Diversity of value-determining compounds in Daucus carota L.

Es wurden 100 Genotypen (Sorten) Kulturmöhren und 104 Genotypen Wildmöhren auf die Carotinoide alpha- und beta-Carotin, Lycopin und Lutein sowie auf die Polyacetylene Falcarinol, Falcarindiol und Falcarindiol-3-Acetat untersucht. Für die – wirtschaftlich sinnvolle - gleichzeitige Extraktion der Carotinoide und Polyacetylene aus den Karotten wurde ein neues Verfahren entwickelt. Durch beschleunigte Lösungsmittelextraktion (ASE) aus gefriergetrocknetem Karottenpulver wurden in einer ersten und einzigen Extraktion etwa 60 % bis 70 % der gesuchten Inhaltsstoffe aus der Probe gelöst. Damit ist das neu entwickelte Extraktionsverfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren der Extraktion von Carotinoiden und Polyacetylenen aus Karotten um ein Mehrfaches schneller und effizienter. Polyacetylene konnten in signifikanter Konzentration nicht nur in Wildmöhren gemessen werden. Ein Zusammenhang zwischen hohen Polyacetylenkonzentrationen und hohen Zuckergehalten konnte in Kulturmöhren festgestellt werden. Die Gehalte an Carotinoiden und Polyacetylenen sind in Kulturmöhren im Wesentlichen sortenspezifisch und kaum von äußeren Bedingungen abhängig. Auch die unterschiedlichen Reaktionen der verschiedenen Genotypen auf die konkreten Standortbedingungen sind maßgeblich genetisch determiniert. Eine Korrelation zwischen den flüchtigen Inhaltsstoffen des Blattwerks der untersuchten Kulturmöhren und den untersuchten nicht-flüchtigen Inhaltsstoffen der Wurzeln besteht nicht. Ein Schnelltest des Blattwerks für Vorernteuntersuchungen von Karottenwurzeln kann daher nicht entwickelt werden. Ontogeneseversuche an je zwei Genotypen Wild- und Kulturmöhren bestätigten den maßgeblichen Einfluss der genetischen Disposition auf Zeitpunkt und Ausmaß der Bildung von Carotinoiden und Polyacetylenen. Bei Kulturmöhren zeigte Kältestress demgegenüber keine signifikanten Auswirkungen auf den Gehalt der untersuchten Carotinoide und Polyacetylene.The content of the non-volatile compounds in carrot including carotenoids, polyacetylenes and sugars were screened in 100 genotypes of cultivated carrots and 104 genotypes of wild carrots. Carotenoids included alpha- and beta-carotene as well as lutein and lycopene. As key compounds of the polyacetylenegroup falcarinol (FaOH), falcarindiol (FaDOH) and falcarindiol-3-acetate (FaDOH-3-acetate) were detected. For simultaneous extraction of the non-volatile carotenoids and polyacetylenes a new accelerated extraction method was developed. Using accelerated solvent extraction (ASE), 60 % to 70 % of carotenoids and polyacetylenes could be simultaneously extracted from lyophilised carrot powder during the first extraction. For this reason this newly developed extraction process linked with a fast HPLC-DAD and HPLC-MS analysis is faster and more efficient than the established methods. Significant polyacetylene contents were detected not only in wild carrot genotypes but also in the cultivated carrots. A positive correlation between polyacetylenes and sucrose contents in cultivated carrots could be detected. The carotenoid and polyacetylene contents in cultivated carrots are mostly influenced by the genetic background of the plant; environmental factors have only minor influence. In this study it was found that the genetic background has the main influence on the contents of the non-volatile compounds in the carrots in contrast to the influence of the growing place. An analysis of the volatile and non-volatile compounds in the roots of 100 cultivated carrot genotypes showed that there is no correlation between volatile and non-volatile compounds in the carrot root. Therefore, a rapid test for early selection of carrot roots is not possible. Ontogenesis studies confirmed the thesis that the content of carotenoids and polyacetylenes is mainly genetically controlled. An influence of cold stress on the contents of non-volatile compounds in cultivated carrots has not been found