Abbildung 1: Belegte Überschreitungen der Höchstgehalte bzw. Richtwerte für Blei und Cadmium (BFR 2010) ... 2 Abbildung 2: Aufbau eines Lebersinus (schematisch) ... 5 Abbildung 3: Die Reaktion des Amadori-Produkts in der Maillard-Reaktion zu aromaaktiven Verbindungen (MOTTRAM 1991, Abb. Lammers 2006) ... 9 Abbildung 4: Reaktion des Streckerabbaus mit Bildung der aromaaktiven Verbindungen (BELITZ et al. 2007, Abb. Lammers 2006) ... 10 Abbildung 5: Prozess der Lipidautoxidation (BELITZ et al. 2007) ... 11 Abbildung 6: Bildung von Sekundärprodukten aus der Lipidautoxidation (MOTTRAM 1991) ... 12 Abbildung 7: Gesamtaufbau der Bratapparatur (Abb. MANTEUFFEL 2008)...25 Abbildung 8: Luftstrom zur Einstellung der Ausgangsparameter (Abb. MANTEUFFEL 2008) ...27 Abbildung 9: Luftstrom während des Bratdurchgangs (Abb. MANTEUFFEL 2008)...28 Abbildung 10: Verlaufsprotokoll/ Analyseschema, siehe auch im Anhang 9.2 ...
... 29 Abbildung 11: Beispiel: Massenfragmentierung des Moleküls Dodecan...32 Abbildung 12: GC/MS-System mit eingebautem Sniff-Port (Abb. aus BARUTH 2010)...36 Abbildung 13: Chromatogramme der Tenax®-Proben aus der Rinderleber, untereinander die unterschiedlichen Altersklassen im Vergleich (Kalb-, Mastrind-, Kuhleber) ...
...50 Abbildung 14: Chromatogramme der Tenax®-Proben aus der Schweineleber, untereinander die unterschiedlichen Altersklassen im Vergleich (Ferkel-, Mastschwein-, Sauleber) ... 51 Abbildung 15: Chromatogramme der Tenax-Proben von Gänse- und Gänsestopfleber ... 62 Abbildung 16: Die letzten Peaks aus dem Tenax®-Chromatogramm der Kuhleber, langkettige Aldehyde (grau markiert) und Isomere (weiß markiert); mittels chemische Ionisation ... 80 Abbildung 17: Fragmentierung von Tetradecanal und dem Isomer im Vergleich, mittels elektrischer Ionisation ... 81 Abbildung 18: Fragmentierung Tetradecanal (Zeit 36:02 min.); Chemische Ionisation, (in Abundance/(m/z) ... 82 Abbildung 19: Fragmentierung Isomer Tetradecanal (Zeit 35:14); Chemische Ionisation, (in Abundance/(m/z) ... 82
140
Abbildung 20: Chromatogramme der SPME-Proben von Kalbs-, Mastrind- und Kuhleber (Zeit in Min.); (Nummerierung gemäß Tabelle 14) ... 126 Abbildung 21: Chromatogramme der Kondensat-Proben von Kalbs-, Mastrind- und Kuhleber (Zeit in Min.); (Nummerierung gemäß Tabelle 14) ... 127 Abbildung 22: Chromatogramme der SPME-Proben von Spanferkel-, Mastschwein- und Sauenleber (Zeit in Min.); (Nummerierung gemäß Tabelle 14) ... 128 Abbildung 23: Chromatogramme der Kondensat-Proben von Spanferkel-, Mastschwein- und Sauenleber (Zeit in Min.); (Nummerierung gemäß Tabelle 14) ... 129 Abbildung 24: Chromatogramme der SPME-Proben von Gänsestopfleber und Leber
ungestopfter Gänse (Nummerierung gemäß Tabelle 16) ... 130 Abbildung 25: Chromatogramme der Kondensat-Proben von Gänsestopfleber und Leber
ungestopfter Gänse (Nummerierung gemäß Tabelle 16) ... 131
141
10.4 Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Beispiele der Lipidautoxidation mit aromatischer Bedeutung (BELITZ et al. 2007)
... 12
Tabelle 2: Grundbestandteile von Schweine-, Rinder- und Kalbsleber (TERNES et al. 2008; SOUCI et al. 2008) ... 13
Tabelle 3: Fettsäurezusammensetzung der Cholesterylester von lyophilisierter Schweine- und Rinderleber (in %) (TERNES et al. 2008) ... 14
Tabelle 4: "Off-flavour" der Schweineleber nach IM et al. (2004) ... 15
Tabelle 5: Konzentration von Oxidationsprodukten aus Fettsäuren (mg/kg) und Schweineleber, IM et al. (2004) ... 16
Tabelle 6: Zusammensetzung der unterschiedlichen Lebersorten in % von Feuchtmasse (ABU-SALEM u ARAB 2010) ... 19
Tabelle 7: Zusammensetzung von Gänseleber und ihre Lipidklassenzusammensetzung im Vergleich zu Gänsestopfleber (in %) (TERNES et al. 2008) ... 19
Tabelle 8: Fettsäurezusammensetzung roher Gänseleber und Gänsestopfleber (in %) (TERNES et al. 2008) ... 20
Tabelle 9: Altersklassen von Rind und Schwein ... 23
Tabelle 10: Pipetiervolumina zur Kalibration und Cadmiumbestimmung ... 41
Tabelle 11: Pipetiervolumina zur Kalibration und Bleibestimmung ... 41
Tabelle 12: Konzentrationen flüchtiger Verbindungen aus der Tenax®-Probe von gebratener Schweineleber, nach GC/MS-Analyse ... 45
Tabelle 13: Konzentrationen flüchtiger Verbindungen der Tenax-Probe von gebratener Rinderleber, nach GC/MS-Analyse ... 47
Tabelle 14: Identifizierte Verbindungen bei Rinder- und Schweineleber im Überblick ... 49
Tabelle 15: Konzentrationen flüchtiger Verbindungen der Tenax®-Probe von gebratener Gänseleber, nach GC/MS-Analyse ... 59
Tabelle 16: Identifizierte Verbindungen bei Gänse- und Gänsestopfleber im Überblick ... 611
Tabelle 17: Unterschiede der identifizierten Verbindungen zwischen gebratener Rinder- und Schweineleber zu gebratener Gänse- und Gänsestopfleber ... 69
Tabelle 18: Geruchsbeschreibung der Sniffing-Analyse von Rinder- und Schweinelebern; mit gemessenem Retentionsindex und Geruchseindruck nach Literatur ... 71
Tabelle 19: Geruchsbeschreibung der Sniffing-Analyse von Gänse- und Gänsestopfleber; mit gemessenem Retentionsindex und Geruchseindruck nach Literatur ... 75
Tabelle 20: Mittelwerte und Standardabweichung (S²) der Schwermetallmessung aller verwendeten Leberarten (in mg pro kg Leber) ... 76
Tabelle 21: Geruchsbeschreibung der Verbindung 2-Furancarboxaldehyd in den einzelnen Leberproben bei Rind und Schwein ... 111
Tabelle 22: Geruchsbeschreibung der Verbindung Phenylacetaldehyd in den einzelnen Leberproben bei Rind, Schwein und Gans ... 1122
142
10.5 Abkürzungsverzeichnis
bzw. beziehungsweise
GC/MS Gaschromatograph mit Massesnspektrometer gekoppelt GC-O Gaschromatograph mit Olfaktometer gekoppelt
kPa Kilopascal
Lib. Spektrenbücherei Min. Minute
mL Milliliter
mM Millimol
MRd Mastrind MSch Mastschwein n.d. nicht detektiert
NS nicht signifikant (siehe auch Glossar) Ref. Referenzsubstanz
RIC Retentionsindices
SpF Spanferkel
u. und
143
11 Glossar
• Abundance/(m/z)): Achsenbeschriftung des Chromatogramms:
Menge der feststellbaren Ionen einer Verbindung (y-Achse) zu Ionenmasse pro Ionenladung (m/z) (x-Achse).
• Aromaprecursoren: Vorläuferverbindungen für die Aromastoffe
• Adsorbentien: Stoffe, die Substanzen adsorbieren, an sich binden
• Bulbus olfactorius: oder auch Riechkolben genannt. Er befindet sich an der vorderen Basis des Gehirns.
• character impact compounds: werden die Moleküle genannt, die vornehmlich den Geschmack definieren.
• Conchen: oder auch Nasenmuscheln genannt. Es wird
hierbei zwischen drei paarigen Nasenmuscheln unterschieden, die sich in den Nasengängen befinden.
• Dissé-Raum: ist der Raum zwischen den Leberkapillaren und den Leberzellen
• EM-Voltage: EM steht für „electron multiplier“. Es handelt sich hierbei um die Spannung, die an den EM angelegt wird.
• Fadenpapillen: sind Erhebungen auf der Zunge, die für das Tastempfinden im Mund zuständig sind
• Geruchsschwellenwert: ist die Menge, ab der ein Duftstoff wahrgenommen wird
• GC/MS: ist die Kombination aus einem
Gaschromatographen (GC) mit einem Massenspektrometer (MS)
144
• GC-O: Verknüpfung eines
Gaschromatographen (GC) mit einem Sniff-Port, O steht für Olfaktometrie
• Glisson`sche Trias: Das Glisson Trias besteht aus dem Gallengang, dem Ast der Pfortader und dem Ast der Arteria hepatica propria und befindet sich im
Lebergewebe.
• Headspace-SPME (HS-SPME): die SPME-Faser wird im Dampfraum angebracht und nimmt dort die Aromastoffe auf
• Kapillare: Röhrchen / langgestreckte Hohlräume mit sehr kleinem Innendurchmesser
• Landes geese, carnard mulard
und carnard de Barberie: französiche Gänserassen (Eigennamen)
• Leberparenchyms: ist der Teil der Leber, der für den Stoffwechsel verantwortlich ist
• Lib.: Spektrenbücherei
• Lyophilisiert: gefriergetrocknet
• Methode nach Kjeldahl: Stickstoffbestimmung
• Molare Masse: Quotient aus der Masse einer Substanz und der Stoffmenge dieser Substanz
• MRd: Mastrind
• MSch: Mastschwein
• m/ z: Ionenmasse pro Ionenladung
• Nahinfrarotspektroskopie: chemische Analysentechnik auf Basis der Spektroskopie im Bereich des kurzwelligen Infrarotlichts
• Nassveraschung Behandlung der Probe mit einer moderaten Menge an Schwefelsäure vor der Verkohlung
• NS: der statistische p-Wert zeigt keinen signifikanten Unterschied
145
• Off-flavour: steht für einen Geschmack / Aroma, dass für das Lebensmittel als unpassend verspürt wird
• olfaktorische Region: Abschnitt der Nasenhöhle, der für das Riechen zuständig ist
• Omnivor: Allesfresser
• P-Wert: statistische Wahrscheinlichkeit eines
Unterschiedes
• phagozytieren: Fremdstoffe aufnehmen
• Periportalen Seite: um die Pfortader der Leber
• perivenös: in der Umgebung einer Vene lokalisiert
• purge and trap: übersetzt: abführen und sammeln,
eine in der Aromaforschung etablierte Auffangart der Aromastoffe
• Ref.: Referenzsubstanz
• RIC: Retentionsindex
• Ruminantia: Wiederkäuer
• S²: Standardabweichung
• SDE: steht für „steam distillation solvent extraction method“
• SIM: steht für „selected ion monitoring”, nur
bestimmte Fragmente des Moleküls werden vom Detektor erkannt
• Sniff-Port: Glasstück, an dem die Aromastoffextrakte gerochen werden können
• Solid-phase Microextraction: bedeutet: Festphasenmikroextraktion,
die eine Methode der Probeentnahme beschreibt
146
• Solvent Delay: ist die Zeitverzögerung nach dem Einspritzen des Extraktes in den Gaschromatographen, bevor das Massenspektrometer die Messung beginnt. In diesem Zeitraum verdampft das Lösemittel.
• SpF: Spanferkel
• Taktile Funktion: Tastsinn-Funktion
• Tractus olfactorius: über den Tractus olfactorius gelangen
Geruchsinformationen vom kurz oberhalb der Nase gelegenen Riechkolben zur
Geruchsreizregion
• Trockener Aufschluss: auch trockene Veraschung genannt. Dabei wird in der Regel die Probe in einen offenen Behälter überführt und die brennbaren
(organischen) Teile der Probe unter Verwendung eines Muffelofens thermisch zersetzt.
• Umami: bedeutet „wohlschmeckend“ und kommt aus dem
japanischen; es zählt zu den fünf Geschmackssinnen
• Ventralen Thalamus: ist der größte Teil des Zwischenhirns
• VLDL-Lipoproteine: steht für „very low density lipoproteins”
147
Danksagung
Ohne die Unterstützung von Familie, Freunden und Kollegen wäre die vorliegende Arbeit nicht möglich geswesen. Daher möchte ich mich an dieser Stelle für die reichhaltige Unterstützung bedanken:
Herr Prof. Dr. Ternes für die Überlassung eines spannenden Themas, das trotz mancher Schwierigkeiten doch noch zum Abschluß gefunden hat. Vielen Dank für seine stetige Unterstützung und fachliche Betreuung!
Der Fritz-Ahrberg-Stiftung für die finanzielle Unterstützung, ohne die dieses Projekt nicht zustande gekommen wäre.
Meiner Familie, die viel Geduld gezeigt hat und eine große Stütze war! Ich liebe Euch!
Meinen Freunden für die immer wieder aufmunternden Worte.
Danke Klaus!
Jutta Barras für die Unterstützung in der Analytik und die immer wieder freundlichen, motivierenden Worte!
Dem gesamten AK Ternes, im Besonderen den Doktoranden Anne, Christoph, Guido, Jan, Martina, René, Sandra, Sonia, Thomas und den Mitarbeitern Dong-Quang Pham und Dr.
Astrid Drotleff für die gute Zeit und Unterstützung.
Danke für das Verschönern der bescheidenen Freizeit.
Ein besonderer Dank gilt Dr. Susanne Baruth für die gemeinsame Zeit beim Putzen, Braten, Umbauen und den anderen gemeinsamen Aktivitäten!