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Studien fiber Pflanzenkoiloide, IX. Zur Kenntnis verschiedener St~rkearten. Von M. Samec und ti. Haerdtl (Wien). (Aus dem Laboratorturn fiir physlkaHseh-che~ische Biologie der Universitat WJen.) ( Eingegangen am 8. Dezember 1919.) Die bisher unter Benutzung yon Kartoffelst/trke (K ahl bau m's Sfltrke ,,enffettet") gewonnenen Erfahrungev. und Anschauungen fiber die koiloiden Umwandlungen der St[irke und fiber die Beziehung der- selben zur Konstitution des Sttirke-Kohlehydrats bedfirfen, bevor sie den Weft allgemeiner (3esetzm[iBigkeiten der Substanz erhalten, einer Erg~nzung unter Benfitzung verschiedener Sdirkearten. Die Frage, ob der morphologischen Verschiedenheit der Sfiirke- k6rner auch Unterschiede anderer Eigenschaften entsprechen, wurde mehrmals aufgeworfen und diesbez/igliche Untersuchungen ffihrten zu einem positiven ~rgebnis. So schwankt der Wassergehalt, die Dichte der St~rkekSrner, ihr Lichtbrechungsverm6gen und ihre Queilungstemperatur, die Vtskosit/it, das Kiebe- und VersteifungsverfilOgen des Kleisters mit dec Pflanzen- Speziesl). Der Aschengehalt verschiedener Sttirkearten ist ein ver- schiedener, auch unterscheide~ sich nach H. Bloe m e n dahi a) die St,~rkearten in der Reaktion mit ,h)d, in der Bildung yon Furfurol und nach F. A | t i h n a) in dec Reaktton mit verdfinnter Schwefelsiure. E. Du cla ux4) hat im Hinblick auf die Verschiedenheiten, die bei verschledenen $t~rkearten auftreten, die [dentit~t der St~rkesubstanz bezweifeit. Auch dJastatischen Fermeaten gegenfioe/" exweisen sich 1) L.iteratur vg~. F. Czapek, Biochemie der Pflanzen Oena 1905), I, 313, ul~d E. Abde:rhalden, Biochem. Handlexikon (I3er|in 1911), 2, 142. '~) H. Bloemendahl, Pharm. Weekblsd 48, 1249 (1906). a) F. All ih n, Joum. t. prakt. C.hem. 2~, 56 (1880). 4) E. D u c l a u x , Ann. lnsto Pasteur 9, 214 (1895)~ 19

Studien über Pflanzenkolloide, IX

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Page 1: Studien über Pflanzenkolloide, IX

Studien fiber Pflanzenkoiloide, IX. Zur Kenntnis verschiedener St~rkearten.

Von M. S a m e c und ti. H a e r d t l (Wien). (Aus dem Laboratorturn fiir physlkaHseh-che~ische Biologie der Universitat WJen.)

( E ingegangen a m 8. Dezember 1919.)

Die bisher unter Benutzung yon Kartoffelst/trke (K a h l b a u m's Sfltrke ,,enffettet") gewonnenen Erfahrungev. und Anschauungen fiber die koiloiden Umwandlungen der St[irke und fiber die Beziehung der- selben zur Konstitution des Sttirke-Kohlehydrats bedfirfen, bevor sie den Weft allgemeiner (3esetzm[iBigkeiten der Substanz erhalten, einer Erg~nzung unter Benfitzung verschiedener Sdirkearten.

Die Frage, ob der morphologischen Verschiedenheit der Sfiirke- k6rner auch Unterschiede anderer Eigenschaften entsprechen, wurde

mehrmals aufgeworfen und diesbez/igliche Untersuchungen ffihrten zu einem positiven ~rgebnis.

So schwankt der Wassergehalt, die Dichte der St~rkekSrner, ihr Lichtbrechungsverm6gen und ihre Queilungstemperatur, die Vtskosit/it, das Kiebe- und VersteifungsverfilOgen des Kleisters mit dec Pflanzen- Speziesl). Der Aschengehalt verschiedener Sttirkearten ist ein ver- schiedener, auch unterscheide~ sich nach H. B l o e m e n d a h i a) die St,~rkearten in der Reaktion mit ,h )d , in der Bildung yon Furfurol und nach F. A | t i h n a) in dec Reaktton mit verdfinnter Schwefelsiure. E. Du c l a ux4) hat im Hinblick auf die Verschiedenheiten, die bei verschledenen $t~rkearten auftreten, die [dentit~t der St~rkesubstanz bezweifeit. Auch dJastatischen Fermeaten gegenfioe/" exweisen sich

1) L.iteratur vg~. F. Czapek, Biochemie der Pflanzen Oena 1905), I, 313, ul~d E. Abde:rhalden, Biochem. Handlexikon (I3er|in 1911), 2, 142.

'~) H. Bloemendahl , Pharm. Weekblsd 48, 1249 (1906). a) F. All ih n, Joum. t. prakt. C.hem. 2~, 56 (1880). 4) E. Duclaux, Ann. lnsto Pasteur 9, 214 (1895)~

19

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2 8 0 K O L k O I D C H E M I $ C H E BEIHEETE BAND XIi, H E F T i',~

verschiedene S~.;~.rken verschieden resistent1), ferner ist die relative Menge der St~irkebestandteile (Amylopektiu und Arnyios, en) sowie deren 1.Oslichkeit vou Sairke zu Starke w~rschieden 2).

Da die Verwendbarkeit der Stfirke ffir technische Zwecke durch bestimmte Eigensehaften der Kleister bedingL ist, und andererseits ge- rade die kotloiden Merkmale der St~rkekleister and der St~irket6sungen in gewissen Gtenzen variabel sind, war tin systernatisches Studium der kolloider. Merkmale verschiedener St~trken nicht nut yon wissen- :~chafdichem lnteresse, sondei'rt es war yon diesen Untersuchunge~ auch ei~e Antwort auf die wiederholt gestel}te Frage, ob .Korrekturen" der Stgrkeeigensehaften uach dem heufigen Staude der Wissensehaft m0glieh siud, zu erhoffen.

~

F/ir die Uutersuchungen dienten uns die reinsten Handelssfiirken, weiche ohne weitere l~eiuigung verwendet wurden. Die selteneren St~irkearteu wurden uns vom pharmakognostischen Institut der Uni- versit~it Wien in dankenswerter Weise zur Verf/igung gestellt.

Nachdem die Trockensubstanz ]eder St~irkeart. ermittelt worden war, wurde die fiir ei~,e zweiprozentige L6sung erforderliche Menge verkleistert u n d in eiuem Nickel-bzw. vergoldeten Messing-Gef~ige unter Dr,ack gel6st. Die physikochemisehen Merkmale wurden in der gewohnten Weise ermitteltS). Zur Phosphorbestimmung, welche nach erfolgter Etektrodiaiyse durehgeffihrt wurde, wurde die Substauz unter Zusatz yon Ba(OHh verascht, der Phosphor nach W o y ermittelt und als P20.~ in Prozenteta der be{ 105 ~ getrockneten St~irke gerechnet.

TabeUe I enth~ilt jene experimentellen Beobachtungen, welche einen Hinwei~ auf den Dispersit~tsgrad der S~rkel6suugen liefern.

Unter den hier angeffihrten Eigenschaften zeigt die i n n e r e R e i b u n g die gr6f~ten Abstufungen, weshal.b wit die.ses Merkmai ais Leitlinie fiir die Auorduung der St~rkearten in den Tabellen ge- w~hlt haben.

Sehr verschieden ist bei verschiedenen Stlirken auch die o s m o - t i s c h e S t e i g h O h e ihrer L6sungen und die daraus berechneten

~) Vgl, E. Abderhalden, Ioc. cit. 131,132; M. Klotz , Arch. f. exp. path. Ther. 6"L 451 (1912).

2) C. Tan~et , Compt. rend. 158 [I] 1353 (1914). '~) M. Samec und S. Jen/~i~, Kolioidchem Beih, 7, 137 (1915); M. Samee

eben~oi-t I0, 289 (1919).

Page 3: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMEC UND HAERr)TL, STUDIEN OB~R 'FLANZENKOLLOIDE,' IX ~ 8 ~

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Page 4: Studien über Pflanzenkolloide, IX

~[~4 I(OLLO|~HEM~Htg~HE BEIHEPTE BAND XII, HEFT lx

mitflereta Mot~tgr~5[$en. Beim geringen osmotischen Druck der Sttirke- l~3sungen war zur Oewinnung einigermaBen sicherer Mittelwerte eine gr6gere /qIe~nge yon Bestimmungen erforderlich. Die maximalen Ab- w~ichungen yore Mittelwerte sind den Steigh6hen in der Klammer b~gesetzt und betragen mit Ausnahme der gew6hnlichen Kartoffel- s t~ke nicht 0bet + t,5 Proz. Wenn auch die Oenauigkeit der osmo- ttschen Methode bei den in Frage stehenden sehr gedngen Drucken manches zu wii~schen fibrig l~iBt, reicht sie doch bei weitem aus, ttr~', die Verschiedenheit des Dispersit~itsgrades bei verschiedenen Stnrke- 16sungen festzustelleu. Da wegen der Durchl~issigkeit der Membran niedfig molekulare Stoffe am osmotischen Druck nicht beteiligt sein kCJnnen, geben uns die geflmdenen mittleren Molatgr/56en ein deut- liches Bild davon, wie verschieden der Assoziationsgrad der Stiirke- molekfile bei den einzelnen St~Irken seiu kann.

Wesentlich erg~inzt wird dieses" Bfld dutch die Ermittelung der d i a I y s a b ! e n M e n g e, welche bei deu yon ans untersuchten Starken zwischen 1 und 11 Proz. wechselt. Zwischen der mittleren M01atgr6ge des kolioiden Anteils und der Menge des dialysablen Anteils besteht kein erkennbarer Zusammenhang. So ffihrt z. B. die Kartoffelst~irke mit einer mittleren Molatgr61~e von 1 t 1--123,000 1 - - 2 Proz. dihty- sable Substanz, die Ro6kastanienst-~rke bei einer mittleren Molatgr.6fle yon 230,000 1 t Proz. and die st~trkstdisperse Maisstfirke (hi = 77,,500) 4 Proz. Wie aus der Jodfarbe des Dialysats hervorgeht, ist dieser St/irkeanteit yon Pflanze zu Pflanze verschieden.

Das A u s s e h e n der L6sung, welches ebe.falls alle Stufen von last voiisttind!ger Klarheit bis zur gitnzlichen Trfibung durchl~uft, lifl~t sieh weder mit der mitfleren Molatgr6t~e noch m~t der Viskositiit in eine kaugale Beziehung bringen. So ist die L6sung der Marantha starke (M = 260,000) nut' wenig tr~b, die L~Ssung der Reisst~irke (M = 110,000) ganz undurchsichtig und die Kartoffelst'&'kel6sm~g mit: nahezu derselbett mittleren Moiatgr66e fast k|ar.

Durch gew6hnliches Zentrffugieren lliflt sich aus keiner der unter s~tchten St~rkei6svngen Sobstanz abscheiden, beim A I t e r n aber flockt au$ den LSsurlgen ein "Ceil der Stirkesubstanz aus; die iibrig bleibende Flflssjgkeit ist vollkommen Mar, enthAtt abet dess&nungeachtet noch die gr68te Menge der Substanz in L6sung.

Nach zweimonatlichem Altern unter Toluol waren aus einer zwei -~ prozentigen, dutch eit~sttindiges Erhitzen atff 1 ~0 ~ erhaltetae.q L6sung yon

Page 5: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAM~.C UND HAIgRDTL, STIJDIEN OBER PFLANZENKOLLOIDE, IX. 2 8 ~

Marantha-S~rke 12,3 Proz. Roflkastanien-St~lrke 24,9 . Oryza gluti~msa-St~rke 4,8 ,

ausgefallen, die L~sung der Curcuma-St~trke abet war ~-u diesem zeit- punkte noch nicht deuflich entmischt.

Die Jod[arbe der fibrig bleibendet~ L6sung war be~ Marantha.. Stlirke rein blau, bei RolSkastan,.'en-St~irke dunkelvioletl und bei Oryza glutinosa- $tfirke dtmkelviolett.

Steigert man die Temperatur, bei welcher die LOstmg bereitet wird, so sinkt im atlgemeinen die mittlere Moiatg~6Be der ge!Ssten St.~rke.

T a b e t l e tl.

2 Proz. S i~ t rkek le i s t e r 1 S t u n d e e r h i t z t , o s m o t i s c h e r Druck in 2 Proz, , Viskosi t~t t in t Proz. b e s t i m m t . T e m p e r a t u r der

M e s 3 u n g e n 25 0

Tempe- I Aussehen [ mittlere ~, Mittlere ratur i I t/t~ iMo~atgrOBe M(~latgr6Be

.... [ l i des kolioiden Anteils

sabler j des Auteil i dialysablen

in Proz.[ Auto, Is

120 0 138o 155o

1200 1 3 8 ~ t55 ~

12.00 138 o 1550

120o 138 o 155 o

fast Mar ~ 5,05 etwas triiber 2,5t klar getblieh 1,85

tganz trfib wei$ t 2,10 / trfib ]1,73 t trfib gelbEch [ 1,45

etwas trfib J t,60 fast klar I 1,53 -fast klar I 1,40

[ ganz tr/ib i 1,48

trfib trfib. II 1,48 absltzend i .1,09

K a r t o f f e l ...... 123,000

! . . . . . . I , , , ,ooo i 9a,000 i 144,000

W e i z e n " --- 170,000

- 112,000 !74 ,000 t04,000

M a i s ~-- 1 75,000

60,000 I 65,000 106,000

R e i s .... i09,000

69,000 ! 10;000 38,000 "57,000

2 ! keine 2 ] keinr 5,5 d~nkelblau

blaugriin blau

dunkelblau

5 5

45

4 t violett 4 , blau 6 I dunkelblau

violetf blau

blauvioleit

Tabelle 1I enth~dt die diesbezfiglichen Beobachtungen an Kartoffel-, Weizen-, Mais- und Reisst~irke. Fiir die Auswalfl der Temperatu~en

Page 6: Studien über Pflanzenkolloide, IX

q~86 KOLLO|DCPIEMI$CHt: BEIHEFTE BAND XII, HEFT 12

war die Beobachtmtg A. M e y e r ' s ~) maggebend, da6 marl bei 138 0 die St:~rke in eine homogene ~icht opalisierende L6sung yerwandeln kann uud der Befund E. Roux '~) , dag bei 155 o auch die h6chst- kondensierten Amytosen i:~. [.6sung gebracht werden k6nnen.

Aehnlich wie bei Kar~offelst~irke ist auch bei den anderen Starke- arten die Viskosit~it der L6sung uw so geringer, bei je h6herer Tem- peratur die L6sung bereite* worden war.

Der Dispersitfitsgrad abet ver~indert sich bei gteicher Steigerung der L6sungs-Temperatur yon St~irke zu St~irke verschieden. Bereitet man die St/irkel6sung anstatt bei 120 0 bei .138 ~ so erh~h mat~ bei allen diesbezfiglich untersuchten St~irketSsungen einen feineren Dis- persit~itsgrad des kolioiden Anteils, ohne dag der dialysable Anteil ansteigen wiirde. Wesentlich ausgepr~igter wird dieses Ph~inomen nach einstfindigem LSsen bei 155 ~ Die mittlere blolatgrSl~e nimmt sehr wesentlich ab, d o c h ist der osmotische Druck dieser Li~sung nicht konstant. Das erreichte Maximum ~ aus welchem die in tier Tabelle II verzeichneten ,minima!en mittlereu Molatgr6gen" bereehnet wurden hitlt nur kurze Zeit an; die Flfissigkeit sinkt nach wenig Stunden in den Steigr~hren wieder, um dann auf einem niedrigeren Niveau eine l---2t~gige Konstanz zu erreichen. Diese Druckwerte !ieferten die .mittlere Molatgr61~e" der Tabelle II. Aus ihnen folgt, dag die Kar- toffel-und Maisst~irkel6sung nach dem Erhitzen auf 155~ einen weniger feinen Dispersit~itsgrad des koiloiden Teils zeigt als bei Bereitung bei 120 und '138 ~ Es mu6 dahi~gestellt b|eiben, ob wit in der In- konstanz des osmotischen Druckes eine Riickbildung h6herer Molate zu erblicken haben, oder ob bei der h6heren Temperatur eine gr66ere Menge dialysabler Anteile entstanden ist, die nur tangsam die Membran durcbdringeu und sich auf diese Weise anfangs am osmotischen Druck beteiligeu.

Weizeu- and namentlich Reisst~irke abet werden sicherlich bei 155 0 wiihrend ei~er Stunde weitgehend depolymerisiert.

Die elektrische l.eitf~ihigkeit nimmt bei Kartoffelstiirke 8) in dem Mage zu, in dem die inhere Reibung sinkt. ' Diese Reziprozitiit konnte mit Ausv.ahme yon Reisst~rke auch bei den anderen bier untersuehten Stlirkearten verfolgt werden (Tabelle IIl).

"9 A..Meyer, Untersuchunge~l t~,ber ~')ie StarkekOrner ,~Je~Ja 1895), 15. ~) E. Roux, Compt. rend. 140~ 440 (1905). a) M. Samec and F. yon H o e f f t , Koiloidcl~em. B~:it~, 5, 141 (1913).

Page 7: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMEC UND HAERDTL, STUDIE~ OBER PFLANZENKOLLOIDE, IX. 287

T a b e l J e II1. Z w e i p r o z e n t i g e n S t a r k e k l e ~ s t e r 1 S t u n d e e r h i t z t , t/h V i sk o - s i t a r in e i n p r o z e n t i g e r , e l e k t r i s c h e Le i t f~ th igke i t K in zw e i -

p r o z e n t i g e r L 6 s u n g bei 25 0 b e s t i m m t

Temperatur Kartoffel . . . . ~ 7 " . . . . . . . . . . . Mai-s P.%i,.~ . . . . . des LOsens tth 105. K t,'il 110~o K i t/is 110~. K !it/# l }0Z: E

,5 o i , ~

Die Ltrsung der ReisstP, rke zeigt nach _einst/indigem Erhitzen auf J20 und t;:180 dieselbe inhere Reibung abet auch so gut wie dieselbe .elektrische Leitf~ihigkeit. Erst die Temt)eratursteigerung auf 1550

bedingf den bekannten Abfall der Z/thigkeit jedoch ohne merklichen Anstieg des elektrischer~ Leitungsverm6gens.

Das ffir verscbicdene Zustandsformen tier Kartoffelstarke seht charakteristische R e a k t i o n s ' v e r m 6 g e n de r S t / i rke mi t L a u g e n linden wir bei allen anderen St~rkearten mehr oder weniger scharf ausgepriigt wieder. Die Laugenempfindlichkelt ist urn so gr66er, je h/Sher die Viskosit~t der L6sung ist.

Kartoffel . {entfettet) K a h l b a u m i 6,8 Kartoffel gew. . I 10,6 Herbstzeitlose . . . i 5,8 Marantha . . . . 7,3 Mannihot . . . . 10,1 Curcuma . . . . 10,2 Roflkastanie . . . . 5,8 Weizen . . . . . 9,0 Oryza glutinosa , 8,0 Mais . . . . . . i 13,8 Reis . . . . . . . ! 15,6

T a b e l l e IV.

St~irke in 2 Proz . t S t u n d e bei 1209 ge l6s t . , .eltJan~ggciL' " " . . . . . . . . in 2 Proz. , Viskosi t~i t in I P r o z . b e s t i m m t . Temp. derMessungen 250.

St~rkeart t 105" K , tit x bei Gegenwart von--~-~i . . . . . . . . HzO .10.4n 15.104n ~ . lO-Sn'~ 5.10-3 n

* i 6,63 6,75 5,05 5,08 3,34 3,30 3 , t3 3,06 2,72 2,79 2,59 2,57 2,47 2,49 2,10 2,09 1'196 1,99 ~ | .(';0 / ,52 1,48 1,50

Tabetle IV, m weicl{er dfe Reibuugs~crte verschicdener Starkearten nach Laugenzusa~z

6,83 5,11 3,44 3,15 2,81 2,57 2,50 2,14 2,01 1,64 1,50

6,60 6,90 4,72 5,61 3,50 4 ,28 3,34 4,39- 2,87 3,40 2,59 3,17 2,59 3,26 2,23 i. 2,63 2.27 i 3,92 l,mll ),94 1,50 i 1,68

einprozentiger LSsungen zusammenge~telli sind,

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~ 8 8 I(OLLOIDCHEMISCHE BEIHEt*TE BAND Xll, HEFT 12

erinnert vielfach an die Tabelle IX der III. Mitteihmgl), welche das Verhalten yon verschieden lange gekochten L6sungen yon Kartoffel- sttirke gegeu Aikalien illustriert: die h6chst viskosen L6snngen zeigen bei steigendem Laugenzusatz ein Maximum, eine darauffolgende De- pression und einen abermaligen Anstieg der inneren Reibung (Kartoffel- st~xke); die weniger viskosen (t/t t 3 ,0 - -2 ,5 ) lassen nut ein Minimum erkennen (Herbstzeitiose, Mar.antha, Curcuma, Weizen) und bei den leichtest bewegliciien (t/t 1 unter 2;0) bieiben die niedrigsten Laugen- konzentratione~n ohne Einflui~ an! die Z~ihigkeit (Oryza glutinosa, Mais, Reis). Das Minimum der inneren Reibung tritt in um so h6heren Laugenkonzentrationen auf, je ziiher die L6sung ist.

Diese Uebeteiustimmung verschiedener Stiirkearten in ihrer Re- aktionsfihigkeit Laugen gegeniiber mit der Kartoffelstiirke erlaubt uns die Erfahrungen der VI. Mittr 2) sinngemAg auch auf die anderen St[trkearten zu fibertragen.

ll.

Eiwei~.~sungen erleiden w~hrend der Eiektrodialyse nach Beob- achttmgen v'on Wo. P a u l i eine eigentfimliche schichtenweise Ent- mischuag. =Dieses Phiinomen konnte yon uns ~uch an St~trkel6sungen und an L6sungen bestimmter Zeliulosedextrine verfolgt werden. Ohne cier ausffihrlichen Mitteilung und der theoretischen Deutung dieser Er~heinung durch Wo. Pa u l i vorgreifen zu wollen, solt dieser Vor- gang bier so welt besprochen werden, ais er geeignet ist, ein niiheres Licht auf die Eigentiim|ichkeiten einzelner Sfiirkel6sungen zu werfen.

Zur Au:d~iihrung eines Verguches wurden beispielsweise 350 ccm einer ~weiprozentigen L~sung yon Kartoffelstfirke bei einer Strom- *pannung yon 220 Volt und einer Elektrodenenffernung von 6 cm elektrodialysiert und das AufSenwasser stiindiich gewechselt. Nach einiger Zeit hat sich die Fliissigkeit in zwei Schichten geteilt, yon deneK~ die untere ~ufSerst z~ihe und etwas opak ist, wiihrend die obere teicht beweg|ich und wasserklar geworden ist. Das Volumen der oberen Flfissigkeit betriigt nach 14stiindiger Stromwirkung BI0 ccm, ihr Trockengehalt 0,68 Prozo, das Volumen der Unterschicht war 40 ccm bei einem Trockengehalt yon 10 Proz. Beide Anteile gaben mit Jod eine intensiv blaue Farbe.

Um die Eigenschaften der heiden L6sungsanteile zu vergleichen, wv, rde die Oberschicht vorsichtig aid '2 Proz. konzentriert, die Unter-

*) M, Samec und F. yon Hoef f t , Ioc. cit. 164. ~) M. Samec, K0tioidchem. 8e|h. 8, 33 f1916).

Page 9: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMEC UND HAERDTL, STUDIEN 0BER PFLANZEP.~KOLt.OIDE, IX, ~ 8 9

schicht auf denselben Trockengeha|t verdfinnt. W~ihrend letztere lluflerlich yon einer St~irkel6sung nicht zu unterscheiden ist, tr0.bt sich die auf 2 Proz. eingedickte Oberschieht alsbald und gerinnt innerhalb 6 - - 1 0 Stunden zu einem der sauren Milch ~hnlichen Gebilde.

Der hochviskose Anteil besitzt eine der nicht zedegten St/irke- I/Ssung entsprechende elektrische Leitfhhigkeit, W~hrend s~ch die Leit- f~higkeit des leicht beweglichen Anteils yore Le~tungsverm6gen des besten destillierten Wassers nicht wesentlich unterscheidet (Tabelle V). B e i j e h~herer Temperatur abet die LOsung bereitet worden war oder je lt~nger das Erhitzen gedauert hal tim so triehr sinkt das Leihmgs- vermOgen des hochviskosen Anteils und desto mehr steigt die elek- trische Leitf~ihigkeit des diinnftfissigen Anteiis; gleichzeitig nimmt auch seine innere Reibung zu.

T a b e t l e V. Z w e i p r ~ z e n t i g e K a r t o f f e l s t ~ i r k e t f s u n g 4 S t u n d e n mi t drci-

m a t i g e m W a s s e r w e c h s e ! e l e k t r o d i a l y s i e r t .

�9 Ar t t/t, IAmylopek-iAmylosen-]. . des , ]Prf_!z.cle~ aer ~erelttmg ] I t inavteils [ anteils I amylopeK-i~mymsel~- i Star~e.

j I in Proz. i ttnauteits I a,ltefls Ist.~bstanz

1 Stunde 12001 6,57 !,42 0,53 ] 9 ,5 / 0,53 0,1~ I Stunde 138 o I 83 1,14 0,84 8,1 ~ 0,55 0 , 0 6 7 1 Stunde !55 0 1143 0,46 1,54 ] 3,3 '~ 4,4 0,056 4Stunden 120o1 1,78 1,22 0,64 ] 8,3 ! 0,6 0,064

Unter den bei der Elektrodialyse herrscbenden Bedingungen wird' demnach aus dev St~irkel6sung ein Teil des L6st~r, gswassers saint ienem Te.~le der St~trkesubstanz, tier sich an der G~ltertbildung nicht be- Ceiitgt, au,~gepretSt, wi~hrend sich der gallertbildende Teil it, Form einer mehr ~Jde~ weniger konzentrierten Gallerte absche.idet. Die Tatsaehe, daft bei sthrkerem oder l~nger andauerndem Erhitzen ein immer gr~lSerer Prozentsatz des viskosen und etcktrisch |eitenden Starke- bestandteils unabgesehieden bleibt, spricht daffir, dag ffir die be- schriebene Entmischung der St~irkel6sung nicht mar eine gewisse innere Reibnng uud e|ektrische Leiffiihigkeit mafigebend ist, sondern auch eine g a n z bestimmte Zustandsform dieses Anteils.

Verfolgt man die Entstehung ties St~irkekleisters und der St*~irke- 16sung, so ist unschwer anzunehmerl, dag die St~trkelr arts efner in Sol- und einer in Gel-Form bef~ndlicherl Substar~z besteht~). Bei

l) M.Samec, Kolloidchem Beih. 4, 13;2 (.I912); vgl. auchA.Meyer, toc. cit~

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290 K O L L O I E K 2 1 t E M t S C H E B E I H E F T E B A N D X I I , H E f f T 12

unserer Versuchsanordnung werden wir daher ira zfihen Anteii die Bestandteile des Stiirkegels, und im diinnftiissigen die des Sols wieder- l inden. Da aber a~ der Oa[lertbildung der L. M a q u e n n e ' s c h e n Definition zufolge das Amylopektin beteiligt ist, gibt uns die P a u l i ' s c h e A n o r d n u n g fiir die Elektrodialyse ein Mittel an die Hand, das Amylo- pekt in und die Amy!osen zu trennen. Dies wird allerdings nur so lange m6glich sein, als die G e l - F o r m des erste;en nicht durch zu l anges oder zu energisches Erhitzen zerst6rt worden ist. Ganz die- selbe Einschr~tnkung gilt freilich auch bet der yon Z. Gru~[ewska l l ) . zur Trennung der St~,rkebestandteile gebra~tchten Methode der Laugeu- quel lung und bet der yon C, T a n r e r 2) angewendeten Methode des Verquel lens mit e inem UeberschuB yon hell, t in Wasser.

T a b e l l e VI. S t / i r k e z w e i p r o z e n t i g 1 S t ~ , d e b e t 120 0 g e l 6 s t , 4 S t u n d e n b e t d r e i m a l i g e m W a s s e r w e c h s e t e ] e k t r o d i a t y s i e r t . Tempera tur

der Leif fahigkei tsmessungen 25 o C.

. . . . . . . . . . . . . . . . . i-K-/,-,zg C _ _ _ = ' r ' t ' o""e '

St~rkeart Am~-!o - Amylo- peK~!n- senanteils

1 a l l t e l l S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~_ i~_~ P rpz _~,_,_jnJ~r�_~ = ....

Kartoffel gew. 1,61 Herbstzeit lose 1,20 Marantha . . ~ 1,42 Mannihot . . ql 1,33 Curcuma . . ' 1,37 Roi~kamanie i 1 , i7

i

Weizen . �9 - i 1 , 2 1 Mais . . . . i 0,97 Rei~ . . . . . I 0 ,78

0,58 0,55 0,53 0,68 0,73 0,6~ 0,82 1,20 1,26

Am,do I ---L-eit--- . . . . ; '-~7" 7 =-l;el{L .... 2 " 1 �9 - �9 L ~ I I - I 5 ~,ektin J f~ihlffket/~ . . . . . . . . 10 K des

1-' " ~ l a D l g R e l I ~ " menge t lOs-I~ destm~ ~ ,1~,. Amylu-

der (~e 1 Amyio- I ' " . ' " . " "ipektms in - . ~ ~mym . . . . samtsubst I pektm- ~ t "'s izweH)r~ __ i_n Eroz:. ~_. an tetl_s _[s_enan e~,-! lg!~s!mg =

73,5 6 , 9 !, 1 8 -5 68,6 72,8 66 , t 65,2 63,5 59,6 44,7 38,2

3,8 3,2 ! ,04

13,4 4,6 ] ,7 2,5 5,8

1,0 0,33 0,36 1,2 0 ,4! 0,27 0,42 0,44

5,5 4,5 1,5

19,6 8,5 2,8 5,6

1 ,-1,9

Unter Benutzung der beschriebenen Methode wurden (tie LSsungen vert;chiedener St~irkearten fo lgenderma~en untersucht.

Eine dutch einstfindiges Erhitzen auf 1200 bereitete ca. zwei- prozentige Starkel6sang, deren Trockengehal t und elektrische I.eit- f/ihigkeit genau ermittelt worden waren, w u r d e dutch 4 Stunden bet stiindlichem Wasserwechsei elektrodialysiert und nach Unrerbrechung des Stromes der Trocker 'gehal t der klaren Oberschicht, ihre elektrische Leitf~higkei| un,l die eteDrische Leiff/Pligkeit der wieder grtindlich

~) Z. G r u ~ e w s k a , Joum. de pl~ysiol, et de path. gen. 14, 7 (1912). ~-) C. T a a r e t , Compt. lend. 158 [11 1353 (1914).

Page 11: Studien über Pflanzenkolloide, IX

sk~u:'c t~NO ffAERDrL, STUDIEZ'3I L,H~ER PP'LANZENKOLLOIDE, IX. 29 1

durchgemiscbten Flfissigkeit bestimmt, Die Differenz: Trockengehalt der St~irkekSsung" ~ Trockengehal t des Amylosenanteils gibt uns die Trockensubstanz des Amytopektinauteils und die Differenz zwiscben der Leitf'ahigkeit der durchgesch0ttel ten elektrodi~dysierten St~irkel6sung und der Leitfiihigkeit tics Amylosenanteils das LeitungsvermOgen des Amylopektinauteils- Aus den so erhaltenen Daten wurde der Amylo- pekt ingehal t yon 100 g Sttirke und die Leitf~ihigkeit einer zweipro- zentigen Amylopektinl6sung gerechnet (Tabei!e VI).

Aehnlich "wie die Kartoffelstiirke lassen sich alle anderen yon uns untersuchten St,*irkearten durch passende Anordmmg der ElektrodialySe in e;men hochviskosen und einen dfinnfliissigen Anteil zerlegen, nur ist die" relative Met~ge des Amylopekti~- bzw. Amylo~:~t~-Anteits und die Art wie die Entmischuag effolgt yon Starke zu Stiirke verschieden. (Tabelle VII).

T a b e l l e Vll, . t u n d e be i b e r e i t c t Z w e i p r o z e n t i ~ e S t l i r k e l 6 s u n g 1 ~q 120 o ,

4 S t u n d e n e l e k t r o d i a l y s i e r t .

! BeschaffenheR S[/trkealt i des des der

! Amylosenanteils Amylopektinanteil.,; Trennungsebene

Kartoffel " �9 i wasserkiar etwas opak 4 scharf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . L_ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Herbstzeitlose i etwas opaleszent scharf zur Anode

gelblich trfib ans te igend

ziemlich klar ziemlich schaff

stark opak, r6tlich durchscheinend zJemlich scharf

f Marantha " " I fast klar

I

Mannihot . . i etwas opak

] keine r echte Curcuma . . wasserklar gelb opak, f l o c k i g Trennungsfl~che

Roflkastanie �9 t etwas opak weifilich trfib, flockig nicht 1

sehr scharf

i t Weizen . . . ~ opak milchwei~ Michtsehr scharf

J altm~hlicher Mais . . . . . . ! ,opak ganz triib, weiB ] Uebergang

�9 ] stark opak ganz trfib, weiB i Reis I i undeutlich

In vot lkommenem Einklang mit der L. M a q u e n n e ' s c h e n Amylo- pekl~intheorie nimmt die Menge des Amylopektinanteils in derselbeu Reihenfo]ge ab, in welcher die inhere Reibung yon St~irke zu Stiirke

Page 12: Studien über Pflanzenkolloide, IX

~ . ~ 2 K O L L O I D C H E / d l S C H E B E I H I E F T E ~AND XII, H E F T 12

sinkt. Zeichnet man d ie innere Reibung als Funktion des Amylo- pektit~gehalts, so erhiilt man die aus Fig. I ersichtliehe Kurve, deren Vertauf auBerordentlich an den Verlauf "der Reibungskurve bei an- dauerndem Erhitzen ettter w~isserigen St~irkel6sung erinnert, bel welchem Vorgange das Amylopektin irreversibel ver~inde~t wird~).

/?,::/:'Ife/ /

ll.,ri,~,'ze/tl:.,:,e

/ /

/ ,'ff.z:':,',tn:~o

. /

Fig 1 Inhere Reibtmg uad Amylopekt~ngehatt

Von nicht gerir~gerer Bedeutung ffit unsere Anschauung fiber deit Aufbau des St~t~kekornes ist die Tatsache, daft es mittelst der Elektro~ des!ntegration rnt~glich war, jede der untersuchten St~rkearten in einen elektr~sch lei~e~lden ~md einen nicht leitenden Antelt zu trennen trod da$ im Einkla~tge mit der you M. S a m e c ~) auf Grund anderer Be- ,ibachtu;~gen entwickelten Ansicht der elektrisch leitende Tell Trilger der hohett inneren Reibung ist. Bei jenen St,irkearten, bei welchen der Amylosenauteil eine vow. destilliexten Wasser verschiedene elek- trisch, Leitfahigkeit besitzt, ~eigt diese t~raktion auch eine bed~utende inhere Reibung, so dag bei diesen Stiitkearten auger Zweifel ein Tell des z~ihen und elektrisch teitenden Starkebestandteiis ungeflll|t" ge- blicben isL

Umgekehrt sammelt sich bei den trfiben St~.rkel6sunge# fast die gan.~e, die Trtibung verursachende, also suspensoide Subs~anz im At~lylo- pektinanteit mid es ist Unentschiedeu, zu welchem der beiden St,~rke~ bestandteile sie eigentlich einzureihen w~re. Ungeachtet dieser Eino sci~rfi~kxmg repr~iseutiert die Elektrodesintegration eiue augerst beqaeme und schaHe Tren~ungs~nefllode "der St~rkebestandteile. . . . . . . . . . . i . . . . . . . . .

~) M. Saa~ee urtd F. yon H o e f f t , Kolloidchem. Beih. 5, 141 (1913). ~)M. Samec und F. ~t0n Hoe f f t , Kolloidche~n. Beih. 5, i41 {191B).

Page 13: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMFC UND HAERDTL, STUDIEN OBER P~LANZENKOLLOIDE, IX. ~93

Niclat uninteressant ist es, die auf verschiedenen Weger~ gefun- denen Amyl0senmengen miteinander zu vergleichen.

L. M a q u e n n e l) schatzt kolorfmetriseh aus der Jodfarbe des St~rkekieisters den Amylosengehalt der Kartoffelst~irke auf 8 1 - - 8 3 Proz. In dense!ben Grenzen bewegen sich nach E. R o u x z) die in anderen Stirkearten (Mais, Weizen, Reis u. a.) auftretenden Amyiosenmengen. Z. ( ) r u ~ , e w s k a '~) t:and bei der Desintegration der Kartoffelstrtrke mittelst def. I_.augenquellung 55 -- 60 Proz., M. S a m e c 4) nach der- selben Methode 38 Proz. und C. T a n r e t ~) durch Verquellen mit einem grot~en Ueberschu8 yon Wassev 27 Proz. Amylosen. Ffir andere St~irke- al~en ergab

die Elektrodesintegration, das Verquellen mit Wasser~)

bei Weizen 37,5 Proz. 32,5 Proz. Mais 55,3 , 30. ,

, Reis 61,8 , 3 1 , 5 , Amylosen.

Wiihrend bei einzelnen St~irken beide Methoden fast identische Werte ergaben, sind .bei anderen die Unterschiede aut3erordentlich grof~ und beweisen vor allem, wie wenig genau definiert bisher die Eigenschaften del beiden St~rkebestandteile waren. C. T a n r e t be- handelte je 0,2 g Stiirke so lange mit je 200 g siedendem Wasser, his das mit dem ungel6sten Pest der St~rkek6rner in Betfihrung steher/de Wasser keine Jodfarbe mehr liefert und definiert Ms Amylopektin die ganze miter diesen Bedingungen ungel6st gebliebene Masse. Da aber nach L. M a q u e n n e gewisse Kondensatiousgrade der Amylosen erst bei 155 0 in LOsung gehen, ist es nicht ausgeschlossen, daft C. T a n r e t bei seinem Amylopektinanteil a u c h mehr Oder weniger grof~e Mengen yon Amylosen mitwiigt und so eine zu geringe Menge Amylo.,;en findet. Dies wird namentlich bei jenen Stiirkearten b e sonder~; wahrscheinlich sein, in denen man mit Riicksicht auf die geringe imx~:i'e Reibung .und auf Grund anderer physikochemischer Merkmale nur emen gerh!gen Amylopektingehalt annehmen mug (Mais, Reis).

z) L. M a q u e n a e und E. Roux, Ann. Chim. Phys. [8] 9, 179 (1906). 3) E. Roux, Compt. rend. 142, 9,5. s) Z. Gru}~ewska, loc. cit. ~) M, Samec , Kolloidchem. Beih. 6, 23 (t914). n) C. Tanre t , Ioc. tit.

Page 14: Studien über Pflanzenkolloide, IX

294 KOLLO1DCHEMISCHEBEIHEI~TE BAND XII, HEFT 12

Ill,

In der VI. Mitteflung t) konn~~ gezeigt warden, dab die elektrisehe Leitf~ihigkeit tier clektroflialysierten LSsung von Kart0ffelstlirke mit zu- r~ehmender Kochdauer abnimmt, so dab bei eit~ und derselbea SUirkeart zwischen der inneren Reibung und der elektrischen Leitf~ihigkeit de r elektrodialysierten L6sung eine Proportionalit~it besteht; die Abnahme der etektrischen Leitf~higkeit ist aber auch voli einem Absinken des prozentuellen Phosphorgehalts begleitet, so dab d i e Kurven, welche die zeitliche Aenderung der inneren Reibung der elektrischen Leit- ffihigkeit und des Phosphorgehalts anzeigen, miteinander paraltel laufen2).

Da hierbei an eine weitgehende Aenderung des Amylopektins nicht gedacht werden kann, miit~te das zu verschiedenen Zeiten aus der L6sung erhaltene Amylopektin ungefiihr dieseiben Eigenschaften, vor allem dieselbe elektrische Leitfiihigkeit zeigen. Aus der Tabelle V berechnen sieh als elektrisches Leitungsverm6gen einer zweiprozentigen Amy!opektinl~sung tatsachlich einander sehr naheliegende Werte (Ta-

.belle VIII).

T a b e l l e V I I I . E l e k t r i s c h e s L e i t u n g s v e r m 6 g e n e i n e r z w e i p r ~ z e n t i g e n

A m y l o p e k t i n l S s u n g .

Art des Erhitzens der StarkelOsung 1 St. 120 o i I St. 138 ~ i 4 St. 120o

105.K einer zweiprozentigen Amyto-~, ] I pektinl6sung i 13,4 , 14,2 [ 13,6

, !

Die eine Stunde auf 155 o erhitzte Stiirkel6sung konnte f/Jr diese Reehnung nicht herangezogen werden, da ein grofler Tell des Amylo- pektins in Solform ~bergegangen ist. Unter der Annahme aber, dab die elekl~ische Leitfahigkeit des Amylopektins auch bei dieser St~trke- 16sung in den bei anderen St~irket6sungen gefundenen Corenzen bleibt, l~fit sich aus dem Verh~iltnis der elektrischen Leiff~thigkeiten des Amylo- pektin- und des Amylosenanteils der wirkliche Amylopektingehalt der bei 155 0 erhaltenen L6sung berechnen; e r betrtige etwa 46 Proz. der in L6sung befind!ieben Substanz.

Da, wie in der IV. MitteilungS): bewiesen wurde, nur das Amylo- pektin phosphorhattig ist, lfifit sich aus dem Ph0sphorgehalt der St~rke

J) M. Same~-~ Kolloidchem. Beih. 8, 33 (1916). ~) bL Samec, KoHoidchem. Beih. 8, 37 (1916). s) M. Samec, Koi;oidchem. Beih. 6, 23 (1914).

Page 15: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMEC UND HAERDTL, STUDIEN ~IBER PFLANZENKOLLOIDE, ;~X. 2.9,5.

und aus der in ihr enthaltenen Amylopektinmenge auch der Phosphot- geha!t des Amylopektins berech_nen (Tabelle IX).

T a b e l | e IX. P ~ O s - O e h a l t d e s A m y l o p e k t i n s .

Art des Erhitzens 1 St. 120 0 J 1 St. 138 o ~ 1 St. 155 0 ! 4St. 120 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . J . . . . . . . . . . J . . . . . . . . . . . . . . L . . . . . . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . .

Mit Ausnahme bei der 1 Stunde auf 120 0 erhitzten St~irke gibt uns die Analyse fast identische Zahlen, so dag auch auf dieser Basis d~e Amylophosphattheorie eine neue Stfltze gefunden hat .

Von diesem Standpunkte aus war die Frage, inwieweit die Ver- schiedenheit der einzelnen St~irkearten in einem verschiedenen Phos- pho,gehalt mitbegrfir~det sei, besonders interessant. Bei den dies- beziigUchen Versuchen wurden je 15 g St~rke in 750 r Wasser,. durch I Stunde bei 120 o gel6st, efner vierstfindigen Elektrodiatyse bei stiindlichem Wasserwechsel unterworfen, die LOsung nach dem Durch- mischen vors.ichtig eingedampft, bei 1050 getrocknet unter Zusatz yon Ba(OH)~, verascht und auf ihren Phosphorgehalt geprfift (Tabelle X).

T a b e l l e X. S t i i rke i.n 2 Proz. t S t u n d e bei 120 Q g e l 6 s t , 4 S t u n d e n

e l e k t r o d i a l y s i e r t . L e i t f i i h i g k e i t in z w e i p r o z e n t i g e r L~sung- bei 25 0 g e m e s s e n .

- - - m

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t-p o lo0 g - iko, i . 1oo g St~fkeart vor " naeh twasserfrefer St~irke; Amylopektin

der Dialyse der Dialyse ~___ g_

Kartoffe! gew. 8,3 6,9 l 0,112 0, i

1 52 Herbstzeiflose 5,2 4,8 / 0,016 0,023 Marantha . . 4,9 3,2 0,031 0,042 Mannihot . . 8,5 1,4 0,0 i 2 0,019 Curcuma . . 15,4 14,6 0,162 0,248 Rot3kastanie . 4,9 4,6 I 0 ,016 0,025 Weizen . . . 2,7 1,7 I 0,105 0,177 Mais 10,7 2,5 i 0,034 0,076 R e i s . . . . . 17,1 6,2 r 0,039 0,102

W~ihrend der Elektrodialyse nimmt je nach dem Reinheitsgrade die elektrische Leitfiihigkeit der StiirkeI6sungen versch/eden stark ab and behiilt dann einen ziemlich konstanten Wert, der aber yon Sfiirke. zu St~rkeaui~erordent]ich verschieden ist. Nicht minder grof~ ist der

Page 16: Studien über Pflanzenkolloide, IX

~ I(OLLOIDCH]RMISCHE BEIHEFTE B,~ND XH, HEPT 12

Unterschied im P~O~-Gehalt einzelner St~irken. Unter den phosphor- vetchsten stehen die Curcuma-, KartoffeP und Weizenst~irke, und unter den phosphorlirmsten, welche sich in ihrem Phosphorgehalte einer etwa durch 6---10 Stunden auf 120 0 erhitzten Kartoffelst[lrke niihern, die Herbstzeitlosen-, Mannihot- und Roflkastaniensfilrke.

Der enge Zusamme,ahang zwischen dem P,O~-Oehalt, der elek- trbchen Leitfiihigkei~ und der inneren Reibung, welehe man dutch alle Umwandlungen der Kartoffelst~irke verfolgen kann, l/~flt sich bei verscldedenen St~rken nicht feststellen.

So hat zura Beispiel die Weizenst~irkel6sung mit einem Phosphor- pentoxydgehalt yon 0,105 Proz. fast dieselbe sehr geringe elektrische Leitf~higkeit (K : : 1 ,7 .10 "~) wie die phosphorarme Mannihot-St~irk~; tihnlich ~teht die We~zenst~irke in bezug auf ihren Phosphorgehalt in der Reihe der yon uns untersuchten Sthrken an drttter :und mit Rfick- sicht auf die inhere Reibung abet an tier siebenten Stelle.

J

Figl 2 Phosphoi~eh~lt 1) u~d elektflsch~ Leitf~thlgkeit

Der Unterschied im Pho~phorgehalt wird noch ausgiebiger, we~v man das Phosphorpentoxyd ahniich wie in der Tabelle IX in Prozelten des Amylopektins ausdrfickt Die Berechtigung hierzu folgt aus der Tatsache, da~ der Amylosenanteil aller St~rken (mit Ausuahuie de~ phosphorreichsten) so gut wie keine elektdsche Leiff~higkeit besitzt. SUcht man det~ Zusainmenhang zwischen dem Phosphargehatt des Amy|opekti~s!) eil]zeirjer St~rken und seiner r Leitf~h~gkeit

~) In der Fig. 2 ,~vurde. der in Prozenten des Amylopektins a~sgedrad~e Phosphorgehalt behfitzt Richtiger w~re es, die tn einem Mo! bzw. Mt>t~t ~fe,. fieloste~ S~b~tanz enthal~ene Meage Phosphor sis Ab~zissea r U~ter

Page 17: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAMEC UND HAERDTI., STUDIEN UBER PFLANZENKOLLOIDEt Dr. ~,Q7

graphisch darzustellen, so ergibt sich, dab bei den Stiirken Curcuma-- Kartoffel .... Marantha- -Mannihot tats~ichlich eine ProportionalitSt zwischen beiden Gr6flen besteht, dab aber die Reis-, Rol~kastanien- und Herbstzeitlosenstfirke eine gr/)13ere, die Weizenst5.rke eine viel ge- ringere elektrische LeiffiiF, igkeit aufweisen, als ihrem Phosphorgehalte in Analogie mit den anderen St/irkearten entsprechen wtirde (Fig. 2)~

Der Grund dieser Abweichung ist heute unbekannt. Ob lediglich eine verschiedene Absiittigung der Phosphorsliure mit Kafionen, ob eine verschiedene Bindung derselben Oder eine verschieden starke L6slichkeit des Amylopektins den Unterschied ausmachen, kalm heute nicht entschieden werden, ebensowenig k6nnen wit darfiber etwas Positives aussagen, ob die Starken mit einer verh~iltnismiifi.lg zu grol~en elektrischen Leitfiihigkeit neben der Phosph0rsaure noch andere nicht dialysable Elektrolyte enthalten. Auffallend ist es jedenfalls, daf~ jene St~,rkearten, weiche keine Proportionalit~it zwischen dem Phosphor- gehalte und tier elektrischen Leitfiihigkeit ihres Amylopektins zeigen, auch sonst mancherlei Abweichungen vom allgemeinen Verhalten der anderen Stiirken aufweisen.

So wird zum Beispiel die Reisst~irke im Gegensatz zu anderen Stiirken bei einstfindigem Erhitzeu auf 155 o schon weitgehend abge- baut, wlihrend Kartoffel-, Weizen- und Maisst~irke nur eine geringe Vermehrung ihrer dialysablen Bestandteile erfahren; eine merkliche Abgabe yon Elektrolyten erfolgt hierbei bei Reisstiirke nicht.

Die Weizenst/~rke hat sowohl eine fiir ihren P.20,~-Gehalt zu geringe elektrische Leitf/ihigkeit als auch eine zu geringe inhere Reibung, zeigt aber dennoch jenes Reibungsminimum bei der Einwirkung wachsender Laugenmengen, welche wir sonst nur bei viskoseren St'arke- 16sungen beobachtet haben.

IV.

Die hier mitgeteilten unter Beniitzung verschiedener 5;t/irkearten durchgefiihrten Untersuchungen bestr~tigen alle auf Grund der Beob- achtungen an Kartoffelstarke gebfideten Vorstel|ungen fiber die Natur der St~rkel6sungen.

der auf einige Versuche gesttitzten Anoahme, dat~ das Amylopektin eine ahrD~ lithe mittiere Molatgrof~e besitzt wie die nicht zerlegte St~rke, wurde auch auf diese Weise die Bez.~ehung zwischen der elektrischen Leitfiihigkeit und dem Phosphorgehalte untersucht, ohne dab man zu einem wesent!ich anderen Er- gebnis gek0mmen w~re.

20

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~ 9 8 KOLLOIDC~'IEMISCHE BEIHEP'TE BAND XH, HEffT 12

Die yon A. M e y e r t) vertretene Anschauung, dat~ eine Stiirke- 16sung aus einer ,amylosigen Wasserl/~sung" und einer ,wlisseriget~ Amylosenl6sung" besteht, die yon L. M a q u �9 n ne 2) dutch die Deft~ nition" ,eine StirkelOsung ist eine eehte L6sung yon Amyloseu, welche dutch das Amylopektin verdiekt ist" der wissenschaftlichen Wett in prfizir, erer..Form in Erinnerung Rebraeht wurde, findet in der Elektro- desinte.gration eine direkte experimenteUe Best~ttigung, ebenso warden die kolloidchemischen Anschauungen fiber den Wechset der Gel- und Sol-Form bei den zeitlichen Umwandlungen einer St~irkel6sung a) dutch diese Experimente bestiitigt.

Die yon M. S a m e c 4) vermutete elektrochemische Verschiedettheit der beiden St~lrkebestandleile liiflt sich experimenteU bei allen Stirken verifizieren, auch erwiesen sich alle untersuchten St~rken phosphor-

haltig. Diesen fflr die aUgemeine Auffassung der St~rkesubstanz sehr

wichtigen, gemeinsamen Merkm~len verschiedener Sfftrken stehen sehr merkliche quantitative Unterschiede gegeniiber, fiir welche wir heute nur zum Tell ein volles Verstlindnis erworben haben.

Verglelcht man die Reihenfolge, in weicher die Stiirkearten ihre physikochemischen Merkmale iindern, ist es unschwer, eine Beziehung zwischen diesen und der Zusammansetzung des Stfirkekorns anzu- nehmen.

Die nach abnehmendem Amylopektingehalte gewahlte Reihenfolge der St~lrkearten: Kartoffel - - Marantha - Mannihot -- Curcuma - Weizen-- Mals - -Re i s f inde t s i eh , wie bereits betont, voUst[indig reproduziert, wenn man die St~.rken nach abnehmender innerer Reibung aneinander reiht. Zu derselben Reihenfoige fiihrt auch die Anordnung der St~rke- arten nach abnehmendem Wassergehalt, nach steigender Quellungs- temperatur und mit Rticksicht auf die Leichtigkeit, mit welcher der diastatische Eingriff erfolgt. Da das Amylopektin der hydrophilere Anteil der St~irkel~Ssung ist, ist der Wechsel des Wassergehatts bei wechselnder Amylopektinmenge oh ne weiteres verst~indlich. Trotz der grtifieren Hydrophilie aber wird das Amylopektin . . . . vcie dies bereits yon einlgen Autoren betont wurde - - sehwerer verzuckert als die Amylosen, eine Beobachtung, welehe im Verein mit den yon uns be- obachteten Tatsachen die verschiedene l~esistenz der StArken verschie-

~) A. M e y e r , ioc. cir. �9 ) L. M a q u e n n e und E. Roux, Ioc,~r ~) M. Samer Kolloidehem. Beih. 4, I82 (1912). 4) M. S a mee und F. yon H o e f t t , Kolloidchem. Beih. 5, 141 (1913).

Page 19: Studien über Pflanzenkolloide, IX

SAME(; UND PIAERDTL, STUDIEN OBER Pf~LANZENKOLLOIDE, IX. ~.0.~

dener Provenienz gegeniiber Diastase. a|s Foige ihres verschJedel~en Amylopektingehalts erscheinen l~ift.

Die elektrische Leitf~ihigkeit der L6sung ist. wie bereits er6rtert, in gewissen (irenzen yore Phosphorgehalt abh~ingig; mit diesem scheint abet aucb das Lichtbrechungsverm(igen der St~irkek/3rner in einer kausa|en Bezieliung zu stehen.

Je mehr Amylopektin eine St~trkelSsung enth~ih, desto ausgepr~igter ist der Einflul~ verdfinnter Alka|ien auf die ~nnere Reibung der St~irlteo IOsung, doch scheint die Reaktlonsfiihigkeit mtt Laugen auch dutch den P~oOs-Gehalt beeinflu~it zu werden insofern, als eine an Amylo- pektin verh~iltnism/ifiig arme StArke dutch einen gro[~en Phosphor... gehalt an L~ugenempfindlichkeit gewinnt.

Im Gegensatz zum re|ativen Amy!opektiugehalt der St~irken scheint der Dispersit~itsgrad der St~irkesubsta~nz in w~isseliger Lttsung ohne innigeren Zusammenhang mit anderen Eigenschaften zu ste|ten und tr~lgt lange~ nicht so viel zur CharakteriMik der St~rkeI6sung bei, ~,ie die anderen eben besproehenen Eigenschaften~

Wenn es ~ueh dutch die vorliegend mitgetet|ten Versuche m6glich year, eine gr/~gere Anzahl yon Eigenschaften verschiedener St~irkearten auf eine geringe Anzahl yon Ursachen zuriiekzuffihren, so sind wir yon einer ersehSpfenden Kennmis der'Stlirken noch weft entfernt.

Der Unterschied zwisehen den St~irkearten verschiedener Herkuiqft liegt tiefer als im btol~en Wechsel der physlkochemischen Zustands- form einer alien St~rken gemeinsamen Grundsubstanz.

Das Problem, die St~rke zu ,,korrigieren", wiirde auf die A~|gabe hinauslaufen, die Sf~irkebestandteile --. Amylopektin und Amylosen -- ineinander iiber~ufiihren und den Phosphorgeha|Ct des ersteren zu variieren. W[ihreud der Uehergang des Amylopektins in Amylosen verh~iltnism~i~ig einfach gelingt, haben wit ffir die Umkehr dieses Vorganges noch keine passende Methode. Versuche, Amy|osen ztl phosphorilieren, begegnen der Sehwierigkeit, da~ bei diesbeziiglichen Eingriffen leicht ein Abbau der Amylosen erfolgt.

J. Kerb l ) gelang es nach dem Neuberg ' schen Verfahren in I6sliche St~irke Phosphors/iure einzuf/ihren und die gebildete Amylo- phosphors[lure in Form eines Kalzium- und eines Bleisalzes zu isolieren. Es werden die folgenden Untersuchungen zeigen, wie weft sicb hierbei die physikochemischen Merkmale der Substanz verschoben haben. Die Beobachtunget~ M. Sam e c's 2), daft beim diastatischen Eingriff das

1) j. Kerb, Biochem. Zeitsehr. I00; 3 (1919). ~) M. Samec, Kolloidchem. Beih. 6, 23 (1914).

Page 20: Studien über Pflanzenkolloide, IX

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Starkemolekfil ohne Abgabe v0n Phosphors~iure gespalten wird, konnte yon J. Kerb an der synthetischen Amylophosphorsiiure bestatigt werden.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

1. Die auf Grund der Beobachtungen an Kartoffelst~irke ent- wickelten Anschauungen fiber die Natur der St~irkei0sungeu lassen sich auch bei anderen St~irken verifizieren; alle St~irkearten bestehen aus einem elektrodialytisch fii!lbaren, hochviskosen, elektrisch leitenden Anteil (A. Meyer'sche ~-Amylose, L. Maquenne'sches Amylopektin) und einem elektrodialytisch nicht f~,llbaren, nicht viskosen, elektrisch nicht leitenden Anteil (L. M a q u e n n e'sche Amylosen).

2. Die relative Menge dieser beiden Bestandteile ist yon St~irke zu Stiirke verschieden und in Abh~ingigkeit davon gilt dies auch fiir den Wassergehalt der St~irkek6rner, die innere Reibung der St~irke- 16sung und die Resistenz gegenfiber Diastase.

3. Alle St~irken sind phosphorhaltig. Der prozentuelle Phosphor- gehalt abet ist verschieden. Mit weehselnder Phosphormenge wechselt auch die elektrische Leitf~.higkeit der elektrodialysierten L6sung, doch scheint in einzelnen Fillen die Bindungsart oder die Art der Ab- s~ittigung der Phosphors~iure verschieden zu sein.

4 . Der Dispersit/itsgrad der Stiirkel6sung, die mittlere Molatgr6t~e des kolloiden Anteils und die dialysable Menge sind verschieden, ebenso die Geschwindigkeit der Retrogradation und die retrogradierte Menge.

5. Alle St~irken reagieren mit Alkalien; die Art, wie die innere Reibung durch Laugen beeinfluBt wird, ist jedoch verschieden.

6. Alle Stiirkel6sungen verlieren bei Temperatursteigerung mehr oder weniger die hohe innere Reibung. Die Geschwindigkeit und die Gr6t~e des Reibungsabfalls aber ist verschieden. Ebenso ver- schieden ist die Aenderung der mittleren Molatgr61~e verschiedener Sfiirken beim Erhitzen de r Sfiirkel6sung.