Kapillarelektrophoretische Bestimmung wertbestimmender Glucosinolate in Nahrungsergänzungsmitteln (NEM) auf Brokkolibasis

Brokkoli (Brassica oleracea L. ssp. oleracea var. italica, Brassicaceae) wird seit geraumer Zeit als „Superfood“ mit chemoprotektiver Wirkung gepriesen. Die bioaktive Wirkung wird dabei der Gruppe der Glucosinolate zugeschrieben. Glucosinolate sind eine strukturell sehr vielfältige Gruppe sekundärer Pflanzenstoffe, die (neben einer variablen Seitenkette) als gemeinsame Strukturmerkmale eine β-Thioglucosegruppe sowie eine sulfonierte Oximgruppe aufweisen. Nach eigenen LC/MS-Voruntersuchungen dominieren in den jungen Sprossen und Samen drei Verbindungen: Glucoraphanin (GR), Glucoiberin (GI) und Glucoerucin (GE). Diese Befunde decken sich gut mit Literaturangaben [1].

Für die Bioaktivität sind insbesondere Hydrolyseprodukte verantwortlich, die durch pflanzeneigene Enzyme (Myrosinasen) aus den genuin vorhandenen Glucosinolaten gebildet werden. Vor allem die nach Abspaltung der Glucose und anschließender Umlagerung gebildeten Isothiocyanate sind gut untersucht. So konnte beispielsweise für das aus GR gebildete Sulforaphan (SFN) eine Aktivierung von Phase-II-Enzymen gezeigt werden [1 – 3].

Bei NEM („supplements“) müssen diejenigen Stoffe genannt werden, die das Produkt charakterisieren [4]. Bei Produkten auf Brokkolibasis wird deshalb zusätzlich zum Extraktgehalt meist auch der GR-Gehalt deklariert. Bei der allgemeinen Vermarktung der Produkte wird meist auch noch mit dem Hinweis auf vergleichsweise hohe Gehalte an GR oder SFN geworben. Wie kann man nun die Qualität derartiger Produkte beurteilen bzw. die deklarierten Gehalte überprüfen?

Ziel unserer Untersuchungen war es, eine einfache und schnell durchzuführende Methode zu entwickeln, mit der die Glucosinolate in NEM selektiv quantifiziert werden können. Die Kapillarelektrophorese bietet in der Regel die Möglichkeit, Rohextrakte ohne aufwendige Probenaufarbeitung zu untersuchen („dilute & shoot“). Nach systematischer Optimierung erwies sich das in Abb. 1 gezeigte System als gut geeignet. Ein großer Vorteil bei der hier vorgestellten Methode ist die Tatsache, dass GR (Peak 3) und GI (Peak 5) deutlich voneinander getrennt und somit auch mit dem UV-Detektor selektiv quantifizierbar sind. Dies ist vor allem deshalb erwähnenswert, weil bei der gängigen Methode (HPLC-Ionenpaarchromatografie an RP18-Phase) die beiden Hauptverbindungen coeluieren und hier nur eine Summenbestimmung möglich ist [1, 2].

Abb. 1: Elektropherogramm eines NEM auf Brokkolibasis. Bedingungen: 225nm, 30 kV, 100 mM Na₂B₄O₇, 1% β-Cyclodextrin, Kapillare: 60/70 cm, 50 µm i.D., 20 °C.

Literatur:

[1] Shapiro TA et al. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2001; 10: 501 – 508

[2] Fahey JW et al. Proc Natl Acad Sci USA 1997; 94: 10367 – 10372

[3] Haller D et al. Biofunktionalität der Lebensmittelinhaltsstoffe. Berlin, Heidelberg: Springer; 2013

[4] NemV 2004. http://www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/nemv/gesamt.pdf