Charakterisierung von Pektin-Polysacchariden aus Nebenströmen der Lebensmittelindustrie

摘要

Pektine finden vielfältige Anwendung als funktionelle Poly-saccharide, wobei ihre Eigenschaften stark von ihrer Zusammensetzung und Struktur abhängig sind. Je nach Ausgangsmaterial bei der Gewinnung können unterschiedliche Pektine erhalten werden, zudem kann es je nach Extraktionsmethode zu einer strukturellen Modifikation der Polysaccharide kommen. Um möglichst native und reine Pektin-Polysaccharide mit einem hohen Anteil an neutralen Seitenketten (Arabi-nane und Galactane) zu erhalten, wurde eine Kombination aus Autoklaven-Extraktion und enzymatischem Abbau verwendet. Die freigesetzten Polysaccharide wurden mittels GPC und Dialyse gereinigt und ihre Struktur detailliert aufgeklärt. Es wurden sowohl chromatographische Methoden (Mono-saccharidzusammensetzung und Oligosaccharid-Profiling mittels HPAEC-PAD, Methylierungsanalyse mittels GC-MS) als auch 2D-NMR-Spektroskopie zur Strukturaufklärung verwendet. Dadurch konnten aus verschiedenen Restprodukten der Lebensmittelindustrie Polysaccharide gewonnen werden, die sich in ihrem Molekulargewicht und/oder ihrer Struktur unterscheiden. Die aus Zuckerrübenpressschnitzeln gewonnenen Pektine wiesen einen sehr hohen Anteil an Arabinan-Seitenketten auf. Diese Strukturelemente zeigten zudem einen hohen Verzweigungsgrad sowie größere Mengen an gebundener Ferulasäure. Diese Zusammensetzung erlaubt eine enzymatische Quervernetzung der Pektinketten durch Diferulasäuren und könnte technologisch von Bedeutung sein. Aus Apfeltrester konnten Pektine gewonnen werden, die ähnliche Gehalte an Arabinanen und Galactanen besitzen, jedoch einen höheren Anteil an Galacturonsäure. Wiederum konnte durch verschiedene Methoden gezeigt werden, dass hauptsächlich verzweigte Arabinane und lineare Galactane vorliegen. Die aus Kartoffelpülpe isolierten Pektine zeigten dagegen einen sehr hohen Anteil an Galactanen, jedoch nur lineare Arabinan-Strukturelemente. Sowohl chromatographisch als auch mittels 2D-NMR-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass die Galactane mit Arabinopyranosen substituiert sind. Eine ähnliche Zusammensetzung zeigten die Pektine aus Sojaextraktionsschrot (ebenfalls ein hoher Anteil an Galactanen, substituiert mit Arabinopyranosen), jedoch wurden für diesen Rohstoff auch verzweigte Arabinane nachgewiesen. Zudem konnten aus den verschiedenen Rohstoffen niedermolekulare Polysaccharide isoliert werden, die eine sehr gute Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln besitzen. Je nach Rohstoff werden durch die verwendete Extraktionsmethode strukturell sehr unterschiedliche Polysaccharide erhalten, die durch die verwendeten Methoden schnell und detailliert charakterisiert werden können.