GC/MS-Systeme

Gaschromatographie mit Masse Hierbei kommt dem Gaschrom einzelnen Moleküle und dem M Moleküle zu ihrem spezifische spezifischen Massenfragmente, (m/z) in einem Massenspektr Aromastoffe identifiziert werde

Es wurden zwei GC/MS-System von Hewlett-Packard (siehe K Rinderlebern ein Varian-Finnig Ionisation genutzt (siehe Kap.

ebenfalls das Varian-Finnigan im Weiteren genauer beschriebe

Abbildung 11: Beispiel: Massenfr ((m/z) = Masse/La

32

oben beschriebenen Extrakte (siehe Kap. 3.4.

Massenspektrometrie-Kopplung.

chromatographen die Aufgabe der Auftrennung de dem Massenspektrometer die Elektronenstoßionisa ifischen Zerfall zu. Detektiert werden die Molekü

ente, dargestellt in Abhängigkeit ihres Masse/Lad ktrum (siehe Abb. 11). Anhand des Spektr werden.

Systeme verwendet: für die Rinder- und Schweine ehe Kap. 3.4.2.1) und zur Absicherung der letz Finnigan-System (siehe Kap. 3.4.2.2). Es wurde da Kap. 5.1). Für die Analyse der Gänse- und Gänse

igan-System mit elektrischer Ionisation angewend hrieben.

ssenfragmentierung des Moleküls Dodecan

sse/Ladungsverhältnis), EI (Elektronenstoßionisation)

. 3.4.1) erfolgte über ng des Extraktes in die ionisation der einzelnen Gänsestopfleber wurde ewendet. Diese werden

33 3.4.2.1 Hewlett-Packard-System Gaschromatographie

• Gerätetyp: HP 5890 Series II GC mit 7673 Autosampler (Fa. Agilent, Böblingen)

• Trennsäule: Kapillarsäule, DB-5, 30 m x 0,25 mm x 1,00 µm; Agilent Technologies, Santa Clara, USA

• Injektortyp: Splitless

• Injektionstemperatur: 220 °C/ 250 °C (methodenabhängig)

• Trägergas: Helium, Reinheitsgrad 4.6; Fa. Linde, München

• Säulenvordruck: 80 kPa

• Flussrate: 1,95 mL/ min (constant flow)

• Temperaturprogramm: 5 min. isotherm bei 40 °C, dann Temperaturanstieg bei einer Rate von 5 °C/ min mit einer Endtemperatur von 200 °C, die anschließend 20 min.

gehalten wird Massenspektrometrie

• Gerätetyp: HP 5989 A MS, Agilent Technologies , Santa Clara, USA

• Elektronenstoßionisation (EI)

• Ionenquellentemperatur: 200 °C

• Ionisationsenergie: 70 eV

• Quadrupoltemperatur: 150 °C

• Tuning: Standard Autotune

• Solvent Delay: methodenabhängig Steuerung

• PC Programm HP G3410 ChemStation, Version C 03.00

34 Methoden

• Zur Analyse der Aromastoffe der SPME-Fraktion wurde die Faser manuell in den Injektorport eingeführt; es erfolgte dabei ein sofortiges Auftragen der Aromastoffe über ein Inlet auf die Säule. Es wurde kein Solvent Delay (siehe Glossar) verwendet, die Messung wurde unmittelbar nach Aufgabe manuell gestartet.

• Für die Eluate aus dem Tenax^® TA 60/80 und dem Kondensat wurde ein Solvent Delay verwendet, um das Lösungsmittel aus der Messung zu halten, dieser betrug 3,80 min. Die Aufgabe von 4 µL Probenmenge erfolgte bei beiden Aroma-Fraktionen über den Autosampler.

Im Weiteren wurde zur Analyse der letzten großen Peaks aus den Chromatogrammen von Rind und Schwein ein empfindlicheres Finnigan Massenspektrometer mit chemischer Ionisation (Varian-Finnigan-System) verwendet (siehe Kap. 5.1). Hierbei werden die einzelnen Moleküle des Aromastoffgemischs, die durch den Gaschromatograph aufgetrennt wurden, chemisch durch ein Reaktantgas (Methan) ionisiert. Die Moleküle fragmentieren bei der chemischen Ionisation im Unterschied zur Elektronenstoßionisation nicht so stark, dadurch ist ein deutlicher Molekülpeak darstellbar (siehe Abb. 17-19).

35 3.4.2.2 Varian-Finnigan-System

Gaschromatographie

• Gerätetyp: Varian 3400 GC; Fa. Varian, Sunnyvale, CA, USA mit Autosampler CTC A 200 S; Fa. Finnigan MAT, San Jose, CA, USA

• Trennsäule: Kapillarsäule, DB-5, 60 m x 0,25 mm x 1,00 µm; Agilent Technologies, Santa Clara, USA

• Injektortyp: ptv-Injektor mit inlet liner Varian 1078

• Injektionsvolumen: 2 µL

• Trägergas: Helium, Reinheitsgrad 5.0; Fa. Linde, München

• Säulendruck: 40 psi

• Temperaturprogramm: Starttemperatur 40 °C, Temperaturrate von 4 °C/ min mit einer Endtemperatur von 250 °C, dann isotherm für 10 min

Massenspektrometrie

• Gerätetyp: Finnigan MAT SSQ710 MS; Fa. Finnigan MAT, San Jose, CA, USA

• Chemische Ionisation (CI)

• Reaktantgas: Methan, Reinheitsgrad 4.5; Fa. Linde, München

• Elektrische Ionisation (EI) Ionisationsenergie: 70 eV

• Ionenquellentemperatur: 150 °C

• Solvent Delay: methodenabhängig Steuerung

• ICIS 8.3. Finnigan

36 3.4.3 Sniffing-Analyse

3.4.3.1 Aufbau

Die Sniff-Analyse ist eine olfaktorische Analyse der Aromastoffgemische. In das bestehende Hewlett-Packard-System (siehe Kap. 3.4.2.1) wurde der Odour Detector Outlet (Odo II, Fa.

SGE Analytical Science, Melbourne) zusätzlich eingebaut (Abb. 12). Nach der Trennung des Aromastoffgemisches durch den Gaschromatographen wurde der Gasstrom mit den Aromastoffen simultan durch ein Dreiwegeventil aufgetrennt. Ein Teil wurde, wie schon vorher, an das Massenspektrometer geleitet, der andere Teil gelangte zum Sniff-Port. An diesem Ausgang wurden die einzelnen Aromastoffe durch Probanden geruchlich wahrgenommen und beschrieben. Gleichzeitig wurde der zweite Teil der Aromastoffe über die Massenspektrometrie analysiert.

Abbildung 12: GC/MS-System mit eingebautem Sniff-Port (Abb. aus BARUTH 2010)

37 3.4.3.2 Methode

Durch den Einbau des Odour Detector Outlet verlängerte sich die Gesamtlänge der Kapillare (siehe Glossar), daher wurde das GC/MS-Programm beim Solvent Delay angepasst, er betrug bei der Sniff-Analyse 10 min. Alle anderen Parameter entsprachen der Methode wie unter Kapitel 3.4.2.1 (Hewlett-Packard-System) beschrieben.

3.4.3.3 Durchführung

Jeweils eine Probe des Tenax^® Eluats wurde von drei untrainierten Personen je zweimal olfaktorisch untersucht und beschrieben. Dabei wurde von der untersuchenden Person der Geruchseindruck zur jeweiligen Zeit notiert und am Ende der olfaktorische Gesamteindruck der gesamten Probe notiert.

38

3.5 Auswertung

3.5.1 Qualifizierung der Aromastoffe

Die Bezeichnung der einzelnen Aromastoffe der Chromatogramme erfolgte mit Hilfe der Massenspektren. Genutzt wurde die Spektrenbibliothek Wiley 275. Um die Bestimmung zu evaluieren, wurden nach dem Vergleich mit der Spektrenbibliothek die entsprechenden Massenspektren mit denen von Referenzsubstanzen verglichen (siehe Tab. 14 u. 16). Diese wurden wie die Aroma-Fraktionen über die GC/MS-Analyse (siehe Kap. 3.4.2) detektiert und ausgewertet. Für die höhermolekularen Aldehyde (C14-C16), die in den Chromatogrammen der Rinderleber auftreten, wurden Vergleichssubstanzen selbst synthetisiert, da diese nicht käuflich erwerblich waren. Sie wurden nach SCHWETLICK (2001) aus den Alkoholen Tetra-, Penta- und Hexadecanol oxidiert.

Weiterhin wurden Retentionsindices (RIC) nach Kovats bestimmt (Kap. 10.2. u. Tab.12, 13 u. 15).

Die Berechnung der Retentionsindices erfolgte mit der von Kovats entwickelten Formel (KOVATS, 1958), modifiziert nach VAN DEN DOOL und KRATZ (1963)

Berechnung: Ri(x) = 100 x [Cn + (t(x)-t(Cn) / (t(Cn+1) – t(Cn))]

Ri(x) = Retentionsindex der Substanz x, ohne Einheit Cn = Anzahl der C-Atome des vor x eluierten Alkans t(x) = Retentionszeit von x

t(Cn) = Retentionszeit des vor x eluierenden Alkans t(Cn+1) = Retentionszeit des nach x eluierenden Alkans

39

Dabei wurden die Retentionszeiten von n-Alkanen, die unter den gleichen Bedingungen wie die zu untersuchende Matrix auf der Kapillarsäule vermessen wurde, mit den Retentionszeiten der analysierten Stoffe in Beziehung gesetzt. Der sich daraus ergebende Index ist bei linearem Temperaturprogramm und gleicher Polarität der Säule stoffspezifisch. Auf diese Weise und unter Berücksichtigung des Massenspektrums einzelner Verbindungen lassen sich Ergebnisse anderer Arbeiten mit eigenen Messungen vergleichen.

3.5.2 Quantifizierung

Quantifiziert wurden die Aromastoffe über die Integration der Peakfläche aus den Chromatogrammen. Um mögliche Verluste kalkulierbar und eine möglichst genaue Aussage über die Menge der ursprünglich vorliegenden Eluate zu machen, wurde der interne Standard α-Pinen (4,62 g/ L Dichlormethan) verwendet. Die Verbindungen, die in Reinsubstanz vorlagen, wurden mittels einer 4-Punkt-Kalibriergeraden quantitativ ausgewertet. Bei den Verbindungen, die nicht als Referenzsubstanz vorlagen, wurde die Peakfläche semiquantitativ über den α-Pinen (4,62 g/ L Dichlormethan) berechnet. Der Pyridin-Standard (wässrige Lösung, 2,51 mg/ 100 µL) wurde einmalig zu Beginn des Bratprozesses zugegeben, um einen gleichmäßige Gewinnung der Aromastoffe darstellen zu können.

3.5.3 Statistik

Die statistische Auswertung erfolgte über die Statistical Analysis Software (SAS Version 9).

Durchgeführt wurde der Wilcoxon Two-Sample Test, Prozedur NPAR1WAY, inklusive Kruskal-Wallis Test.

Die Mittelwerte und Standardabweichungen wurden mittels Microsoft^® Excel 2007 berechnet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 12, 13, 15 nachzulesen, die genauere Beschreibung wird in Kapitel 9.3 dargelegt.

40

3.6 Schwermetallanalyse mit Hilfe der

Graphitrohr-Atomabsorptionspektometrie

Alle Lebersorten (von: Kalb, Mastrind, Kuh, Spanferkel, Mastschwein, Sau, Gans und Gänsestopfleber) wurden nach Aufschluss mit Salpetersäure/ Perchlorsäure auf Blei- und Cadmiumgehalte untersucht.

3.6.1 Apparatur

• Perkin-Elmer Zeeman-Graphitrohr-Atomabsorptionsspektrometer 4100ZL, LAS GmbH, Rodgau-Jügesheim

• Autosampler: AS70 Perkin-Elmer, LAS GmbH, Rodgau-Jügesheim

• Strahlungsquelle: Hohlkathodenlampen für Cd bzw. Pb, LOT-Oriel GmbH & Co.KG, Darmstadt, Deutschland

• Steuerungssoftware: AAWinLab 3.51, Perkin-Elmer LAS GmbH Rodgau-Jügesheim, Deutschland

3.6.2 Methode

• Standardadditionsverfahren

• Modifier: 0,050 mg NH4H2PO4 + 0,003 mg Mg(NO3)2

• Stammlösung: sowohl für Cd und Pb 1000 mg/ L

• Verdünnungslösung: 0,2 % Salpetersäure, suprapur 3.6.3 Durchführung

• Die Kalibration des Atomabsorptionsspektrometers und die anschließende Messung der verdünnten Proben wurden mit Hilfe der Software AAWinLab 3.51 (Perkin-Elmer LAS GmbH Rodgau-Jügesheim, Deutschland) durchgeführt. War die Probe zu konzentriert, wurde sie mit 0,2 %-iger Salpetersäure verdünnt und erneut gemessen.

41

Tabelle 10: Pipetiervolumina zur Kalibration und Cadmiumbestimmung

Konzentration

0,2 % ige

Salpetersäurelösung Cd-Lösung Modifier

(µg/ L) (µL) (µL) (µL)

0 (Nullabgleich) 25 0 10

0,5 20 5 10

1 15 10 10

1,5 10 15 10

2 5 20 10

Probe (20 µL) 5 0 10

Tabelle 11: Pipetiervolumina zur Kalibration und Bleibestimmung

Konzentration

0,2 % ige

Salpetersäurelösung Pb-Lösung Modifier

(µg/ L) (µL) (µL) (µL)

0 (Nullabgleich) 30 0 10

15 25 5 10

30 20 10 10

45 15 15 10

60 10 20 10

Probe (20 µL) 10 0 10

42

4 Ergebnisse

Bezugnehmend auf die Fragestellung (siehe Kap. 1) werden in diesem Kapitel die erarbeiteten Resultate zur Unterscheidung der Aromaprofile zwischen Rinder- und Schweineleber, sowie die Besonderheiten zwischen den einzelnen Altersklassen innerhalb der Schweineleber und der Rinderleber erfasst. Ebenso werden die Abweichungen zwischen der Gänseleber und Gänsestopfleber aufgelistet. Diskutiert und in die Literatur eingeordnet werden diese Ergebnisse im Kapitel 5. An Hand der Untersuchungen können charakteristische Aromaprofile von gebratener Leber unterschiedlicher Tierarten dargestellt werden. Alle drei entstehenden Aroma-Fraktionen (siehe Kap. 3.4.1): das Kondensat, die SMPE-Probe und die flüchtigen Verbindungen aus dem Tenax^®-Adsorbens wurden mittels GC/MS analysiert. Im Kondensat liessen sich die wenigsten Aromastoffe detektieren (Abb. 21, 23, 25). Es waren häufig nur Spuren, die an Hand des Retentionsindex (siehe Kap. 10.2) und typischer Massenfragmente erkannt werden (siehe auch Abb. 11). Die Tenax^®- und SPME-Proben (siehe Abb. 13, 14, 15 und 20, 22, 24) zeigten größere Flächen im Chromatogramm und sind damit besser auszuwerten.

Zur Quantifizierung wurde allein die Tenax^®-Probe herangezogen, da nur hier über den zugegebenen internen Standard die Menge ermittelt werden konnte (siehe Kap. 5.1). Dies gilt für alle Untersuchungen der hier ausgewählten Leberarten, sowohl bei Rinder- und Schweineleber, als auch bei den Gänselebern.

Erstmalig ließen sich Aromaprofile der gebratenen Leber bei Rind und Schwein unterscheiden. Ebenso war auch zwischen drei Altersklassen (Jungtier, Masttier, adultes Tier) innerhalb der Art ein Unterschied im Aromaprofil erkennbar (siehe Tab. 14). Differenziert betrachtet wurde das Aromaprofil der gebratenen Gänselebern. Hierbei variierte die Zusammensetzung der identifizierten Aromastoffe zwischen denen der Gänsestopfleber und solchen Lebern der nicht gestopften Gänse.

Insgesamt wurden 52 Substanzen identifiziert. Diese sind in Tabellen 14 und 16 nach Tierart und Altersklasse dargestellt. Die quantifizierten Verbindungen sind in der Tabelle 12 für die Tenax^®-Proben von der Schweineleber, in Tabelle 13 für die Tenax^®-Proben von der Rinder- und in Tabelle 15 für die Tenax^®-Proben der Gänseleber aufgeführt. Sie werden in Kapitel 5.2, 5.3 und 5.4 diskutiert.

43

Die Unterschiede zwischen den Aromaprofilen werden ausgehend von den analysierten Verbindungsklassen im Einzelnen beleuchtet: in Kapitel 4.1 für den Vergleich zwischen Rinder- und Schweineleber, in Kapitel 4.2 für den Vergleich zwischen Gänse- und Gänsestopfleber und in Kapitel 4.3 für den Vergleich zwischen den Aromaprofilen von Rinder- bzw. Schweineleber zu Gänse- und Gänsestopfleber. Diskutiert werden diese Ergebnisse in Kapitel 5.2 für den Vergleich von Rinder- zu Schweineleber, in Kapitel 5.3 für den Vergleich von Gänse- zu Gänsestopfleber und in Kapitel 5.4 für den Vergleich von Rinder- bzw. Schweineleber zu Gänse- und Gänsestopfleber.

Im Kapitel 4.4 werden die Ergebnisse der Sniffing-Analyse angegeben und in Kapitel 5.5 diskutiert. Die Ergebnisse der Schwermetall-Analyse sind in Kapitel 4.5 beschrieben und in Kapitel 5.6 diskutiert.

44

4.1 Betrachtung der Aromaprofile von Rinder- und Schweineleber

Die in Tabelle 14 einzeln nachgewiesenen Substanzen der Aromafraktionen von Rinder- und Schweineleber zeigen bis Peak 29 (3-Pyridincarboxamid) ein fast identisches Chromato-gramm (siehe Abb. 13 u. 14). Auffällig ist, dass 3-Methyl-1-butanol in der Tenax^®-Probe nur beim Jungtier zu finden war, während die Substanz im Kondensat auch bei den Proben der älteren Tiere gefunden werden konnte. Festgehalten werden kann auch, dass Peak neun (Heptanal) bei den älteren Tieren nur durch das typische Fraktionsmuster identifizierbar, beziehungsweise gar nicht vorhanden war, wie in der Leberprobe von der Sau. Octanal, in allen Schweineleberproben nur beim Spanferkel und in der SPME-Probe der Mastschweinleber detektierbar, war im Gegensatz dazu in allen Tenax^®- und SPME-Proben des Rindes zu finden.

Die Verbindungen, die flächenmäßig kleiner waren, ließen sich unregelmäßig detektieren:

Trimethylpyrazin war in allen Proben von Mastrind-, Kuh- und Sauenleber vorhanden, in den Proben von Kälber-, Spanferkel- und Mastschweinleber nicht analysierbar. 2-Acetylpyridin war in allen SPME- und Tenax^®-Proben der Rinderleber, in der Schweineleber nur in den SPME-Proben vom Spanferkel und Mastschwein vorhanden. Zudem gehörten die drei ungesättigten Aldehyde (2-Decenal, 2,4-Decadienal, 2-Undecenal) und das 1,2,3,4-Tetrahydro-1,1,6-trimethylnaphthalen zu den Peaks mit kleinen Flächen (siehe Tab.14). Peak-Nummer 19 (2-Acetylpyrrol) fand sich in allen Kondensaten wieder, war in der Rinderleberfraktion auch in der SPME-Probe und auch zum Teil in der Tenax^®-Probe (Kalbs- und Kuhleber) vertreten. Im weiteren Verlauf fielen die langkettigen aliphatischen Aldehyde (Dodecanal bis Hexadecanal) besonders in dem Aromaprofil der Rinderleber-chromatogramme auf. Allein das Hexadecanal ließ sich in Spuren auch in der Tenax^®-Probe der Mastschweinleber detektieren. Die statistische Auswertung ist in den Tabellen 12 und 13 ersichtlich und wird im Abschnitt der einzelnen Verbindungsklassen weiter betrachtet (siehe Kap. 4.1.1) und in Kapitel 5.2 diskutiert.

45

Tabelle 12: Konzentrationen flüchtiger Verbindungen aus der Tenax^®-Probe von gebratener Schweineleber, nach GC/MS-Analyse

Verbindung Spanferkel Mastschwein Sau p RIC

Konzentration in ng/g frische Leber; n=4

3-Methylbutanal (HQ) Mittelwert 253,54 225,53 363,33 NS

S² 20,80 57,65 180,42

2-Furancarboxaldehyd (Ref) Mittelwert 32,94 23,15 12,48 NS 844

S² 20,53 19,54 7,66

Heptanal (Ref) Mittelwert 2,55 1,64 n.d. *** 909

S² 3,03 1,03 n.d.

3-Methylthiopropanal (Ref) Mittelwert 33,07 26,75 15,47 NS 918

S² 9,66 14,57 7,79

5-Methylfurancarboxaldehyd (Ref) Mittelwert 21,75 26,75 16,73 NS 978

S² 8,02 22,60 9,88

Phenylacetaldehyd (Ref) Mittelwert 24,23 28,65 15,55 NS 1064

S² 5,25 13,70 8,78

Nonanal (Ref) Mittelwert 24,96 17,04 15,52 NS 1117

S² 14,84 10,98 7,39

2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6- Mittelwert 327,48 345,98 277,12 NS 1204

methyl-4H-pyran-4-on (Ref) S² 114,86 255,12 217,18

3-Pyridincarboxamid (HQ) Mittelwert 69,93 28,38 47,60 NS 1475

S² 24,17 22,40 37,36

Wiederfindungsrate

α-Pinen (in %) 85,7 103,7 96,0

p = statistische Wahrscheinlichkeit eines Unterschiedes

*** = p ≤ 0,05 (= signifikanter Unterschied) NS = kein signifikanter Unterschied vorhanden RIC = Retentionsindex

S² = Standardabweichung n.d. = nicht detektiert

(HQ) = halbquantitativ über α-Pinen kalibriert

(Ref) = durch Vierpunktgerade der Referenzsubstanz kalibriert

Alle Werte der einzelnen Verbindungen wurden mit der Wiederfindungsrate des α-Pinen korregiert.

46

Betrachtet man die Tabelle 12, so zeigt sich statistisch ein signifikanter Unterschied beim Vergleich der Konzentrationen von Hexanal und Heptanal in den Tenax^®-Proben von gebratener Mastschwein- bzw. Sauenleber. Sowohl im Vergleich der Chromatogramme, als auch beim Vergleich der Flächenwerte zeigt sich ein Abfall der Konzentration von Hexanal und Heptanal in den Tenax^®-Proben der Spanferkel- über Mastschwein- zur Sauenleber. Die Menge nimmt mit dem Alter ab. In den Rinderlebern nimmt die Menge bei diesen Aldehyden ebenfalls von der Kalbsleber zur Leber vom Mastrind ab. Die Konzentration der Mastrindleber zur Kuhleber blieb dann jedoch gleich (siehe Tab. 13). Die langkettigen aliphatischen Aldehyde, die in der gebratenen Rinderleber im Unterschied zur gebratenen Schweineleber auftraten, sind statistisch in Tabelle 12 und 13 aufbereitet.

Bei der innerartlichen Betrachtung der Aromaprofile der Rinderleber fällt auf, dass nur in den Tenax^®-Proben von Mastrind- und Kuhleber Tetra- und Pentadecanal und die Isomere, sowie ein Isomer des Hexadecanals auftrat. Das ist ein deutlicher Unterschied zu dem Tenax^® -Chromatogramm der Kälberleber, das nur den Hexadecanal-Peak, nicht aber Tetra- oder Pentadecanal enthält (siehe Tab. 14).

47

Tabelle 13: Konzentrationen flüchtiger Verbindungen der Tenax-Probe von gebratener Rinderleber, nach GC/MS-Analyse

Verbindung Kalb Mastrind Kuh p RIC

Konzentration in ng/g frische Leber; n=4

3-Methylbutanal (HQ) Mittelwert 355,81 423,55 289,85 NS

S² 49,57 142,75 78,33

2-Methylbutanal (HQ) Mittelwert 278,41 280,12 198,10 NS

S² 54,57 111,76 43,78

Hexanal (Ref) Mittelwert 16,89 6,10 6,12 NS 806

S² 8,81 4,70 5,83

Methylpyrazin (HQ) Mittelwert 11,03 8,75 6,64 NS 832

S² 11,11 0,93 7,87

2-Furancarboxaldehyd (Ref) Mittelwert 28,31 50,22 26,06 NS 844

S² 16,14 23,36 30,97

Heptanal (Ref) Mittelwert 2,63 3,14 1,72 NS 909

S² 1,36 1,51 0,85

3-Methylthiopropanal (Ref) Mittelwert 43,56 64,75 23,51 *** 918

S² 4,52 17,09 9,88

5-Methylfurancarboxaldehyd (Ref) Mittelwert 43,10 36,85 25,49 NS 978

S² 23,55 24,58 18,21

Phenylacetaldehyd (Ref) Mittelwert 35,63 79,35 25,51 *** 1064

S² 14,55 21,17 9,93

Nonanal (Ref) Mittelwert 30,24 29,63 15,54 NS 1117

S² 5,53 5,09 8,16

2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6- Mittelwert 584,92 937,48 630,60 *** 1204

methyl-4H-pyran-4-on (HQ) S² 108,79 275,16 129,88

3-Pyridincarboxamid (HQ) Mittelwert 118,98 173,55 243,60 NS 1475

S² 63,29 198,39 329,69

48 Fortsetzung Tabelle 13

Verbindung Kalb Mastrind Kuh p RIC

Konzentration in ng/g frische Leber; n=4

Isomer des Tetradecanals(HQ) Mittelwert n.d. 98,51 13,06 *** 1616

S² n.d. 72,69 13,89

Tetradecanal (HQ) Mittelwert n.d. 52,42 6,00 *** 1654

S² n.d. 39,76 6,81

Isomer des Pentadecanals (HQ) Mittelwert n.d. 56,03 10,33 *** 1727

S² n.d. 38,94 11,15

Isomer des Pentadecanals (HQ) Mittelwert n.d. 108,75 20,99 *** 1728

S² n.d. 66,53 22,13

Pentadecanal (HQ) Mittelwert n.d. 32,36 1,31 *** 1753

S² n.d. 32,09 2,76

Isomer des Hexadecanals (HQ) Mittelwert n.d. 63,76 9,46 *** 1830

S² n.d. 53,18 10,62

Hexadecanal (HQ) Mittelwert 20,31 104,31 15,14 *** 1858

S² 21,23 98,25 12,96

Wiederfindungsrate

α-Pinen (in %) 82,5 71,6 114,8

p = statistische Wahrscheinlichkeit eines Unterschiedes n.d. = nicht detektiert

*** = p ≤ 0,05 (= signifikanter Unterschied) RIC = Retentionsindex NS = kein signifikanter Unterschied vorhanden S² = Standardabweichung (HQ) = halbquantitativ über α-Pinen kalibriert

(Ref) = durch Vierpunktgerade der Referenzsubstanz kalibriert

Alle Werte der einzelnen Verbindungen wurden mit der Wiederfindungsrate des α-Pinen korregiert.

49

Tabelle 14: Identifizierte Verbindungen bei Rinder- und Schweineleber im Überblick

5 Pyridin zugesetzte Standardsubstanz, in allen Proben

6 Hexanal t/s t/s t/s t/s t/s t/s Ref./ Lib.

13 α-Pinen zugesetzte Standardsubstanz, in Tenax^®- u. Kondensatproben

14 5-Methylfurancarboxaldehyd x x x x x x Ref./ Lib.

MRd= Mastrind; SpF= Spanferkel; MSch= Mastschwein ̽= entstanden aus dem α-Pinen Standard ()¹Substanz durch Teile des typischen Fraktionsmuster identifizierbar, s= im SPME®-Chromatogramm identifizierbar jedoch nur durch Vergleich eigener Chromatogramme t= im Tenax®-Chromatogramm identifizierbar x= in allen Chromatogrammen eindeutig identifizierbar k= im Kondensat-Chromatogramm identifizierbar Ref. = durch Referenzsubstanz identifiziert Lib. = durch Spektrenbibiliothek identifiziert

Abbildung 13: Chromatogramme d unterschiedlichen Al (Zeit in Minuten); (N

50

me der Tenax^®-Proben aus der Rinderleber, untereinan en Altersklassen im Vergleich (Kalb-, Mastrind-, Kuhle

; (Nummerierung gemäß Tabelle 14)

reinander die leber);

Abbildung 14: Chromatogramme d unterschiedlichen Al (Zeit in Minuten); (N

51

me der Tenax^®-Proben aus der Schweineleber, unterein en Altersklassen im Vergleich (Ferkel-, Mastschwein-, S

; (Nummerierung gemäß Tabelle 14)

einander die , Sauleber);

52

4.1.1 Verbindungsklassen der Chromatogramme von Rinder- und Schweinelebern

• Aldehyde

Die Gruppe der Aldehyde stellt mit 20 Verbindungen die größte Fraktion der Aromastoffe bei gebratener Rinder- und Schweineleber (siehe Tab. 14) dar: Zum Ersten die gesättigten unverzweigten Aldehyde in einer homologen Reihe von C6 – C9

[6, 9, 15, 20] und C12 – C16 [28, 30, 33, 36, 38] mit den Isomeren von Tetra-, Penta- und Hexadecanal [32, 34, 35, 37], zum Zweiten ungesättigte Aldehyde, wie Decenal [24], Undecenal [26] und 2,4-Decadienal [25], zum Dritten verzweigte Aldehyde (2-Methyl- und 3-Methylbutanal [2, 3]) und zum Vierten das aromatische Phenylacetaldehyd [18]. Sie wurden alle über die entsprechende Referenzsubstanz identifiziert (siehe Tab. 14). Die höhermolekularen Aldehyde (C12-C16) wurden über eigens synthetisierte Vergleichssubstanzen analysiert (siehe Kap. 3.5.1 und Kap. 5.1).

Es bestehen qualitative und quantitative Unterschiede im Vorkommen der Aldehyde in den einzelnen Leberproben. Während Hexanal [6] in allen Leberproben vorhanden war, verändert sich die Präsenz bei Heptanal [9] und Octanal [15]. Die Konzentationen für Hexanal und Heptanal nahmen mit Zunahme des Alters der Tiere ab (siehe Tab.

12, 13). Im Vergleich zwischen den Arten besteht ein Unterschied beim Heptanal, das mengenmäßig geringer in der gebratenen Schweine- als in der Rindleber vorhanden ist. Weiterhin nahm die Detektierbarkeit des Octanals bei den Schweineleberproben ab. Es war in allen Proben der Spanferkelleber, nur in der SPME-Probe der Mastschweinleber und in keiner Probe der Sauenleber vorhanden. In den Rinderleberchromatogrammen war es in allen Tenax^®- und SPME-Proben vertreten, koeluierte jedoch mit Trimethylpyazin und war damit nicht quatifizierbar. Nonanal [20] war in allen Proben von Rinder- und Schweineleber existent, im Konzentrations-vergleich zeigten sich höhere Werte in der Rinderleber (siehe Tab. 12 u. 13). Die Aldehyde Decanal und Undecanal fehlten in allen Rinder- und Schweineleber-chromtogrammen.

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Die höheren Aldehyde (C12-C16 und Isomere) [28, 30, 32-37] fehlten bis auf das Hexadecanal [38] im Aromaprofil der gebratenen Schweineleber. Es war nur im Tenax^®-Chromatogramm der Mastschweinleber in Spuren nachweisbar (siehe Tab. 14 u. Abb. 13). Statistisch fällt der p-Wert damit für diese Verbindungen im Vergleich von Schweineleber zu Rinderleber unter 0,05 und stellte damit einen signifikanten Unterschied dar.

Das Hexadecanal [38] war von den hochmolekularen Aldehyden in den Tenax^® -Proben von der Kälberleber detektierbar. Do-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexadecanal und die Isomere [28, 30, 32-37] waren in allen Mastrindleber- und Kuhleberaromaprofilen existent. Die Konzentrationen unterschieden sich dadurch statistisch signifikant (siehe Tab. 13, 14 u. Abb.14).

Bei dem verzweigten Aldehyd 3-Methylbutanal [2] ergab ein statistischer Vergleich der Konzentrationen einen Unterschied zwischen den Werten von Rind- zu Schweineleber (p ≤ 0,05).

Die ungesättigten Moleküle (2-Decenal, 2,4-Decadienal und 2-Undecenal) [24, 25, 26]

waren nur unregelmäßig detektierbar (siehe Tab. 14 u. Abb. 13). 2-Decenal [24] war fast ausschließlich in den SPME-Proben aller hier untersuchten Lebersorten enthalten, in den Proben der Sauenleber war es nicht zu finden. Im Gegensatz dazu war 2,4-Decadienal [25] in Proben der Kuhleber nicht vorhanden, jedoch in allen anderen Tenax^®-Proben der untersuchten Lebersorten. 2-Undecenal [26] ließ sich nur bei Mastrind-, Spanferkel- und Mastschweinleber in Tenax^®- und SPME-Proben detektieren.

Zusammenfassend läßt sich festhalten, dass alle 20 Aldehyde in den Proben von der Mastrindleber vorhanden waren. Die Kuhleber enthielt 18 Moleküle, gefolgt von der Kalbsleber mit 16 Aldehyden. Die Proben der Schweineleber wiesen insgesamt zwölf Moleküle der Aldehyde auf; zwölf wurden in Proben der Mastschweinleber, elf in der Spanferkelleber und sieben in der Sauenleber detektiert.

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• Alkohole

Die Fraktion der Alkohole beschränkte sich auf eine Verbindung, das 3-Methyl-1-butanol [4]. Es war in den Kondensatfraktionen von Mastrind-, Kuh-, Spanferkel-, Mastschwein- und Sauenlebern vorhanden (siehe Abb. 21, 23). Weiterhin ließ es sich in den Tenax^®-Proben von Kalbs- und Spanferkelleber detektieren (siehe Tab. 14 u.

Abb. 13, 14). In den SPME-Chromatogrammen zeigte es sich nur in der Spanferkel-leber (siehe Tab. 14 u. Abb. 22). Es war flächenmäßig klein, kommt unregelmäßig vor und war damit nicht quantifizierbar (siehe Abb. 13, 14 u. 20-23). Identifiziert wird das 3-Methyl-1-butanol über das typische Massenspektrum und im Vergleich mit der Referenzsubstanz. Es stellte keinen nennenswerten Unterschied zwischen Rinder- und Schweineleber dar.

• Ketone

Im Bereich der Ketone konnte eine Verbindung nachgewiesen werden, das Verbenon [22]. Es war ausschließlich in allen Proben der Spanferkelleber (siehe Abb. 14, 22, 23) und in den Kondensaten von Mastrinder- und Sauenleber enthalten (siehe Abb. 21, 23). Erst zum Ende der Analyse stellte sich heraus, dass es aus dem α-Pinen (interner Standard) entsteht (siehe Kap. 5.1).

• Furane

Von den vier nachgewiesenen Furanen (2-Furancarboxaldehyd [8], 2-Acetylfuran [12], 5-Methylfurancarboxaldehyd [14], 5-Hydroxymethylfurancarboxaldehyd [23]) ließen sich alle in den Chromatogrammen von Rind- und Schweineleber bestimmen (siehe Tab. 14 u. Abb. 13, 14).

Qualitativ waren 5-Hydroxymethylfurancarboxaldehyd [23] über das Massenspektrum und 2-Acetylfuran [12] über das Massenspektrum und die Vergeichsubstanz identifizierbar.

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Das 2-Furancarboxaldehyd [8] und 5-Methylfurancarboxaldehyd [14] ließen sich sowohl durch das Massenspektrum als auch über die spezifische Referenzsubstanz bestimmen und quantifizieren. Im Vergleich der bestimmten Konzentrationen von 2-Furancarboxaldehyd und 5-Methylfurancarboxaldehyd lagen die Werte im Mittel in

Das 2-Furancarboxaldehyd [8] und 5-Methylfurancarboxaldehyd [14] ließen sich sowohl durch das Massenspektrum als auch über die spezifische Referenzsubstanz bestimmen und quantifizieren. Im Vergleich der bestimmten Konzentrationen von 2-Furancarboxaldehyd und 5-Methylfurancarboxaldehyd lagen die Werte im Mittel in

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