online Hochschultag am 19.11.2020

Startbild Institutsfuehrung
© WWU - ILC

Liebe Schüler*innen
dieses Jahr könnt Ihr zwar nicht persönlich vorbeikommen und das leckere Eis der Vorjahre gibt es auch nicht - Spannende Infos und Einblicke haben wir trotzdem für Euch!
Trefft Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf online um etwas über das Studium zu Erfahren und Fragen zu stellen. Sprecht mit Herrn Dr. Michael Lange-Aperdannier über den Studienstart, Anmeldung zum Studium und was Ihr sonst noch wissen wollt. Schaut Euch das Institut für Lebensmittelchemie auf einer Videoführung an.
Entdeckt in einem weiteren Video, was die Studiengänge Bachelor und Master Lebensmittelchemie in Münster ausmacht und was man später alles damit machen kann.

Wie? Einiges findet Ihr direkt auf unseren Websites. Für den Hochschultag und die Gespräche müsst ihr Euch auf hochschultag-muenster.de anmelden!


VLI/CRA
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Forschungsprojekt zur Mykotoxinexposition in Innenräumen

Schimmel Innenraum 1
© WWU - Viktoria Lindemann

Schimmelpilze sind in der Umwelt ubiquitär verbreitet und können neben Lebensmitteln auch Innenräume kontaminieren. Ein Wachstum findet dabei insbesondere nach Wasserschäden statt und wird generell durch eine erhöhte Raumluftfeuchte begünstigt. In Deutschland ist nahezu jede zehnte Wohnung betroffen. Menschen, die in Wohnungen mit Schimmelpilzbefall leben, zeigen eine erhöhte Inzidenz von (Atemwegs-)Erkrankungen. Vor allem Personen mit einem geschwächten Immunsystem sowie Kinder sind betroffen. Konkrete Gesundheitsbeschwerden mit einem auftretenden Schimmelpilzbefall im Innenraum in einen direkten ursächlichen Zusammenhang zu bringen ist bisher kaum möglich. Häufig besteht jedoch der Verdacht, dass die Erkrankungen durch die Schimmelpilze und insbesondere ihre toxischen Sekundärmetaboliten (Mykotoxine) hervorgerufen werden.


Am Institut für Lebensmittelchemie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster wird derzeit ein Forschungsprojekt zur Schimmelpilz- und Myotoxinbelastung in Innenräumen durchgeführt. Dabei soll die Menge an Mykotoxinen, denen Menschen in kontaminierten Räumen ausgesetzt sind, abgeschätzt werden (Expositionsabschätzung). Hierzu werden mittels modernster massenspektrometrischer Methoden befallene Materialien wie Tapeten oder Gipskartonplatten untersucht und der Gehalt an Mykotoxinen bestimmt. Daneben werden auch Hausstaubproben untersucht, die Auskunft über eine Verbreitung der Schimmelpilze und Mykotoxine durch die Raumluft geben sollen.

Unterstützen Sie uns: innenraumschimmel@wwu.de

Für eine optimale Bearbeitung des Projektes werden noch belastete Proben von Schadensfällen in Innenräumen benötigt. Hausstaub, direkt kontaminierte (Bau-)Materialien und auch Filter von Luftprobenahmen stellen dabei für uns interessante Probenmaterialen dar. Die Proben können aus Innenräumen stammen, in denen sowohl ein sichtbarer als auch ein nicht sichtbarer Schaden durch Schimmelpilzkontamination vorliegt. Wenn Sie über Proben verfügen oder Ihre Wohnung betroffen ist, melden Sie sich bei uns unter innenraumschimmel@wwu.de.
Für weitere Projektdetails und Rückfragen steht Viktoria Lindemann aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf, welche das Projekt im Rahmen Ihrer Dissertation bearbeitet, gerne zur Verfügung.

MSC/CRA/HUH
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E. coli ist nicht gleich E. coli

Vergleich des Exometaboloms von drei eng verwandten E. coli Stämmen mittels HPLC-HRMS (Orbitrap)
Schema des Vergleichs der Stämme sowie Strukturformeln der relevanen Siderophore und neu isolierten Verbindungen
© WWU - Schulz

Von probiotisch bis hochgradig pathogen - das Spektrum an Stämmen der Bakterienart Escherichia coli (E. coli), die u.a. auch im menschlichen Darm vorkommt, ist beeindruckend. Selbst genetisch sehr eng verwandte Bakterienstämme können sich in ihrer Wirkung auf den Menschen und ihren Lebensräumen stark unterscheiden, wie es bei den drei E. coli Isolaten Nissle 1917, 83972 und CFT073 der Fall ist. Trotz ihrer großen Unterschiede bezüglich ihrer Pathogenität, weisen Untersuchungen ihrer Genome daraufhin, dass sie von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen könnten.
In der nun in der Zeitschrift Metabolites veröffentlichten Arbeit von Mareike Schulz aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf vom Institut für Lebensmittelchemie wurden in Kooperation mit Herrn Prof. Dr. Ulrich Dobrindt vom Institut für Hygiene die Exometabolome der drei genetisch eng verwandten Stämme massenspektrometrisch untersucht und miteinander verglichen. Als Exometabolom werden alle kleinen Moleküle bezeichnet, die ein Organismus an die Umgebung abgibt. Diese können in ihrer Struktur und Funktion sehr verschieden sein. So können beispielsweise neben Abfallprodukten auch Moleküle von Bakterien ausgeschieden werden, die dabei helfen lebensnotwendige Nährstoffe, wie z.B. Metallionen, aus der Umgebung aufzunehmen.
Die mittels hochauflösender Massenspektrometrie (HPLC-HRMS) untersuchten Proben der drei E. coli Isolate wiesen deutliche Unterschiede zwischen den Exometabolomen auf. Anhand umfangreicher statistischer Datenauswertungen wurde gezeigt, dass insbesondere die für Aufnahme von Eisen wichtigen Siderophore, vor allem im Hinblick auf Yersiniabactin, sehr unterschiedlich von den einzelnen Stämmen gebildet wurden. Weitergehende Arbeiten zur Isolierung von Verbindungen, die in einem besonderen Maße die Unterschiede zwischen den Stämmen ausmachten, führten zur Isolierung und Identifizierung von Ulbactin B, das strukturelle Ähnlichkeiten zu Yersiniabactin aufweist und bisher nur für marine Bakterien beschrieben wurde. Zudem wurden weitere Moleküle, die sich als strukturelle Modifikationen von Yersiniabactin herausstellten, zum ersten Mal massenspektrometrisch charakterisiert. Die gewonnenen Daten deuten darauf hin, dass die Aufnahme lebenswichtiger Metallionen durch Metallophore ein wichtiges Merkmal für das Wachstum und Überleben der Bakterien darstellt. Für zukünftige Arbeiten sind weitere Untersuchung zur Bedeutung der hier für E. coli neu entdeckten Moleküle und deren Rolle für das Überleben der Bakterien von besonderem Interesse. Die Untersuchungen zeigen auch, dass Massenspektrometrie-basierte Metabolomanalysen in Kombination mit statistischen Methoden äußerst hilfreich sind, um die Vielfalt der bakteriellen Metabolome und den Einfluss von Metallophoren auf die Fitness und Pathogenität der Bakterien zu untersuchen. Die original Publikation (open access) ist unter dem DOI 10.3390/metabo10060221 verfügbar.

Phot von  Frau Prof. Dr. Melanie Esselen
© WWU

Das aktuelle Video zum Studium an der WWU

Was machen Lebensmittelchemiker*innen? Wie sieht eine Lebensmittelchemie-Studium an der WWU Münster aus? 
Eine kleine Vorstellung davon, was Lebensmittelchemiker*innen machen findest Du bei der AG Junge Lebensmittelchemiker.
Impressionen und Infos zum Lebensmittelchemie-Studium in Münster gibt es im aktuellen Video.
Persönliche Beratung erhältst Du zum Beispiel bei  Dr. Michael Lange-Aperdannier (Fachspezifische Studienberatung).
Weitere Infos zum Studium bei uns erhältst Du auf dieser Website. Zudem gibt es einen Flyer der  Lebensmittelchemischen Gesellschaft

LHE/ME
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Januskopfartige Asaron-Isomere: Induktion von DNA-Schäden aber auch der DNA-Reparatur

Schema, das die Wirkung von Asaron-isomeren die Induktion von DNA  Schaeden und Reparatur zeigt
© WWU - Hermes

Der Kalmuspflanze (Acorus calamus) gilt als traditionelle Pflanze der asiatischen Medizin und ist aufgrund der positiven pharmakologischen Eigenschaften auch im europäischen Raum verbreitet. Die getrocknete Wurzel wird zur Zubereitung von Teeaufgüssen oder zerkleinert in Nahrungsergänzungsmitteln genutzt. Das aus Wurzeln und Blättern extrahierte Öl findet zur Aromatisierung u.a. Anwendung in Magenbittern. Im ätherischen Öl kommen sekundäre Pflanzenstoffe aus der Substanzklasse der Phenylpropanoide, die Isomere alpha-Asaron und beta-Asaron, vor. Neben den pharmakologischen Eigenschaften werden diesen Verbindungen auch toxische Wirkungen zugesprochen; so wirken sie z.B. krebserzeugend im Tierversuch und DNA-schädigend in Zellkulturstudien. Des Weiteren scheint der Phase-I-Metabolismus der Substanzen maßgeblich zum gentoxischen Potential der Substanzen beizutragen. Jedoch sind die Effekte der identifizierten Metaboliten bislang nicht weiter charakterisiert.
Die aktuelle Publikation mit Lena Hermes aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Melanie Esselen als Erstautorin beinhaltet Untersuchungen zur gentoxischen Wirkung ausgewählter Phase-I-Metaboliten der Asaron-Isomere sowie zur zellulären Schadensantwort. Als Testsystem wurde die humane Leberkarzinomzelllinie HepG2 verwendet, da sie eine hohe metabolische Aktivität aufweist.
Eine frühe gentoxische Wirkung der Substanzen wird mit klastogenen DNA-Schäden in Verbindung gebracht, die schnell repariert werden. Deshalb wurden spezifische DNA-Reparaturkaskaden durch Beeinflussung der Proteinexpression und des Phosphorylierungsstatus näher untersucht. Zudem wurde eine aneugene Chromosomenfehlverteilung als spätes Ereignis der Gentoxizität über den Mikrokerntest und die Tubuli-Integrität festgestellt.
Nähere Informationen sind der Publikation (https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111484 ), erschienen in der Zeitschrift Food and Chemical Toxicology, zu entnehmen.

CRA / MKA
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T-2 und HT-2 Toxin können durch die intestinale Mikrobiota aus pflanzlichen Metaboliten freigesetzt werden

Schema, das die Metabolismus von T2 Glucosiden im Schweine-Caecum-Modell darstellt.
© WWU - Kasimir

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts von Herrn Matthias Kasimir aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf wurde der intestinale Metabolismus der modifizierten Mykotoxine (Schimmelpilzgifte) T 2- und HT 2 Toxin-3-glucosid in α- und β-Konfiguration im Schweine-Caecum-Modell untersucht.
Mykotoxine sind giftige Substanzen, die von Schimmelpilzen gebildet werden und zu einer Kontamination von Lebens- und Futtermitteln führen können. Daneben kann eine Infizierung von Nutzpflanzen mit Schimmelpilzen auch zu einer Schädigung der Pflanzen und damit einhergehend zu Ernteeinbußen führen. Eine Abwehrstrategie der Pflanzen ist es, die Mykotoxine durch Metabolismus zu entgiften. Die dabei entstehenden modifizierten Mykotoxine zeichnen sich häufig dadurch aus, dass Glucose an das ursprüngliche Mykotoxin gebunden wurde.
Bei dem in der Arbeitsgruppe entwickelten Schweine-Caecum-Modell handelt es sich um ein ex vivo Testsystem. Aufgrund von zahlreichen Gemeinsamkeiten zwischen den Gastrointestinaltrakten von Schwein und Mensch stellt es ein wertvolles Werkzeug dar, um Hinweise über den intestinalen Metabolismus im Menschen zu erhalten. In der nun veröffentlichten Studie mit Metaboliten von T-2 und HT-2 Toxin wurde gezeigt, dass die Glucose unabhängig von ihrer Konfiguration innerhalb weniger Minuten von den intestinalen Bakterien gespalten wird und somit T-2 und HT-2 Toxin freigesetzt werden. Nachfolgend werden die Toxine – deutlich langsamer - ebenfalls weiter metabolisiert.
Die Daten machen deutlich, dass die bisher noch kaum analytisch erfassten T 2 und HT-2 Toxin-glucoside aufgrund der Metabolisierung im Gastrointestinaltrakt eine toxikologische Relevanz haben können. Für eine umfassende Abschätzung der Exposition gegenüber T-2 und HT 2 Toxin sollten daher in Zukunft die bestehenden analytischen Methoden um die Analyse der modifizierten Formen erweitert werden. Die kürzlich in der Zeitschrift Journal of Agricultural und Food Chemistry erschienene Originalpublikation ist in englischer Sprache unter https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c00576 verfügbar.


CRA
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Studie zur Mykotoxinexposition von Kindern und Jugendlichen in Schweden

Mehr als 2000 Blut- und Urinproben von Jugendlichen untersucht
Gruppenfoto der beteiligten Wissenschaftler Benedikt Cramer, Jessica Schmidt, Monica Olsen und Hans-Ulrich Humpf
© WWU - ILC

Mykotoxine sind Giftstoffe, die von Schimmelpilzen gebildet werden und in geringen Konzentrationen in vielen Lebensmittelrohstoffen zu finden sind. Sie werden daher von Menschen über die Nahrung aufgenommen, im Körper zum Teil metabolisiert und gelangen schließlich in Körperflüssigkeiten wie Blut und Urin. Über den Nachweis der Substanzen und ihrer Metaboliten in diesen physiologischen Proben (human biomonitoring) kann die über die Lebensmittel aufgenommene Menge der Mykotoxine individuell abgeschätzt werden (Expositionsabschätzung). Im Rahmen einer Kooperation mit der Swedish Food Agency, untersuchte Jessica Schmidt aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf am Institut für Lebensmittelchemie mehr als 2000 Urin- und Blutserumproben von schwedischen Jugendlichen in Bezug auf Mykotoxine und deren Metaboliten. Neben der Abgabe von Blut- und Urinproben führten die Studienteilnehmer webbasierte Ernährungstagebücher und machten Angaben zu generell häufig verzehrten Lebensmitteln, ihrem Gesundheitszustand und soziodemographischen Faktoren wie z.B. dem Bildungsgrad der Eltern. Durch die Kombination der daraus erhaltenen Informationen und den Ergebnissen der Mykotoxingehalte in den Urin- und Blutserumproben, konnten verschiedene Zusammenhänge erkannt werden. Beispielsweise wurde das Vorkommen der Mykotoxine Deoxynivalenol, Enniatin B und Ochratoxin A mit dem Konsum von Getreideprodukten in Verbindung gebracht. Ochratoxin A wurde außerdem vermehrt in Proben von Probanden nachgewiesen, die Kaffee und Rosinen verzehrten. Insgesamt konnte durch diese Studie gezeigt werden, dass schwedische Jugendliche regelmäßig Mykotoxine über die Nahrung aufnehmen, eine hohe Exposition jedoch glücklicherweise nur selten vorliegt. Die Studie wurde in der Zeitschrift Mycotoxin Research unter dem Titel "Mycotoxins in blood and urine of Swedish adolescents—possible associations to food intake and other background characteristics"veröffentlicht und ist hier zu finden.

YHO
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Neue Imidazolalkaloide als spezifische Markersubstanzen in Tomaten entdeckt

Foto von Tomaten an einem Strauch
© WWU - Hoevelmann

Die Identifizierung und Analytik ernährungsbedingter Biomarker stellt einen Schwerpunkt der Forschung am Institut für Lebensmittelchemie der WWU dar. Bei diesen Biomarkern handelt es sich um Lebensmittelinhaltsstoffe oder deren Metaboliten, die nach Verzehr des jeweiligen Lebensmittels im Blut oder Urin nachweisbar sind. Somit wird die objektive und quantitative Bestimmung der Nahrungsaufnahme ermöglicht, welche die Grundvoraussetzung darstellt um einen eindeutigen Zusammenhang zwischen dem Lebensmittelverzehr und möglichen Gesundheitseffekten festzustellen.
Auf der Suche nach neuen Naturstoffen, die in Zukunft als potenzielle Biomarker für den Tomatenverzehr Anwendung finden können, wurden nun erstmals die pflanzlichen Imidazolalkaloide N-Caprylhistamin und N-Caprylhistamin-β-Glucosid in Tomaten entdeckt. Gleichzeitig wurde anhand der Untersuchung zahlreicher Lebensmittel bewiesen, dass diese sowie strukturell-verwandte Substanzen ausschließlich in Tomatenprodukten vorkommen. Somit ist eine Verwendung dieser Alkaloide als spezifische Biomarker für den Tomatenverzehr möglich. Darüber hinaus ist bisher nicht bekannt und natürlich von großem Interesse, ob die erstmals identifizierten Substanzen möglicherweise biologische Aktivitäten aufweisen. Diese Studie wurde von Yannick Hövelmann und Katharina Steinert mit Unterstützung von Dr. Florian Hübner in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Hans-Ulrich Humpf durchgeführt und kürzlich in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Food Chemistry veröffentlicht.  (DOI https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126068).

ME
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Feierliche Verabschiedung der Absolventinnen und Absolventen

Überreichung des mit 1000 € dotierten Studienpreises an Malte Hübschen
Foto der Absolventen des MSc Studiengangs Lebensmittelchemie 2019
© WWU - Dziemba

Am ersten Adventswochenende 2019 war es soweit, 22 Absolventinnen und Absolventen des Studiengangs Master of Science Lebensmittelchemie wurde im Hörsaal C1 im Beisein von Eltern, Verwandten und Freunden ihr Masterzeugnis vom Dekan des Fachbereichs 12, Prof. Dr. Hans Ulrich Humpf, überreicht. Die vielfältigen Themen der Masterarbeiten zeigten wieder einmal eindrucksvoll die Interdisziplinarität des Studienfachs Lebensmittelchemie. Das alle Studierende herausragende Arbeit in den letzten zwei Jahren geleistet haben, stellte die erreichte Durchschnittsnote von 1,56 unter Beweis. Dazu möchte das gesamte Institut für Lebensmittelchemie „herzliche gratulieren“.
Im Rahmen dieser Absolventenfeier wurde auch die beste Masterarbeit im Fach Lebensmittelchemie ausgezeichnet. Der mit 1000 € dotierte und von der Firma Wessling aus Altenberge gestiftete Studienpreis für die beste Masterarbeit im Fach Lebensmittelchemie an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster wurde von Dr. Henning Kuchenbuch in Firmenvertretung überreicht. Der diesjährige Preisträger, Herr Malte Hübschen, forschte zum Thema: „Bestimmung von 3-Monochlorpropan-1,2-diol, 2-Monochlorpropan-1,3-diol und deren Fettsäureestern sowie Glycidyl-Fettsäureestern in Lebensmitteln und 3-Monochlorpropan-1,2-diol und 1,3-Dichlorpropan-2-ol in Papieren und Kartonagen.“ Bei diesen Stoffen handelt es sich um Kontaminanten, die durch die ubiquitäre Verwendung von raffinierten Fetten und Ölen in Lebensmitteln vorkommen. Zusätzlich wird der Übergang aus Verpackungsmaterialien auf Papierbasis auf die Lebensmittel beschrieben. Die ausgezeichnete Masterarbeit wurde in Kooperation mit der Firma Wessling durchgeführt und befasste sich mit der Entwicklung und Validierung von Methoden, um die beschriebenen Prozesskontaminanten mittels Gaschromatographie gekoppelt mit Tandem-Massenspektrometrie zu analysieren. Solche Methoden sind von besonderer Bedeutung für die Routineanalytik in der Lebensmittelüberwachung sowie für die Expositionsabschätzung in Rahmen der Risikobewertung dieser toxischen Kontaminanten. Herr Hübschen überzeugte mit technologischem und analytischem Verständnis sowie innovativen Ideen, die er dazu einsetzte, automatisierte Arbeitsabläufe mit eigens entworfenen Gerätebauteilen zu optimieren. Dieser Input überzeugte einstimmig die Jury des Masterpreises.

CRA
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BFR beurteilt die Aluminiumaufnahme in Deutschland kritisch

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat am 18.11. eine Stellungnahme zur möglichen Gesundheitsrisiken durch eine erhöhte Aufnahme von Aluminium veröffentlicht.

In einer aktuellen Studie konnten Wissenschaftler*innen des Bundesinstituts für Risikobewerung (BfR) zeigen, dass Teile der Bevölkerung in Deutschland gesundheitlich bedenkliche Aluminiummengen aufnehmen. Aluminium ist in der Natur weit verbreitet und findet sich daher in einer Vielzahl an Lebensmitteln wie Tee, Kaffee, Gewürzen, Schokolade, Hülsenfrüchte oder Getreide. Daneben können große Mengen von Aluminium aber auch aus Lebensmitttelkontaktmaterialien wie unbeschichteten Aluminiumschalen oder -backblechen in Lebensmittel gelangen oder aus Kosmetika wie Lippenstift, Zahnpasta, Antitranspirantien oder Sonnenschutzmitteln aufgenommen werden. Informationen zur Toxizität von Aluminium sowie die vom BfR abgeleiteten Empfehlungen zur Verringerung der Aluminiumaufnahme finden Sie hier. Die Originalartikel in der wissenschaftlichen Zeitschrift Archives of Toxicology (doi: 10.1007/s00204-019-02599-z) ist hier verfügbar (open access).


CRA
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Promotionspreis für Münsteraner Lebensmittelchemiker

Dr. Henning Kuchenbuch erhält den mit 2000 Euro dotierten Gerhard-Billek-Preis der Lebensmittelchemischen Gesellschaft
Foto der Überreichung des Gerhard-Billek-Preises an Dr. Henning Kuchenbuch
© Dr. Jörg Häseler, www.jottha.info

Für seine wissenschaftliche Arbeit zum thermischen Abbau der Mykotoxine T2-Toxin und HT2-Toxin wurde Herr Dr. Henning Kuchenbuch im Rahmen des 48. Deutschen Lebensmittelchemikertages in Dresden mit dem Gerhard-Billek-Preis geehrt. Der mit 2000 Euro dotierte Preis wird von der Lebensmittelchemischen Gesellschaft, Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, für Dissertationen vergeben, die sich durch wissenschaftliche Originalität, interdisziplinäre Herangehensweise unter besonderer Berücksichtigung lebensmitteltechnologischer Aspekte sowie maßgebliche Fortschritte im Wissenschaftsgebiet auszeichnen. Für die am Institut für Lebensmittelchemie der WWU im Arbeitskreis von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf erstellte Arbeit, die sich mit dem Einfluss verschiedener thermischer Verarbeitungsprozesse wie der Heissextrusion, dem Backen und dem Toasten auf mit T2-Toxin und HT2-Toxin belasteten Hafer befasst, traf dies in besonderer Weise zu.
Herrn Dr. Kuchenbuch gelang es im Rahmen seiner Promotion Laborexperimente mit großtechnischen Herstellungsverfahren zu verknüpfen und damit den Abbau von T2-Toxin und HT-Toxin bei der Verarbeitung von Hafer zu beschreiben und relevante Einflussgrößen festzulegen. Daneben konnte er wesentliche Reaktionsprodukte, die beim Abbau entstehen, aufklären, geeignete Analysenmethoden entwickeln und die Grundlagen für eine toxikologische Beurteilung dieser Verbindungen legen.
Bei T2-Toxin und HT2-Toxin handelt es sich um Mykotoxine, die von natürlich vorkommenden Schimmelpilzen, die die Getreidepflanze befallen können, gebildet werden und auf diese Weise in geringen Mengen in Getreideprodukte wie z.B. Hafer gelangen können.

Versteckte Mykotoxine: T-2 und HT-2 Toxin können an Kohlenhydrate binden

GC Chromatogramm mit Methylestern von Carbonsäuren, insbesondere Isovaleriansäuremethylester
© WWU - Kuchenbuch

Im Rahmen eines von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderten Projektes untersuchten Wissenschaftler vom Institut für Lebensmittelchemie der WWU Münster den thermischen Abbau von T-2 und HT-2 Toxin bei der Lebensmittelverarbeitung. Bei T-2 und HT-2 Toxin handelt es sich um Mykotoxine, die von Schimmelpilzen produziert werden und als natürliche Kontaminanten in Getreide und Getreideprodukten zu finden sind. In Laborexperimenten wurde nun gezeigt, dass beide Toxine unter Einwirkung von Hitze chemisch an Kohlenhydrate gebunden werden können und damit für die klassische Lebensmittelanalytik „versteckt“ sind. Mithilfe von Modellsystemen konnte Herr Dr. Henning Kuchenbuch aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf die chemischen Strukturen dieser gebundenen Formen charakterisieren. Zudem gelang es ihm eine Methode zu entwickeln die es ermöglicht gebundenes T-2 und HT-2 Toxin anhand der Markersubstanz Isovaleriansäure, ein charakteristisches Spaltprodukt der Toxine, nachzuweisen. Aktuell wird in der Arbeitsgruppe untersucht, unter welchen Bedingungen diese gebundenen Formen im Verdauungstrakt wieder freigesetzt werden und in welchem Umfang sie in natürlich belasteten Lebensmitteln zu finden sind. Die Originalpublikation in englischer Sprache, erschienen in der Zeitschrift Mycotoxin Research, ist unter dem DOI 10.1007/s12550-019-00350-2 zu finden.


CRA
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Neues zum Metabolismus von Ochratoxin A: Ochratoxin-N-Acetyl-L-cystein erstmals in humanen Urinproben identifiziert

Struktuformel von Ochratoxin A -N-acetyl-L-cystein mit einer Urinprobe als Hintergrund
© WWU - Sueck

Ein Forschungsschwerpunkt am Institut für Lebensmittelchemie der WWU ist der Metabolismus von Schimmelpilzgiften, sogenannten Mykotoxinen, die in Spurenmengen in verschiedenen Grundnahrungsmitteln vorkommen können. Die Untersuchungen zum Metabolismus tragen dazu bei die Aufnahme, Veränderung und anschließende Ausscheidung von Mykotoxinen im menschlichen Körper zu verstehen. Das Wissen um die entstehenden Verbindungen, die sogenannten Metaboliten, ermöglichen es die toxische Wirkung der Mykotoxine zu erfassen. Zudem können Metaboliten, die z.B. im Urin ausgeschieden werden, dazu dienen die Aufnahme von Mykotoxinen über Lebensmittel zu berechnen (Exposition).
In der nun in der Zeitschrift Mycotoxin Research veröffentlichten Arbeit von Franziska Sueck aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hans-Ulrich Humpf  wird der erstmalige direkte Nachweis eines Ochratoxin-N-Acety-L-cystein-Konjugats in humanen Urinproben beschrieben. Zudem wurde eine Methode zur exakten Bestimmung des Gehalts an Ochratoxin-N-Acety-L-cystein mittels Stabilisotopen-Verdünnungsanalyse entwickelt. Die Messungen von Urinproben gesunder Probanden zeigten, dass dieser Metabolit zum Teil in vergleichbaren Gehalten wie die ursprüngliche Verbindung Ochratoxin A gefunden wurde. Zukünftige Urin-Analysen, die diesen Metaboliten berücksichtigen, liefern damit exaktere Daten zur Belastung des Menschen mit Ochratoxin A.
Der genaue Bildungsweg für Ochratoxin-N-Acety-L-cystein ist bisher noch nicht aufgeklärt und wirft noch einige Fragen, insbesondere hinsichtlich möglicherweise gentoxischer Zwischenstufen, auf. Diese sollen in zukünftigen Forschungsprojekten untersucht werden. Die Originalpublikation (Open Access) in englischer Sprache finden Sie unter DOI 10.1007/s12550-019-00360-0.


ME
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alpha-Asaron und beta-Asaron – ein toxisches Pärchen?

Kalmuspflanze
© WWU - L. Hermes, T. Uebel

Die propenylischen Asaron-Isomere (Phenylpropene) – Hauptbestandteil des ätherischen Öls der Kalmuspflanze (Acorus calamus LINNÉ) und damit aromatisierende Komponente von Spirituosen, Tee, aber auch Verwendung findend in der asiatischen Phytomedizin – weisen hepatotoxisches Potential im Nager auf. Des Weiteren konnten Haupenthal et al. (DOI: 10.1039/c6fo01701k) DNA-schädigendes Potential in humanen Leberzellen nachweisen.
Klassischerweise erfolgt eine Gefahrenidentifizierung als Einzelsubstanzprüfung. Doch wie wirkt sich die Kombination solcher sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe, entsprechend dem vergesellschafteten Vorkommen, auf toxikologisch relevante Endpunkte aus?
Diese Frage ist eine der Interessen der Arbeitsgruppe von Frau Prof. Dr. Melanie Esselen. Markus Wilken (M.Sc.), Hung Vu Chi (M.Sc.) sowie Dr. Thomas Uebel befassten sich unter anderem mit dem kombinatorischen Einfluss ausgewählter Phenylpropene auf die Viabilität von humanen Leberkarzinomellen. Erste Ergebnisse dieser Arbeiten wurden erfolgreich in Toxicology In Vitro veröffentlicht. Die entsprechende Publikation finden Sie unter DOI: 10.1016/j.tiv.2019.04.029


CRA
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Treffen der AG Junge LebensmittelchemikerInnen in Münster

Logo der AG Junge Lebensmittelchemiker*innen
© AG-JLC

Am vergangenen Wochenende, vom 22.-24.03.2019 fand die 47. Bundessitzung der Arbeitsgruppe junger LebensmittelchemikerInnen (AG JLC) am Institut für Lebensmittelchemie der WWU statt, um die kommenden Aktivitäten für 2019 zu planen und aktuelle Aspekte im Bereich der Studiengänge des Fachs Lebensmittelchemie zu diskutieren. Die AG JLC gehört zur Lebensmittelchemischen Gesellschaft (LChG) und stellt dort mit ca. 250 Aktiven die größte Arbeitsgruppe. Die 1996 gegründete Gruppe ist mitterweile an 15 Studienstandorten aktiv und natürlich auch in Münster präsent. Ziel der AG JLC ist es insbesondere den Austausch zwischen den Studierenden zu stärken, die Weiterbildung zu fördern und den Interessen der Studierenden aller Standorte ein gemeinsames Sprachrohr zu bieten.

Wir hoffen alle Jungen Lebensmittelchemikerinnen und Lebensmittelchemikern hatten ein erfolgreiches Treffen und schöne Tage in Münster!

CRA
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Studie zur Mykotoxinbelastung durch Kaffeekonsum

Geröstete Kaffeebohnen
© K. Bassen

Ochratoxin A (OTA) ist ein gesundheitsschädliches Mykotoxin, das von Schimmelpilzen gebildet wird und in vielen Lebensmitteln in Spuren vorkommen kann. Um die Gesundheit der Verbraucher zu schützen gibt es daher unter anderem für Getreide, Gewürze, Wein, Bier und Kaffee gesetzliche Grenzwerte.
Hinsichtlich der Belastung mit Ochratoxinen hat Kaffee eine besondere Bedeutung, da er neben Ochratoxin A zudem die Substanz 2’R-Ochratoxin A enthält, die beim Rösten von Kaffee aus ersterem entsteht. Die Bildung von 2’R-Ochratoxin A wurde vor einigen Jahren erstmalig am Institut für Lebensmittelchemie der WWU nachgewiesen und in der Folge die Entstehung, die Toxizität und das Vorkommen beim Menschen untersucht. Analysen von humanen Blutproben zeigten unter anderen, dass 2’R-Ochratoxin A dort im Vergleich zu Ochratoxin A in höheren Mengen vorkommen kann. Da nach bisherigen Erkenntnissen ausschließlich gerösteter Kaffee und Malzkaffee für die Exposition gegenüber 2’R-Ochratoxin A verantwortlich sind wurde in der nun veröffentlichten Studie untersucht, wie sich ein Verzicht auf Kaffee auf die Blutspiegel von Ochratoxin A und 2’R-Ochratoxin A auswirkt.
Konkret verzichteten dazu 16 KaffeetrinkerInnen zwei Monate lang komplett auf den Wachmacher bevor sie anschließend in einem zweiten Teil ausschließlich standardisierten Kaffee mit bekannten natürlichen Gehalten an Ochratoxin A und 2’R-Ochratoxin A zum Verzehr bekamen. Mit der Studie wurde erstmals gezeigt, dass die außergewöhnlich lange biologische Halbwertzeit von 2’R-Ochratoxin A, die über sechs Monate beträgt, maßgeblich zu den hohen Gehalten im Blut beiträgt, während die eigentliche Aufnahme an 2’R-Ochratoxin A aus dem Kaffeegetränk verhältnismäßig gering ist.
Diese Humanstudie wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (HU 730/10-2) in der AG von Herrn Prof. Humpf von Frau Franziska Sueck und Herrn Dr. Benedikt Cramer in Kooperation mit Herrn Dr. Peter Czeschinski vom Arbeitsmedizinischen und Sicherheitstechnischen Dienst des Universitätsklinikums Münster durchgeführt. Die vollständige Veröffentlichung finden sie hier.

ME
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Feierliche Verabschiedung der Absolventinnen und Absolventen

Foto der Absolventen des MSc Studiengangs Lebensmittelchemie 2018
© WWU - Dziemba

Am Freitag den 23. 11.2018 bekamen anlässlich der Abschlussfeier der chemischen Studiengänge der WWU Münster, 17 Studierende des Fachs Lebensmittelchemie ihr Masterzeugnis vom Dekan des Fachbereichs Chemie und Pharmazie, Prof. Hans-Ulrich Humpf, überreicht. Die Vielfältigkeit der Forschungsthemen basiert auf der engen Kooperation des Institutes der Lebensmittelchemie mit weiteren Instituten des Fachbereichs, des Universitätsklinikums und des Chemische und Veterinäruntersuchungsamts Münsterland-Emscher-Lippe (CVUA MEL). Insgesamt wurden die diesjährigen Masterarbeiten in 13 verschiedenen Arbeitskreisen ( Prof. Dreisewerd, Prof.in Düfer Prof.in Esselen, Prof. Fürst, Prof. Hayen Prof. Hensel, Prof. Humpf, Prof. Jose, Prof. Karst, Prof.in König, Prof. Kuczius, Prof. Müthing, Prof.in Schwerdtle ) angefertigt. „Die Möglichkeit den Studierenden ein Masterarbeitsthema zum persönlichen Forschungsinteresse anbieten zu können, gelingt nur durch die vielseitige Unterstützung unserer Kolleginnen und Kollegen“, so Prof.in Esselen. Herr Jonas Specht erhielt dieses Jahr den Preis für die beste Masterarbeit im Fach Lebensmittelchemie. Darüber hinaus wurden die Arbeiten von Herrn Julian Blasius, Frau Johanna Detzner, Frau Ina Dübbel, Frau Kim Grube, Frau Lea Lewin und Frau Ilona Nordhorn ebenfalls mit Bestnote bewertet. Die Geschäftsführende Direktorin Prof.in Melanie Esselen bedankt sich, stellvertretend für das Institut, bei den Studierenden „für Ihren geleisteten Beitrag zu aktuellen Forschungsschwerpunkten“ und bei allen Betreuer „für die Unterstützung der Studierenden im Rahmen des dreimonatigen Projektmoduls und der sich anschließenden sechsmonatigen Masterarbeit“.

ME
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Preis für die beste Masterarbeit im Fach Lebensmittelchemie

Prof. Humpf, Prof. Esselen, Herr Specht und Herr Finger bei der Übergabe des Preises für die beste Masterarbeit
© WWU - Dziemba

Zum fünften Mal wurde der mit 1000€ dotierte Studienpreis für die beste Masterarbeit im Fach Lebensmittelchemie an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster vergeben. Der vom internationalen Beratungs- und Analytikunternehmen WESSLING mit Unternehmenszentrale in Altenberge gesponserte Preis wurde im Rahmen der Feierlichkeiten der Masterabsolventen am 23.11.2018 durch Dr. Andreas Finger als Vertreter des Unternehmens überreicht. Diesjähriger Preisträger ist Herr Jonas Specht, der eine ausgezeichnete Arbeit zur Humanrelvanz des Penicillium Toxins Ochratoxin A verfasst hat. Bei Ochratoxin A handelt es sich um eine Mykotoxin, das als natürliche Kontaminante im Spurenbereich in verschiedenen Lebensmitteln vorkommt. Neben der klaren, gut strukturierten und sprachlich perfekten Arbeit, würdigte das Preiskomitee, den erstmaligen Nachweis eines Phase II-Metaboliten von Ochratoxin A in humanen Urinproben. „Besonders hervorzuheben sei das umfassende Methodenspektrum der Arbeit, von chemischer Synthese über in vitro Modelle bis hin zu einer Humanstudie“, begründete die Jury ihre Entscheidung. Insgesamt bildet die Arbeit von Herrn Specht, die Grundlage für weiterführende Forschungsansätze zum toxischen Wirkmechanismus von Ochratoxin A.

CRA
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Untersuchungen zum Abbau der Mykotoxine T-2 Toxin und HT-2 Toxin bei der Lebensmittelverarbeitung

Haferkekse und Haferflakes
© Kuchenbuch

Schimmelpilzgifte (Mykotoxine), die in Rohgetreide vorkommen können, werden bei der Verarbeitung von Lebensmitteln zum Teil abgebaut und in ihrer Struktur verändert. Diese Tatsache ist zwar schon lange bekannt, jedoch sind die genauen Mechanismen und Reaktionsprodukte für viele Toxine bislang kaum oder unzureichend erforscht. Herr Henning Kuchenbuch, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. H.-U. Humpf, untersuchte gemeinsam mit zwei Masterstudierenden den thermischen Abbau der Mykotoxine T-2 Toxin und HT-2 Toxin beim Backen, Extrudieren und Rösten von Hafer. Im Rahmen dieses Forschungs¬projektes wurden in Kooperation mit Industriepartnern die bei der industriellen Herstellung von Müslis, Keksen und Frühstückscerealien verwendeten Verfahren im Detail studiert, um diese im Labormaßstab unter möglichst realistischen Bedingungen nachzustellen. Die in den Untersuchungen bestimmten Abbauraten und identifizierten Abbauprodukte sollen dazu beitragen, die Belastung von Lebensmitteln mit diesen Mykotoxinen weiter zu minimieren und die Abnahme des Mykotoxigehaltes während der Verarbeitung von Hafer bis zum fertigen Produkt besser zu verstehen. Ein Teil der Ergebnisse zu diesem Thema wurde nun in der Zeitschrift Food Additives and Contaminants veröffentlicht.
Das Projekt von Herrn Henning Kuchenbuch wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (via AiF) und den Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) gefördert. Projekt AiF 18319 N. Den Projektbericht finden Sie hier.

CRA
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Ende einer Detektivgeschichte

Svetlana Kalinina
© WWU - Dziemba

Mit einer Publikation in der renomierten Zeitschrift "Journal of Natural Products" endete die umfangreiche Ermittlungsarbeit von Dr. Svetlana Kalinina und Kollegen. Im Rahmen ihrer Dissertation isolierte Dr. Kalinina die Verbindung Auranthin aus dem Schimmelpilz Penicillium auranthiogriseum. Bei nachfolgenden Experimenten zeigte sich dann, dass sich die Verbindung chemisch anders verhielt, als man es von ihr erwarten würde.
Diese Beobachtung weckte die Neugierde der Wissenschaftlerin aus dem Institut für Lebensmittelchemie. Zusammen mit Kollegen aus dem Institut für Pharmazeutische und Medizinische Chemie sowie dem Organisch-Chemischen Institut gelang es den isolierten Naturstoff umfangreich mittels Röntgenstrukturanalyse, NMR-Spektroskopie, CD-Spektroskopie und Massenspektrometrie zu charakterisieren. Begleitet von theoretischen Berechnungen zu räumlichen Struktur konnte so die "richtige" chemische Struktur von Auranthin detailliert beschrieben werden.
Die Publikation finden Sie hier:  DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b00187