Heterocyklische aromatische Amine in Modellsystemen und in Lebensmitteln

Die Bildung und der Reaktionsmechanismus des heterozyklischen aromatischen Amins, PhIP (2-amino-l-methyl- 6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine), soll zuerst in konventionellen Modellsystemen (Diäthylenglycol, Phenylalanin und Kreatinin) mit nicht markierten Verbindungen untersucht werden. Im Anschluß daran sollen die Experimente mit markierten Verbindungen (Phenylalanin, Phenylacetaldehyd) durchgeführt werden und durch NMR-Messungen der isolierten Zwischen- und Endprodukte der Reaktionsmechanismus abgeklärt werden. Schließlich sollen in einem realistischen Modellsystem, wobei Diäthylenglycol durch ein Speiseöl definierter Zusammensetzung ersetzt wird, die Versuche wiederholt werden, um unter wirklichkeitsnahen Bedingungen (Speiseöl, Zubereitungstemperatur, Zeitdauer der Zubereitung) die Bildung von PhIP und anderen heterozyklischen aromatischen Aminen (HAA) beobachten zu können. Dabei soll auch der Einfluß von Antioxidantien und Prooxidantien, auf die Bildung der HAA untersucht werden. Im analytischen Teil des Forschungsprojektes sollen zuerst in Modellsystemen die HAA qualitativ und quantitativ bestimmt werden, wobei optische (UV- Fluoreszenzdetektoren) als auch ein amperometrischer Detektor eingesetzt werden sollen. Für die coulometrische Detektion mit dem Elektroden Array Detektor sollen zuerst die elektrochemischen Grundlagen des Redoxverhaltens verschiedener, bereits in Lebensmitteln gefundener HAA, untersucht werden. Darauf basierend soll eine optimale Detektion dieser Verbindungen nach dem oxidativen und dem oxidativ- reduktiven Detektionsmodus abgeleitet werden. Dieses Detektionsprinzip soll dann in Kombination mit der HPLC zur Bestimmung der HAA in verschiedenen Fleischsorten (Huhn, Truthahn, Schwein, Wild), die unter definierten Bedingungen (Öl, Gewürze, Temperatur, Zeitdauer der Zubereitung) zubereitet wurden, angewandt werden. Damit wird es möglich sein, festzustellen, ob die Fleischsorte Einfluß darauf hat, welche HAA und in welchem Ausmaß sie gebildet werden. Weiters sollen noch in Restaurants, bei Fleischern oder in Fast Food Geschäften zubereitete Speisen auf HAA untersucht werden, um einen Einblick auf deren Gehalt in kommerziell in Österreich hergestellten Speisen zu erhalten.

Heterocyklische aromatische Amine entstehen z.B. bei der Zubereitung (Grillen, Braten) von Fleisch. Auf Grund ihrer mutagenen und kanzerogenen Wirkung ist einerseits, um die Belastung des Menschen durch die Nahrung abschätzen zu können, ihre quantitative Bestimmung in verschiedenen Lebensmitteln von Interesse, anderseits sind die Aufklärung des Bildungsmechanismus sowie der Einfluß anderer Substanzen (Öle, Gewürze) auf ihre Entstehung wichtig. Daraus können nämlich Hinweise erhalten werden, wie die Bildung dieser Verbindungen verringert werden kann. In dem Forschungsprojekt ist es gelungen den Bildungsmechanismus eines heterocyklischen aromatischen Amins aufzuklären und den Einfluß verschiedener Parameter (Temperatur, Erhitzungsdauer) auf die Bildung dieser Verbindung zu interpretieren. Es zeigte sich in diesen Modellversuchen, daß Zusätze von Gewürzen (Rosmarin, Majoran) den Gehalt an diesem heterocyklischen aromatischen Amin herabsetzen. Für die Untersuchung handelsüblicher (Suppenwürfel, Bratensäfte, Fertigspeisen) und selbst-hergestellter Speisen (Fleischlaibchen, gegrilltes Hühnerfleisch) wurde eine analytische Methode ausgearbeitet, mit der es gelang, bis zu sieben heterocyklische aromatische Amine zu identifizieren und quantitativ zu bestimmen. Die Konzentrationen dieser Verbindungen liegen zwischen 0.3 und 2.8 g/kg. Bei den selbst zubereiteten Speisen konnte eindeutig nachgewiesen werden, daß höhere Temperaturen (220C) die Bildung heterocyklischer aromatischer Amine begünstigen. Deshalb wurden auch in der Kruste des Fleisches höhere Konzentrationen an heterocyk-lischen aromatischen Aminen gefunden als im Fleischinneren. Dies bedeutet, daß zu langes Erhitzen auf höhere Temperatur und die dadurch verursachte intensivere Krustenbildung zu vermeiden sind.