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lang wenig erforscht. Im Rahmen einer von uns durchgeführten
HPLC-ESI/MS n Untersuchung an diesen Oxopolymeren
3) sind erstmalig Strukturvorschläge für die bei der
Linoleumproduktion entstehenden komplexen, sauerstoffhaltigen
Produkte erarbeitet worden. Im Zuge dieser Strukturuntersuchungen
wurden u. a. die drei o. g. Fettsäuren in
Form ihrer Methylester als Modellkomponenten eingesetzt
und deren Autoxidationsprodukte mittels HPLC-MS analysiert.
Ungesättigte Fettsäuren (FA) bzw. deren Ester zeigen einen
linearen, unverzweigten Aufbau, weisen stets eine gerade
Anzahl an Kohlenstoff-Atomen und mindestens eine
Doppelbindung (Allylgruppe) auf. Die Allylgruppen ungesättigter
Fettsäuren und ihrer Methylester liegen immer
cis-konfiguriert und zudem isoliert vor und werden deshalb
auch als Isolen-FA bzw. Isolen-FAME bezeichnet 4) .
Insbesondere die mehrfach ungesättigten FA und FAME
sind sehr oxidationsempfindlich und reagieren an der Luft
unter Gelbfärbung, welche auf die Bildung von Zerfallsprodukten
durch Autoxidation zurückzuführen ist. Als Zersetzungsprodukte
entstehen dabei im Wesentlichen gesättigte
und ungesättigte Aldehyde 5–9) aber auch gesättigte und ungesättigte
Alkohole, Carbonsäuren, Ketone, Ester und Epoxide
5,7,9,10) .
Die Oxidation von FA und FAME verläuft über radikalische
Reaktionsmechanismen 4–11,12) , wobei Licht, Wärme oder gelöste
Schwermetalle katalytisch wirken 4–6,8) .
Wichtigster Zwischenschritt der Oxidation ist die Bildung
von Hydroperoxiden (ROOH) (Abb. 1), die selbst ebenfalls
Radikale bilden und so eine oxidative Kettenreaktion fördern.
Die Monohydroperoxiden reagieren meist zu den Hydroperoxy-epidioxiden,
d. h. cyclischen Hydroperoxiden,
weiter und zerfallen letztendlich aufgrund ihres instabilen
Charakters in die o. a. gesättigten wie auch ungesättigten
Folgeprodukte 4–13) . Aber auch die Bildung anderer sekundärer
Primärprodukte oder Oxypolymeren ist möglich 8) .
Die Bildung der Monohydroperoxide erfolgt ohne Verbrauch
von Doppelbindungen, führt jedoch meist zur Umwandlung
in die trans-Konfiguration.
(12)
(9)
COOCH 3
(12)
(9)
(12) (10)
(9)
(12)
(13)
OOH
OOH
(14)
(12)
OOH
(13)
Abb. 1 Autoxidation von Linolsäuremethylester (LME) zu Monohydroperoxiden
O 2
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(12)
(11)
(10)
OOH
OOH
(8)
OOH
(9)
(9)
(9)
(8)
Wie Abbildung 1 zeigt, können bei der Autoxidation von
Linolsäuremethylester sechs verschiedene isomere Monohydroperoxide
entstehen, von denen die Varianten 2 und
5 (konjugierte Allylgruppen), die so genannten „outer isomers“
14) am stabilsten sind und daher überwiegen. Entsprechendes
gilt für Linolensäuremethylester (LnME). Den
höchsten Anteil im Monohydroperoxid-Gemisch bilden
auch hier die beiden „outer isomers“ 15) . Bei der Autoxidation
von Ölsäuremethylester (OME) sind alle Monohydroperoxide
ähnlich stabil, da hier keine besonders stabilen
„outer“ Isomere gebildet werden können.
Zur Analytik ungesättigter Fettsäuren oder deren Ester
wird häufig die GC-MS-Kopplung eingesetzt. Die Hydroperoxide
können jedoch, aufgrund ihrer thermischen Unbeständigkeit,
mit dieser Technik nicht detektiert werden.
Untersuchungen der bei der Autoxidation von FAME – speziell
von LnME und LME – entstehenden Monohydroperoxide
mittels HPLC werden in der Literatur14,15,16–17) beschrieben. Dabei wird die Hydroperoxy-Gruppe in die
Hydroxy-Gruppe überführt und die OH-FAME anschließend
mittels RP-HPLC (UV-Detektor) getrennt und detektiert14,15,18,19)
.
In neueren Arbeiten20,21) wird die Elektrospray-Ionisierung
(HPLC-ESI-Kopplung) zur Untersuchung von Autoxidationsprodukten
eingesetzt. Auch zur Aufklärung des Triglyceridmusters
nativer Fette und Öle findet dieses schonende Ionisierungsverfahren
Anwendung22–25) .
Bei den reinen Fettsäuren wird aufgrund der Säuregruppe
mit Negativ-Ion ESI-MS und ESI-MS/MS18) und bei den
FAME hauptsächlich mit Positiv-Ion ESI-MS19) gearbeitet.
Aufgrund der schonenden Ionisation, ergeben sich bei der
ESI-MS wenige, jedoch recht aussagekräftige Ionen, die sich
entsprechend auf die übrigen Homologen der betrachteten
ungesättigten Fettsäuren übertragen lassen18) .
Bei der Positiv-Ion ESI-MS autoxidierter FAME lassen sich
im Massenspektrum, bezogen auf die Molekülmasse, deutlich
höhere Massen erkennen, die aufgrund einer immer
wiederkehrenden Massendifferenz von 16 bzw. 32 auf den
Einbau von Sauerstoff bzw. HOO-Gruppen hinweist19) .
In nahezu allen Arbeiten wird zur Trennung
der oxidierten Spezies die HPLC
unter Verwendung eines Gradienten eingesetzt.
Im Rahmen der von uns durchgeführten
Strukturuntersuchungen an Leinölzementen
(Linoleum) 3) wird Acetonitril/
Wasser als Eluentengemisch verwendet
und zur Polaritätsänderung der Wasseranteil
von 80 % auf 0 % geändert. Da
die Eluentenzusammensetzung einen Einfluss
auf den Response der Electrospray-
Ionisierung (ESI) hat26–28) COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 , haben wir in
der vorliegenden Arbeit untersucht, ob
COOCH3 das Fehlen von Wasser bei der ESI einen
Einfluss auf das Massenspektrum autoxidierter
ungesättigter FAME hat. Als
112 ı Originalarbeiten Deutsche Lebensmittel-Rundschau ı 104. Jahrgang, Heft 3, 2008