7
G. Denbsky: Schnelle und nahezu verlustfreie NaBveraschung biologischen Materials 355 o g~ s~ 2,0 N.c_ z o 0 3,8 ~ "----5 50 60 70 80 ml einer 30~ H202-LiSsung m o o I I L I I I L I I j j ~ 90 100 Abb.2. Oxydation organischer Substanz mit Wasserstoff- peroxid bei Temperaturen fiber 100~ und den dabei resul- tierenden h6heren Drucken. Farbe der LSsung und deren Gehalt an nicht zerst6rter organiseher Substanz als Funk- tionen des angewandten Volumens einer 30~ H202- L6sung. Einwaagen jeweils 5 g Brot An der Optimierung des Verfahrens wird weiterhin gearbcitet. Handlichere und leichtere, nach dem- selben Prinzip konstruierte Geri~te sind in der Ent- wieklung. Kleinere Abmessungen werden nicht nur die Bedienung vereinfachen, sondern auch die Auf- heiz- und Abkiihlzeiten weiterhin verkiirzen. Ich danke allen jungen Mitarbeitern, die bei jedem Wetter die Aufschlutversuehe im Freien durchgefiihrt haben. Der Leitung unseres Instituts danke ich fiir das Verstiindnis, das mir bei der Verwirklichung dieses Vorhabens entgegen- gebracht worden ist. Mein ganz besonders herzlicher Dank gilt aber posthum meinem naehstea Mitarbeiter, I-Ierrn Technischen l~egierungsoberamtmana Kurt Patzke, dessert teehnische Begabung, Initiative und selbstlose Unterstfitzung die Konstruktion und den Bau des Ger~tes erm6glieht haben. Literatur 1. Boppel, B.: In: Abstracts of the international sympo- sium on rapid methods for measurement of radioactivity in the environment, 5--9July 1971, Neuherberg bei Miinchen 2. Fujiwara, S., Narasaki, H. : Anal. Chem. 40, 2031 (1968) 3. Kotz, L., Kaiser, G., Tsch6pel, P., TSlg, G.: diese Z. 260, 207 (1972) 4. Parr, S. W.: J. Am. Chem. Soc. 80, 764 (1908) 5. Sansoni, B., Kracke, W. : diese Z. 248, 209 (1968) 6. Sch6niger, W. : Mikroehim. Aeta 1955, 123; 1956, 869 7. Wurzsehmit~, B. : Mikrochemie 86/87, 769 (1951) Dr. G. Denbsky Institut ffir Wehrpharmazie und Lebensmittelchemie D-8000 Miinchen 19, Dachauer Stralle 128 Bundesrepublik Deutschland Z. Anal. Chem. 267, 355--361 (1973) O by Springer-Verlag 1973 Identifizierung und Bestimmung von Fleisch- und FremdeiweiB mit Hilfe der Dodecylsulfat-Polyacrylamidgel-Elektrophorese* K. Hofmann Institut ffir Chemie und Physik der Bundesanstalt ffir Fleisehforsehung, Kulmbaeh Eingegangen am7. Mai 1973 Identi/ication and Determination o/Meat and Foreign Protein by means o/Dodecylsulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis. Polyacrylamide gel eleetrophoresis in the presence of dodecylsulphate using slabs can be employed for differentiation between meat proteins and proteins from other sources such as soya, milk and egg white. The proteins of different origin show characteristic well reproducable patterns of the stained bands. The mixtures of meat and other proteins can be easily detected by comparison with the pattern of a standard gel. The molecular weights of the single protein components can be determined by means of their distances from the start line and can be used for further identification. The amount of the protein in the band can be determined by densitometric evaluation of the stained protein bands. Heating the meat over 100~ leads to a decrease in the intensity of the bands which is more pronounced in the case of myosin than in the case of actin. The relation of actin/myosin increases with increasing temperature, therefore this ratio can be used to check the extend of heat treatment of meat. * Vortrag anli~Blieh der Tagung ,,Spurenanalyse", 2.--5. April 1973 in Erlangen. 23*

Identifizierung und Bestimmung von Fleisch- und Fremdeiweiß mit Hilfe der Dodecylsulfat-Polyacrylamidgel-Elektrophorese

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G. Denbsky: Schnelle und nahezu verlustfreie NaBveraschung biologischen Materials 355

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Abb.2. Oxydation organischer Substanz mit Wasserstoff- peroxid bei Temperaturen fiber 100~ und den dabei resul- tierenden h6heren Drucken. Farbe der LSsung und deren Gehalt an nicht zerst6rter organiseher Substanz als Funk- tionen des angewandten Volumens einer 30~ H202- L6sung. Einwaagen jeweils 5 g Brot

An der Opt imie rung des Verfahrens wird wei terhin gearbc i te t . Hand l i che re und leichtere, nach dem- selben Pr inz ip kons t ru ie r t e Geri~te s ind in der En t - wieklung. Kle inere Abmessungen werden n ich t nur die Bedienung vereinfachen, sondern auch die Auf- heiz- und Abki ih lze i ten wei terhin verki irzen.

Ich danke allen jungen Mitarbeitern, die bei jedem Wetter die Aufschlutversuehe im Freien durchgefiihrt haben. Der Leitung unseres Instituts danke ich fiir das Verstiindnis, das mir bei der Verwirklichung dieses Vorhabens entgegen- gebracht worden ist. Mein ganz besonders herzlicher Dank gilt aber posthum meinem naehstea Mitarbeiter, I-Ierrn Technischen l~egierungsoberamtmana Kurt Patzke, dessert teehnische Begabung, Initiative und selbstlose Unterstfitzung die Konstruktion und den Bau des Ger~tes erm6glieht haben.

Li te ra tur

1. Boppel, B.: In: Abstracts of the international sympo- sium on rapid methods for measurement of radioactivity in the environment, 5 - -9 Ju ly 1971, Neuherberg bei Miinchen

2. Fujiwara, S., Narasaki, H. : Anal. Chem. 40, 2031 (1968) 3. Kotz, L., Kaiser, G., Tsch6pel, P., TSlg, G.: diese Z.

260, 207 (1972) 4. Parr, S. W.: J. Am. Chem. Soc. 80, 764 (1908) 5. Sansoni, B., Kracke, W. : diese Z. 248, 209 (1968) 6. Sch6niger, W. : Mikroehim. Aeta 1955, 123; 1956, 869 7. Wurzsehmit~, B. : Mikrochemie 86/87, 769 (1951)

Dr. G. Denbsky Institut ffir Wehrpharmazie und Lebensmittelchemie D-8000 Miinchen 19, Dachauer Stralle 128 Bundesrepublik Deutschland

Z. Anal. Chem. 267, 355--361 (1973) O by Springer-Verlag 1973

Identifizierung und Bestimmung von Fleisch- und FremdeiweiB mit Hilfe der Dodecylsulfat-Polyacrylamidgel-Elektrophorese*

K. H o f m a n n

Institut ffir Chemie und Physik der Bundesanstalt ffir Fleisehforsehung, Kulmbaeh

Eingegangen am7. Mai 1973

Identi/ication and Determination o/Meat and Foreign Protein by means o/Dodecylsulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis. Po lyac ry l amide gel e leetrophoresis in the presence of dodecy lsu lpha te using slabs can be employed for d i f ferent ia t ion be tween mea t pro te ins and pro te ins f rom other sources such as soya, mi lk and egg white. The pro te ins of different origin show character is t ic well r eproducab le p a t t e r n s of the s ta ined bands. The mix tu res of mea t and o ther pro te ins can be easi ly de tec ted b y compar ison with the p a t t e r n of a s t a n d a r d gel. The molecular weights of the single p ro te in components can be de t e rmined b y means of the i r d is tances f rom the s t a r t l ine and can be used for fur ther identif icat ion. The a m o u n t of the p ro te in in the band can be de t e rmined b y dens i tomet r ic eva lua t ion of the s t a ined p ro te in bands. H e a t i ng the mea t over 100~ leads to a decrease in the in t ens i ty of the bands which is more pronounced in the case of myos in t h a n in the case of act in . The re la t ion of ac t in /myos in increases wi th increasing t empera tu re , therefore this ra t io can be used to check the ex tend of hea t t r e a t m e n t of meat .

* Vortrag anli~Blieh der Tagung ,,Spurenanalyse", 2.--5. April 1973 in Erlangen.

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Zusammen]assung. Mittels der Polyacrylamid-Flachgel-Elektrophorese in Gegenwart yon Dodecylsulfat erh~lt man yon Fleisch- und FremdeiweiB (Soja, Milch, Hfihnereiklar) charakteristische, gut reproduzierbare Protein- banden-Muster, die Fremdeiweil3 im Gemiseh mit zerkleinertem Fleisch bereits durch einen visuellen Vergleich mit den Bandenmustern eines Standardgels zn erkennen gestatten. Die Molekulargewichte der einzelnen Proteinkomponenten k6nnen aufgrund ihrer Laufstrecken ermittelt und so zur weiteren Identifizierung heran- gezogen werden. Durch densitometrische Auswertung der Gele kann eine quantitative Bestimmung von Fleisch- und Fremdeiweil~ erfolgen. Erhitzung yon Fleisch fiber 100~ ffihrt zu einer unterschiedliehen Ab- schw~ehung der angef~rbten Proteinbanden, die bei Myosin welter fortschreitet als bei Actin. Das Actin/ Myosin-Verh/~ltnis nimmt mit steigender Temperatnr zu und kann zur Beurteilung des Ausmal3es einer er- folgten Hitzebehandtung herangezogen werden.

Best. yon EiweiB in Fleisch; Elektrophorese, Gel; Polyacrylamid, Dodecylsulfat.

Einleitung Die Methode der Polyacrylamidgel-Elektrophorese in Gegenwart von Natriumdodecylsulfat wurde 1967 dutch eine Ver6ffentlichung yon Shapiro u. Mitarb. [9] bekannt. Natriumdodecylsulfat wirkt schon in sehr kleinen Konzentrationen auf Proteine denaturierend, wodurch sich das elektrophoretische Verhalten der Proteine grundlegend ver/~ndert: Die yon den nega- tiven Dodecylsulfat-Ionen umhfi]lten Proteinmole- k file wandern im elektrischen Feld nicht mehr ent- sprechend ihrer eigenen, ursprfinglichen Ladungs- verteilung znr Anode oder zur Kathode, sondern aus- schlieBlich zur Anode. Dabei wird die Wanderungs- geschwindigkeit der Proteine eindeutig yon ihrer Molekfilgr6Be bestimmt, woraus sich die M6glichkeit ergibt, die Molekulargewichte yon Proteinen bzw. ihrer Untereinheiten zu bestimmen; darauf hat bereits Shapiro [9] hingewiesen.

Weber u. Osborn [11] sowie Dunker u. Rueckert [1] haben die Anwendbarkeit der Natriumdodecylsulfat- Polyacrylamidgel-Elektrophorese auf die Molekular- gewichtsbestimmung yon Proteinen eingehend fiber- prfift und ihre Zuverl/~ssigkeit best/itigt. In den letzten Jahreu wurde diese Methode in zunehmendem MaBe zur Bearbeitung der verschiedensten Probleme eingesetzt, womit sieh ihre allgemeine Anwendbar- keit erwiesen hat. Zwischen den Wanderstrecken der Proteine und dem Logarithmus ihrer Molekular- gewichte besteht eine lineare Beziehung, die gleich- zeitig die Grundlage ffir die Aufstellung der Eich- kurve darstellt.

In den vorliegenden Untersuchungen haben wit uns vor allem mit den Proteinen des Fleisches be- sch/s Ein besonders aktuelles Problem ist der Nachweis yon FremdeiweiB in Fleischwaren, der bis vor wenigen Jahren fast ausschlieBlich mittels sero- logiseher Verfahren geffihrt wurde. Deren Nachteil besteht jedoeh darin, dab sic in der Regel bei An- wendung auf hitzedenaturiertes Material versagen.

Daher sind in jfingster Zeit Versuche unternommen worden, auch elektrophoretische Nachweisverfahren anzuwenden [2,5,10]. Dabei kamen St~rke- [5] und Polyaerylamidgele ohne Dodeeylsulfat [2,10] zur An- wendung, die jedoch noch nicht zu roll befriedigenden Ergebnissen ffihrten. Da unsere Untersuehungen zum Nachweis yon SojaeiweiB [3] und zu seiner gleich- zeitigen quantitativen Bestimmung [6] unter Einsatz der DodecyIsulfat-Po]yacrylamidgel-Elektrophorese erfolgreich verliefen, haben wir sie in der vorliegenden Arbeit auf weitere Fremdproteine ausgedehnt.

Sind die Molekulargewichte einiger Komponenten der zu untersuchenden EiweiBgemisehe -- wie im Falle der Fleischproteine -- hinreichend genau be- kannt, so kann man diese in die Eichkurve ein- beziehen und mit einer geringeren Zahl an Eich- proteinen (z.B. l~inderserumalbumin, Eialbumin, tt/s auskommen.

Experimentelles In unseren Untersnehungen haben wir start der iiblichen Rundgele, wie sic noch yon den Urhebern dieser Elektrophoresemethode eingesetzt wurden, Flachgele verwendet, die nach Scopes u. Penny [4, 8] in einer aus Plexiglas hergestellten Box gegossen werden (Abb. 1).

Bezfiglich der Einzelheiten sei auf die ausffihrliche experimentelle Beschreibung [4] hingewiesen. E r - w~hnt sei noch, daB zur Anf/irbung der Protein- banden Coomassie Brilliant Blue verwendet wurde.

Flachgele zeichnen sich durch zwei wesentliche Vorteile aus: Man kann die Eiehproteine und die zu untersuchenden Proteinproben auf ein und dem- selben Gel nebeneinander auftragen, wobei du#ch die gleichen Bedingungen der Trennung und der Behand- lung der Gele nach beendeter Elektrophorese (An- f/s und Auswasehen) eine optimale Vergleichbar- keit der nebeneinander getrennten Proben gegeben ist. Ein weiterer Vorteil der Gelplatten ist darin zu

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K. Hofmann: Identifizierung und Bestimmung yon Fleisch- und FremdeiweiI3 357

sehen, dab sie analog wie Dfinnschichtplatten den- sitometrisch ausgewertet werden k51men, und zwar sowohl durch Remissions- als auch durch Trans- missionsmessung. Damit ist eine einfache MSglichkeit zur quanti tat iven Bestimmung der einzelnen Pro- teine gegeben. SchlieBlich kann auf diese Weise eine genaucrc Molekulargewichtsbestimmung erreicht werden, indem man die Laufstrecken der Proteine nicht am Gel selber, sondern anhand der densito- metrischen Kurven abmil~t. Am Originalgel kann man n/imlich die Mitre eiuer Bande bzw. die Stelle ihrer gr6Bten Intensit~t nie ganz exakt bestimmen, w/~hrend sie auf dem Densitogramm durch den Gipfcl des betreffenden Peaks eindeutig festgelegt ist. AuBerdem kann das Dcnsitogramm gedehnt und so- mit bequemer und genauer ausgemessen werden.

Untersuehung der Fleischproteine Fleisch besteht im wesentlichen aus den wasser- unlSslichen Proteinen der Muskelfasern, den sog. myofibrill/~ren Proteinen (Abb.2), und den wasser- 15slichen Proteinen des Fleischsaftes, den Sarko- plasmaproteinen (Abb. 3).

Wie Abb.2 zeigt, legen die Untereinheiten yon Myosin mit dem hSchsten Molekulargewicht yon allen Proteinen die kfirzeste Strecke zuriick. In der Mitre erscheint die Bande yon Actin, das im intakten Muskel zusammen mit dem Myosin das Actomyosin bildet. Actin und Myosin machen 74~ des gesamten myofibrill/iren Proteins aus, daher sind auch ihre Banden im Gel am st/~rksten ausgepr/~gt. Weiterhin erkennt man die Banden yon a-Actinin, Tropomyosin sowie Troponin B und Troponin A (Zuordnung der Banden in Abb.2 nach Scopes u. Penny [8]).

Die Elektropherogramme der aus Kaninehen-, Rind- und Schweinefleiseh hergestellten Myofibrillen ergaben in der Zahl, der Lage und der Intensitiit der einzelnen Proteinbanden keine wesentlichen Unterschiede. Die Elektropherogramme der Sarko- plasmaproteine yon Rind- und Sehweinefleisch sind in Abb. 3 wiedergegeben.

Ein auff/~lliger Untersehied zwischen den beiden Proteinmustern besteht darin, dab Rindfleisch im allgemeinen eine wesentlich st/s ausgepr/~gte Myoglobinbande aufweist als Schweinefleisch. Das Elektrophoresebild des gesamten Muskelfleisches stellt nun eine Aufeinanderprojektion der Banden- muster der myofibrill/iren und der Sarkoplasma- Proteine dar (Abb.4). Auch hier beachte man die starke Myoglobinbande bei Rindfleisch.

Fleisch erleidet wKhrend der Lagerung bekanntlich zahlreiehe biochemische Ver/~nderungen, die man

summarisch als die l~eifung des Fleisches bezeichnet. Eine Folge davon ist z.B. das Zartwerden des Fleisches. Um zu prfifen, ob damit auch eine Ver- /inderung des elektrophoretischen Brides erfolgt, haben wir Rindfleisch in versehiedenen Zeitabst/~nden naeh dem Schlachten untersucht. AuBerdem wurden diese Fleische mit 0,1 M KC1-LSsung extrahiert und die Extrakte, die nur die Sarkoplasmaproteine ent- hielten, elektrophoretisch getrennt. Die Ergebnisse zeigten, dab sich die Intensit~t einiger Proteinbanden des Sarkoplasmas im Verlaufe der Lagerung gering- fiigig (nur am Originalgel erkennbar) ver~ndern.

Der Extrakt des schlachtfrisehen Fleisches li~Bt z.B. die schwach ausgepr~gte Bande eines hochmolekularen Proteins (Phosphorylase B) erkennen, die bei den ~lteren Extrakten nieht mehr vorhanden ist. Andererseits sind auch Banden vorhanden, die sich etwas verst~rken. Bei don Elektrophero- grammen des gesamten Fleisches sind diese geringen Unter- schiede wegen der teilweisen Uberdeckung durch die myo- fibrill/s Proteine kaum wahrnehmbar.

Somit treten w/~hrend der Reifung des Fleisches zwar gewisse Proteinver/~nderungen ein, sie ffihren aber nieht zu einer tiefgreifenden Ver/~nderung des typischen Bandenmusters der myofibrill~ren wie der Sarkoplasmaproteine.

Densitometrisehe Auswertung

Die densitometrische Auswertung eines Elektro- phoresegels kann am Gel selber oder nach unseren Erfahrungen noch vorteilhafter an einem davon her- gestellten GroBbild-Farbdiapositiv (5,5 X 7 cm) vor- genommen werden.

Unter der Originalkurve (Abb. 5) sind an den ent- spreehenden Ste]len die angef/~rbten EiweiBbanden in Form yon Faksimilen eingezeichnet. Die F1/ichen unter den Peaks repr/~sentieren die einzelnen Protein- mengen und k6nnen fiir die quanti tat ive Bestimmung der Proteine herangezogcn werden (s. u.). Zur Ermit t- lung der Molekulargewichte werden die Abst/~nde zwischen den FuBpunkten der Startlinie und des Peakmaximums gemessen.

Elektrophorese erhitzter Proteine

I m Zusammenhang mit dem Nachweis yon Fremd- eiweif3 in Fleisehwaren stellt sich aueh die Frage, welchen EinfiuB die Erhitzung auf die Proteine des Fleisches ausfibt. Zur Untersuchung dieser Frage wurden Fleischproben 5, 15 und 30 rain auf 60 bis 120~ erhitzt. Die Versuche ergaben, dab kurzfristig (5 rain) einwirkende Temperaturen bis 100~ keinen

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358 Z. Anal. Chem., Band 267, Haft 5 (1973)

Abb. 1. Sehematiseher Querschnitt durch die Elekbrophorese- apparatur in betriebsbereiSer Anordnung

Abb. 3. Elektrophorese der Sarkoplasmaproteine yon Rind- (Probe 1--4) und Schweinefleisch (6--9) sowie der Eieh- proteins RSA, Eialbumin und H/~moglobin (5u. 10). Probenlu . 6 Prel3siifte; 2u. 7 Tropfs~fte; 3u. 8 tt~O- Extrakte; 4 u. 9 0,1 M KC1-Extrakte

Abb. 4. Elektropherogramme yon gesamtem Schweine- (1 u. 2} und Rindermuskel (3 u. d)

Abb. 2. Elektropherogramm der myofibrillEren Proteine (aus Kaninohenmuskel); Proteinkonzentration der aufgetragenen LSsungen. Probe 1:1 mg/ml; :Probe 2:3 mg/ml

Abb.5. Densitometrische Kurve eines Elektropherogr~mms yon Fleisch (yore Schwein). Bei den nicht n~her gekennzeich- ne~en Banden h~ndelt es sieh um Proteine des Sarkopl~smas

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K. Hofmann: Identifizierung und Bestimmung yon FMsch- und Fremdeiweil] 359

wesentliehen EinfluB auf die Intensiti~t der Protein- banden haben. H6here Temperaturen und 1/ingere Einwirkungszeiten ffihren jedoch zu einer Ab- schw/~chung der einzelnen Banden, die um so gra- vierender ist, je 1/~nger und je hSher die Proben erhitzt wurden.

Dabei wird die Bande des Myosins mehr abge- schw/~cht als die des Actins und ist bei einer 30 min auf 120~ erhitzten Probe fast v611ig verschwunden. AnBerdem beobachtet man bei den erhitzten Proben im Vergleich zur unbehandelten Probe eine verstS, rkte Anf/irbung des Untergrundes, eine Erscheinung, die auch im Falle yon erhitztem Sojaeiweig [3] festgestellt wurde. Es lag die Vermutung nahe, dab zwischen dieser unterschiedlichen Abschw/~chung der beiden Proteinbanden und dem Erhitzungsgrad eine enge Beziehung besteht. Die quanti tat ive Auswertung an- hand der densitometrisehen Kurven ergab tats/~ehlieh einen engen Zusammenhang zwischen der Erhitzungs- temperatur und dem Verh/~ltnis der dem Aetin und dem Myosin entspreehenden Peakfl/ichen, wie die graphisehe Darstellung in Abb. 6 zeigt. Wegen seiner progressiven Zunahme wurde dieses Verhiiltnis im logarithmischen Magstab aufgetragen.

Wghrend sieh zwisehen 60 und 100~ das Ver- hgltnis yon Aetin zu Myosin nur geringffigig ver- /indert, steigt es fiber ]00~ steil und geradlinig an. Bei 30 rain Erhitzungsdauer ist dieser Anstieg ver- st/indlieherweise st/irker als bei 15 min. Aufgrund dieser Beziehung ist es im Prinzip m6glieh geworden, aus dem Verh/iltnis yon Actin zu Myosin l~fiek- sehlfisse auf den Erhitzungsgrad, dem eine Fleisch- probe ausgesetzt war, zu ziehen. Diese M6gliehkeit ist - - z.B. im Hinbliek auf die Beurteilung yon Dosenkonserven - - auch yon praktischem Interesse.

Identifizierung yon Fremdeiweill

In weiteren Untersuchungen beschiiftigten wir uns mit der Identifizierung yon sog. FremdeiweiB, d.h. von EiweiBstoffen, die zu Fleischwaren zugesetzt sein kSnnen. Wir untersuchten vor allem Sojaeiweig, MilcheiweiB und Itfihnereiklar. Jeder dieser Fremd- eiweiBstoffe lieferte, wie Abb. 7 zeigt, ein ganz eharakteristisehes Bandenmuster.

SojaeiweiB hat ein besonders charakteristisches Bandenmuster : Es weist eine relativ hochmolekulare Doppelbande auf, die - - verglichen mit den Muskel- proteinen - - in der Mitte zwischen Myosin und Actin liegt, sowie zwei weitere stark ausgepr/~gte Banden, yon denen die eine unterhalb des Aetins und die andere zwischen Troponin B und Troponin A liegt.

Eiklar zeigt nur eine einzige, stark ausgepriigte Bande (mit Eialbumin identisch), die dicht unterhalb der Actinbande erscheint, w/ihrend MilcheiweiB zwei charakteristische, noch unterhalb yon Eialbumin liegende Hauptbanden aufweist. Die beiden Milch- eiweigbanden erh~lt man, ganz gleich, ob es sich um Frischmilch, Magermilchpulver oder um Casein handelt. Die Tatsache, dab bei jedem dieser Fremd- proteine nur einige wenige Banden - - die der mengen- m/~Big fiberwiegenden Proteine - - deutlich hervor- treten, ist ein gfinstiger Umstand, der es ermSglicht, die Gegenwart yon FremdeiweiB im Gemisch mit Fleischeiweig sehon rein visuetl zu erkennen. Abb. 8 zeigt ein Elektrophoresegel, auf dem solche Gemische getrennt wurden (in diesem Demonstrationsbeispiel wurden relativ groBe Mengen an Fremdproteinen eingesetzt).

Selbst in dem komplizierten Gemisch aller unter- suchten Fremdproteine (Abb. 8, Proben 7 und 8) sind die charakteristischen Banden der Fremdproteine deutlich auszumaehen. Zur Sicherheit vergleicht man die erhaltenen Banden init einem Standardbanden- muster, das zur Anpassung an unterschiedliehe Gel- ausmage zweckm/~gig auf einen flexiblen MaBstab (Gummiband) aufgetragen wird oder man nimmt eine weitere Auswertung dureh die Bestimmung der Molekulargewiehte vor.

Quantitative Untersuchungen

Wie bereits erw/ihnt, ist aueh eine quantitat ive Be- st immung der einzelnen Proteine dutch die Aufnahme densitometrischer Kurven generell m6glich. Auf diese Weise ist bereits die Menge an Sojaeiwei6, das zu Brfihwfirsten zugesetzt wurde, best immt worden [6]. Die zu untersuchende Eiweigprobe sowie bekannte Mengen des gleichen Proteins zur Ermit t lung der Eichkurve mfissen dabei auf ein und dasselbe Gel aufgetragen werden, denn das AusmaB der Anf/~rbung der Proteinbanden variiert anch bei sorgf/iltigstem Arbeiten yon Versueh zu Versueh. Das bedeutet, dab man ffir jedes zu bestimmende Fremdeiweig und mit jedem Gel jeweils eine neue Eiehknrve aufstellen muB. Einfaeher ist es dagegen -- wie es bereits von anderer Seite [7] vorgeschlagen wurde - - nicht das zugesetzte Eiwei2, sondern das FleischeiweiB selber, also den wertbestimmenden Anteil des gesamten EiweiBes quanti tat iv zu ermitteln. Dazu w/ire es v611ig ausreiehend, nur eines der verschiedenen myo- fibrill/~ren Proteine quanti tat iv zu bestimmen, etwa das Actin oder das Myosin, da die Proteine des Muskels in einem konstanten Mengenverh/~ltnis zu-

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360 Z. Anal. Chem., Band 267, Heft 5 (1973)

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Abb.6. Einflufl der Erhitzung yon Fleisch (yore Rind) auf alas Aetin/Myosin-Verh~ltnis (aus den Peakfigehen des Densitogramms berechnet)

Abb.7. Elektrophorese von Muskeleiweig (vom Kalb, Probe I u. 2), SojaeiweiB (3 u. 4), Hiihnereiklar (5 u. 6), Milch- eiweiB (Tu. 8) nnd einem Gemiseh aus RSA, Eialbumin und Hiimoglobin (9 u. 10). Die Proben 2, 4, 6, 8 und 10 waren nieht erhitzt, die iibrigen wurden 30 rain anf 100~ erhitzt

Abb. 9. Quantitative Beziehung zwisehen der Menge an ein- gewogenem FleischeiweiB (vom Rind) und den Aetin und Myosin entsprechenden Peakfl~ehen des Densitogramms

60 ~ 70 ~ 80 ~ 90 ~ 100 ~

Behand[ungstemperotur

110~ 120 ~

F(dche 36 [r

32

28

24

20

16

12

8

4

Act in

Myosin Q

�9 D

0 I J I I I I I I I

0,15 0,25 0,5 1 2 3 6 5 mg FIeischeiwe~131 m[

Abb. 8. Elektrophorese yon Fleisch (vom Kalb) im Gemisch mi% FremdeiweiB: Proben I u. 2: mit Sojaeiwei8 (Protein- verh~ltnis 5:9); 3u. 4 mit Hiihnereiklar (5:2); 5u. 6 mit Milcheiwei9 (5:2); 7u. 8 mit SojaeiweiB, H/ihnereiklar und MilcheiweiB (5:9:2:2) ; 9 u. 10 Eichproteine. Die Proben 1, 3, 5, 7 und 9 waren nicht erhitzt, die /ibrigen wurden 30 min auf 100~ erhitzt

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K. Hofmann: Identifizierung und Bestimmung yon Fleisch- und FremdeiweiB 361

einander vorkommen. Abb. 9 zeigt die in diesem Zu- sammenhang interessierende Beziehung zwisehen der Menge an eingewogenem Fleischeiweil] und der den Myosin- und den Actinmengen entsprechenden GrSfe der Peakfl~ehen der Densitogramme.

Fiir die quanti tat ive Bestimmung benStigt man nur eine der beiden Kurven; am zweckm/iBigsten ver- wendet man die des Actins. Die abgebildeten Kurven wurden unter Verwendung yon rohem l~leisch er- halten, sic gelten aber ebenso ffir relativ mild er- hitztes Fteisch, da sich dabei, wie bereits ausgeffihrt, die Intensiti~t der Protein-Farbstoffbanden nicht wesentlich ver~ndert. Ungewil] ist noeh, ob sieh diese Ergebnisse auch ohne weiteres auf Fleisehwaren fiber- tragen lassen, die Salze und andere Zusatzstoffe ent- halten kSnnen, die mSglicherweise die LSsliehkeit und die Anfiirbung der Proteine zu beeinflussen vermSgen, eine Frage, die Gegenstand weiterer Untersuchungen sein wird.

Danksagung. Herrn Erich Blfichel danke ich an dieser Stelle vielmals ffir seine ausgezeichnete technische Mitarbeit sowie Herrn Ernst Nagel ffir die Anfertignng der photo- graphischen Aufnahmen.

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21, 436 (1969) 11. Weber, K., Osborn, M.: J. Biol. Chem. 244, 4406 (1969)

Dr. K. Hofmann Institut fiir Chemie und Physik Bundesanstalt fiir Fleischforschung 1)-865 Kulmbaeh, Blaieh 4 Bnndesrepublik Deutschland

Z. Anal. Chem. 267, 361--365 (1973) �9 by Springer-Verlag 1973

Quantitative Bestimmung der Catechine und Hydroxyzimts iuren in pflanzlichen Lebensmitteln* Karl Her rmann

Lehrstuhl fiir Lebensmittelchemie der Technischen Universitit Hannover

Eingegangen am 25. Mai 1973

Quantitative Determination of Catechins and Hydroxycinnamie Acids in Vegetable Foodstuffs. Difficulties in the application of classical methods are discussed and it is shown tha t the use of a suitable determination procedure (spectrophotometry with vanillin/hydrochloric acid or direct, respectively) has to be combined with appropriate Separation procedures (column chromatography on polyamide and thin-layer chromatography on cellulose or silica gel). Examples are presented.

Zusammen/assung. Die Problematik der Bestimmung yon Catechinen und Hydroxyzimts/~uren in pflanzlichen Lebensmitteln wird diskutiert und gezeigt, dab es notwendig ist, eine ausreichende Vorreinigung (S~ulen- Chromatographic an Polyamid und Dfinnschicht-Chromatographie an Cellulose bzw. Kieselgel) mit einem geeigneten Bestimmungsverfahren (Spektralphotometrie mit Vanillin/Salzs~ure bzw. direkt) zu kombinieren. Beispiele werden beschrieben.

Best, yon Catechinen und Hydroxyzimts/~uren in Pflanzenmaterial, Friichten, Lebensmittel; Chromatographie, Siule, Chromatographic, Dfinnschicht, Spektralphotometrie.

* Plenarvortrag anl~Blich der Tagung ,,Spurenanalyse", 2.--5. April 1973 in Erlangen.