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The focus of the thesis was on content and composition of phenolic acids in grains of different wheat species as natural antioxidants. The analysis was carried out with HPLC method and with Folin-Ciocalteu and ORAC (oxygen radical absorbance capacity) assay. Experiment 1 was an evaluation of ancient wheat species including einkorn, emmer and spelt wheat. Ferulic acid (FA) as one analyzed phenolic acid was the abundant one with about 65 % of all analyzed phenolic acids. For the analyses three fractions (soluble free, soluble conjugated and bound phenolic acids) were extracted and most phenolic acids were found as bound forms. Experiment 2 was a sprouting experiment with bread wheat cultivars. The experiment was conducted to see whether sprouting influenced the phenolic acid contents and the antioxidative capacity. Ferulic acid was the predominant phenolic acid in all three sprouting steps (not sprouted, presprouted and fully sprouted) with 67 % for not sprouted and 54 % for fully sprouted samples. Bound phenolic acids contributed the main part of the total phenolic acids although sprouting had an influence on that. The third experiment evaluated spelt wheat cultivars as the most important ancient wheat species. Similar results to the first experiment were found with ferulic acid as the abundant phenolic acid. Fraction 3 (bound phenolic acids) was the predominant fraction for that experiment as well. In general, TPA contents and composition along with FA contents were comparable to the literature. No evolutionary changes seem to be present in the composition of phenolic acids with FA as the abundant phenolic acid in ancient wheat plus in modern wheat species. The antioxidative capacity by Folin-Ciocalteu was expressed as total phenolic contents (TPC). The bound fraction contributed the highest TPC values in all experiments. The antioxidative capacity by the ORAC assay showed lower values of experiment 1 and 3 than of experiment 2. Sprouting time of 48 hours led to significant increase the antioxidative capacity of wheat grains in comparison with shorter sprouting time. Thus, ancient wheat, sprouted wheat and bread wheat do not only consist of basic nutrients such as carbohydrates, protein, dietary fiber, vitamins or minerals they also contain secondary plant metabolites like phenolic acids. Their ability to scavenge free radicals and therefore their antioxidative potential makes them interesting in order to reduce the risk of chronic diseases. Gegenstand der Dissertationsschrift war die Analyse des Vorkommens und der Zusammensetzung von Phenolsäuren in Weizenkaryopsen und die Bewertung der antioxidativen Kapazität. Die Detektion der Phenolsäuren erfolgte mit einer HPLC-Methode, während die antioxidative Kapazität durch Folin-Ciocalteu und ORAC (oxygen radical absorbance capacity) Assay bestimmt wurden. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen: Im Experiment 1 wurden alte Weizenarten wie Einkorn, Emmer und Dinkel untersucht. Es wurde festgestellt, dass in allen Weizenarten die Ferulasäure (FA) mit 65 % der gesamten Phenolsäuren den Hauptanteil einnahm. Die meisten Phenolsäuren kommen dabei in gebundener Form vor. Im Experiment 2 (Keimungsversuche mit Brotweizensorten) wurde der Einfluss der Keimung auf die Phenolsäuregehalte und auf die antioxidative Kapazität untersucht. Es wurde beobachtet, dass die Ferulasäure in allen drei Keimungsstufen, nicht gekeimt (0 h), angekeimt (24 h) und durchgekeimt (48 h), mit 67 % bei den nicht gekeimten und mit 54 % bei den vollständig gekeimten Weizenproben die Hauptphenolsäure war. Den größten Anteil der gesamten Phenolsäuren liefern die gebunden Phenolsäuren. Im dritten Experiment wurden verschiedene Sorten von Dinkelweizen aus unterschiedlichen Standorten untersucht. Es wurde beobachtet, dass auch in diesem Experiment die Ferulasäure als Hauptphenolsäure auftrat. Die meisten Phenolsäuren sind als gebundene Bestandteile aus Fraktion 3 zu finden. Die in den eigenen Experimenten gefundenen Konzentrationen an Gesamtphenolsäuren und an Ferulasäure stimmen mit den Werten der Literatur überein. Die antioxidative Kapazität nach Folin-Ciocalteu wird als Gesamtphenolgehalt (TPC) ausgedrückt. Die höchsten TPC-Werte wurden in allen drei Experimenten mit den gebundenen Phenolsäuren ermittelt. Die antioxidative Kapazität des ORAC-Assays zeigte in den Experimenten 1 und 3 niedrigere Werte als in Experiment 2. Die Keimungsdauer von 48 Stunden führte im Vergleich zu einer kürzeren Keimungsdauer zu einem signifikanten Anstieg der antioxidativen Kapazität. Insgesamt wird fest gestellt, dass die Expression von Phenolsäuren in verschiedenen Weizenarten relativ stabil ist. Der Gehalt und die Zusammensetzung der Phenolsäuren haben sich im Laufe der Evolution des Weizens offenbar nicht wesentlich verändert. Weizenkaryopsen und deren Vermahlungsprodukte besitzen mit den Phenolsäuren antioxidativ wirksame Verbindungen, die zu einer gesunden Ernährung des Menschen beitragen können. |
