Wissenschaftliche Kurzberichte

Unter ausschlieBlieher Verantwortung des Verfassers

Storungen der Citronensaure-Bestimmung durch Chlorogen- und Chinasiiure

Im Rahmen von Untersuchungcn iiber das Verhalten der Citronensaure in Kaffee beim Rdsten hatten wir den Gehalt an Citronensaure in Roh- und Rostkaffee sowie in Trocken- Extraktpulvern aus Kaffee rnit Hilfe des Pentabromaceton-Verfahren ermittelt. Die hier er- haltenen Werte fiihrten zu der Vermutung, da5 bei dieser Bestimmungsmethode durch Stor- substanzen iiberhiihte Citronensaure-Konzentrationen vorgetauscht werden.

Zur quantitativen Bestimmung in pflanzlichen und tierischen Substraten steht eine groBe Anzahl verschiedener analytischer Verfahren zur Verfiigung. Besondere Bedeutung haben die von A. J. KOCAN [I] entwickelte und von K. T ~ U F E L und F. MAYR [2] verbesserte Aceton- Methode und die von G. W. PUCHER u. a. [3] eingefuhrte und spater von vielen Autoren modi- fizierte Pentabromaceton-Methode.

Wir wahlten fiir unsere Untersuchungen das von S. NATELSON u. a. [4] modifizierte Penta- bromaceton-Verfahren, das als recht spezifisch gilt und geringen apparativen Aufwand er- fordert. Diese Methode beruht auf einer gelenkten Umformung der Citronensaure iiber Aceton- dicarbonsaure zu Pentabromaceton. Beim Schiitteln einer Liisung von Pentabromaceton in Heptan rnit 4%ig wa5riger Thioharnstoff-Losung (gepuffert rnit Borax) entsteht ein gelber Farbton, der im ELK0 I1 (Fa. ZeiB, Oberkochen) unter Venvendung eines 450 nm Filters gemessen werden kann.

Die von uns ermittelten Citronensaure-Werte lagen fiir Rohkaffee bei den verschiedenen Kaffeesorten zwischen z,03- 2,18 g Citronensaure/Ioo g Trockensubstanz, bei normal ge- rostetem Kaffee zwischen 1,g4-2.23 g Citronensaure/Ioo g Trockensubstanz und bei espresso gerastetem Kaffee zwischen 1~64-2,19 g Citronensaure/Ioo g Trockensubstanz. Die Werte fur einige Trocken-Extraktpulver aus Kaffee schwankten bei den verschiedenen Produkten zwischen 3,22 und 5,g1 g Citronensaure/roo g Trockensubstanz.

F. MARBROUK und F. E. DEATHERAGE [ 5 ] bestimmten den Citronensauregehalt des geroste- ten Kaffees durch Saulenchromatographie an Kieselsaure zu o,4ggy0, bezogen auf die Trocken- substanz. Da dieses Verfahren naturgema5 spezifisch arbeitet, lag der Verdacht nahe, da5 bei der Direktbestimmung nach dem Pentabromaceton-Verfahren Substanzen miterfaat werden. die Citronensaure vortauschen. Ein Vergleich der von uns nach dem Pentabromaceton- Verfahren erhaltenen Werte mit den Ergebnissen von F. MARBROUK und F. E. DEATHERACE zeigte, da5 die ersteren um das Drei- bis Vierfache hoher lagen.

Zur Aufklarung dieses Befundes griffen wir auf eine zuerst von R. ALM u. a. [6] beschriebene. spater von A. BUSCH u. a. [7] sowie von J. SCHORMULLER u. a. [8] z u r Auftrennung der Sauren durch Gradientenelution an einer Anionenaustauscher-Saule benutzte Methode zurlick und wandten sie auf die Trennung des recht komplizierten, im Kaffee vorliegenden Sauregemisches an.

Das Verfahren besteht darin, daB der zu untersuchende Extrakt an einem Anionenaustau- scher (Dowex 2 x 8, 100-zoo mesh, in der Formiat-Form) rnit Ameisensaure steigender Konzentration eluiert wird.

Zwar konnte mit dieser Methode Citronensaure von der ebenfalls vorhandenen Weinsaure nicht getrennt werden. Das war fiir eine spatere Bestimmung der Citronensaure nach dem Pentabromaceton-Verfahren aber unerheblich, denn Weinsaure stort, wie Testversuche er-

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gaben, diese Bestimmungnicht. Dienach erfolgter Abtrennungdurch Gradientenelution rnit dem Pentabromaceton-Verfahren bestimmten Citronensaure-Konzentrationen waren folgende : Rohkaffee : normal gerosteter Kaffee: espresso gerosteter Kaffee:

Fur zmei Trocken-Extraktpulver aus Kaffee erhiclten wir die Werte :

0,62-1,15 g Citronensaure/roo g Trockensubstanz 0.44-0.85 g CitronensaurelIoo g Trockensubstanz 0,26-0,73 g Citronensaure/Ioo g Trockensubstanz

2.07 g und z,zS g Citronensaure/Ioo g Trockensubstanz.

Den Befunden zufolge bestehen also betrachtliche Unterschiede zwjschen dem nach dem Pentabromaceton-Verfahren im Gesamtextrakt einerseits, in der abgetrennten Austauscher- fraktion anderseits ermittelten Citronensauregehalt. Die fur solche Storungen verantwort- liche Substanz muste also im Gesamtextrakt vorhanden sein, und es lag nahe, die einzelnen Peaks des Saurespektrums qualitativ auf ihr Verhalten gegeniiber der Pentabromaceton- reaktion zu prufen. Dabei zeigten nur die der Citronensaure und der Chinasaure zuzuordnenden Peaks positive Reaktion. Chinasaure, die im Kaffee als solche vorhanden ist oder im Depsid- verband mit Kaffeesaure (Gruppe der Chlorogensauren) sowie mit Ferulasaure vorliegt, tauscht . also beim Pentabromaceton-Verfahren Citroncnsaure vor. Nach vorgeschalteter Gradientenelution laBt sich Citronensaure jedoch naturgemaI3 nach diesem Verfahren spezi- fisch erfassen.

Aus Eichkurven, die mit Hilfe des Pentabromaceton-Verfahrens fur den Bereich von 0.1-I,Z mg Chinasaure aufgestellt wurden, 1aBt sich errechnen, daR I mg Chinasaure auf Grund der Farbbildung 0,45 mg Citronensauremonohydrat oder 0,41 mg Citronensaure vor- tauscht.

Mit der Spezifitat des Pentabromaceton-Verfahrens haben sich u. a. F. L. BREUSCH u. a. [9] eingehender befa0t. Unter Anwendung der colorimetrischen und titrimetrischen Arbeitsweisen von G. W. PUCHER u. a. [IO] bzw. von G. W. PUCHER [11] wurden organische Sauren daraufhin untersucht, ob sic Citronensaure vortauschen. Von den colorimetrisch unter- suchten 35 Verbindungen gaben nur die Oxalcitramal- und die Glyoxylcitramalsaure fast aquate Citronensaurewerte (etwa 90%). In besonderen Substraten, wie z. B. im Blutserum oder im Harn, storen nach €1. WEIL-MALHERBE und A. D. BONE [IZ] die Glucose, Brenz- trauben-, Bernstein-, Fumar-, Malein- cis-Aconit-, Glutamin-, P-Hydroxybuttersaure die Be- stimmung von I,O mg Citronensaure nicht, sofern sie in Mengen unter O,I mMol vorliegen. Erganzend zu diesen Arbeiten wurden von R. POHLOUDEK-FABINI [I 31 mehrere organische Sauren, die in tierischen und pflanzlichen Materialien weit verbreitet sind, im Gemisch mit Citronenslure uberpruft. Von den untersuchten 14 Verbindungen (Weinsaure, Bernsteinsaure, Milchsaure, Apfelsaure, Citraconsaure, Oxalsaure, Aconitsaure, Fumarsaure, Adipinsaure, Malonsaure, Brenztraubensaure, Ameisensaure, Essigsaure und Itaconsaure) tauscht prak- tisch auDer der Itaconsaure keine dcr anderen die Anwesenheit der Citronensaure vor.

Von den angefiihrten Verbindungen, die eine quantitative Bestimmung der Citronensaure storen, ist ohne Zweifel Chinasaure die wichtigste. Es scheint uns deshalb von Bedeutung, dem storenden EinfluR der Chinasaure oder anderer verwandter Verbindungen, wie Chlorogen- saure und Feruloylchinasaure, Rechnung zu tragen, weil diese, besonders in pflanzlichen Materialien, genauso wie Citronensaure praktisch ubiquitar sind und zum Teil in recht erheb- lichen Konzentrationen vorkommen konnen.

uber experimentelle Einzelheiten dieser Untersuchungen wird zu gegebener Zeit berichtet.

Institut fur Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie der Technischen Universitat Berlin

J. SCHORMULLER K. RUBACH

Eingegangen 23. 7. 1964

[I] KOGAK, A. J., 2. analyt. Chem. 80, 112 (1930). [z] TAUFEL, K., u. F. MAYR, 2. analyt. Chem. 93, I (1933). 131 PUCHER, G. W., H. B. VICKERY u. C. S. LEAVENWORTH, Ind. Engng. Chem. 6,190 (1934). [4] NATELSON. S., J. I<. LUCOVOY u. J. R. PINCUS, J . biol. Chemistry 170, 597 (1947).

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[5] MABROUK, F., u. F. E. DEATHERAGE, Food Technol. 10, 194 (1956). [6] ALM, R., u. R. u . D. EGGENBERGER, Analytic. Chem. 27, 476 (1955). [7] BUSCH, A,, R. HULBERT u. R. POTTER, J . biol. Chemistry 196, 717 (1952). [S] SCHORM~LLER, J., W. BRANDENBURG u. H. LANGNER, Z. Lebensmittdl-Unters. u. -Porsch.

1x5, 226 (1961). [g] BREUSCH, F. L., u. R. TULLE, Biochim. biophysica Acta [Amsterdam] I , 77 (1947).

[IO] PUCHER, G. W., H. B. VICKERY u. C. C. SHERMAN, J. biol. Chemistry 113, 233 (1936). [II! PUCHER, G. W., J. biol. Chemistry 153, 133 (~944) . [12] WEIL-MALHERBE, H., u. A. D. BONE, Biochem. J . 45, 377 (1949). [13] POHLOUDEK-FABINI, R., Studien iiber die Chemie und Physiologie der Citronensaure

(Habilitationschrift), VEB Verlag Technik, Berlin 1955.

Untersuchung uber den Ascorbinsauregehalt dampfgeschalter Kartoffeln

In der GroBkiiche erfordert die Vorbereitung der fur die Gerichte benotigten Kartoffel- mengen den Einsatz von Arbeitskraften iiber langere Zeit. Deshalb geht man immer mehr dazu iiber, zum Schalen Maschinen einzusetzen oder bereits geschalte Kartoffeln zu kaufen. Die iiblichen Maschinen entfernen die Schale durch Abreiben niittels Schalbelag oder durch Abschalen mittels Schalscheiben oder Schalkegeln mit Messern. Wenn auch der maschinelle Einsatz gegeniiber der Handarbeit eine wesentliche Einsparung an Arbeitszeit bedeutet, so darf nicht iibersehen werden, daO die maschinellen Schalverluste betrachtlich sein konnen ; sie betragen nach STUBLER [I] mindestens 15% und konnen unter ungiinstigen Umstanden mehr als 20% erreichen.

Nach einem vollig anderen Prinzip arbeitet das seit Jahren bekannte Dampfschalverfahren. Die zu verarbeitenden Produkte - auI3er Kartoffeln auch Mohren, Sellerie, rote Beete, Kohl- rabi, Schwarzwurzeln usw. - werden kurzfristig (Kartoffeln ca. 30 Sek. lang) Dampf von 5- 10 atii ausgesetzt. Dadurch lost sich die Schale und wird anschlieknd in einer Trommel- waschmaschine durch Wasserstrahl und Reibung entfernt. Der gesamte Schalvorgang lalJt sich durch Verwendung eines Schnelldampferzeugers und einer Fiillvorrichtung weitgehend automatisieren; der Schalverlust ist wesentlich geringer als bei den mechanischen Verfahren. Es sollte gepruft werden, in welchem AusmaD der Ascorbinsauregehalt von Kartoffeln durch Dampfschalen geandert wird.

Alte und neue Kartoffeln wurden mechanisch bzw. dampfgeschalt; ein Teil der 4 Proben wurde gegart, der Rest der 4 Proben iiber Nacht gewassert und dann gegart. In allen Probcn erfolgte die Bestimmung des Ascorbinsauregehaltes.

Sie wurden in 2%iger Metaphosphorsaure stabilisiert und zerkleinert; die Titration der Ascorbinsaure erfolgte nach der Methode von TILLMANS. Auf die Bestimmung der Dehydro- ascorbinsaure wurde verzichtet.

Dampfgeschalte Kartoffeln zeigten in allen Fallen einen geringeren Gehalt an Ascorbinsaure als die mechanisch geschalten Proben. Dieser Unterschied trat nicht nur beim SchaIprozeO auf, sondern das Dampfschalen beeinfluat anscheinend auch die Verlusthohe beim darauffolgenden Garen; auch beim Wassern der geschalten Kartoffeln iiber Nacht sowie beim nachgeschalteten Garen war der Ascorbinsauregehalt der dampfgeschalten Kartoffeln niedriger.

Bei mechanisch geschalten Kartoffeln kann durch Ausbildung einer Korkschicht an der Schnittstelle eine Erhohung des Gehaltes an Ascorbinsaure eintreten, wenn man beim Wassern der Kartoffeln Luft durchperlen laBt [z]. Dies wurde hier zwar nicht beobachtet, aber die au f diese Weise gewasserten Kartoffeln zeigten nach dem Garen einen hoheren Acorbinsauregehalt als die normal gewasserten Proben.

Der Trockensubstanzgehalt der dampfgeschalten Proben war immer - mit nur einer Aus- nahme - hoher als der der mechanisch geschalten. Mechanisch geschalte alte Kartoffeln ver- loren - im Gegensatz zu den dampfgeschalten - beim Wassern stetig von ihrcr Trocken. substanz. Bei neuen Kartoffeln traten diese Unterschiede nicht in Erscheinung.