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To understand the metabolism of xanthohumol in humans, the quantification of six prenylated flavonoids in beer and herbal infusions was performed using stable isotope dilution analysis. This was followed by synthesising xanthohumol metabolites found in humans after consuming xanthohumol. The final evaluation of the work was carried out in a human trial, comparing the pharmacokinetics of a micellular and native formulation of xanthohumol. The quantification of xanthohumol human metabolites in this trial proved that a micellular formulation increases bioavailability by more than three-fold., Um den Metabolismus von Xanthohumol beim Menschen zu verstehen, wurde die Quantifizierung von sechs prenylierten Flavonoiden in Bier und Kräutertee mit Hilfe der Stabilisotopenverdünnungsanalyse durchgeführt. Anschließend erfolgte die Synthese von Xanthohumol-Metaboliten, die beim Menschen nach dem Verzehr von Xanthohumol gefunden wurden. Die abschließende Bewertung der Arbeit erfolgte in einer Humanstudie, in der die Pharmakokinetik einer mizellulären und einer nativen Formulierung von Xanthohumol verglichen wurde. Die Quantifizierung der Metaboliten von Xanthohumol aus diese Humastudie zeigte, dass eine mizelluläre Formulierung die Bioverfügbarkeit um mehr als das Dreifache erhöht.

Cobalamins are vitamers of vitamin B12. In the present thesis, a biosynthetic approach was developed for the preparation of 15N-labelled cobalamins employing Propionibacterium freudenreichii. Using the biosynthetically prepared 15N-labelled cobalamins as internal standards, the first multiple stable isotope dilution assay (SIDA) was developed to simultaneously determine four naturally occurring cobalamins in meats. The last part of the thesis compared the novel method analyzing the native cobalamins and a conversion SIDA method measuring total B12 after cyanidation., Cobalamine sind Vitamere von Vitamin B12. In der vorliegenden Arbeit wurde eine biosynthetische Methode für die Produktion von 15N-markierten Cobalaminen mit Hilfe von Propionibacterium freudenreichii entwickelt. Mit den biosynthetisierten 15N-markierten Cobalaminen als internen Standards wurde die erste multi-Stabilisotopenverdünnungsanalyse (SIVA) für die parallele Bestimmung von vier natürlich vorkommenden Cobalaminen in Fleisch entwickelt. Der letzte Teil dieser Arbeit beinhaltet einen Vergleich zwischen der neuen etablierten Methode zu einzelnen B12 Bestimmungen und einer zusätzlichen SIVA Methode zur Bestimmung des gesamten B12 durch Cyanidierung.

Die Analyse von Aromastoffen mittels Flüssigchromatographie ermöglicht die simultane Analyse von Aromastoffen und Geschmacksstoffen auf einer einzigen Analyseplattform im Hochdurchsatz. Mit Hilfe einer bekannten, und einer neu entwickelten Derivatisierungsmethode wurde in dieser Arbeit versucht die wichtigsten Aromastoffe, die so genannten Generalisten mittels LC zu analysieren. Mit der neu entwickelten Methodik war es möglich, zu zeigen, dass 23 der 27 Generalisten akkurat mittels LC quantifiziert werden können., The analysis of aroma compounds by liquid chromatography allows the simultaneous analysis of aroma compounds and tastants on a single analytical platform in high throughput. Using a known, and a newly developed derivatization method, this work attempted to analyze the most important aroma compounds, the so-called generalists by LC. With the newly developed methodology, it was possible to show that 23 of the 27 generalists can be accurately quantified by LC.

Alternaria Schimmelpilze sind weitverbreitete Pflanzenpathogene, welche auf nahezu allen Getreidearten zu finden sind und aufgrund ihres Toxinbildungsvermögens eine große Problematik für die Mälzungs- und Brauindustrie darstellen. In dieser Arbeit wurden fünf modifizierte Alternaria Toxine synthetisiert, isoliert und im Anschluss zusammen mit 8 weiteren Toxinen in eine sensitive LC-MS/MS Methode integriert. Zusätzlich wurde ein Gersten- und Malzscreening durchgeführt und die Lagerstabilität sowie das Verhalten der Toxine während des Mälzens und Brauens analysiert., Alternaria fungi are widely spread plant pathogens regularly found on various crops, which raises concern in the malting and brewing industries due to a possible mycotoxin formation. In this work, five modified Alternaria mycotoxins were synthesized and isolated, and subsequently integrated into a sensitive LC-MS/MS method, which incorporated 13 toxins in total. With this method, a barley and malt screening were conducted, followed by analyzing the storage stability of barley and the behaviour of toxins during the malting and brewing process.

This thesis reports on the characterization of the complex metabolome of beer using (ultra)high-resolution non-targeted analytical techniques. Developed data analysis strategies enabled the identification of molecular profiles and analytical marker substances with respect to Purity Law-related raw materials and the brewing process. In a holistic approach, covering thousands of compositions simultaneously, the chemistry of the extensive Maillard reaction network in beer brewing was described. The diversity of the metabolome of hundreds of beers provided the base of knowledge for the molecular characterization of a historical beer from the German Imperial era and shed light on the first steps into modern industrial brewing., In dieser Arbeit wird über die Charakterisierung des komplexen Metaboloms des Bieres mittels (ultra)hochauflösender nicht-zielgerichteter analytischer Techniken berichtet. Entwickelte Datenanalysestrategien ermöglichten die Identifizierung molekularer Profile und analytischer Markersubstanzen hinsichtlich Reinheitsgebot-relevanter Rohstoffe und des Brauprozesses. In einem holistischen Ansatz, tausende simultan erfasste Moleküle umfassend, wurde die Chemie des umfassenden Maillardreaktionsnetzwerkes beim Bierbrauen beschrieben. Die Vielfalt des Metaboloms hunderter Biere bildeten die Wissensgrundlage für die molekulare Charakterisierung eines historischen Bieres aus der Deutschen Kaiserzeit und gaben Aufschluss über die ersten Schritte des modernen industriellen Brauens.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden geschmacksaktive Verbindungen in Kammmuscheln und weiteren Meeresfrüchten identifiziert, quantifiziert sowie sensorisch untersucht. Zur massenspektrometrischen Quantifizierung der meeresfrüchtespezifischen Geschmacksstoffe wurden stabilisotopenmarkierte und methylveresterte interne Standards synthetisiert. Basierend auf den so ermittelten quantitativen und sensorischen Daten der identifizierten Verbindungen wurde der Geschmackseinfluss auf Kammmuscheln bestimmt., Within the scope of this project, taste-active compounds in scallops and other seafoods were identified, quantified, and sensorial evaluated. For the mass-spectrometric quantification of the seafood-specific taste compounds, stable isotope-labelled and methyl-esterified internal standards were synthesized. Based on the obtained quantitative and sensory data of identified taste compounds, the influence on the taste of scallops was determined.

Liquid malt extracts (LMEs) are used in bread making to improve volume, color, and aroma. Using molecular sciences approaches, the odor-active compounds in light and dark LMEs were characterized and their impact on the aroma of bread was evaluated. The LME addition increased the concentrations of sotolon, maltol, and 4-hydroxy-2,5-dimethylfuran-3(2H)-one, in particular in the crumb of the bread with the dark LME. The results will contribute to the optimization of LME production., Flüssige Malzextrakte (LMEs) werden bei der Brotherstellung verwendet, um Volumen, Farbe und Aroma zu verbessern. Mit molekularsensorischen Methoden wurden die Geruchsstoffe in hellem und dunklem LME charakterisiert und ihr Einfluss auf das Brotaroma untersucht. LME-Zugabe erhöhte die Konzentrationen von Sotolon, Maltol und 4-Hydroxy-2,5-dimethylfuran-3(2H)-on, insbesondere in der Brotkrume nach Zusatz des dunklen LMEs. Die Ergebnisse werden zur Optimierung der LME-Produktion beitragen.

Gallic acid (GA) is a potential oxygen scavenger for packaging applications. This thesis aimed at determining the reaction kinetics of GA incorporated in packaging materials. Packaging films were produced and the effect of the external factors temperature, relative humidity and deprotonation on the scavenger function was studied experimentally. Oxygen absorption by GA was described with a second-order kinetic model, combined with empirical descriptions of the effect of the external factors. This approach can be used for the design of active packaging materials., Gallussäure (GA) ist ein potentieller Sauerstoffscavenger für Verpackungsanwendungen. Ziel dieser Arbeit war es, die Reaktionskinetik von GA in Packstoffen zu ermitteln. Verpackungsfolien mit GA wurden hergestellt und der Einfluss von Temperatur, relativer Feuchte und Deprotonierung auf die Scavengerfunktion experimentell untersucht. Die Sauerstoffaufnahme von GA wurde mit einem kinetischen Modell zweiter Ordnung beschrieben, kombiniert mit empirischen Beschreibungen der Einflussfaktoren. Dieser Ansatz kann bei der Entwicklung aktiver Verpackungen genutzt werden.

The sensory quality of beer decreases continuously during aging. The so-called flavor instability is greatly influenced by aldehydes, which can be formed de novo and also released from bound states. The state-of-the-art prediction of flavor instability – forced aging – gives inaccurate results due to the applied temperatures. By instead using bound state aldehydes an early-stage prediction can be achieved. This was demonstrated in various brewing and aging trials., Die sensorische Qualität von Bier nimmt kontinuierlich während der Alterung ab. Diese sogenannte Alterungsinstabilität wird größtenteils von Aldehyden, die neugebildet und aus gebundenen Vorstufen freigesetzt werden, verursacht. Die aktuelle Vorhersage der Alterungsinstabilität – forcierte Alterung – liefert inakkurate Ergebnisse durch die angewandte hohe Temperatur. Durch gebundene Aldehyde kann eine Vorhersage erreicht werden, was in mehreren Brau- und Alterungsversuchen gezeigt wurde.

Die Analytik der den B-Vitaminen zugehörigen Folate beschränkt sich bislang vorwiegend auf die Quantifizierung der Monoglutamate nach enzymatischer Dekonjugation der Polyglutamate. Letztere aber stellen die im Organismus vorherrschende Folatform dar. Das Feld der Metabolomics zielt darauf ab, die Gesamtheit der Metaboliten eines Organismus zu identifizieren. Daher stellt diese Methode eine optimale Möglichkeit zur nähergehenden Charakterisierung der Folatpolyglutamate dar. Im Zuge dieser Arbeit wurden daher Methoden entwickelt, um Folatpolyglutamate mittels FT-ICR-MS sowie Q-ToF-MS zu analysieren und auf die Untersuchung von kultivierten Brauhefen angewendet., Folates belong to the B-vitamins and are mostly analyzed with regards to the quantification of the monoglutamates after enzymatic deconjugation of polyglutamates. The latter, however, represent the main occurring from of folates within the organism. The field of metabolomics aims at identifying each of the metabolites within an organism. Thus, it represents the ideal technique for a detailed characterization of folate polyglutamates. Several methods were developed for the analysis of folate polyglutamates applying FT-ICR-MS and Q-ToF-MS. Those methods were applied to the analysis of cultured brewer’s yeast.

Mikroorganismen basierende Prozesse werden zur Gewinnung von Wertstoffen, wie Vitamine und Lipide, genutzt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von abiotischen Stressfaktoren auf die Produktion von Folat durch Mikroalgen. Außerdem wurde der Einfluss verschiedener Kohlenstoffsubstrate auf den Metabolismus der oleogenen Hefe Cutaneotrichosporon oleaginosus untersucht., Microorganism-based processes are used to obtain valuable substances such as vitamins and lipids. The present work deals with the influence of abiotic stress factors on the production of folate by microalgae. In addition, the influence of different carbon substrates on the metabolism of the oleogenic yeast Cutaneotrichosporon oleaginosus was investigated.

Stabilisotopenmarkierungsexperimente und quantitative Studien majorer Vorläuferverbindungen und deren Reaktionswege, die zur Bildung unbekannter Bitterstoffe in Röstkaffee führen, mittels hochauflösender UPLC-ToF-MS, LC-MS/MS und 1D/2D-NMR Techniken., Stable isotope labeling experiments and quantitative studies of major precursor compounds and their reaction pathways leading to the formation of unknown bitter tasting compounds in roasted coffee, by means of highly sophisticated UPLC-ToF-MS, LC-MS/MS and 1D/2D-NMR techniques.

Durch Methoden der molekularen Sensorik wurden 15 phenolische Bitter- und Scharfstoffe aus nativem Olivenöl extra isoliert und mittels Massenspektrometrie und Kernresonanzspektroskopie strukturell charakterisiert. Des Weiteren wurde die chemische Zusammensetzung der verbleibenden oralen Lipidfilme nach dem Verzehr von Speiseölen untersucht. Um die Bedeutung der fettigen Mundbelegung für die Fett-Perzeption zu studieren wurde mittels in-mouth-Fluoreszenzmessung die Ausbildung oraler Lipidfilme auf der Zunge analysiert., Using methods of molecular sensory science, 15 phenolic bitter and pungent substances were isolated from extra virgin olive oil and structurally characterized using mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Furthermore, the chemical composition of the oral lipid films that remained after consumption of edible oils was investigated. In order to study the importance of fatty mouth coating for fat perception, the formation of oral lipid films on the tongue was analyzed using in-mouth fluorescence measurements.

Dry hopping leads to high losses of valuable flavor components, as well as unwanted variations in the beer flavor due to the lack of process control. Therefore, dry hopping starter material, process factors and final beer were investigated. Furthermore, different yields between the oil components were analyzed using a solubility model. The results show that conversion reactions, loss- and extraction processes significantly influence the concentration of hop flavorings during dry hopping., Kalthopfung führt zu hohen Verlusten wertgebender Aromakomponenten, sowie ungewollten Variationen im Bieraroma aufgrund fehlender Prozesskontrolle. Daher wurden Ausgangsmaterial der Kalthopfung, Prozessfaktoren und finales Bier untersucht. Des Weiteren wurden die Unterschiede in den Ausbeuten zwischen den Ölkomponenten mittels eines Löslichkeitsmodel analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Umwandlungsreaktionen, Verlustprozesse und Extraktionsvorgänge die Konzentrationen flüchtiger Hopfenstoffe während der Kalthopfung signifikant beeinflussen.

In einem multimethodischen Ansatz wurden spezifische molekulare Einflussfaktoren auf die Allergenität des Birkenpollen-assoziierten Apfelallergens Mal d 1 untersucht. Dazu wurde der Mal d 1 Gehalt in Apfel-Genotypen verschiedener Kreuzungspopulationen mittels indirekt kompetitiven ELISA quantifiziert. Proteomics ermöglichte die Identifizierung von Peptid-/Isoformmarkern, die möglicherweise hypo- und hyperallergene Eigenschaften besitzen. Daneben wurden Bindungspartner von Mal d 1 mit Bindungsaffinitäten im niedrigen mikromolaren Bereich identifiziert., In a multi-methodological approach, specific molecular factors influencing the allergenicity of the birch pollen-associated apple allergen Mal d 1 were investigated. The Mal d 1 content was determined in apple genotypes of different crossbreeding populations using an indirect competitive ELISA. Proteomics revealed peptide/isoform markers that may be affiliated with hypo- and hyperallergenic properties. Moreover, ligands of Mal d 1 with binding affinities in the low micromolar range were identified.

In this thesis, compositional and process-driven approaches were developed to enhance the filtration efficiency of milk protein fractionation by microfiltration at low temperatures. A shift in ionic and hydrophobic casein-casein interactions was used to enhance the purity of the whey protein fraction without decreasing the mass flow. The effect of membrane characteristics and the impact of wall shear stress and transmembrane pressure was determined to control the deposit formation and thus to increase the whey protein permeation., In dieser Arbeit wurden kompositorische und prozessgesteuerte Ansätze entwickelt, um die Filtrationseffizienz der Milchproteinfraktionierung durch Mikrofiltration bei niedrigen Temperaturen zu verbessern. Eine Verschiebung der ionischen und hydrophoben Casein-Casein-Wechselwirkungen wurde genutzt, um die Reinheit der Molkenproteinfraktion zu erhöhen, ohne den Massenfluss zu verringern. Der Einfluss der Membraneigenschaften sowie der Wandschubspannung und des Transmembrandrucks wurden ermittelt, um die Deckschichtbildung zu kontrollieren und somit die Molkenproteinpermeation zu erhöhen.

Mikroorganismen basierende Prozesse werden zur Gewinnung von Wertstoffen, wie Vitamine und Lipide, genutzt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von abiotischen Stressfaktoren auf die Produktion von Folat durch Mikroalgen. Außerdem wurde der Einfluss verschiedener Kohlenstoffsubstrate auf den Metabolismus der oleogenen Hefe Cutaneotrichosporon oleaginosus untersucht., Microorganism-based processes are used to obtain valuable substances such as vitamins and lipids. The present work deals with the influence of abiotic stress factors on the production of folate by microalgae. In addition, the influence of different carbon substrates on the metabolism of the oleogenic yeast Cutaneotrichosporon oleaginosus was investigated.

Pyrrolizidine alkaloids (PA) and PA N-oxides (PANO) are toxic secondary plant metabolites contaminating food and feed. Analysis of honeys by different analytical approaches highlighted uncertainties of results. Additionally, the work demonstrated a decrease of PANO in fresh honey presumably due to enzymes. A new LC-MS/MS method for sensitive determination of 44 PA/PANO in important tea matrices was developed. Application of the method on a large set of spices and herbs combined with a risk assessment revealed exposure being of concern, in particular in case of children., Pyrrolizidinalkaloide (PA) und PA-N-Oxide (PANO) sind toxische Kontaminanten pflanzlichen Ursprungs. Honiganalysen mittels verschiedener Methodiken zeigten gewisse Ergebnisunsicherheiten, zudem wurde die vermutlich enzymatisch bedingte PANO Abnahme in frischem Honig belegt. Eine neue LC-MS/MS Methode zum sensitiven Nachweis von 44 PA/PANO in bedeutenden Teematrices wurde entwickelt und zusätzlich auf eine große Anzahl von Gewürzen und Kräutern angewandt. Die Risikobewertung offenbarte Matrices von Belang für die Lebensmittelsicherheit, insbesondere für Kinder.

Fungi of the genus Alternaria are widely occurring plant pathogens infecting a multitude of crops, fruits, and vegetables. In the present thesis, a sensitive LC-MS/MS method for the accurate quantification of the Alternaria mycotoxins alternariol, alternariol monomethyl ether, tentoxin, altertoxin I, alterperylenol, and tenuazonic acid in various foods was developed. Besides, non-targeted metabolomics investigations were conducted by Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS) to obtain deeper insights into the mycobolome of Alternaria fungi., Schimmelpilze der Gattung Alternaria sind weit verbreitete Pflanzenpathogene, die eine Vielzahl an Getreide-, Obst- und Gemüsesorten befallen. Die vorliegende Arbeit umfasst die Entwicklung einer sensitiven LC-MS/MS-Methode zur exakten Quantifizierung der Alternaria-Mykotoxine Alternariol, Alternariol-Monomethylether, Tentoxin, Altertoxin I, Alterperylenol und Tenuazonsäure in verschiedenen Lebensmitteln. Um tiefergehende Einblicke in das Metabolom von Alternaria-Pilzen zu erhalten, wurden non-targeted Studien mittels Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) durchgeführt.

Die der Gruppe der wasserlöslichen B-Vitamine zugehörigen Folate übernehmen wichtige Aufgaben im menschlichen Stoffwechsel. Mittels LC-MS/MS basierend auf Stabilisotopenverdünnungsanalyse (SIVA) wurde der Gesamtfolatgehalt verschiedener folatreicher Lebensmittel bestimmt. Die Untersuchung von Erdbeeren und Plasmafolat aus einer Humanstudie zeigte, dass Erdbeeren eine gute natürlich Folatquelle sind. Daneben beinhaltet diese Arbeit die Entwicklung und Validierung einer Methode zur Bestimmung des 5-Methyltetrahydrofolat-Polyglutamatprofils zur besseren Charakterisierung der Folate aus Hefe., Folates belong to the group of water soluble B-vitamins and play an important role in human metabolism. The total folate content of various foods rich in folate were determined using LC-MS/MS and the application of a stable isotope dilution assay (SIDA). A human pilot study with strawberries and the analysis of plasma folate showed that strawberries are a good natural source of folates. Besides, this work includes the development and validation of a method for the determination of the 5-methyltetrahydrofolate-polyglutamate profile from yeast.

Die Analytik der den B-Vitaminen zugehörigen Folate beschränkt sich bislang vorwiegend auf die Quantifizierung der Monoglutamate nach enzymatischer Dekonjugation der Polyglutamate. Letztere aber stellen die im Organismus vorherrschende Folatform dar. Das Feld der Metabolomics zielt darauf ab, die Gesamtheit der Metaboliten eines Organismus zu identifizieren. Daher stellt diese Methode eine optimale Möglichkeit zur nähergehenden Charakterisierung der Folatpolyglutamate dar. Im Zuge dieser Arbeit wurden daher Methoden entwickelt, um Folatpolyglutamate mittels FT-ICR-MS sowie Q-ToF-MS zu analysieren und auf die Untersuchung von kultivierten Brauhefen angewendet., Folates belong to the B-vitamins and are mostly analyzed with regards to the quantification of the monoglutamates after enzymatic deconjugation of polyglutamates. The latter, however, represent the main occurring from of folates within the organism. The field of metabolomics aims at identifying each of the metabolites within an organism. Thus, it represents the ideal technique for a detailed characterization of folate polyglutamates. Several methods were developed for the analysis of folate polyglutamates applying FT-ICR-MS and Q-ToF-MS. Those methods were applied to the analysis of cultured brewer’s yeast.

Overweight and obesity have an excessive fat accumulation in common, which presents a high risk to health. To shed more light on the adipogenic cell differentiation process, human SGBS cells were differentiated up to 20 days during this PhD work. Samples were collected for lipidomic, metabolomic, and transcriptomic analyses. Adipogenesis was characterized by upregulated degradation pathways for amino acids and redundant very long-chain fatty acids. During differentiation, unsaturated long-chain fatty acids were synthesized, which were mostly coupled to TAG species., Übergewicht und Adipositas habe eine übermäßige Fettansammlung gemeinsam, die ein hohes Gesundheitsrisiko darstellt. Humane SGBS Zellen wurden für bis zu 20 Tage im Rahmen dieser Doktorarbeit differenziert, um den adipogenen Zelldifferenzierungsprozess näher zu beleuchten. Proben wurden für lipidomische, metabolomische und transkriptomische Analysen gesammelt. Adipogenese war durch hochregulierte Abbaumechanismen für Aminosäuren und nicht benötigte sehr lange Fettsäuren gekennzeichnet. Während der Differenzierung wurden ungesättigte langkettige Fettsäuren synthetisiert, die hauptsächlich an TAG-Spezies gekoppelt waren.

Das Bet v 1-homologe Protein Mal d 1 aus Äpfeln stellt einen der Hauptauslöser für eine Birkenpollenassoziierte Nahrungsmittelallergie dar. Auf der Suche nach gut verträglichen Apfelgenotypen wurde Mal d 1 mittels indirekt kompetitiven ELISA in Äpfeln mehrerer Kreuzungspopulationen quantifiziert und einige Genotypen in Humanstudien auf ihre Verträglichkeit untersucht. Zudem konnte sowohl ein möglicher Einfluss der Isoformzusammensetzung wie auch der Polyphenolgehalte auf die Verträglichkeit identifiziert werden., The Bet v 1-homologous protein Mal d 1 from apples is one of the main causes of birch pollen-associated food allergy. For the indetification of well-tolerated apple genotypes, Mal d 1 was quantified in apples of several cross-breeding populations by indirect competitive ELISA. The tolerability of some genotypes was examined in human studies. In addition, a possible influence of both the isoform composition and the polyphenol content on the tolerability was identified.

Overweight and obesity have an excessive fat accumulation in common, which presents a high risk to health. To shed more light on the adipogenic cell differentiation process, human SGBS cells were differentiated up to 20 days during this PhD work. Samples were collected for lipidomic, metabolomic, and transcriptomic analyses. Adipogenesis was characterized by upregulated degradation pathways for amino acids and redundant very long-chain fatty acids. During differentiation, unsaturated long-chain fatty acids were synthesized, which were mostly coupled to TAG species., Übergewicht und Adipositas habe eine übermäßige Fettansammlung gemeinsam, die ein hohes Gesundheitsrisiko darstellt. Humane SGBS Zellen wurden für bis zu 20 Tage im Rahmen dieser Doktorarbeit differenziert, um den adipogenen Zelldifferenzierungsprozess näher zu beleuchten. Proben wurden für lipidomische, metabolomische und transkriptomische Analysen gesammelt. Adipogenese war durch hochregulierte Abbaumechanismen für Aminosäuren und nicht benötigte sehr lange Fettsäuren gekennzeichnet. Während der Differenzierung wurden ungesättigte langkettige Fettsäuren synthetisiert, die hauptsächlich an TAG-Spezies gekoppelt waren.

Inhalt der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung, Validierung und wissenschaftliche Anwendung von modernen, miniaturisierten Methoden zur klinischen, tierstudienbasierten und mikrobiellen Analytik von Folaten und anderen C1-Metaboliten in Blut- und Gewebeproben sowie Bakterienzellen und Kulturmedien mit Hilfe von Stabilisotopenverdünnungsanalysen (SIVAs), gefolgt von einer selektiven und sensitiven Quantifizierung mittels Flüssigchromatographie-Tandemmassenspektrometrie (LC-MS/MS)., This work presents the development, validation and scientific application of modern and miniaturised methods for clinical, animal study-based, and microbial analysis of folates and other one-carbon metabolites in blood samples, tissue samples, bacteria cells, and culture media by means of stable isotope dilution assays (SIDAs) coupled with selective and sensitive tandem mass spectrometry (LC-MS/MS).

Das Monoterpen Thujon ist ein Naturstoff, der in einer Vielzahl von Kräuter und Gewürzpflanzen enthalten ist. In dieser Arbeit wird die isotopenmarkierte und unmarkierte Totalsynthese von a-Thujon und seiner drei postulierten, hydroxylierten Hauptmetaboliten gezeigt. Mit den synthetisierten Standards wurde eine Stabilisotopenverdünnungsanalyse für die Urinanalytik entwickelt und in einer ersten Humanstudie der Metabolismus von a-Thujon untersucht. Nach Konsum von Salbeitee konnten in 7 Probanden als Hauptmetabolite 4- und 7-Hydroxythujon neben Spuren von Thujon im Urin nachgewiesen werden., The monoterpene thujone is a nature product, which is produced in a great variety of herbal plants. A total synthesis of a-thujone and the three postulated metabolites is shown in isotopically labelled and unlabelled fashion. A stable isotope dilution assay for urine analytics was developed with the use of the synthesized standards. The results of a primary human study of the metabolism of a-thujone are presented. After the consumption of a sage infusion by seven test persons 4- and 7-hydroxthujone and traces of thujone were detected.

Erdbeeren enthalten viele wertgebende Inhaltsstoffe, darunter Polyphenole als Sekundärmetabolite, aber auch Allergie-auslösende Fra a 1-Proteine. In einer Kreuzungspopulation wurden verschiedene Polyphenole mittels LC-MSn und der Fra a 1-Gehalt via indirekt kompetitivem ELISA analysiert. Durch bioinformatische Auswertungen wurde der Einfluss von Genotyp (G) und Umwelt (E) auf die Konzentrationen der einzelnen Metabolite beurteilt. Die Ergebnisse dieser Arbeit geben Hinweise auf das Zusammenspiel von G und E und unterstreichen die Bedeutung von Feldversuchen für die Züchtung neuer Erdbeersorten., Strawberries are rich in many valuable ingredients, including polyphenols as secondary metabolites, but also allergenic Fra a 1-proteins. Using a crossbreeding population, different polyphenols were evaluated by LC-MSn and Fra a 1-concentrations were determined via indirect competitive ELISA. By bioinformatic analysis, the influence of genotype (G) and environment (E) on individual metabolites was determined. The results of this work provide guidance to the interaction of G and E and underline the importance of field trials for the breeding of new strawberry varieties.

This cumulative thesis includes two first-authored publications on the utilization of microalgae biomass as a source for industrialized fuel, food and cosmetic Additive products. Current technical antioxidants and vitamins production largely rely on total chemical synthesis. In this thesis, alternative microalgae based production routes are developed, which provide a potential renewable source for said products. The presentation includes a novel class of technical antioxidants and microalgae biomass that harbours the highest folate concentrations detected to date., Diese kumulative These umfasst zwei Erstautor Veröffentlichungen über die Nutzung von Mikroalgen-Biomasse als Quelle funktioneller Treibstoff-, Lebensmittel- und Kosmetikadditive. Die derzeitige Produktion von technischen Antioxidantien und Vitaminen beruht weitgehend auf der chemischen Vollsynthese, daher wurden alternative, Mikroalgen basierte Produktionswege entwickelt. Dies beinhaltet auch eine neuartige Klasse von technischen Antioxidantien und die bisher höchste Folatkonzentration in Mikroalgenbiomasse.

Die der Gruppe der wasserlöslichen B-Vitamine zugehörigen Folate übernehmen wichtige Aufgaben im menschlichen Stoffwechsel. Mittels LC-MS/MS basierend auf Stabilisotopenverdünnungsanalyse (SIVA) wurde der Gesamtfolatgehalt verschiedener folatreicher Lebensmittel bestimmt. Die Untersuchung von Erdbeeren und Plasmafolat aus einer Humanstudie zeigte, dass Erdbeeren eine gute natürlich Folatquelle sind. Daneben beinhaltet diese Arbeit die Entwicklung und Validierung einer Methode zur Bestimmung des 5-Methyltetrahydrofolat-Polyglutamatprofils zur besseren Charakterisierung der Folate aus Hefe., Folates belong to the group of water soluble B-vitamins and play an important role in human metabolism. The total folate content of various foods rich in folate were determined using LC-MS/MS and the application of a stable isotope dilution assay (SIDA). A human pilot study with strawberries and the analysis of plasma folate showed that strawberries are a good natural source of folates. Besides, this work includes the development and validation of a method for the determination of the 5-methyltetrahydrofolate-polyglutamate profile from yeast.

Cereal byproducts such as distiller’s grains (DG) are an untapped source of nutrients with huge potential for the food industry. This thesis presents the in-depth analysis of impact factors accompanying the addition of DG to cereal based food products. The characteristic odor profile of DG, key aroma compounds, effects of DG addition on textural as well as on sensory properties and the aroma composition of the food system bread were successfully enlightened. In future, present findings should enable an improved utilization of DG in food products., Getreidebasierte Reststoffe wie Weizenschlempe (WS) stellen eine bisher unentdeckte Nährstoffquelle mit großem Potential für die Lebensmittelindustrie dar. Die vorliegende Studie analysiert die Einflussfaktoren einer Verwendung von WS in getreidebasierten Lebensmitteln. Das charakteristische Aromaprofil von WS, Effekte eines Zusatzes von WS auf die Aromastoffzusammensetzung, sensorische Eigenschaften und die Textur von Weizenbrot konnten erfolgreich aufgeklärt werden. Künftig kann mit dem vorliegen Wissen eine verbesserte Nutzung von WS in Lebensmitteln ermöglicht werden.

This cumulative thesis includes two first-authored publications on the utilization of microalgae biomass as a source for industrialized fuel, food and cosmetic Additive products. Current technical antioxidants and vitamins production largely rely on total chemical synthesis. In this thesis, alternative microalgae based production routes are developed, which provide a potential renewable source for said products. The presentation includes a novel class of technical antioxidants and microalgae biomass that harbours the highest folate concentrations detected to date., Diese kumulative These umfasst zwei Erstautor Veröffentlichungen über die Nutzung von Mikroalgen-Biomasse als Quelle funktioneller Treibstoff-, Lebensmittel- und Kosmetikadditive. Die derzeitige Produktion von technischen Antioxidantien und Vitaminen beruht weitgehend auf der chemischen Vollsynthese, daher wurden alternative, Mikroalgen basierte Produktionswege entwickelt. Dies beinhaltet auch eine neuartige Klasse von technischen Antioxidantien und die bisher höchste Folatkonzentration in Mikroalgenbiomasse.

Cereal byproducts such as distiller’s grains (DG) are an untapped source of nutrients with huge potential for the food industry. This thesis presents the in-depth analysis of impact factors accompanying the addition of DG to cereal based food products. The characteristic odor profile of DG, key aroma compounds, effects of DG addition on textural as well as on sensory properties and the aroma composition of the food system bread were successfully enlightened. In future, present findings should enable an improved utilization of DG in food products., Getreidebasierte Reststoffe wie Weizenschlempe (WS) stellen eine bisher unentdeckte Nährstoffquelle mit großem Potential für die Lebensmittelindustrie dar. Die vorliegende Studie analysiert die Einflussfaktoren einer Verwendung von WS in getreidebasierten Lebensmitteln. Das charakteristische Aromaprofil von WS, Effekte eines Zusatzes von WS auf die Aromastoffzusammensetzung, sensorische Eigenschaften und die Textur von Weizenbrot konnten erfolgreich aufgeklärt werden. Künftig kann mit dem vorliegen Wissen eine verbesserte Nutzung von WS in Lebensmitteln ermöglicht werden.

Die Quantifizierung des Folatgehaltes über LC-MS/MS wurde mit der weit verbreiteten Methode des mikrobiologischen Assays verglichen und Ursachen für abweichende Ergebnisse ermittelt. Unter Berücksichtigung der sich daraus ergebenden Schlussfolgerungen konnten vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Weiterhin wurden mögliche Einflussfaktoren auf die Bioverfügbarkeit von Folaten aus Lebensmitteln mit Hilfe einer Verdauungssimulation untersucht. Hierbei wurden insbesondere die Stabilität der einzelnen Folate und die Dekonjugation identifiziert., The quantification of the folate content via LC-MS / MS was compared with the widely used method of the microbiological assay and reasons for different results were elucidated. Considering the resulting conclusions comparable results could be achieved. Furthermore, possible factors influencing the bioavailability of folates from food were examined with a digestion simulation. As these factors, both the stability of the individual folates as well as the deconjugation were identified.

Für Polyethylenglykole unterschiedlicher Molekulargewichte wurde eine Analysenmethode etabliert. Die Abtrennung der Matrixbestandteile erfolgte mit einer neuen Festphasenextraktion an C18-Kartuschen. Die Trennung und Detektion der Homologen gelang mit einer ebenfalls neuen LC-MS-Methode. Für die Quantifizierung von ausgewählten Homologen mittels Stabilisotopenverdünnungsanalyse wurden [13C42H4]- und [13C82H8]-markierte Standards synthetisiert. Die Methode wurde validiert und für Urinproben aus Tier- und Humanstudien zur Beurteilung der Darmpermeabilität angewandt., A new quantitation method was developed for polyethylene glycol (PEG) homologues with various molecular weights. Separation of matrix compounds and analytes was achieved by solid phase extraction on C18-cartridges. PEG oligomers were resolved by RP-HPLC coupled to mass spectrometry in multiple ion scan modus. [13C42H4]- and [13C82H8]-PEG homologues were synthesized and served as labelled internal standards for a stable isotope dilution assay. Urine samples from human and animal studies were analyzed with the validated method to characterize the permeability of the intestinal tract.

The deterioration pace of vitamin C is principally influenced by the filling volume of recipients. A negligible effect was found for the food matrix meaning that products based on apples and carrots can interchangeably be used for fortifications. In food products, the oxygen availability decreases down to anaerobic conditions during heat treatments at 80°C, also near the surface, while oxygen in model solutions stays abundant. For complete stabilization of 5-methyltetrahydrofolate, the amount of ascorbic acid is crucial in contrast to the food matrix that is used for supplementation. The protective effect of ascorbic acid is however time-limited even if it remains in excess. The duration of complete stability can be prolonged by increasing the initial ascorbic acid concentration. Heat treatments under real conditions that is when food products are warmed-up by a microwave, an Actifry ® device or held warm by a water bath, lead to minor to negligible vitamin losses., Die Zerfallsgeschwindigkeit von Vitamin C wird hauptsächlich vom Füllvolumen der Behälter beeinflusst. Eine zu vernachlässigende Wirkung der Lebensmittelmatrix wurde festgestellt, weshalb Äpfel und Karotten gleichermaßen für Anreicherungen verwendet werden können. In Lebensmitteln nimmt die Sauerstoffverfügbarkeit während Erwärmungen bei 80°C bis zu anaerobischen Bedingungen ab, auch an der Oberfläche, während Sauerstoff in Modellösungen im Überfluss vorhanden bleibt. Für die komplette Stabilisierung von 5-Methyltetrahydrofolat ist die Menge an Ascorbinsäure entscheidend im Unterschied zur Lebensmittelmatrix, welche für Supplementierungen verwendet wird. Die schützende Wirkung von Ascorbinsäure ist jedoch zeitlich begrenzt, auch wenn diese im Überschuss vorhanden bleibt. Die Dauer vollständiger Stabilität kann verlängert werden indem die Konzentration an Ascorbinsäure erhöht wird. Wärmebehandlungen unter realen Bedingungen, d.h. wenn Lebensmittel durch eine Mikrowelle, ein Actifry ®-Gerät oder durch ein Wasserbad warmgehalten werden, führt zu kleinen bis zu vernachlässigenden Vitaminverlusten.

Die zwischen reduzierenden Kohlenhydraten und Aminosäuren, Peptiden und Proteinen ablaufende Maillard-Reaktion zählt zu den wichtigsten nicht-enzymatischen Stoffumwandlungsreaktionen bei der Lebensmittelverarbeitung und trägt maßgeblich zur Bildung von Aromastoffen, Geschmacksstoffen und Bräunungsprodukten bei. Die Beobachtung, dass die Maillard-Reaktion auch bei pathophysiologischen Prozessen in vivo eine Schlüsselrolle spielt, hat in den letzten Jahren ein zunehmendes Interesse an den nicht-enzymatisch gebildeten Modifikationen von Protein-Seitenketten geweckt. Allerdings sind die z.B. an Lysin-Seitenketten ablaufenden Reaktionen bislang nur rudimentär auf molekularer Ebene verstanden. Um die Maillard-Modifikationen der ε-Aminoseitenkette von proteingebundenem Lysin zu studieren, wurden Glucose und Nα-Acetyl-Lysin in wässrigen Modellsystemen inkubiert und durch Anwendung verschiedener chromatographischer Trenntechniken zunächst 14 Verbindungen isoliert. Zur Strukturaufklärung dieser Verbindungen kam neben der NMR-Spektroskopie die Massenspektrometrie zum Einsatz. Um die Strukturvorschläge abzusichern und erste Einblicke in die zugrunde liegenden Bildungsmechanismen zu erlangen, kamen zwei Stabilisotopenmarkierungstechniken zum Einsatz: CAMOLA (Carbon Module Labeling)- und CBL (Carbon Bond Labeling)-Technik. Für den CAMOLA-Ansatz wurde das Edukt Glucose zu 50% unmarkiert und zu 50% ubiquitär 13C6-markiert eingesetzt. Nach erfolgter Aufreinigung und Isolierung wurden die Verbindungen massenspektrometrisch mittels der UPLC-ToF/MS analysiert. Durch den Einsatz von 50% ubiquitär 13C6-markierter Glucose wiesen die Verbindungen, welche aus der Glucose bzw. aus Fragmenten der Glucose aufgebaut waren, verschiedene Isotopenmuster bzw. –pattern auf, die massenspektrometrisch detektiert wurden. Der CBL-Ansatz beinhaltete im Gegensatz dazu nur 5% ubiquitär 13C6-markierte Glucose. Nach erfolgter Aufrei, The reaction between reducing sugars and amino acids, peptides and proteins – which is known as Maillard Reaction – has to be deemed as one of the most important non-enzymatic reactions concerning food processing and significantly gives rise to the formation of aroma, taste and colored compounds. Knowing that the Maillard Reaction does also play a crucial role as far as pathophysiological processes in vivo are concerned, has led to increased attentions of non-enzymatic modifications of protein side chains within the last years. Yet, on molecular base modifications affecting Lysine side chains are only partially understood. To study modifications of the Maillard Reaction of the ε-amino side chain of protein bound Lysine, Glucose and Nα-Acetyl-Lysine have been incubated in aqueous model systems and have been purified chromatographically whereby 14 compounds could be identified. For structure determination either NMR spectroscopy as well as Mass spectrometry has been used. In order to support structure determination and to clarify the reaction mechanisms, two stable isotope labeling experiments have been implemented: CAMOLA (Carbon Module Labeling)- and CBL (Carbon Bond Labeling)-Technique. Regarding the CAMOLA-approach 50% of unlabeled Glucose and 50% of ubiquitary 13C6-labeled Glucose has been used. After chromatographic purification and isolation, distinct compounds have been analysed by means of UPLC-ToF/MS. Due to the usage of 50% ubiquitary 13C6-labeled Glucose compounds being derived from Glucose or bearing fragments of the latter revealed different isotopic patterns that could be detected by Mass spectrometry. In contrast the CBL-approach only contained 5% of ubiquitary 13C6-labeled Glucose. After chromatographic purification and isolation, distinct compounds have been analysed by means of NMR-spectroscopy. Since 5% ubiquitary 13C6-labeled Glucose was used, 13C-sp

Progenies from crosses of low phytic acid (lpa) soybean (Glycine max (L.) Merr.) mutants with commercial wild-type cultivars were subjected to analysis of inositol phosphate isomers and to GC-based metabolite profiling. The mutation-induced inositol phosphate and metabolite signatures were nearly unaffected by cross-breeding and consistently expressed over generations and growing seasons. The data show that cross-breeding can be used to generate lpa soybean seeds with improved nutritional traits., In Nachkommen aus Kreuzungen von Sojamutanten (Glycine max (L.) Merr.) mit erniedrigten Phytinsäuregehalten (lpa) und kommerziellen Wildtypen wurden Gehalte an Inositolphosphat-Isomeren und GC-basierte Metabolitenprofile ermittelt. Die mutationsspezifischen Inositolphosphat- und Metaboliten-Profile blieben trotz der Kreuzungen über Generationen und Anbauperioden fast unverändert. Die Daten zeigen, dass Kreuzungszüchtung geeignet ist, ernährungsphysiologisch verbesserte lpa Sojamutanten zu erhalten.

Mit Hilfe molekularsensorischer Methoden in Kombination mit analytischer Trennverfahren und LC-MS/MS- sowie NMR-Studien gelang es über 20 bitterschmeckende Fehlgeschmacksstoffe von Mohnsamen (Papaver Somniferum L.) zu identifizieren und humansensorisch zu charakterisieren. Der Beitrag der identifizierten freien Fettsäuren, Monoglyceride und Oxylipine zu dem Gesamtbittergeschmack von Mohn konnte durch LC-MS/MS Quantifizierungsexperimente erstmals beurteilt werden., The application of chemosensory methods combined with analytic fractionation techniques and LC-MS/MS- as well as NMR-studies led to the identification and sensory characterization of over 20 bitter tasting off-flavor compounds in poppy seeds (Papaver Somniferum L.). Quantitative analysis of the identified free fatty acids, monglycerides and oxylipins by means of LC-MS/MS revealed in a comprehensive evaluation of the entire bitter taste of poppy seeds.

Erdbeeren, Tomaten und Pflaumen können Auslöser von Birkenpollen-verwandten Lebensmittelallergien sein. Die Bet v 1-homologen Proteine Fra a 1, Sola l 4 und Pru d 1 wurden mittels indirektem kompetitivem ELISA in verschiedenen Sorten detektiert und quantifiziert. Weiterhin wurde der Einfluss von ökologischem und konventionellem Anbau sowie der Verarbeitungsmethode auf den Allergengehalt untersucht. Die Ergebnisse können künftig als Ansatz für die Züchtung allergenarmer Obst- und Gemüsesorten dienen., Strawberries, tomatoes and plums can trigger birch pollen-related food allergy. The Bet v 1-homologous proteins Fra a 1, Sola l 4 and Pru d 1 were detected and quantified by indirect competitive ELISA in different cultivars. Furthermore, the influence of organic and conventional cultivation as well as the processing method on the allergen content was investigated. In the future, these results will serve as an approach to the breeding of low allergen fruit and vegetables

Durch Kombination von zellbasierten Rezeptorassays sowie von humansensorischen und instrumentell-analytischen Techniken wurde das nicht-flüchtige Sensometabolom von Süßholz (Glycyrrhiza glabra L.) untersucht. Mittels LC-MS- und NMR-Studien sowie synthetischen Experimenten wurden in Süßholz 28 triterpenoide Saponine identifiziert. Des Weiteren wurden diese Saponine in humansensorischen sowie Geschmacksrezeptortests funktional charakterisiert. Anhand einer LC-MS/MS-Quantifizierungsmethode wurde abschließend der Geschmacksbeitrag der isolierten Saponine in Süßholz bestimmt., Cell based receptor assays combined with human sensory tools and instrumental analytical techniques enabled the characterization of the non-volatile sensometabolome of licorice (Glycyrrhiza glabra L.). The application of liquid chromatography/mass spectrometry and NMR experiments led to the identification of 28 triterpenoid saponins. Moreover, these saponins were characterized by human sensory tests as well as cell-based functional taste receptor expression assays. With a LC-MS/MS-based quantification method the taste contribution of each isolated licorice saponin was measured.

Progenies from crosses of low phytic acid (lpa) soybean (Glycine max (L.) Merr.) mutants with commercial wild-type cultivars were subjected to analysis of inositol phosphate isomers and to GC-based metabolite profiling. The mutation-induced inositol phosphate and metabolite signatures were nearly unaffected by cross-breeding and consistently expressed over generations and growing seasons. The data show that cross-breeding can be used to generate lpa soybean seeds with improved nutritional traits., In Nachkommen aus Kreuzungen von Sojamutanten (Glycine max (L.) Merr.) mit erniedrigten Phytinsäuregehalten (lpa) und kommerziellen Wildtypen wurden Gehalte an Inositolphosphat-Isomeren und GC-basierte Metabolitenprofile ermittelt. Die mutationsspezifischen Inositolphosphat- und Metaboliten-Profile blieben trotz der Kreuzungen über Generationen und Anbauperioden fast unverändert. Die Daten zeigen, dass Kreuzungszüchtung geeignet ist, ernährungsphysiologisch verbesserte lpa Sojamutanten zu erhalten.

Fettsäuren der Lipidklassen in Humanplasma werden diagnostisch genutzt um Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen zu bestimmen. Phytosterole und ihre Fettsäureester werden aufgrund ihrer cholesterolsenkenden und antiatherogenen Eigenschaften seit Jahren erforscht und therapeutisch eingesetzt. In dieser Arbeit wurden diesbezüglich zwei analytische Methoden entwickelt und validiert. Zum einen eine Methode zur Bestimmung der Fettsäurezusammensetzung in Lipidklassen des Humanplasmas und zum anderen für die Analytik freier Phytosterole und Phytosterolester in Lebensmitteln., Fatty acids of lipid classes in human plasma are used diagnostically to determine risk factors for cardiovascular diseases. Phytosterols and their fatty acid esters are an object of research due to their anti-atherogenic and cholesterol lowering properties and used in their therapy. In this work, two analytical methods were developed and validated in this regard. Firstly, a method for determining the fatty acid composition of lipid classes in human plasma and, secondly, for the analysis of free phytosterols and phytosterol fatty acid esters in food.

Unprecedented stable isotope dilution assays for altertoxins and tentoxin along with exposure data of consumers are presented to enable a first risk assessment of these Alternaria toxins in foods. The biosynthetic study indicated the impact of nitrogen source on toxin patterns. Altertoxin biosynthesis is assumed to be directly related to oxidative stress., Erste Stabilisotopenverdünnungsanalysen für die Bestimmung von Altertoxinen und Tentoxin sowie erste Expositionsdaten wurden vorgestellt, um eine erste Risikobewertung solcher Alternaria-Mykotoxine zu ermöglichen. Die biosynthetischen Studien weisen darauf hin, dass die Stickstoffquelle das gesamte Toxinspektrum stark beeinflusst. Bei der Altertoxinbiosynthese wird angenommen, dass sie direkt mit oxidativem Stress verbunden ist.

Das Monoterpen Thujon ist ein Naturstoff, der in einer Vielzahl von Kräuter und Gewürzpflanzen enthalten ist. In dieser Arbeit wird die isotopenmarkierte und unmarkierte Totalsynthese von a-Thujon und seiner drei postulierten, hydroxylierten Hauptmetaboliten gezeigt. Mit den synthetisierten Standards wurde eine Stabilisotopenverdünnungsanalyse für die Urinanalytik entwickelt und in einer ersten Humanstudie der Metabolismus von a-Thujon untersucht. Nach Konsum von Salbeitee konnten in 7 Probanden als Hauptmetabolite 4- und 7-Hydroxythujon neben Spuren von Thujon im Urin nachgewiesen werden., The monoterpene thujone is a nature product, which is produced in a great variety of herbal plants. A total synthesis of a-thujone and the three postulated metabolites is shown in isotopically labelled and unlabelled fashion. A stable isotope dilution assay for urine analytics was developed with the use of the synthesized standards. The results of a primary human study of the metabolism of a-thujone are presented. After the consumption of a sage infusion by seven test persons 4- and 7-hydroxthujone and traces of thujone were detected.

The present work is concentrated on deciphering human physiological responses to whole grain diet by means of non-targeted metabolomics profiling of stool and plasma samples using direct infusion Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. The obtained results indicate that the whole grain diet influences host stool and plasma metabolome, whereas links to inflammatory responses and gut microbiota can be built, which provides a rich source for further research and development., Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Wirkung einer Vollkorndiät auf den menschlichen und mikrobiellen Stoffwechsel. Hierzu wurde die «non-targeted» Metabolomik mit der Hilfe von der hochauflösenden Fouriertransformation-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie angewandt. Die erhaltenen Resultate weisen darauf hin, dass Vollkorndiät das Stuhl- und Plasmametabolom des Wirtes sowie deren Interaktionen mit klinischen Markern und intestinaler Mikroflora beeinflusst.

We describe the detection of dihydroxymagnesium carboxylates (CHOMg) in astrochemical context. CHOMg was detected in meteorites via ultrahigh-resolving chemical analytics and represents a novel, previously unreported chemical class. Thus, chemical stability was probed via quantum chemical computations, in combination with experimental fragmentation techniques. Results propose the putative formation of green-chemical OH-Grignard-type molecules and triggered fundamental questions within chemical evolution., Wir beschreiben die Entdeckung von Dihydroxymagnesiumcarboxylaten (CHOMg) im astrochemischen Kontext. CHOMg wurde in Meteoriten mittels ultrahochauflösender chemischer Analytik detektiert und stellt eine neue, chemische Subtanzklasse dar. Deshalb wurde die chemische Stabilität mittels quantenchemischen und experimentellen Fragmentierungstechniken, beprobt. Ergebnisse schlagen die mögliche Bildung von Grüne-Chemie-OH-Grignard-ähnlichen Molekülen and lösten grundlegende Fragen der chemischen Evolution aus.

Antioxidant activity of aged garlic extract (AGE) was found to be greatly elevated through a further heat processing. The present study aimed to locate key antioxidants in thermally processed AGE (pAGE). By means of activity-guided fractionation with antioxidant assay, model reactions and identification using LC-MS/MS, 52 antioxidants were identified in pAGE. Additionally, some of them exhibited biological activities regarding taste, lymphocyte-modulation and cellular antioxidant activities., Die antioxidative Wirkung von gelagertem Knoblauchextrakt (AGE) kann durch eine thermische Behandlung (pAGE) stark erhöht werden. Die vorliegende Studie hat zum Ziel, die wichtigsten antioxidativen Substanzen in pAGE zu erfassen. Mittels aktivitätsorientierter Fraktionierung, Modellreaktionen und einem targeted LC-MS/MS screening konnten 52 antioxidative Verbindungen identifiziert und quantifiziert werden, die unter anderem geschmacksaktive, auf zellulärer Ebene antioxidative Aktivität und Lymphozyten modulierende Eigenschaft aufweisen.

The formation of phytosterol oxidation products was investigated in a non-enriched and in a phytosteryl/-stanyl fatty acid ester-enriched liquid margarine upon various cooking and baking processes via on-line LC-GC. In the second part of the thesis, a GC/MS-based method was developed for the identification and quantitation of novel acyl chain oxidation products formed upon thermal treatment of phytosteryl/-stanyl fatty acid ester mixtures., Die Bildung von Phytosterol-Oxidationsprodukten in einer nicht angereicherten und einer mit Phytosteryl-/Phytostanylfettsäureestern angereicherten Pflanzenölcreme wurde mittels on-line LC-GC nach verschiedenen Koch- und Backprozessen untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine auf GC/MS basierende Methode entwickelt, um neue Phytosteryl /Phytostanylfettsäureester mit oxidiertem Fettsäurerest in thermisch behandelten Phytosteryl-/Phytostanylfettsäureester-Mischungen zu identifizieren und zu quantifizieren.

Mit dem Ziel, Kochsalz in Käse zu reduzieren, erfolgte eine Optimierung der enzymatischen Bildung bekannter salzgeschmacksverstärkender (SGV) L-Arginyldipeptide (RDP) aus Milchproteinen und Lysozym. Durch Einsatz kommerzieller und neuer Peptidasen konnten zwei SGV-aktive Lysozymhydrolysate gewonnen werden, die eine Kochsalzreduktion von bis zu 30 % in Käse erlaubten. In einem der Hydrolysate wurde ein Pentapeptid als hochpotent SGV-aktiv identifiziert., With the aim of reducing salt in cheese, the enzymatic production of salt taste enhancing (STE) L-arginyl dipeptides (RDP) from milk proteins and lysozyme was optimized. By using commercial and new peptidases two STE-active lysozyme hydrolysates were generated which enabled a salt reduction up to an amount of 30 % in cheese. In one of these hydrolysates a pentapeptide was identified as most contributing to the STE-effect of the hydrolysate.

The human gastrointestinal tract and its microbiome is a complex ecosystem. It is involved in several functions in the human body. Nutrition affects the intestinal microbial community, whereas the metabolism is strongly affected as well. To understand how diet affects the gut microbiome, the comprehensive global metabolome is studied. The aim of this thesis was to evaluate the impact of pre- and probiotics on the fecal metabolome by comprehensive analytical techniques, including ultra-high performance liquid chromatography and ultra-high resolution mass spectrometry., Der menschliche Magen-Darm-Trakt und sein Mikrobiom sind ein komplexes Ökosystem. Um die Dynamik zwischen Gesundheit und Krankheit zu verstehen ist es von zentraler Bedeutung. Der Stoffwechsel und die Ernährung sind stark an die mikrobielle Darmgemeinschaft gekoppelt. Um zu verstehen, wie die Ernährung das Darmmikrobiom beeinflusst, wird das Metabolom untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, durch analytische Techniken, einschließlich UPLC und hochauflösender Massenspektrometrie, die Einflüsse von Prä- und Probiotika anhand von Metaboliten in Stuhlproben zu bewerten.