Studien Ober Pflanzenkolloide XLII. EinfluB von Kristalloiden auf die Zustandsform der Amylosen unter besonderer Ber~icksichtigung

der Spinnbarkeit.

Yon M. S a m e c

(nach Versuchen yon P. B e n k o v i ~).

(Aus dem Chemischen Institut der K6nig-Alexander-Universitfit, Laibach [Ljubljana] - - Stidslawien.)

(Mit 2 Figuren.) (Eingegangen am 11. Oktober ]935.)

I.

In einer frfiheren Mit te i lung haben wir gezeigt, dab Amylosesole,

welche an und ffir sich nicht fadenziehend sind, diese Eigenschaft bekom-

men, wenn man durch Alkohol die Molkoh~sion schw~icht und durch

Alkalizusatz die Hydra ta t ion steigert:). Es war yon Interesse, diese Frage

weiter zu verfolgen und nament l ich festzustellen, ob man die in den bis-

herigen Versuchen durch zweierlei Zus~tze erreichte kolloide Zustands-

f inderung in einfacherer Weise erzielen kann.

WD wissen, dab Elektrolyte und organische Kristalloide sowohl mit

den im Stfirkekom, als auch mit dem in den St~rkel6sungen anwesenden

Molaten in Beziehung treten u n d wesentliche kolloide Zustands~inde-

rungen der St~rke herbeifiihren. A n St~rkek6rnern werden diese am leich-

testen in der )~nderung der Verkleisterungsumst~nde2)a) 4) an den L6-

sungen unter Zuhi l fenahme der Viskosit~tt verfolgtS)6)7)s). Solche Unter-

1) M. S a m e c u. B. B u d a n k o , Kolloid-Z. 67, 258 (1934). 2) M. S a m e c , Kolloid-Beih. 3, 1~3 (1912). a) I. R. K a t z u. F. I. F. M u s c h t e r jr., Biochem. Z. 257, 385 (1933). 4) J.A. v a n d e r H o e v e , H.G. B u n g e n b e r g d e J o n g u . H.R. K r u y t ,

Kolloid-Beih. 39, 105 (1933). s) M. S am ec, Kolloid-Beih. 4, 13"3. (1912). G) H. G. B u n g e n b e r g d e J o n g, Recueil Trav. chim. Pays-Bas 5,189 (1924). 7) iM. S a m e c, Kolloid-Beih. g3, 103 (1931). s) H. R. K r u y t u. H. J. E d e l m a n , Kolloid-Beih. 36, 350 (1932).

SAMEC, STUDIEN 0BER PFLANZENKOLLOIDE XLII 273

suchungen ffihrten zu der ffir unsere Frage wichtigen Erkenntnis, dab

Elektrolyte und Kristalloide mehr oder weniger von den St~irkemolaten

adsorbiert werden und hierbei ihr Hydratwasser an das Kolloid mit heran-

bringen. Es ist denkbar, dab hierbei gleichzeitig die Molkoh~tsion passend geschw~cht wird, so dab Bedingungen geschaffen werden, welche zum

Fadenziehen der Amylosen ffihren.

II. V i skos i t l i t .

Die bisherigen Untersuchungen fiber die Beziehung der Elektrolyte

zu den St~rkesubstanzen wurden mit einer Ausnahme 7) unter Benutzung

der St~irkek6rner oder ,,16slichen" Stiirken ausgeffihrt. Die letzteren sind

kolloidchemisch nicht einheitlich; sie enthalten neben den ,,Amylo"- auch ,,Erythro"k6rper, welche besonders in unserer jetzigen Fragestel-

lung st6ren, ferner reichlich veresterte Phosphorsfiure (bis 0,12 Proz.

P205), welche eine unverh{iltnism~iBig hohe elektrische Aufladung der Mizelle bedingt. Aus diesem Grunde ffihrten wir einige Viskosit~its-

messungen an Amylosesalzmischungen durch.

Die Amylosensole wurden durch Elektrodialyse einer 3prozentigen x/2 Stunde bei 120 0 C gekochten L6sung von Kartoffelst~irke erhalten. Ftir jeden Versuch wurde eine frische L6sung bereitet; das Alter des Sols (das ist die Zeit zwischen dem Herausnehmen aus den Autoklaven und dem Beginn der Messungen) be- trug immer 68 Stunden, die Dauer der Messungen 10 Stunden. Wit mischten 90 cm a des Amylosensols (0,5 bis 0,6prozentig) mit 10 em a der passend konzen- trierten Kristalloidlbsung und bestimmten im Ost waldschen Viskosimeter (Wasserwert ftir 5 cm a aa,4 Sek.) bei 25 0 C die relative Reibung der Kristalloid- 16sung, der Mischung Amylosen-b Kristalloid, sowie der um ein Zehntel ver- diinnten Amylosenl6sung bei Beginn und bei Beendigung der Messungsreihe. Da die innere Reibung der Amylosen zeitlich abnimmt, wurde aus der Viskosit~it- Zeit-Linie die jeder an der Mischung ausgeftihrten Messung entsprechende Eigen- viskosit~it des Amylosensols ermittelt und mit der Viskosit~tt der Sol-Kristalloid- 16sung verglichen.

Ffir die Auswahl der Salze waren die Erfahrungen fiber eine Wirkung derselben auf die Verkleisterungstemperatur=)a) 4) der St~irkekbrner und

auf die Viskosit~tt der L6sungen 16slicher St~irke n) maBgebend. Es soll-

ten folgende extrem wirkende Salze untersucht werden: Ammonium- rhodanid, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, sek. Natriumortho-

phosphat, Natriumpyrophosphat und Tetraborat; hierzu kamen Glukose und Glyzerin. Die Ergebnisse der Viskosit~itsmessung enth~tlt Tabelle I.

Wir sehen konform mit anderen diesbezfiglichen Beobachtungen 5) 6) 7) 8),

dab geringe Elektrolytmengen auch bei den Amylosen die Viskosit~t er-

niedrigen, nur ist der Betrag dieser Erniedrigung viel geringer (17 his

23 Proz.), als bei 16slicher St~irke (bis 48 Proz.). Diese Tatsache steht im besten Einklange mit dem Umstande, dab die Amyloamylosen keine

~ KOLLOID - BEIHEFTE B A N D 4.3, H E F T 8--8

o ~

Dun.lapu.e. .W.e. i !~oq~!A a g ~ ! / u e z o . l d

o.

t~

S A M E C , S T U D I E N I~BER P F L A N Z E N K O L L O I D E X L I I ~ 7 5

Phosphors~iure enthalten (P205 < 0,004 Proz.) und ihre elektrische Ladung wohl nur den OH-Ionen verdanken. Das Chlorid und Sulfat steigern die relative Reibung nur wenig, das Rhodanid, Orthopho'sphat und Tetraborat auBerordentlich stark, so dab Mischungen der Amylosen mit diesea Salzen betr~chtlich z~her sind als die reinen Amylosensole.

T a b e l l e I.

I n n e r e R e i b u n g v o n A m y l o s e - K r i s t a l l o i d l 6 s u n g e n .

N o r m a l i t i i t

S u b s t a n z b z w . M o l a r i t i i t i n M i l l i i i q u .

P r o z . p r o L i t e r

t s

t w

t e m _ _

t w

t s + e t s + e - - t e

t w t e

t W

t s - - t w

0,55

0,52

0,53

0,42

0 10 50

100 500

1000 2000

0

0 10 50

100 500

0

0 10 50

100 500

0 10 50

100 0

NH4C1

1,9438 - - 1,0003 - - 1,0004 - - 1 , 0 0 0 7

- - 1.0026 - - : 0,9940 _ i 0,9973

1,8460 ! - -

NH4CNS

1,850 - - 1,0013 - - 1,0049 - - 1,0055 - - 0,9799

1,759

(NHa) aSOa

1,8317 - - 1,0028 - - 1,0118 - - 1,0157 - - 1,0113

Na2B407

1,7810 - - 1,0252 - - 1,0308 - - 1,0393

1,7311

1,7857 1,7793 1,7666 1,7852 1,7710 1,7625

1,4209 1,7600 1,7779 1,8315

1,7482 1,7598 1.7769 1,8697

1,6920 1,8094 1,8724

100,00 83,19 82,486 81,110 82,726 82,802 87,094

100,00 89,188 93,332 95,512

108,190

100,00 88,80 88,89 90,108 90,296

100,00 83,16 96,65

102,63

276 K O L L O I D - B E I H E F T E BAND 43, HEFT 6--8

T a b e 11 e I (Fortsetzung).

S u b s t a n z

P roz .

I N o r m a l i t i i t b z w . Mola r i t~ t I in Milli~tqu.

p r o L i t e r

t S

t w

t e _ _ I

t w

t s+e

t w

t s + e - - t e

t e

t W

t s - - t w

0,51

0,48

0,56

0,56

0 10 50

100 500

0 10 50

100

0 10 50

100 500

0 10 50

100 500

0

N%HPO~ 1,8410 ! - - I

- - 1,0167 - - 1,0260 - - 1,0500 - - , 1,079

N%P~O7

1,7520__ [ 1,0457

- - 1,0694 - - 1,1275

C~HlaO~ 1,9299

- - 1,0040 - - 1,0230 - - F 1,0171 - - ~ 1 , 1 9 7 4

CattsO a

1,0050 1,0149 1,0300 1 0881

1,8788

I

1,8041

1,6793 1,8285 1,8130 2,244

I

1,6266 1,7823 1,8770

I

1,9296 1,9563 1,9297 2,3135

2,0055 1,977 1,9050 2,0708

100,00 77,40 92,92 86,31

128,23

100,00 75,55 88,614 88,354

100,00 99,84 98,112 96,955

100,18

100,00 113,83 109,47

99,56 111,93

Die Glukose ~ndert die relative Reibung der Amylosen nur wenig, das Glyzerin aber steigert sie nach einer komplizierten Konzentrations- funktion sehr stark. Vom letzteren w~ire also ~hnlich wie yon den drei stark solvatisierenden Salzen ein Einflufi auf die Spinnbarkeit zu er- warten.

I I I . A l t e r u n g s e r s e h e i n u n g e n .

AuBer der Viskosit~it erlauben uns auch die AlterungspMnomene gewisse Riickschliisse auf die Ver~nderung an den Molaten.

Die Amylosenl6sungen sind bekanntlich zeitlich sehr instabil. Das anfangs kaum opake Sol trfibt sich nach einigen Tagen und flockt sp~tter aus. Auch diese Zustands~nderung wird durch Kristalloide entscheidend

SAMEC, STUDIEN OBER PFLANZENKOLLOIDE XLII r

beeinfluBt. Wie Tabel le I I zeigt, w i rd die T r i ibung und F l o c k u n g du tch

alle y o n uns untersuchten Zus~itze verz6ger t , a l lerdings in e inem sehr

versch iedenen AusmaBe.

T a b e l l e II .

A l t e r n d e r A m y l o s e - K r i s t a l l o i d - S o l e .

I i

] j Scharfes Konzen- An- Beginn Beginn i Absetzen tration f~ng-

des liches der der der Zusatzes Aus- Triibung Flockung I Flocken Milli~qu. sehen i i

Liter Tage ] Tage ! Tage:

Anmerkung

10 50

100 500

10 50

100 500

1000

10 50

100 500

10 50

100 500

10 50

100

10 50

100

klar

klar

klar

klar

klar

klar

klar

18 16 16 29

14 14

14 19

10 12 11 4

36 46 42

35 29 31

34 45 37

Reine Amylosen

I 7 I - -

NH~CNS 21 [ 24 19 19

i

NH4C1 16 17 16 18 24 25

i ~o 21

(NI-I4)2SO 4 11 11

11 4 4

N a a H P O 4 38 I 39 47 [ 47 43 43

N%P207 36 36 31 31 33 33

Na2B407 36 41 48

weig, flockig

flockiger Niederschlag

flockiger Niederschlag

flockiger Niederschlag

dicker, flockiger Niederschlag

18

278 KOLLO1D-BEIHEFTE BAND 43, HEFT 6--8

T a b e 11 e I I (Fortsetzung).

Konzen- tration

des Zusatzes Milli~qu.

Liter

_~kn- f/ing- fiches Atls- sehen

Beginn des

Triibung

! Scharfes

Beginn Absetzen der der

Flockung Flocken I

Anmerkung

Glukose 10 klar 9 - - [ - - pulveriger Niederschlag 50 17 - - [ - -

100 21 - - ] - - 500 33 - - ] - -

Glyzerin 10 I klar 36 - - I 38 pulverig 50 I 35 __ I 37

100 39 - - keine Entmischung 500 14 - - , unvollkommene

! Entmischung

Tr~gt man die Tage, an denen sich die Sole eintrtiben, als Ordinate

gegen die Konzent ra t ion der Salze als Abszisse auf, so enth~lt man Dia- gramme der Fig. 2. Das Sulfat, welches die Viskosit~tt nur unerheblich

steigert, erweist sich als der schw~tchste Stabilisator; tiber 100 Mill imol/L

f6rdert es sogar die Flockung. Das Chlorid schtitzt in allen untersuchten Konzentra t ionen das Sol, an dieses reihen sich mit steigender Schutz-

wirkung das Rhodanid, Pyrophosphat , Tetraborat und Or thophosphat .

Bei der Glukose beobachten wir eine mit steigender Konzent ra t ion zu- nehmende Schutzwirkung, das Glyzerin ist ein' Stabilisator, dessen Wir-

kungsintensit~it mit der Konzent ra t ion auBerordentlich wechselt. Auch

die Stabilisierungskurven der Elektrolyte lassen iibrigens an eine Uber-

einanderlagerung mehrerer Wirkungen denken.

Der Umstand, daB ohne Ausnahme die Salze schon in jenen Konzen- trationen, in welchen sie die Viskosit~tt erniedrigen (also im Gebiete der Ent ladung) , stabilisierend wirken, zeigt, dab die ohnehin geringe elek-

trische Ladung der Amyloamylosen zu der Stabilit~it nur geringes bei- tr~tgt. Es k o m m t bei ihnen vielmehr die nachgewiesenermaBen 7) ziem-

lich bedeutende Hydratat ion als Stabilisator in Frage. Die auch aus den

verdiinnten L6sungen adsorbierten Kristalloide werden einerseits die Stellen tibermolekularer Anziehung unmittelbar abdecken, anderseits die

Gesamthydratat ion heben, und diese zwei Umst~inde zusammen tragen mehr zur Stabilisierung der Amylosen bei, als sie dutch die Ent ladung an

Stabilit~t verlieren.

SAMEC, STUDIEN 1DBER PFLANZENKOLLOIDE XLll 2~9

~ o �9 z

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uaq.n.~lu/3 wnz 9Iq a~e l

1 8 "

. .d

5)80 KOLLOID- BEIHEFTE BAND 43, HEFT 6--8 . . . .

I V . K o n s i s t e n z u n d S p i n n b a r k e i t .

Wir hatten wiederholt Gelegenheit, zu betonen, dab die St~irke- substanzen je nach ihrer Natur in sehr verschiedenen Zustandsformen auftreteng). Diese gelegentlich gesammelten Beobachtungen konnten wir hier unter Benutzung der Amyloamylosen in sehr interessanter Weise er- g~nzen. Engt man die 0,5prozentigen Amylosen-Kristalloid-Mischungen (deren Viskosit~tt und Alterungserscheinungen wir in den Tabellen I u n d I I beschrieben haben) in Vakuum bei etwa 380 C auf einen Amylosen- gehalt von etwa 6 Proz. ein, so ergeben sich Beobachtungen, die in der

Tabelle I I I zusammengestellt sindl~ Die elektrolytfreien Amylosensole triiben sich bereits wfihrend des

Konzentrierungsvorganges in der W~rme (880 C). Wenn der Amylosen- gehalt 6 Proz. erreicht hat, bildet das Amylosen--Wasser-System eine

knorpelige, fast brfichige, nicht klebrige Masse. Die Gegenwart eines Elektrolyten oder eines organischen Kristal-

loides hemmt - - konform mit den Einflfissen auf das Altern - - im all- gemeinen das Eintriiben des Sols. Eine Ausnahme macht das Natrium- sulfat, welches sich als koagulationsf6rdernd erweist.

Ist der Kristalloidgehalt hoch genug, so bleibt das Amylosensol - - solange es warm ist (380 C) - - auch nach Erreichen von 6 Proz. Trockengehalt flfissig. In diesem Zustande ist es vielfach schleimig und spinnbar. Die Unterschiede zwischen den Wirkungen der einzelnen K d -

1 stalloide sind enorm. T n Natr iumpyrophosphat z. B. fiihrt zu F~den von 1 cm, mit Natriumtetraborat derselben Konzentration gibt die Amylose

Ffiden von 200 cm. Nach dem Abkiihlen auf Zimmertemperatur zeigen alle diese Sole

Tendenz zu erstarren. Wiederum sind die Geschwindigkeit dieser Zu- stands~nderungen, die Eigenschaften der erhfirteten Masse sowie die Konzentration des Kristalloides, bei welcher ein Erh~irten erfolgt, weit- gehend yon der Natur des Kristalloides abh~tngig. Mit zunehmender Ver- festigung nimmt die Spinnbarkeit ab, so dab wit die Amylosen die Zu- st~tnde: spinnbar - - klebrig - - gelatiniert durchlaufen sehen.

Die erh~irteten wasserhaltigen Amylosen sind je nach Art des Be- gleit-Kristalloides hornartig - - knorpelig - - brotkrumenartig - - past6s (salbenartig) - - grieBbreiartig - - oder einheitlich gelatin6s. In einzelnen F~tllen beobachtet man Synfirese, welche schlieBlich zu dem brotkrumen-

0) Vgl. namen t l i ch M. S a m e c u. M. t3 l i n c , Kolloid-Beih. 1]8, 48 (1038). 10) Das Verh~tltnis Kr is ta l l0 id : A m y l o s e n bleibt be im E i n e n g e n das gleiche

wie bei den f r t iheren M e s s u n g e n , die K o n z e n t r a t i o n des Kris tal loides abe t s t e ig t nat t i r l icherweise an.

SAMEC, STUDIEN OBER PFLANZENKOLLOIDE XLII 281

art igen oder knorpel igen Zus tand fiihrt. Dieses Erscheinungsgebie t ist auBerordentl ich reich; wir werden bei anderer Gelegenhei t auf viele Ein- zelheiten zur i ickkommen. Hier mag nur betont werden, dab alle unter- suchten Zus~ttze bei 380 C einen spinnbaren Zus tand der Amylosen be- dingen. DaB diese Eigenschaft bei den meisten Mischungen nach dem Abkiihlen ver lorengeht , hat seinen Gruncl darin, daB bei der Tempera tur - senkung einerseits die Hydra ta t ion steigt, anderseits (wegen Sinken der thermischen Bewegung) die Anziehung der Molate ausgiebiger zur Aus-

wi rkung kommt .

T a b e l l e I I I . V e r h a l t e n d e r A m y l o s e - K r i s t a l l o i d - M i s c h u n g e n

b e i m E i n e n g e n i m V a k u u m . Tempera tu r 38 0 C, Endkonzen t ra t ion der Amylosen 6 Proz.

e-.o o

Verhalten w~ihrend

des Einengens

zunehmende Trtibung

Beschaffenheit der 6prozentigen Mischung und die Fadenl~inge in cm

bei 38 o C

knorpelig, fast briichig, nicht klebrig

0

bei Abkiihlen auf Zimmer- temperatur

knorpelig, fast briichig, nicht klebrig

0

NH4C1

0,2

10

Trtibung, Klumpen-

bildung klar

klar

klar

/

zusammengeballte, klumpige Masse

0,5 klar, fliissig, spinnbar

2 klar, fliissig, spinnbar

4 klar, 61ig, fliissig,

spinnbar

wie gequollener GrieB, glitschig, quetschbar

0 rein past6s, klebrig, glitschig

0 grieBig, leicht past6s, klebrig

0,2 zun~ichst 61ig, fltissig, klebrig;

nach einigen Stunden lest, hornartig, undurchsichtig, 1 Stunde lang 0,5, dann

0 4

NH4CNS

0,2 Trtibung, einheitlich, opaleszent, triib, knorpelig, fast brfichig, Klumpen- knorpelig nicht klebrig, schwer deformierbar

bildung 0 0

1 fast klar fast durchsichtig, wachsartig

0

fast durchsichtig, wachsartig, kaum past6s, kaum klebrig

0

~ 8 9 , K O L L O I D - B E I H E F T E B A N D 4 3 , H E F T 6 - . 8 .

T a b e 11 e I I I (For t se t zung) .

";3 Verhalten w~ihrend

des Einengens

Beschaffenheit der 6prozentigen Mischung und die Fadenl~nge in cm

bei Abktihlen auf Zimmer- bei 380 C temperatur

2 klar fl~ssig, mit Klumpen, fltissig, klar, !debrig spinnbar

2 0

10 klar klar, fltissig, spinnbar i

zunehmende Triibung

0,2

hornartig, nicht klebrig, nicht past6s, nicht deformierbar

0

(NH4)~SO4

lest, weiB, durch- scheinend

0

fest, weil3, durchscheinend, kaum klebrig

0

1 zunehmende zusammengeballte, past6s, klebrig Trtibung klumpige Masse

0,2 0,2

2 teilweise dickfltissig, mit Klumpen rein past6s, klebrig, Flockung durchscheinend

1 0,2

10 griegartige griel3artiges Koagulum griel3artiges Koagulum Koagulation unter klarer Fltissigkeit unter klarer Fliissigkeit

0

N a 2 H P O 4

0,2 bleibt Mar klar

bleibt klar klare, fadenziehende FRissigkeit

dutch 8 Tage fltissig, schwach klebrig, dann gelatineartig, nicht klebrig, ziemlich Mar, schlieBlich nach Syn~trese brotkrumenartig

: 0

fest, klebrig, durchsichtig, nach 12 Tagen Syn~irese, dann brot-

krumenartig 0

Kristallisation des Salzes ;

Amylose koaguliert,

grieBbreiartig

4

9, bleibt klar Mare, fadenziehende fest, grieBbreiartig, stark klebtig, Fliissigkeit nach 1 Tag nicht mehr klebrig

4 0

10

SAMEC, STUDIEN OBER PFLANZENKOLLOIDE XLII ~83

T a b e 11 e III (Fortse tzung) .

Verhalten wahrend

des Einengens

Beschaffenheit der 6 prozentigen Mischung und die FadenB.nge in cm

bei 380 C bei Abkfihlen auf Zimmer- temperatur

N a 2 B 4 0 v

0,2 bleibt klar dickfliissig, klar

bleibt klar

200

dickfltissig, klar

200

2 Kristallisation des Salzes, L6sung klar des Salzes

L6sung klar

10

200

dickfltissig, klar, nach 8 Tagen be- ginnende Trtibung. Abnehmen der Fadenl~inge. Nach 14 Tagen kom-

pakte opake Masse. 200 cm, nach 8 Tagen Abnahme

der Fadenlhnge

partielle Kxistallisation des Salzes. L6sung diekfltissig, klar. Nach 8 Ta- gen Triibung, abnehmende Spinn- barkeit, Ausbildung einer grieBigen, klebrigen Masse. Nach 14 Tagen

knorpelig. 200 cm, naeh 3 Tagen Abnahme

der Fadenl~nge

Kristallisation des Salzes. L6sung klar, dickfltissig. Nach 14 Tagen

Abnahrne der Fadenl~inge. 200 cm, nach 14 Tagen Abnahme.

Ausbildung einer klebrigen, grie- ! Bigen Masse. Nach 28 Tagen i Syn~irese knorpelig

N % P z O r

0,2 bleibt klar

bleibt klar

klare, etwas klebrige Fliissigkeit

0

Mare, etwas klebrige Fltissigkeit

i

i 1

partielle Kri- Kristallisation des Salzes, stallisation ' E~h~irten des Salzes 0

i triib, griel3breiartig, nicht klebrig. Nach 14 Tagen brotkrumenartig

i 0

partieUe KristaUisation des Salzes, grieBbreiartig, schleimig, spAter fester. Naeh 14 Tagen Syn~irese

1

Mischung yon kristallisiertem Salz und koagulierter Amylose

284 KOLLOID- BEIHEFTE BAND 43, HEFT 6-8

T a b e 11 e III (Fortse tzung) .

4 ~ Verhalten w~ihrend

des Einengens

Beschaffenheit der 6prozentigen Mischung und die Fadenl~inge in cm

bei 380 C bei Abkiihlen auf Zimmer- temperatur

0,2

10

Trfibung

Triibung, Klumpen- bildung

Glukose

trtibe Fltissigkeit

trabe, klumpige Fltissigkeit 0

klare Fltissig-] klare Fltissigkeit, klebrig keit !

0,2 ! I

weig, opaleszent, knorpelig, quetschbar, nicht klebrig. Naeh 3 Wochen Syn~trese

0

weiB, opaleszent, quetschbar, wenig klebrig. Nach 3 Wochen Syn~trese

0

weiB, anfangs quetschbar, dann homartig

0

klare Flfissig- klar, fltissig, klebrig keit

8

] anfangs fliissig, klebrig, abnehmend spinnbar, naeh einigen Stunden lest

1 0

G l y z e r i n

0,2

10

20

diinnfltissig

klar, fltissig

schwache Trfibung

klar

klare FRissigkeit

dtinnfliissig, mit Klumpen

0

klare Fltissigkeit

trtibe Flfissigkeit, klebrig

4

Mare Fitissigkeit, spinnbar

klare FRissigkeit, spinnbar

weig, opaleszent, quetschbar, nicht klebrig

0

1/2 Stunde nach dem Abkiihlen weil3e, opaleszente, knorpelige Masse,

schwer quetschbar, kaum klebrig 0

anfangs fltissig, klebrig. Nach 1 Smnde weiBe, opaleszente Masse

0

anfangs fltissig, klebrig. Naeh einer halbert Stunde weiBe, opaleszente

Masse, knorpelig 0

anfangs fl/issig, klebrig, bald durch- sichtige Gallerte. Anfangs klebrig,

sp~iter Eintriibung 0

SAMEC, STUDIEN OBER PFLANZENKOLLOIDE XLII ~85

D i s k u s s i o n .

Die angefiihrten 13eispiele zeigen, dab viele Kristalloide tats~chlich imstande sind, die Amylosenl6sungen in einen spinnbaren Zustand zu bringen. Urn ein ungef~hres Bild iiber den Mechanismus dieser Wirkung zu bekommen, betrachten wir zun{tchst das System Amylose--Glukose.

Beide Komponenten sind konstitutiv sehr verwandt, und Kompli- kationen d urch elektrochemische Effekte kommen kaum in Betracht. Fig. 1 zeigt, dal~ die relative Reibung der Amylose (0,5prozentig = 0,03 grund- molar) dutch Glnkose nut wenig veri~ndert wird. Wit vetmissen den starken Viskosit~tssturz in seht niedrigen Konzentrationen (Elektro- viskosen-Effekt H. R. Kruy t ) sowie den vielfach beobachteten Vis- kosit~tsanstieg, welchen wit sowie H. R. K r u y t als Ausdtuck einet Hy- dratationssteigerung ansehen. Trotzdem schtitzt Glukose die alternde Amylose vor Koagulation, und zwar um so besser, je h6her die Glukosen- konzentration ist. In dieser Sehutzwirkung k6nnen wit im Hinblick auf die Viskosit~tskurve nut den Ausdruck der Abschirmung der Molkoh~sion sehen. Das konzentrierte Amylosensol (6 Proz. = 0,aT grundmolar) bleibt konfotm damit bis zu einer Glukosenmolarit{tt yon 1/1 lest klumpig, 2molare Glukose erh~ilt dieses Sol fliissig, schwach spinnbar, und mit 10/lm Glukose liefert die Amylose 8 cm lange F{tden.

13elm Glyzerin, welches ebenfalls keine nennenswerten elektrischen Effekte bedingen kann, sehen wir die Viskosit{it nach einer S-Linie an- steigen. Es handelt sich bier wohl um eine Adsorption des Glyzerins samt dem ibm entsprechenden Hydratwasser; in h6heren Glyzerinkonzen- trationen mag es infolge starker Wasserbeanspruchung wieder dehydrati- sierend auf die Glyzerin-Amylosen wirkenS); wir sehen daher die Visko- sitiit {alien. Ubereinstimmend damit erweist sich das Glyzerin in kleinen Konzentrationen als vorztiglicher Stabilisator beim Altern, in h6heten Konzentrationen verliett es an der Schutzwirkung. Wit verstehen, dab das Glyzerin dutch das Heranbtingen yon Hydratwasset imstande ist, schon 0,2molar die ~ 6ptozentigen Amylosen fliissig zu erhalten und in 2/1 m ausgesprochen fadenziehend zu machen.

Dieses Gegeneinanderspielen der Wirkungen: Abschirmen der Mol- koh~sion, Steigerung der Hydratation durch die adsorbierten Anteile des Kristalloides und Wasserentzug dutch die nicht adsorbierten, finden wir auch bei den Salzen wieder. u schwach adsorbierten oder schwach hydratisierten Salzen brauchen wir zur Erhaltung des fltissigen Zustandes gt6Bere Salzkonzentrationen als bei stark adsorbierbaren oder stark hy- dratisierten.

~86 KOLLOID-BEIHEFTE BAND 43, HEFT 6--8

Das Sulfat erMlt die Amylosen in einer Konzentration yon 2/ ln fliissig, die beiden Phosphate und namentlich das Borat erreichen dies schon in 0,2 n. Das Sulfat, bei dem eine besonders starke negative Ad- sorption beobachtet worden ist4), liefert F/iden yon nur 1 cm L~nge, das O~thophosphat gibt solche yon 4 cm, das Borat aber 200 cm. Auf welcher Besonderheit diese intensive Wirkung des Borates beruht, muB ftir heute dahingestellt bleiben,

Interessant ist ein Vergleich des ,,nativen" Amylopektins mit diesen pektin6sen Amylose-Kristalloid-Mischungen. Ein 6prozentiges Kartoffel- amylopektin (Amylo q-Erythro-Amylosen-Phosphors~iure), weiches in 100 g Trockensubstanz 0,175 g P204 entMlt, also in bezug auf die ver- esterte Phosphors~iure 0,0015 molar ist, gibt F/iden yon 7 cm L~inge. Die Amylose-Phosphatmischung erreicht 4 cm Fadenl~inge erst in einer 1/1 normalen, also 0,3 molaren Phosphatl6sung; natiirlich kommt nut ein kleiner Teil davon als adsorbiertes Ion fiir die Hydratationssteigerung der Amylosen in Betracht. Immerhin abet sehen wit, daB auch adsorbierte Ionen /ihnlieh hydratationssteigernd wirken wie die gebundenen iono- genen Gruppen.

Zusammenfassung. Kristalloide iiben auf die Zustandsform der Amylo-Amylosen ent-

scheidende Einfliisse aus, welehe in der vorliegenden Arbeit folgender- magen pr~tzisiert wurden:

1. Die Viskosit~it verd/innter Amylosenl6sungen wird dutch geringe Mengen von Elektrolyten stark erniedrigt, mit steigender Elektrolyt- konzentration aber wieder gehoben. Organische Kristalloide wirken je nach ihrer Eigenart verschieden.

2. Die spontane Koagulation der Amylosen beim Altern wird dutch Elektrolyte und organische Kristalloide mehr oder weniger ver- z6gert.

3. H6her konzentrierte Amylosen (6 Proz.) treten je nach Art und Kon- zentration des zugesetzten Kristalloides fliissig - - gelatin6s - - grieg- breiartig - - brotkrumenartig - - oder hornartig auf. Die fliissigen Mischungen sind vielfach spinnbar. Die beobaehteten Erscheinungen lassen sich dutch die Annahme

eines Gegenspieles yon MolkoNision, Hydratation und dehydratisieren- der Wirkung der nicht adsorbierten Kristalloidanteile quantitativ befrie- digend erkl~ren.