Ergotalkaloide sind sekundäre Stoffwechselprodukte des parasitären Schlauchpilzes Claviceps purpurea der auf Getreide Mutterkörner (Sklerotien) bildet. In Sklerotien sind toxische Ergotalkaloide enthalten. Durch C. purpurea werden vorrangig sechs verschiedene Ergotalkaloid-Epimerenpaare gebildet, die toxischen C8-(R)-Epimere und die biologisch nicht relevanten C8-(S)-Epimere, die ineinander umgewandelt werden können. Das Ziel der Arbeit war es, die Epimerisierung der Ergotalkaloide während der Probenvorbereitung im Vergleich zu bisher bekannten Probenaufarbeitungsverfahren zu minimieren. Dieses gelang durch den Verzicht des Zusatzes starker Säuren oder Basen. Die aufgereinigten Extrakte können bei Raumtemperatur über 96 Stunden epimerisierungsfrei in einer tensidischen Acetonitril-Wasser-Lösung gelagert werden. Die Probenaufarbeitung mit anschließender Auftrennung über die Hochleistungsflüssigchromatographie und fluorimetrischer Detektion (HPLC-FLD) wurde für Roggenmehl und Speiseöl validiert und auf diese Martices angewendet. So konnten erstmals die Ergotalkaloidgehalte auch in Weizenkeimöl quantifiziert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Epimerisierungsverhalten von Ergotalkaloiden bei Backversuchen und in vitro Verdauexperimenten untersucht. Das Backen resultierte in eine Verschiebung des Epimerengleichgewichtes auf die Seite der (S)-Epimere. Das angewendete in vitro Verdaumodell führte für die Ergotalkaloidepimerenpaare Ergotamin und Ergosin zu einer Verschiebung des Epimerengleichgewichtes auf die Seite der toxischen (R)-Epimere. Dagegen zeigten die Ergotalkaloide der Ergotoxingruppe eine Verschiebung des Epimerengleichgewichtes auf die Seite der (S)-Epimere. Der dritte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Ergotalkaloid-Konjugaten, die unter dem Einfluss von UV-Licht entstehen. Es wurden sechs Ergotalkaloid-Fettsäure-Konjugate synthetisiert und in Sklerotien über die HPLC in Verbindung mit massenspektrometrischer Detektion nachgewiesen. / Ergot alkaloids are secondary metabolites of the parasitic fungus Claviceps purpurea that forms sclerotia on cereals. These sclerotia contain toxic ergot alkaloids. C. purpurea forms six epimeric pairs of ergot alkaloids predominantly the toxic C8-(R)-epimers and the biologically inactive C8-(S)-epimers. In view of the fact that both epimeric forms can be transformed into one another, the objective of this work was to develop a novel sample preparation method that minimizes the epimerization rate compared to previously published methods. The presented sample preparation procedure minimizes epimerization of ergot alkaloids, as it operates without the addition of strong acidic or alkaline modifiers for matrix removal. After sample preparation, an ergot alkaloid containing extract in a sodium hexanesulfonate solution is obtained in which no epimerization after 96 hours was observed. Thus, the sample preparation allows extract storage at ambient temperature for prolonged HPLC analysis. This novel sample preparation followed by HPLC-flourescence analysis was validated for the matrices rye flour and wheat germ oil and was applied for food samples. This is the first time that the ergot alkaloid content in wheat germ oil was quantified. The second part of this work was the study of the epimerization behaviour of ergot alkaloids during baking and in vitro digestion. Baking of cookies resulted in a shift of the epimeric ratio towards the (S)-epimers. The in vitro digestion showed an ergot alkaloid specific shift of the epimeric ratio. The initial percentage of the (R)-epimer increased for ergotamine und ergosine. In contrast, ergot alkaloids of the ergotoxine type showed an epimeric shift towards their (S)-epimers. The third part of this work was the study of ergot alkaloid derivatives that are formed in combination with UV-light. Six different ergot alkaloid fatty acid derivates were synthesized and detected in sclerotia using a HPLC-MS/MS method.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17420 |
| Date | 02 July 2013 |
| Creators | Merkel, Stefan |
| Contributors | Nehls, Irene, Panne, Ulrich |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | German |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/de/ |
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