferprojekt erarbeitet. Die Dünnschnitttechnik war neu zu erlernen. Bisher wurden erfolgreich Dünnschnitte verschiedener Milchprodukte hergestellt. Es wurden auch erste Immunmarkierungen durchgeführt. Die Anwendung der Technik auf mit Vitamin D beladene Caseinmicellen steht noch aus.
Dabei werden die Milchproben mittels Agar-Agar verfestigt und anschließend fixiert, entwässert und in Kunstharz eingebettet. Die Ultradünnschnitte werden in der Zentralen Mikroskopie der der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel ausgeführt. Im Anschluss daran werden die Schnitte gefärbt und später immunmarkiert. Als problematisch erwies sich dabei die Wiederfindung der aus der Gefrierbruchtechnik bekannten Strukturen in der Dünnschnitttechnik, was für die Interpretation der Bilder essentiell wichtig ist. Es wurden erfolgreich Dünnschnitte verschiedener Milchprodukte hergestellt. Meilenstein 1 wurde erreicht. Im Anschluss daran wurde die Technik der Immunmarkierung auf die Dünnschnittechnik angewandt. Immunmarkierungen verschiedener Milchinhaltsstoffe wurden erfolgreich durchgeführt. Meilenstein 2 wurde erreicht. Die Technik wurde erfolgreich in Projekt 161 auf mit Vitamin D beladene Caseinmicellen angewendet. Deutlich sieht man, dass bei den unbeladenen Caseinmicellen keine Goldpartikel an den Schnitt binden, während bei den beladenen Miclellen deutliche Markierungen in den Micellen zu sehen sind. Die Präparationstechnik steht zukünftig auch für andere Projekte zur Verfügung. Ein eigener Projektantrag wurde nicht gestellt. Meilenstein 3 wurde teilweise erreicht.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Lebensmittelchemie
- Biotechnologie
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
MRI - Institut für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch (MRI-MF)
