Kaltgepresste Pflanzenöle zeichnen sich durch ihre hohe ernährungsphysiologische Qualität und ihren Gehalt an bioaktiven Inhaltsstoffen aus, sind jedoch aufgrund ihres hohen Anteils an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (MUFS) besonders anfällig für oxidative Zersetzung. Diese Dissertation befasst sich mit Strategien zur Verbesserung der Oxidationsstabilität – von der Saatvorbehandlung und grünen Extraktionsverfahren bis hin zu innovativen Verpackungslösungen und der Modellierung von Abbauprozessen. Teil I untersuchte natürliche und prozessbezogene Ansätze zur Qualitätssteigerung durch Keimung und grüne Extraktion. Die Keimung von Leinsamen und Sonnenblumenkernen erhöhte die antioxidative Kapazität und den Polyphenolgehalt im Öl um das bis zu 37-fache, insbesondere durch eine Anreicherung von Secoisolariciresinol, was zu einer 4,1-fach längeren prognostizierten Haltbarkeit führte. Darüber hinaus ermöglichte ein neuartiger Ansatz zur Verwertung von Presskuchen durch grüne Extraktion die Herstellung von trübem Leinöl, das einen Teil suspendierte, antioxidantienreiche Partikel enthält. Diese Öle zeigten einen 6,3-fach höheren Polyphenolgehalt, eine um 52% verlängerte Oxidationsinduktionszeit und um 93% niedrigere Hexanalgehalte. Dies belegt, dass ungefilterte, partikelhaltige Öle einen nachhaltigen Ansatz mit verbesserter Oxidationsstabilität verbinden können. Teil II widmete sich der Stabilisierung durch biobasierte Verpackungsmaterialien und funktionellen Zusätzen. Eine 56-tägige Lagerstudie zeigte, dass Sonnenblumenöl in Flaschen aus Polymilchsäure (PLA) eine vergleichbare Oxidationsstabilität wie in Polyethylenterephthalat (PET) und recyceltem PET aufwies, während konventionelles Polyethylen (PE) und bio-PE zu einer schnelleren Oxidation führten. In PLA wurden keine schädlichen nicht absichtlich eingebrachten Stoffe (NIAS) nachgewiesen, was den Einsatz als nachhaltige Verpackungsalternative unterstützt. Ergänzend führte die Anreicherung PUFA-reicher Öle mit 1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamin (PE(16:0/18:1)) zu einer um bis zu 50% verlängerten Oxidationsinduktionszeit, einer Reduktion von Hydroperoxiden und ungesättigten Aldehyden während der Lagerung sowie zu einer teilweisen Erhaltung von Tocopherolen. Mechanistische Untersuchungen zeigten, dass PE(16:0/18:1) Hydroperoxide abbaut und Carbonylverbindungen abfängt und somit temperaturabhängige antioxidative Effekte entfaltet. Teil III konzentrierte sich auf die Identifizierung robuster Biomarker. Sechs kaltgepresste Öle wurden dafür über sechs Monate unter haushaltsnahen Bedingungen gelagert. Durch die Kombination von GC-FID-, LC-MS/MS- und GC-MS-Datensätzen mit statistischen und maschinellen Lernverfahren (LASSO, Random Forest, Korrelationsanalyse) konnten ölspezifische Abbaumuster („Degradationsfingerabdrücke“) identifiziert werden. Der Abbau ungesättigter Fettsäuren, insbesondere von Linol- und α-Linolensäure, erwies sich als konsistente Treiber der Oxidation, während der Abbau bestimmter Polyphenole (z. B. p-Cumarsäure, Sinapinsäure) und die Bildung flüchtiger Verbindungen (z. B. Hexanal, 2,4-Decadienal) substanz- und matrixspezifische Oxidationspfade aufzeigten. Dieser Multi-Marker-Ansatz stellt die erste systematische Studie dar, die zeigt, dass eine zuverlässige Vorhersage der Haltbarkeit nur durch die Integration mehrerer molekularer Indikatoren möglich ist. Zusammengefasst leisten die vorgestellten Studien durch natürliche und nachhaltige Prozessoptimierung, Materialinnovationen und datengetriebene Biomarkeridentifizierung einen Beitrag zu einem tieferen mechanistischen Verständnis der Lipidoxidation sowie zu praktischen Strategien zur Valorisation von Nebenströmen und Verlängerung der Haltbarkeit kaltgepresster Öle.
Tobias Pointner (Wed,) studied this question.