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Einfluss des mikrobiellen Besatzes von Rapssaat auf die sensorische Qualität kaltgepresster Rapsspeiseöle
Projekt
Förderkennzeichen: MRI-GE-08-15-01
Laufzeit: 01.08.2014
- 31.12.2016
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Ungünstige Lager- und Erntebedingungen von Rapssaat können zu negativen Auswirkungen auf die sensorische Qualität kaltgepresster Rapsspeiseöle führen. Verantwortlich sind hierfür flüchtige und nicht-flüchtige Aromastoffe, die durch Stoffwechselprozesse innerhalb der Rapssaat durch enzymatische Reaktionen, oder aber auch durch Stoffwechselprozesse unterschiedlicher Bakterien und Pilze, die sich auf der Oberfläche der Saat finden, gebildet werden können. Die geplanten Arbeiten sollen einen Hinweis darauf geben, inwieweit der mikrobielle Befall von Rapssaat zur Bildung unerwünschter Fehlaromen führt. Ein wichtiger Aspekt ist der Einfluss der Art und der Zusammensetzung des mikrobiellen Besatzes auf die sensorische Qualität bzw. das Profil der flüchtigen aromaaktiven Verbindungen von kaltgepressten Rapsspeiseölen.
Die Qualität von kaltgepresstem Rapsspeiseöl wird primär durch seine sensorischen Eigenschaften bestimmt. Diese hängt wiederum von der zur Pressung eingesetzten Rapssaat ab. Da Rapssaat vor der Pressung bis zu einem Jahr gelagert wird, haben die Lagerbedingungen einen großen Einfluss auf die Bildung und Anreicherung aroma-aktiver flüchtiger Verbindungen in dem in der Saat enthaltenen Öl. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Mikroorganismen, die die Rapssaat besiedeln, auf das Metabolom der aroma-aktiver Substanzen zu untersuchen und aroma-aktive Substanzen als Stoffwechselprodukte, der Mikroorganismen zu identifizieren. Um die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) von Rapssaat zu analysieren, wurde eine Methode basierend auf der Festphasenmikroextraktion gekoppelt mit Gas-chromatographie (SPME-GC) entwickelt. Die Extraktionsbedingungen wurden auf 60 min bei 60 °C mit einer Einwaage von 6 g optimiert und die Wiederholbarkeit der Messungen mit 3,6 % bezogen auf die Gesamtpeakfläche bzw. unter 9,0 % bezogen auf verschiedene einzelne Peaks bestimmt. Es wurden 35 verschiedene flüchtige Komponenten von vier verschiedenen Rapssaaten identifiziert. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Aldehyde und Alkohole, sowie Alkane, Terpene, Furane, Aromaten, eine schwefelhaltige Verbindung, ein Alken und ein Lacton. Die Arbeitsgruppe für Proteom- und Metabolomforschung der Universität Bielefeld stellte von Rapssaat isolierte und teilweise identifizierte Bakterienstämme zur Verfügung. Durch Kultivierung der Bakterien auf Rapsschrotagar und eine olfaktorische Selektierung mit anschließender SPME-GC mit massenspektrometrischer Detektion (MS) wurden die volatilen Metabolite der Bakterien aus dem Nährsubstrat Raps bestimmt. Es wurden insgesamt 29 Substanzen als Stoffwechselprodukte der Bakterien identifiziert, davon 19 aroma-aktive Komponenten. Diese umfassen ebenfalls Aldehyde, Alkohole, Furane, schwefelhaltige Verbindungen, ein Terpen, sowie Ketone, Pyrazine und einen Ester. Es ist anzunehmen, dass diese Substanzen während der Lagerung von Rapssaat durch die Bakterien gebildet werden und somit zum Aroma beitragen. Die Ergebnisse wurden mit den flüchtigen Verbindungen der Rapssaaten und mit Literaturdaten von kaltgepressten Rapsölen verglichen. Dies zeigte eine Übereinstimmung von sieben Metaboliten, die sowohl als flüchtige Verbindungen von Rapssaat, als auch als Komponenten von Rapsöl nachgewiesen wurden. Dabei handelt es sich um Dimethylsulfid (DMS), 2- und 3-Methyl-Butanal, 2- und 3-Methyl-1-Butanol, Nonanal und 2-Pentylfuran. Weitere Übereinstimmungen liegen mit 2-Methylfuran als VOC von Rapssaat und Acetoin, Ethyl-2-Methyl-Butanoat (E2MB) und 2,3-Butandion als VOC von Rapsöl vor. 2- und 3-Methyl-Butanal, DMS und 2,3-Butandion besitzen Aromawerte über 1 und Acetoin, 3-Methyl-Butanal, und E2MB werden je nach Konzentration mit dem Auftreten von Fehlaromen in den Ölen in Verbindung gebracht. Jeweils mindestens eine der übereinstimmenden Verbindungen wurde von 20 der 22 Bakterienstämme gebildet, darunter Pantoea agglomerans, Pseudomonas fluorescens, Stenotrophomo-nas rhizophila, Erwinia amylovora, und mehrere Paenibacillus-Spezies. Der Vergleich aroma-aktiver Verbindungen von Rapssaat bzw. Rapsöl mit den Stoffwechselprodukten der Mikroorganismen, die die Saat besiedeln, hat gezeigt, dass Mikroorganismen verschiedene Substanzen zum Aroma der Saat bzw. des Öls beitragen können. Die umfangreiche Mikroorganismenflora und ihr komplexes Zusammenspiel erfordern jedoch weitere Untersuchungen, um daraus Strategien zum Erhalt des Aromas der Rapssaat während der Lagerung abzuleiten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Lebensmittelchemie
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
MRI - Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide (MRI-GE)