Z. Lebensm. Unters.-Forsch. 156, 9--15 (1974) © by J, F. Bergmann, Mfinchen 1974

Die Verteilung des Eisens im Muskelgewebe yon Schwein und Rind Reiner t t amm und Karl Bfinnig*

Institut fiir Chemie und Physik der Bundesanstalt ffir Fleischforschung, Kulmbach (BRD)

Eingegangen am 8. Februar 1974

The Distribution of Iron within the Muscular Tissue of Pigs and Cattle Summary. The distribution of iron within the muscle tissue of pigs and cattle was investigated.

This study included quantitative determination of myoglobin and hemoglobin content by sephadex chromatography, chromatographic isolation of both heine pigments in their purified state, deter- mination of the total heme content and determination of iron in the tissue and in the isolated pigments. Additionally, the total iron and the total heme content of the slaughter blood was determined. Only about 3.5% of the total iron in the tissue was hemoglobin iron, whereas, the proportion of total iron bound to myoglobin was 31°/0 in porcine muscle and 580/0 in bovine muscle. The nonheme-iron was as high as 69% of the total iron in porcine muscle and 29% in bovine muscle. In the blood 97% of the total iron was present as heine-iron. A high iron content in the meat does not necessarily reflect a high myoglobin content.

Zusammen]assung. Die Verteilung des Eisens im Muskelgewebe yon Schwein und Rind wurde durch quantitative gelchromatographische Bestimmung des Myoglobin- und H/imoglobingehaltes, durch chromatographische Isolierung der gereinigten H/improteide, durch Ermittlung des Gesamt- h~m-Gehaltes sowie durch Bestimmung des Eisengehaltes in Gewebe und in den H/improteid- Pr/~paraten untersucht. ZusKtzlich wurden der Gesamteisen-Gehalt und der Gesamth~m-Gehalt des Schlachtblutes bestimmt. Nur etwa 3,5% des gesamten Eisengehaltes des Gewebes waren H/~moglobin-Eisen, w/~hrend der an Myoglobin gebundene Anteil des Gesamteisens bei Schweine- muskeln 31%, bei Rindermuskeln 58% betrug. Der Gehalt an NichthKm-Eisen wies die fiberraschend hohen Werte yon 690/0 des Gesamteisens bei Schweinemuskeln und von 29°/0 bei Rinder- muskeln auf. Im Blut lagsn 97% des Gesamteisens als tt/~m-Eisen vor. Ein hoher Eisengehalt des Fleisches l~llt nicht notwendigerweise auf einen hohen Myoglobingehalt schlieflen.

Einleitung I m Zusammenhang mit der Bestimmung des Myoglobin- und tt/imoglobin-

Gehaltes der Skeletmuskulatur yon Sehlachttieren [1 ] ergab sich die MSgliehkeit, die Verteflung des im Gewebe enthaltenen Eisens auf die H/~mproteide Myoglobin (Mb) und H/~moglobin (IIb) sowie auf die h/imfreien Bestandteile des Muskels zu ermitteln. Sehon vor vielen Jahren hatte der eine yon uns festgestellt, dab ein erheblieher Teil des Muskel-Eisens nieht an Mb (oder ttb) gebunden sein kann [2]. Andererseits war sp~ter yon Bodwell u. McClain [3] angegeben worden, dab 95% und mehr des im Fleiseh enthaltenen Eisens an Myoglobin gebunden seien.

Eine K1/~rung dieses Widerspruehes erschien uns notwendig. Falls n/~mlieh ein nennenswerter Teil des Eisens nicht an die farbgebenden H/~mproteide des Muskels gebunden ist, ergibt sieh die Frage, ob die vor allem im Rahmen der Fleischerzeugung mitunter gefibte Praxis, start des Myoglobingehaltes den Eisengehalt zu bestimmen, berechtigt ist. Wenn der Myoglobingehalt dem Eisengehalt nicht proportional ist, mfiBten gegen ein solches Vorgehen Bedenken erhoben werden. Auch fiir die er- nKhrungsphysiologische Beurteilung des im Fleiseh enthaltenen Eisens ist es wiehtig, mehr fiber die Bindung des Eisens im Muskel zu wissen.

Um die Verteilung des Eisens innerhalb des Muskelgewebes zu ermitteln, wurden jeweils an ein und demselben Muskel folgende Untersuehungen durchgeffihrt:

1. Bestimmung des gesamten H~m-Gehaltes, welcher die Stunme yon Mb, Hb und der in geringer Menge vorhandenen iibrigen Hiimproteide (z. B. Cytochrome) umfallt.

2. Quantitative Trennung und Bestimmung yon Myoglobin und H~moglobin. 3. Isolierung yon reinem Myoglobin aus dem Gewebe und yon reinem H/~moglobin aus dem

Schlachtblut des betreffenden Tieres. 4. Bestimmung des Eisengehaltes des Gewebes, des isolierten Myoglobins und des isolierten

Hiimoglobins.

* Jetzige Ach-esse: Dr. Karl Bfinnig, DRK-Blutspendedienst, 3257 Springe/Deister, Eldag- sener Str.

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Zum Vergleich der E i senb indung in Muskel m i t der jenigen in B lu r w a r d e n im Sch lach tb lu t des bet reffenden Tieres der E i sengeha l t und der H ~m-G e ha l t be s t immt .

Durehiiihrung der Versuche ~

Material

Longissimu~-dorsi-Muskeln von Schwein und Rind sowie ein Psoas-Muskel des Sehweins wurden unmittelbar nach dem Schlaehten entnommen und sofort aufgearbeitet. Das Sehlacht- blur wurde als ,,Citratblut" (Frischblut~-4% ig; CitratlSsung ~ 5:1 v/v; Citratpr~parat: Tri- natriumeitrat × 2 H20) verwendet.

ExtraCtion und Oxydatlon der H~mprote~de ?~[ber die Bedingungen der Zerkleinerung der Muskelproben siehe union unter ,,Eisenbestim-

mung"! Die Extraktion des zerldeinerten Muskelgewebes unter Bedingungen, welehe eine H~mo- lyse des im Fleiseh enthaltenen Blutes gew~hrleisten, sowie die Oxydation der H~mproteide zu MetMb und MetHb mit Kalium-hexaeyanoferrat-III erfolgten in der frfiher angegebenen Weise []1.

Gelchromatographlsche Bestimmung yon Myoglobin und Hdmoglobin Die gelehroma~graphische Analyse der Extrakte an einer mit Sephadex G-75 Superfine

beschickten S~ule sowie die Bestimmung des Mb- und Hb-Gehaltes im Eluat wurden bereits beschrieben [1].

Isolierung yon Myoglobin und Hdmoglobin Die Isolierung yon MetMb aus dem Gewebe und yon MetHb aus dem Sehlachtblut desselben

Tieres, in dessen Muskelgewebe Mb, Hb, H~mingebalt und Eisengehalt bestimmt wurden, ffihrte man nach einem frfiher berichteten Veffahren [1, 4] dutch. Einige physikalisch-ehemische

K410 ncm, Extinktionsverh~ltnis E~8o/Es2¢) Eigenschaften dieser isolierten Proteide (Molmasse, uoo wurden bereits an anderer Stelle angeffihrt [Tab. 1 in (1)].

Eisenbestlmmung In Muskelgewebe, Schlacbtblut und isolierten H~mproteiden wurden die Eisengehalte be-

stimmt. Bei Zerkleinerung des Muskelgewebes im Fleischwolf gehen aus dem Ger~t erbebliche Mengen an Eisen in das Gewebe fiber; hierdurch erhSht sieh der Eisengehalt des schlachtfriseh zerkleinerten Fleisehes je nach Zerkleinerungsbedingungen um 2--8% des ursprfinglichen Eisen- gehaltes. Man kann diese Kontamination unter standardisierten Zerkleinerungsbedingungen ermitteln und dann als Korrekturfaktor yon dem im zerkleinerten Material ermittelten Eisen- gehalt abziehen. Besser noch ist die Zerkleinerung des Fleisches mit Kunststoff-Messern oder in einem Kunststoff-Wolf mit Edelstahl-Messern. Die zerkleinerten Proben wurden naeh einem yon uns neu erarbeiteten Verfahre'n nail verascht.

Naflveraschung yon Mus~elgewebe und Citratblut: 5 g Gewebe oder 2 g Citratblut in einen 100-ml-Kjeldahlkolben einwiegen, 4 m160--70°/oig. Perchlorsliure (pro anal.) und 10 ml Perhydrol (30%ig. H20~ pro anal.) zusetzen. Zur Abkfirzung des Verfahrens die Mischung unter Schfitteln fiber der Bunsenflamme zum Sieden erhitzen und ansehlieBend auf einem Sandbad bis auf etwa 5 ml eindampfen. Kolben veto Sandbad nehmen und in die noch heifle LSsung 5 ml Perhydrol langsam einfliel~en lassen. Letzteren Vorgang (Einengen und Perhydrol-Zugabe) so oft wieder- helen (in der Regel dreimal), bis die fiber den sich bei geringer Abkfihlung ausseheidenden Ammo- ninmperchloratkristallen stehende LSsung klar und farblos ist. Veraschungsdauer etwa 90 rain.

Die Verasehungsl6sung einsehliei~lich der Ammoniumperchlorat-Kristalle mit entminerali- siertem Wasser (W.) in einen 25-ml-Me13kolben fiberspfilen und mit W. fast bis zur Marke aufffillen. Durch Erhitzen des Kolbens in einem Wasserbad unter Schfitteln den Perchlorat-Niederschlag auflSsen. Nach Abkiihlen mit W. zur Marke aufffillen. Eine gelegentlich naeh l~ingerem Stehen erneut auftretende geringe F~llung yon Ammoniumperehlorat stSrt die Eisenbestimmung nieht. Zur Eisenbest!mmung wird dieser LSsung ein aliquoter Teil entnommen.

Naflveraschung der Myofflobin- und Hdmoglobin-Pr~'parate: MetMb und MetHb wurden als gefriergetroeknetes Material eingesetzt. 10 mg MetMb oder MetHb in einen 25-ml-Weithals. Erlenmeyerkolben mit 0,5 ml 60--70°/oig. Perchlors~ure und 0,5 ml Perhydrol fiber der Spar- flamme des Bunsenbrenners unter Sehiitteln erhitzen und auf etwa 0,5 ml einengen. Zu der noeh heiflen LSsung erneut 0,5 ml Perhydrol geben und wiederum auf etwa 0,5 ml einengen. Ver- aschungsdauer etwa 2 rain. Die farblose, klare LSsung mit W. in ein 10-ml-Me~kSlbehen fiber- spfilen und zur Marke aufffillen. Von dieser L6sung einen aliquoten Tell zur Eisenbestimmung entnehmen.

1 Frau Elisabeth Wagner danken wir fiir ihre ausgezeichnete technische Mitarbeit.

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Eisenbestimmung; In den VerasehungslSsungen wurde Eisen mittcls der hgufig verwendeten Sulfosalieylsgure.Methode [5] unter Anwendung der im folgenden beschriebenen Teehnik be- stimmt. Zur Erzielung eines meBteehnisch gfinstigen Extinktionswertes und eines pH-Wertes yon 10,2 wurden der Verasehungsl5sung entnommen: bei Muskelgewebe 2 ml, bei Blur 0,1 ml und bei den isolierten H/tmproteiden 1 ml. Die aliquote Menge der VeraschungslSsung in einem 10-ml- Mel]kSlbehen mit 1 ml l%ig. Sulfosalicyls/iure.L5sung und 1 ml Ammoniak (mind. 25% ig., p. a.) mischen und mit W. zur Marke auffiillen. Die resultierende gelbe L6sung karm sofort bei 420 nm und 20°C in einer 5.cm-K/ivette gegen eine BlindlSsung, welche anstelle der VeraschungslSsung W. enth~ilt, photometriert werden.

~Berechnung: Der Eisengehalt des Muskelgewebes errechnet sich nach folgender Formeh

E. v,,./, lOO mg Fe/100 g Frisehgewebe = K4~o" 8" a -~ 1,011 • E" ].

Es bedeuten: E = gemessene Extinktion; V,e~ = Volumen der aufgef/illten Veraschungsl5sung (25 ml); ] ----- Verdiinnungsfaktor (Volumen des aufgeffillten Eisenbestimmungsansatzes]Volumen des der VeraschungslSsung entnommenen aliquoten Teils); K4~o = Extinktionskoeffizient bei der Eisenbestimmung (= 98,87 ml/mg • era); 8 ----- Schiehtdicke der Mel]kfivette (5 cm); a = Einwaage (5 g).

Zur Bestimmung des Eisengehaltes dos Blutes war die Diehte dos Blutes bei 20 ° C (~) mit einer Mohrschen Waago zu bestimmen. Der Verdtinnung des Bintes dureh Zugabe dot Citratl6sung wurde dureh einen Verd/innungsfaktor /cB( = 1,2) Rechnung getragen. Mit a ist hier die Einwaage des Citratblutes bezeichnet. Der Eisengehalt des Blutes berechnet sich dann naeh folgender Formel:

~. vo../.1oo./~.e mg Fe/100 g Blur = K~,o" 8- a = 3,0345. E - ]" Q.

Der Eisengehalt der H~improteide wird nach folgender Formel bereehnet (a ----- Einw~age des Pr~parates) :

~. vo~../, ioo °/o Fe im Pr~parat -~ K4~o" s" a ~ 0,2023- E . f.

Eichung der Metlwde: Aus Verdfinnungsreihen wurde ein Extinktionskoeffizient KS4°~c~ ----- 98,87=k2,13 ml/mg, em entspreehendeinem molarenExtinktionskoeffizienten e ~ c ---- 5522=k24 ermittelt; ein E-Test im Rahmen der Regressionsanalyse [6] ergab bei einem Korrelationskoef- fizienten yon r = 0,9995 die Bereehtigung, den Extinktionskoeffizienten aus einer Geraden- funktion ohne Ordinatenverschiebung (Ordinatenwert ~ Extinktionswert) zu bereehnen.

Die Extinktion des gef~irbten Eisen(III)-Sulfosalieylat-Komplexes bleibt im pH-Bereich 9,6--10,5 unver/~ndert; die Farbe bildet sieh sofort mit maximaler St~irke und bleibt f/Jr mindestens 3 Std stabil. Kupfer(II)- und Mangan(II)-Ionen liefem ebenfalls farbige, 15sliche Sulfosalieylat- Komplexe. Diese grfinen und braunen Komptexe stTren ]edoeh die Eisenbestimmung nieht, da sie bei 420 nm erst dann meBbare Extinktionswerte aufweisen, wenn die Konzentration dieser Ionen mehr als 0,1 mg/ml in der MeB15sung betr'dgt; bei den hier in Betracht kommenden Eisen- bestimmungs-AnsRtzen ist dies sicher nicht der Fall.

Bestimmung des HdTnlngehaltes Muslcelgewebe: Die Bestimmung des gesamten H~imgehaltes wird meist naeh der Methode yon

Hornsey [7] nach einmaliger Extraktion des Muskelgewebes mit Aeeton-Salzs~ure vorgenommen. Ffir die Ermittlung relativer Unterschiede hat sich dieses Veffahren bew/ihrt. Kommt es jedoch wie im vorliegenden F~lle darauf an, den absoluten H~mgehalt zu bestimmen, so muB die yon uns ausgearbeitete Modifikation der Hornsey-Methode [8] verwendet werden, bei der eine ersehSpfendc Extraktion des Gewebes mit Aeeton-HC1 angewandt wird. Die so erhaltenen Werte liegen niedriger als man sie mit der ursprtingliehen, yon Hornsey benfitzten Teehnik erh~ilt. Zweifellos sind die mit der modifizierten Methode bestimmten Werte die riehtigeren, da sie mit den H~iminwerten, die aus den ehromatographisch bestimmten Mb- und Hb-Gehalten ermittelt wurden, weir besser /ibereinstimmen als dies bei den konventionell nach Itornsey bestimmten H~iminwerten der Fall ist [8].

ScMachtblut: Das Sehlachtbint wurde als Citratblut zur Bestimmung eingesetzt. Da ein be- stimmtes Citratblutvolumen verwendet wurde, war ffir die Berechnung des H~imingehaltes in Gewichtsprozenten die Dichte des unbehandelten Blutes (~) bei 20°C zu ermitteln.

Bei der erschSpfenden H~min-Extr~ktion aus dem Citratblut (Verdfinnungsfaktor 1, 2; siehe ,,EisenbestJmmung" !) ist ein Wassergehalt des Blutes yon etwa 83% zu beriieksiehtigen. Folgende ExtraktionslSsungen werden benStigt- I = Aceton/konz. SalzsRure (80-{-2); I I = Aeeton]konz. Salz~ure]Wasser (80-k2-[- 18).

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0,05 ml Citratblut in ein spitzes Zentrifugenglas bringen, mit 0,20 ml LSsung I und etwa 0,5 ml LSsung II intensiv vermischen; 10 rain bei 3000 r.p.m nnd Zimmertemperatur zentrifu- gieren. Den ~berstand in sin 10-ml.MelIk61behen abdekantieren (nieht filtrieren !). Dieso Extrak- tion mindestens dreimal mit je 1 ml LSsung II wiederholen und alle Extrakte im MeBkSlbchen sammeln. Der letzte Extrakt sollte farblos sein; der Riiekstand ist dann weilL Mit LSsung II zur Marke (10 ml) auffiillen und bei 640 nm und 20°C in 1-cm-Kiivetto photometrieren.

Berechnung des Hdmingehaltes: Die Berechnung des Hiimingehaltes des Muskelgewebes effolg~ in der frfiher beschriebenenWeise [8]. Danach ist: GHam -- 1360" E, wobei Gnam = H~mingehalt des Frischgewebes in ppm, E -- die gemessene Extinktion bedeuten. Hieraus erreehnet sich der auf das Hi~m entfallende Eisengehalt des Frischgewebes: mg Hiimin-Fe/100 g -- GHam" 8,57 " 10 -3.

Der prozentuale Hiimingehalt des Sehlaehtblutes ergibt sich aus folgender Formel: E . v~,. • £ , . MH~m • lOO E

% Hi~min = e- s . VcB" 1000. ~ = 3,260 • 0

Es bedeuten E = gemessene Extinktion, Vg , , - Volumen des aufgefiillten Extrak~es, /c~ Verdiirmungsfaktor des Citratblutes (siehe ,,Eisenbestimmung" !), Maa~ = Molmasse des Hitmins (651,9), e = millimolarer Extinktionskoeffizient des Hi~minehlorids bei 20°C (4,80); 8 = Sehieht- dieke der Kfivette, VcB = eingesetztes Citratblut-Volumen; 0 = Diehte des Blutes bei 20 ° C.

Hieraus lgflt sich der dem Hi~mingehalt entspreehende Eisengehalt des Blutes wie folgt be- reehnen: mg Fe/100g = 85,7 • °/o tIgmin. Aus dem Hiimingehalt ergibt sieh der ttgmoglobin-

% H~min • MHb gehalt des Blutes naeh folgender Formeh % Hb = 4. MK~m = % H~imin • 3.98

• 1 0 -~. M H b , wobei MHb die Molmasse des H~moglobins bedeutet. MHb wird aus den Eisengehalten der isolierten HKmoglobinprgparate berechnet (Tab. 1 in [1]).

Tabelle 1. Eisengehalte des Muskelgewebes sowie der aus dem Gewebe bzw. dem Sehlaehtblut desselben Tieres isolierten Myoglobin- und H~moglobin-Priiparate

Tier Tierart Muskelgewebe Myoglobin H~moglobin Nr. (rag Fe/100 g) (% Fe) (% Fe)

1 Schwein • 1,744-0,05 0,2864-0,005 0,3624-0,005 2 Schwein 0,864-0,05 0,2884-0,013 0,3234-0,004 3 S chwein 0,92 4- 0,08 0,268 4- 0,006 0,336 i 0,002 4 Sehwein 1,01 4- 0,05 0,261 4- 0,005 0,347 =J= 0,008 5 Schwein 0,864-0,07 0,2654-0,010 0,328=[=0,004

6 Rind 1,784-0,07 0,3084-0,018 0,3544-0,010 7 Rind 1,69 4- 0,16 0,263 j= 0,008 0,347 4- 0,006 8 Rind 1,92 4- 0,03 0,304 ± 0,004 0,337 4- 0,005

Psoas-Muskel; bei allen iibrigen Tieren M. longissimus dorsi.

Tabelle 2. H~min-Gehalt des Muskelgewebes sowie der dem Hitmingehalt ent~prechende Eisen- gehalt des Gewebes

Tier Tierart mg H~mingehalt/kg mg HKmin-Fe]100 g Nr. (bereehnet)

1 Schwein 77,64-2,2 0,651 4-0,018 2 Schwein 44,1 4-2,2 0,3784-0,019 3 Schwein 27,94-2,7 0,239=t=0,023 4 Schwein 29,8 4- 0,9 0,256 4-0,008 5 Sehwein 27,3 4-1,9 0,2344- 0,016 6 Rind 141,24-2,5 1,2104-0,021 7 Rind 133,8+5,8 1,2004-0,052 8 Rind 164,84-1,8 1,4124-0,016

Ergebnissc und Diskussion

I n Tab. 1 sind die i n den verschiedenen Muskeln bes t immten Eisengehalte sowie die Eisengehalte der aus Gewebe bzw. Schlachtblut des betreffenden Tieres isolierten MetMb- u n d MetHb-Pri~parate aufgefiihrt.

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Tabelle 3. Myoglobin- und H~moglobin-Gehalt des Muskelgewebes sowie die den H~mproteiden entspreehenden Eisengehulte des Gewebes

Tir Tierar~ Myoglobin 1~Iyoglobin-Eisen H~moglobin H~moglobin- I~r. (rag/100 g) (rag/100 g~) (rag/100 g) Eisen

(rag/100 g~)

1 Schwein 154,04- 6,4 0,4410±0,0183 29,0±1,9 0,10484-0,0072 2 Schwein 117,94-14,3 0,3350±0,0405 6,7~1,0 0,0206~0,0032 3 Schwein 86,64- 2,5 0,21214-0,0061 8,1~0,7 0,0272~0,0024 4 Schwein 86,9~ 2,2 0,2270±0,0058 8,0~=0,1 0,02804-0,0004 5 Schwein 69,84- 1,4 0,1840±0,0037 9,9±0,8 0,0324=~0,0028 6 Rind 297,2±19,1 0,90944-0,0584 11,1±0,2 0,03924-0,0004 7 Rind 284,54- 5,5 1,0810±0,0209 17,4:L 1,6 0,06004-0,0052 8 Rind 400,54- 7,4 1,21754-0,0224 19,74-1,2 0,06644-0,0040

Berechnet unter Zugrundelegung der Eisengehalte der aus dem Gewebe bzw. dem Schlacht- blur desselben Tieres isolierten Mb- und Hb-Pr~iparate (s. Tab. 1).

Tabelle 4. Verteilung des Eisens im Muskelgewebe

Tier Tierart Nr.

Eisen in °/o des Gesamt-Eisens ~ .~

1 Schwein 2 Schwein 3 Schwein 4 Schwein 5 Schwein 6 Rind 7 Rind 8 Rind

1,74 37,41 62,59 25,35 6,03 84 0,86 43,95 56,05 38,95 2,49 94 0,92 25,98 74,02 23,05 2,96 100 1,01 25,30 74,70 22,47 2,78 I00 0,86 27,20 72,80 21,39 3,76 92 1,78 67,97 32,03 51,09 2,20 78 1,69 71,01 28,99 63,96 3,56 95 1,92 73,54 26,46 63,12 3,46 91

Bereehnet aus den Werten yon Tab. 2. b Berechnet aus den Werten yon Tab. 3.

Die H~mingehalte des Fleisches und die dem H~mingehalt entsprechenden Eisen- gehalte (berechnet) des Gewebes sind aus Tab. 2 zu ersehen.

Tabelle 3 enthiilt die gelchromatographisch best immten Gehalte des Muskels an Mb und H b (s. auch [1]) und die diesen Hamproteidgehalten entsprechenden Eisen- gehalte des Gewebes. Diese Eisengehalte wurden unter Zugrundelegung der Eisen- gehalte yon Mb und Hb ermittelt , die aus Gewebe bzw. Schlachtblut desselben Tieres isoliert worden waren (s. Tab. 1).

Tabelle 4 bringt eine Zusammenfassung in den Tab. 1--3 enthaltener Daten und zeigt die Verteilung des Eisens im Muskelgewebe. Hier sind die auf Gesamth~m, Mb und H b entfallenden Eisenmengen in Prozent des Gesamteisens ausgedrfickt.

S~mtliche im Schlachtblut der verschiedenen Tiere gemessenen Werte sind in Tab. 5 enthalten.

Die Summe der auf Mb und Hb entfallenden Eisenmengen betragen im Muskcl- gewebe der acht Tiere durchschnittlich 92 % der aus dem Hamingehalt berechneten Eisenmenge (Tab. 4). Diese gute Ubereinstimmung l~Bt erkennen, dal~ bei den Best immungen von H~m, Mb und Hb sowie bei der Eisenbestimmung im Gewebe and in den isolierten H~mproteiden keine wesentlichen Fehler aufgetreten sein kSnnen.

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DaB die Summe yon Mb- und Hb-Eisen meist etwas niedriger lag als der Wert ffir das Gesamth~m-Eisen, ist nicht iiberraschend, da im Muskelgewebe neben Mb und Hb aueh andere H~mproteide wie z. B. Cytochrome in geringer Menge vorkommen [1 ].

Bei Schweinemuskulatur waren im Mittel 31°/0 des Gesamteisens an Myoglobin gebunden, beim Rind lag der entsprechende Wert bei 58%. Im Sehweinemuskel waren 3,6, im Rindermuskel 3,1% des gesamten Eisens an H~moglobin gebunden.

Wie aus Tab. 4 hervorgeht, ist im Skeletmuskel ein erstaunlich hoher Teil des gesamten Eisens nieht an H~mproteide gebunden. Beim Rind betrug dieser Anteil im Mittel 29,10/0 des Gesamteisens. Sehon 1959 war in unserem Laboratorium mit anderen Methoden festgestellt worden, dal] etwa 28~/o des Gesamteisens im M. longissimus dorei des Rindes nicht an Mb und andere wasserl6sliehe Verbindungen, sondern an die wasserunlSsliehe, strukturelle Substanz des Gewebes gebunden sind[2]. Es besteht also eine sehr gute Ubereinstimmung zwisehen den in den beiden Arbeiten ermittelten Gehalten des Muskels an Nichth~m-Eisen. Im M. longissimus dorsi des Schweins waren naeh den vorliegenden Befunden (Tab. 4) sogar durchsehnittlich 69,4% des Gesamteisens nicht an H~mproteide gebunden; beim Psoas-Muskel des Sehweins betrug dieser Wert 62%. Offenbar ist also der Anteil des Nichth~m-Eisens am Gesamteisen v o n d e r Tierart abh~ngig. So soll nach Schapira u. Dreyfus [9] Rattenmuskel nur 20% des Gesamteisens als H~imineisen enthalten. MSglicherweise spielt aueh das Alter des Tieres eine Rolle. Charpentier [10] fand n~mlich in Kalb- fleiseh einen Antefl des Nichth~m-Eisens am Gesamteisen, der zwischen 50 und 68% lag, also wesentlich h6her als der yon uns in der Muskulatur erwachsener Rinder gefundene Anteil war.

Uber die Art der Bindung des Niehth~m-Eisens in l~Iuskulatur yon Sehlaehttieren scheint heute noeh ebensowenig bekannt zu sein wie vor 15 Jahren [2]. Dal~ es sich bier nieht um freies, ionisiertes Eisen handelt, konnten wir durch Versuehe mit Ionenaustauschern naehweisen [2, 10, 12]. Verbindungen yon der Art des Ferritins, H~mosiderins oder Transferrins, wie sie sich in verschiedenen Organen und Blur fanden, wurden unseres Wissens im Muskel noch nicht nachgewiesen. Wahrsehein- licher ist es, dab dieser Anteil des Gewebe-Eisens an Myofibritlen oder andere Zell- strukturen gebunden ist. Ein Tell dieses Eisens kSnnte alsNichth~tm-Eisen in Enzymen enthalten sein. Derartige, eng mit Zellstrukturen (z. B. Mitoehondrien) assoziierten Fe-haltigen Enzyme sind Suecinodehydrogenase und Flavinnucleotid-Enzyme. Dieser Enzym-Eisen-Anteil ist aber sieherlieh viel zu gering, um dis grol]e Menge an sog. ,,Nichth~m-Eisen" im Gewebe zu erkl~ren.

Tabelle 5. Eisen-, H~min- und H~mogtobingehalte des Schlaehtblutes

Tier Tierar~ Diehte (g/ml) Nr.

Frisehes Citratblut Blur

Gesam~-Eisen H~min ¢~ ~ H~m-Eisen ~ (mg/lOOg) (mg]lOOg) ~ (mg]lOOg)

1 Sehwein 1,056 1,050 2 Schwein 1,060 1,050 3 Schwein 1,058 1,051 4 Schwein 1,060 1,056 5 Sehwein 1,060 1,050 6 Rind - - 1,054 7 Rind 1,061 1,052 8 Rind 1,067 1,053

- - 5374- 4 13 ,2 46,04-0,3 - - 62,884-1,25 6204- 2 17,1 53,24-0,2 85 52,054-1,37 6144- 8 16 ,2 52,54-0,7 103 59,124-0,24 6714-12 17 ,2 57,44-1,0 97 46,564-1,09 5394-11 14 ,6 46,24-0,9 99

6624- 8 16 ,6 56,74-0,7 - - 56,144-0,22 6364-13 16 ,3 54,54-1,1 98 53,604-1,43 6194- 8 16,3 53,14-0,7 99

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Im Gegensatz zum Muskelgewebe war im Schlachtblut der betreffenden Tiere fast alles Eisen (durehsehnittlich 97%) an H~moglobin (bzw. an die Hhmgruppe) gebunden (Tab. 5). Das nieht an H~mproteid gebundene Eisen des Blutes dfirfte vor allem im Transferrin enthalten sein.

Die Tab. 1 und 3 sagen auch einiges fiber die Beziehung zwischen Gesamteisen und Myoglobin aus. Beim Psoas-Muskel des Sehweins entspraeh der hohe Mb-Gehalt aueh einem verhiiltnism~13ig hohen Eisengehalt. Bei den Longissimus.dorsi-i~Iuskeln des Schweins jedoeh kam dem Muskel mit dem h6ehsten Mb-Gehalt (117 mg/100 g) der niedrigste Eisengehalt (0,86 rag/100 g) zu. Bei den Longissimus-dorsi-Muskeln des Rindes schien die Beziehung zwischen Mb- und Eisengehalt enger zu sein. Zweffel- los w/~ren hier Untersuchungen an einem grol3en Tiermaterial auf statistiseher Basis erforderlich. Unsere Resultate lassen aber erkennen, dab es nieht berechtigt ist, a priori einen mit steigendem Myoglobingehalt entspreehend zunehmenden Eisen- gehalt des Fleisches anzunehmen. Dies sollte man bedenken, welm man start des Myoglobingehaltes den Eisengehalt des Fleisches bestimmen will. Auch Kainski et al. [13] stellten bei Schweinen lest, da13 Muskeln mit den h6ehsten Mb-Gehalten nicht die hSehsten Eisengehalte aufweisen mfissen. Damit soll nicht bezweffelt werden, dab in zahlreiehen Fgllen eine enge Beziehung zwischen Eisen- und Mb-Gehalt des Fleisches bestehen dfirfte, wie etwa bei versehiedenen Tierarten, z. B. Rind und Sehwein (siehe diese Arbeit), bei Tieren versehiedenen Alters (Kalb und Rind) oder bei Muskeln unterschiedlicher Funktion (helle und dunkle Fasern). Immerhin fiillt auf, dab die in der Literatur angegebenen Eisengehalte yon Rind- lind Kalbfleisch sich durehaus nieht immer unterseheiden [14], obwohl sicherlieh das Rindfleisch stets einen hSheren Mb-Gehalt als Kalbfleisch hatte.

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st~tte 1972

Professor Dr. R. Harem Bundesanstalt fiir Fleischforschung Institut fiir Chemie und Physik ])-8650 Kulmbach, Blaich 4 Bundesrepublik Deutschland