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Main Title: Phytoestrogene in Hopfen - Nachweis und Entwicklung einer HPLC-DAD gestützten Quantifizierungsmethode
Translated Title: Phytoestrogens in Hops - Detection and Development of a HPLC-DAD based Quantification Method
Author(s): Sturm, Daniel
Advisor(s): Stahl, Ulf
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Es wurden zwei HPLC-Methoden zur Quantifizierung des Phytoestrogens 8-Prenylnaringenin (8-PN) aus Hopfen entwickelt. Entscheidend für die Quantifizierung waren dabei die Entwicklung eines geeigneten Extraktionsverfahrens und die Probenaufbereitung mittels Festphasenextraktion (SPE). Die Extraktion bei Raumtemperatur (kalt) lieferte geringere Gehalte an 8-PN als Extraktionen bei 90°C (heiß). Bei Kaltextrakten ist es in jedem Fall nötig, die Probenmatrix mittels SPE von Störsubstanzen zu befreien. Auf diese Weise können auch geringe 8-PN-Mengen (10 µg/g) im Hopfen sicher detektiert werden. Desmethylxanthohumol (DMX, die Vorläufersubstanz von 8-PN und 6-PN, lässt sich direkt aus den Extrakten bestimmen. Das Hefe-Assay (gentechnisch veränderte Hefe mit einem humanen Estrogenrezeptor zum Estrogenitäts-Nachweis) stellte sich als hochempfindliche und gut zu beherrschende Methode zur Detektion von phytoestrogener Aktivität heraus. Eine genaue Quantifizierung von 8-PN ist mit dieser Methode hingegen nicht möglich. In den Vorversuchen konnte gezeigt werden, dass bereits die Kalibrierkurven der Standardsubstanzen Fehler von über 10% aufwiesen. Mit beiden entwickelten HPLC-Methoden, einmal auf Methanol und einmal auf Acetonitril basierend, lassen sich die bisher nur schwer zu quantifizierenden Substanzen 8-PN, 6-PN und DMX auch ohne Massenspektrometer nachweisen. Sie unterscheiden sich nur geringfügig in der Auflösung. Da auch Isoxanthohumol (IX) und Xanthohumol (XN) zu 8-PN umgewandelt werden können, sollten deren Gehalte für eine umfassende Betrachtung der Phytoestrogenität des Hopfens stets miterfasst werden. In dem breit angelegten Screening verschiedener Hopfensorten wurde deutlich, dass 8-PN ein Produkt der Hopfenveredlung ist. In frischen Hopfendolden ist 8-PN vermutlich gar nicht oder nur in Spuren enthalten. Erst durch die Trocknung (Hopfendarre) und während der Lagerung entsteht aus DMX das Phytoestrogen 8-PN.
For the quantification of phytoestrogen 8-Prenylnaringenin out of hops two HPLC-Methods were developed. It was necessary to find an efficient extraction method and a sample preparation by solid phase extraction (SPE). The extraction at room temperature (cold) delivers less amounts of 8-PN than the extraction at 90°C (hot). To improve the sample matrix of cold extracts a sample preparation by SPE is strongly recommended. With both methods it was possible to detect 8-PN in hops (≥ 10µg/g). Desmethylxanthohumol as precursor even small amounts of 8-PN and 6-PN can directly be detected in the raw extracts. The estrogen activity of hop constituents can be detected by a genetic modified yeast model (yeast assay). This assay is based on a human estrogen receptor with a very high sensitivity against estrogen active substances like 8-PN. It was not possible to quantify the assay because the standard deviation of the calibration curve deviates more than 10%. With both developed HPLC-Methods, one based on methanol the other based on acetonitrile, it is possible to detect 8-PN, 6-PN and DMX without a mass spectroscopy detector. These methods have a similar resolution. It is also possible to receive a comprehensive overview of the phytoestrogen potential of hops by parallel determination of Isoxanthohumol (IX) and Xanthohumol (XN) amounts. After screening of different hop varieties it is obvious that 8-PN is an artificial product of hop processing. It is assumed that in fresh hop cones 8-PN can not be detected or only in traces. Drying of the fresh hop cones and storage will enhance the production of 8-PN from the precursor DMX.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-26310
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2759
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2462
Exam Date: 29-Jan-2010
Issue Date: 10-May-2010
Date Available: 10-May-2010
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): 8-Prenylnaringenin
Desmethylxanthohumol
Hopfen
Phytoestrogen
8-Prenylnaringenin
Desmethylxanthohumol
Hops
Phytoestrogen
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