Entwicklung einer membranchromatographischen Methode zur Isolierung von Anthocyanen aus Heidelbeeren und weiteren Früchten

Es wurde eine HPLC-Methode zur Charakterisierung und Quantifizierung von Heidelbeerpolyphenolen entwickelt. Mit dieser Methode erfolgte die Analytik von frischen und behandelten Heidelbeerproben, Heidelbeerprodukten und verkapselten Heidelbeerinhaltsstoffen sowie eines kommerziell erhältlichen Heidelbeerextraktes. Der Heidelbeerextrakt zeigte im Gegensatz zu den weiteren Heidelbeerprodukten während einer zweijährigen Lagerperiode bei Kühllagerung (-18°C) und bei Raumtemperatur (25°C), unter Feuchtigkeits-, Licht- und Sauerstoff-Ausschluss, keine Veränderung im Anthocyanprofil, Gesamtanthocyangehalt (27,6%), Gesamtpolyphenolgehalt (53,5%, Folin-Ciocalteu) sowie der antioxidativen Aktivität (3540 µmol/g, TEAC). Ein Screening frischer Heidelbeerproben aus Deutschland zeigte keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Anthocyanprofile und gehalte in unterschiedlichen deutschen Regionen. Durch den Vergleich der Anthocyanprofile von frischen Heidelbeeren mit kommerziellen und im Labormaßstab hergestellten Extrakten konnte die Authentizität der Extrakte sowie eine schonende Herstellungsweise sichergestellt werden. Zur Klärung möglicher synergistischer Effekte der bioaktiven Komponenten des Heidelbeerextraktes wurde dieser in die drei Inhaltsstoffgruppen Anthocyane, Copigmente und Polymere mittels High-Speed-Countercurrent-Chromatographie (HSCCC) aufgetrennt. Zur vollständigen und TFA-rückstandsfreien Fraktionierung des Extraktes wurde eine membranchromatographische Methode entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Mittels dieser Methode sowie der eingesetzten Kationenaustauschermembran gelang es, 99,8% der im Extrakt enthaltenen Anthocyane zu isolieren und als hochreine Anthocyanfraktion zu gewinnen. Im Labormaßstab ließ sich die membranchromatographische Methode neben der Heidelbeere auch auf weitere anthocyanhaltige Früchte und Extrakte, wie z.B. Brombeeren, Cranberry, Granatapfel und Hibiskus übertragen, so dass erstmals eine neuartige Methode zur vollständigen Isolierung von Anthocyanen aus anthocyanhaltigen Früchten zur Verfügung stand, die vollständig auf giftige Lösungsmittel und Reagenzien verzichtet. Nach Abtrennung der Anthocyane war es erstmals möglich, hochreine Anthocyan-, Polymer- und Copigmentfraktionen im präparativen Maßstab zu isolieren und diese Fraktionen zu Verkapselungszwecken sowie für biologische Studien und Testungen zur Verfügung zu stellen. In den verschiedenen in vitro-Testsystemen zeigte vor allem die Copigmentfraktion hohe Aktivitäten und positive Effekte auf die untersuchten Biomarker in Caco-2-Zellen (Darmkrebszellen). Aufgrund dieser Aktivitäten wurde auch die Copigmentfraktion detailliert untersucht. Es konnten neben Quercetin und Chlorogensäure (5-CQA) als Hauptkomponenten unter den Copigmenten, durch Anreicherung mittels LSRCCC und weitere Trennungen mittels HSCCC, erstmals 3 neue Verbindungen aus einem Heidelbeerextrakt isoliert und mittels NMR-Spektroskopie strukturell aufgeklärt werden. Ein weiterer wichtiger Punkt war die Erfassung und Isolierung der wertgebenden Komponenten des bei der Saftherstellung anfallenden Heidelbeertresters. Dabei konnte gezeigt werden, dass unter den lipophilen Inhaltsstoffen hauptsächlich Triglyceride sowie einige bioaktive Minorkomponenten, darunter z.B. β-Amyrin, β-Sitosterol oder Oleanolsäure, enthalten sind. Außerdem ließen sich durch Kombination der entwickelten membranchromatographischen Methode mit der methanolischen Extraktion und Abtrennung der lipophilen und semipolaren Komponenten 2,6 g einer hochreinen Anthocyanfraktion aus insgesamt 120 g gefriergetrocknetem Trester gewinnen.