38 J. G r o g fe 1 d und G. S t e i nh off, [Zeitschr. f. un~rsuchung [ der Lebensmittel.

191(~ je Liter 0,SI g (troeken) mit nur 7,78% an wirkliehem Kaliumbitartrat, was 0,063%0 an letzterem entspricht. Der zu 5,98% ~ gegipste Wein yon 1916 hat kaum einen weiteren Absatz yon Weinstein gegeben.

Arts den vorstehenden Versuehen erhellt, dag junge gegipste Weine wahrend des Winters mehr Kaliumbitartrat absetzen k0nnen - - namentlieh die stark ge- gipsten - - als die entspreehenden Naturweine.

~'ber Coffeinbestimmungen in Kaffee, Tee und Mate. u

J. Grofifeld and 6 . Steinhoff .

M i t t e i l u n g ~us de r P r e u ~ i s c h e n L u n d e s a n s t M t fiir L e b e n s m i t t e l - , A r z n e i - m i t t e l - and g e r i e h t l i c h e Chemie in Ber l in .

[Eiugeganffen am 13. September 1930,]

Seit der Arbeit yon K. L e n d r i c h und E. N o t t b o h m l ) , deren Ergebnisse aueh der Arbeitsvorschrift der Festsetzungen des Kaiserliehen Gesundheitsamtes far Kaffee zugrunde gelegt worden sind, sind einige Arbeiten ersehienen, die eine weitere u besserung odor Vereinfachung der Arbeitsweise der Coffeinbestimmung erstreben. Die vorhergehende Literatur haben L e n d r i c h and N o t t b o h m zasammengestellt, soweit sie far die Extraktion des Coffeins mit organischen L(isungsmitteln besondere Be- deutang hat. Eine allgemeine Zusammenstellang finder sich in J. K 0 n i g ' s Chemie der mensehlichen Nahrungs- and Genu~mittel, Bd. III, 3. Tell, 1 6 1 - - i 6 9 .

Als wiehtigste Ergobnisse tier Arbeit yon L e n d r i c h und N o t t b o h m k~innen wir wohl die Feststellung ansehen, da[~ die Extraktion eines trockenen Kaffeepulvers an sich nicht zu einer quantitativen Coffeinbestimmung fahren kann, dag Tetrachlor- kohlenstoff ein vorziigliches Extraktionsmittel far Coffein ist and da~ durch Behandlung mit Kaliumpermanganatl~sung st0rende Begleitstoffe weitgehend entfernt werden, ohne dag Coffein dabei verloren geht. Zu bemerken ist auch, dai~ L e n d r i c h und N o t t - b o h m das Coffein aul~er durch Abdampfen der wi~sserigen L0sung and Ausziehen des Riiekstandes mit Chloroform, eine Behandlang, die sparer in die amtliehe Vorsehrift abergegangen ist, bereits aaeh dareh direkte Aasseh(lttelung der w~sserigen L(isang

mit Chloroform zur Abseheidung braehten. G. F e n d l e r and W. S t a b e r ~) halten das L e n d r i e h - N o t t b o h m ' s e h e Ver-

fahren bei Kaffee far zaverl~ssig, bem~ngeln aber seine Langwierigkeit, welche zam grogen Tell ihren Grand in der umsti~ndliehen Extraktionsmethodik habe, wogegen die iiltere ~ethode yon K a t z ~) einfaeher sei and raseher zum Ziele fahre. F o n d l e r und S t i i b o r fanden aueh dareh Versuehe, daft eine dreisttindige Extraktion im Soxhlet-Apparat zar Ausziehung des Coffeins mit Tetraehlorkohlenstoff nieht, sondern erst eine seehsstttndige genage, w~hrend naeh K a t z mit Erfolg 10 g Kaffeepulver mit 10 g Ammoniakflilssigkeit und 200 g Chloroform nur 30 Minuten gesehtittelt werden. F o n d l e r and S t t~be r fahren diese Wirkang auf die bessere L6sungs- fi~higkeit des Chloroforms gegenaber Coffein zuriiek. Ein anderer wichtiger Grand

~) Diese Zeitschrift 1909, 17, 241--245. ~) Diese Zeitschrift 1914, 28, 9--20. 3) Arch. Pharm. 1904, 2t2, 43.

6L Band. ] Januar 1931.~ Coffeinbestimmungen. 39

darfte abet sein, dab sich nach Ka t z die Besta~ldteile des Gemisches viel inniger mischen, als es im Soxh]et-Apparat in gleieher Zeit m~glieh ist, und daft das Chloro- form sicb in der w~sserigen Phase mehr 10st als Tetrachlorkoblenstoff und somit alas Coffein raseher herausholen kann; denn wit kbnnen annehmeu, dab bei Behandlung des Kaffeepulvers mit Ammoniak sich zun~chst eine whsserige ammoniakalische Coffein- 16sung bildet. An sich ist, zweckm~Bige Behandlung vorausgesetzt, mit beiden LOsungs- mitteln das Coffein quantitativ in LOsung zu bringen. Dabei hat Tetrachlorkohlen- stoff noch den Vorteil eines h0heren Siedepunktes, ein u der besonders bei einer Extraktion im Dampfe des siedenden LOsungsmittels, weniger im Soxhlet-Apparat zur Geltung komm% ferner den u viel weniger kostspielig zu sein als Chloroform. ~ur far die A_usschattelung des Coffeins aus w~sseriger LOsung in der Knife darf'te Chloroform stets vorzuziehen sein.

F e n d l e r und S t i i b e r fanden dann weiter, dab for die Behandlung mit PermanganatlOsung das Fett aus dem Kaffee nicht beseitigt zu werden braucht, wo- durch die Arbeit entsprechend vereinfacht wird. Schliefilich besthtigen sie, dal] beim Trocknen bei 100 ~ keine Spur Coffein durch Verdampfung verloren geht.

Auch J. P r i t z k e r und R. J u n g k u n z ~) ziehen die Arbeitsweise yon F e n d l e r und S t a b e r vor. Statt der halbstandigen Aussch~ttelung aber kochen sie nach einem Vorschlage yon H. K r e i s das Kaffeepulver mit Ammoniak und Chloroform in einem Kolben w~hrend einer Stunde am R~tckflufikt~hler. W. S t t i b e r 2) spricht sich jedoch gegen diese Abhnderung aus, weil sie nach seinen Versuchen mehr Zeit in Anspruch nimmt und die starke Emulsions- und Flockenbildung ein direktes Ausschfitteln der mit Permanganat behandelten LOsung mit Chloroform erschwert, und weft ferner das erhaltene Coffein weniger weiB ausfalle. S t a b e r zeigt dann, dab das Verfahren yon F e n d l e r und S t a b e r nach kleinen Abanderungen sich auch far Tee eigne. In Proben da-~on fund S t a b e r nach verschiedenen Methoden:

Nach F e n d l e r - Stf iber Nach Katz NachLendr ich-Not tbohm

! aus dem / aus dem aus dem gewogen N.-Gehalt gewogen i N.-Gehalt g e w o g e n N.-Gehalt

berechnet berechnet berechnet

3,18 3,12 3,13

3,09 3,05

3,13 3~03 3,09 2,98 3,11 3,00

2,43 2,54 2~31

2,39 2,43

Nach dem letztgenannten Verfahren betrugen die u also im Mittel etwa �88 tier u Coffeinmenge.

A. C. R b t t i n g e r ~) stellte fest, da6 man beim Ausschatteln das Kaffeepulver nicht mit zu grol~en Mengen Ammoniak his zu einem dannen Brei verreiben, sondern nur eben anfeuchten darf, daI] aber dann Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff gleiche Ergebnisse liefern. - - DaB zu groSe Ammoniakmengen die Extraktion des Coffeins erschweren, nimmt nicht Wunder, wenn man an die ~hnlichen u bei der Aus- schattelung yon Fett aus whsserigen Mischungen denkt, die aul3erdem noch feste oder

x) Diese Zeitschrift 1926, 51, 97--114. ~) Diese Zeitschrift 1926, 52, 393--395. a) Diese Zeitschrift 1927, 53, 146--151.

40 J. G r o i l f e l d und G. S t e i n h o f f , [Zeitsehr.f. Unt, ersuchlmg [ der Lebensmittel.

kolloide Teilchen in gr6flerer Menge enthalten. Dutch diese wird eben die Wirkung des L0sungsmittels infolge yon Oberfli~ehenwirkungen bedeutend ersehwert.

R 6 t t i n g e r empfiehlt besonders die Mikro-Coffeinbestimmung unter Anwendung der Mikro-Stiekstoffbestimmung nach K j e l d a h l . Diese Arbeitsweise setzt aber voraus, dag der zu prtifende Kaffee oder Tee vorher in eine gent~gend homogene Form gebraeht wird.

W. F. A l l e n t) hMt die Methoden yon F e n d l e r und S t i i b e r einerseits und yon P o w e r und C h e s n u t andererseits far am geeignetsten, wobei er in Sehiedsfa, lle~ der yon F e n d l e r - S t i i b e r den Vorzug gibt. Bei der 5Iethode yon P o w e r - C h e s n u t '~) wird die Substanz mit heigem Alkohol 8 Stunden ausgezogen, der Auszug mit Magnesiumoxyd zur Troekne gebraeht, der Rtiekstand mit Wasser ausgezogen, diese L6sung ,~4 Stunde mit Sehwefels~ure am Rtiekflufi gekoeht, um vorhandene Saponine zu zerstOren, dann mit Chloroform ausgesehtittelt und der Chloroformauszug dureh Schiittetn mit 1%- iger Kalilauge gereinigt.

A l l e n prtifte den aus eoffeinfreiem Kaffee erhaltenen Riiekstand welter dureh Stiekstoffbestimmung and Sublimation und erhielt so im Mittel yon 15 Bestimmungen. an 2 Proben des Kaffees:

F e n d l e r - P o w e r - Bestimmungen S t t i b e r C h e s n u t

CTewieht des Rtiekstandes . . . . . . Darin Coffein dureh Stiekstoffbestimmung Durch Sublimation . . . . . . . . Durch Stickstofibestimmung im Sublimat

0,049 % 0,018 ,, 0,015 ,, 0,015 ,,

0,057 % 0,020 ,, 0,021 ,, 0,013 ,,

t t iernaeh wird nach F e n d l e r - S t a b e r das reinere Coffein erhalten; doch ent- halt der zuerst erhaltene Abdampfraekstand immerhin noeh mindestens etwa 0,03% stiekstofffreie Beimisehung, die A l l e n als 61ige und waehsartige Verunreinigungen (oily and waxy impurities) ansieht. Naeh A l l e n erhMt man so Rt~eksti~nde, die nu t zu 2 0 - - 4 0 % aus Rein-Coffein (bei gewiShnliehem Kaffee 95%) bestehen.

Zur Coffeinbestimmung in T e e koehen W . A . U g l o w und A. M. S e h a p i r o 3 ) . den Tee mit NatriumearbonatlOsung aus, fiillen aus dieser so entstehenden L6sung die Eiweigstoffe und Gerbstoffe mit Kupfersulfat und sehtitteln naeh Entfernung der Niedersehl~ge auf besondere Art das Coffein sehlieglieh mit Chloroform aus. Mit dieser einfaeh erseheinenden Methode fanden sie im Vergleieh zu Ergebnissen naeh L e n d r i e h - N o t t b o h m im Mittel die in tier Tabelle auf S. 41 verzeiehneten Werte.

Aueh naeh diesen Versuchen entstehen bei dem Verfahren yon L e n d r i e h - N o t t b o h m Verluste yon durehsehnittlieh etwa 0 ,33% Coffein.

Unsere Versuehe stellten wit an, um die Ursaehen soleher Verluste wenn m6glieh zu finden nnd an Hand der Erfahrungen zu einem m0gliehst einfaehen und doeh sieheren Coffeinbestimmungsverfahren zu gelangen. Die ersten Versuehe waren yon dem Wunsehe getragen, zuni~ehst ohne organisehe L6sungsmittel eine wiisserige Coffein-

J) Journ. of the Association off. Agricult. Chem. 1930, 13, 265--272. '~) Methode of Analysis, A. O. A. C. 1925, 334. - - Vergl. Journ. Amer. Chem. Soc. 1919,

41~ 1298-1306; Chem. Zentralbl. 1919, IV, 896. 3) Diese Zeitschrift 1928, 55, 149--155.

61. Ban~. ] Coffeinbestimmungen. 4 l Januar 1931. ]

Coffeinbesfimmung nach L e n d r i c h -

�9 Nr. Gegenstand Uglow N o t t b o h m Unterschied

% % % I

1 2 3 4 5 6

5Tatfirlicher ausl~ndischer 5konomischer Tee Chinesischer schwarzer Tee . . . . . . . Natfirlicher chinesischer Tee mit Bltiten . Chinesischer Tee Nr. 2 . . . . . . . . Ceylon-Tee . . . . . . . . . . . . . 0konomischer Tee, 1. Ernte . . . . . . .

2,4177 3,0939 2,6906 2,3787 3,4852

2,1224 O,2953 2,7402 0,3537 2,3910 0,2996 2,0400 0,3387 3,1522 0,3280 2,9740 0,3658 I

im Mitte1:0,3302 3,3398

16sung zu erhalten, diese auf geeignete Weise yon Kolloiden und sonstigen st0renden Stoffen zu befreien und dann das Coffein mit Chloroform auszuschtitteln.

Das zur Zeit beste Mittel dieser Art ist wohl die Kli~rung nach C a r r e z , die yon G r o 6 f e l d 1) zur u solcher wi~sseriger Fltissigkeiten vorgeschlagen worden ist, die mit Ather oder organischen L()sungsmitteln ausgeschiittelt werden sollen. Es hat sich so zuni~chst far Benzoesi~urebestimmungen bewi~hrt. Spi~ter wurde die gleiche Vorbehandlung auch yon J. F i e h e 2) bei Honig zwecks Ausziehung des Oxymethylfurfurols benutzt. Zur Prtifung der Brauchbarkeit dieser Behandlung 15sten wir eine gewogene ~VIenge Coffein in 200 ccm 1%-iger •atriumcarbonatl6sung auf dem Wasserbade. Nach dem Abktihlen win'de mit Essigsi~ure angesi~uert und mit je 1 ccm Zinksulfat- und Kaliumferrocyanidl6sung nach C a r r e z gekli~rt. Nach dem Aufftillen auf 250 ccm wurde filtriert und vom Filtrat ein Tell (200 ccm)mit Chloro- form ausgeschtittelt. Das Ergebnis war an Coffein:

Angewendete Menge Gefundene Menge Ausbeute 0,1013 g 0,0962 g 95%

Es war also ein merklicher Verlust eingetreten. Der Versuch wurde in ahnlicher Weise wiederholt, dann aber start nach C a r r e z

in sodaalkalischer L6sung mit kolloider Eisenl6sung geklhrt, wie sie nach den Ver- suchen yon J. T i l l m a n s und W. L u c k e n b a c h a) sich besonders zur Kl~rung yon Milchserum bewi~hrt hat. Das Ergebnis war jetzt an Coffein:

Angewendete Menge Gefundene Menge Ausbeute 0,1015 g 0,1013 g 99,8%

Ein gleicher Versuch mit einem Kaffeeauszug ftihrte aber beim Ausschtitteln za Emulsionsbildungen, ein Zeichen, daft die Kli~rung bezw. Beseitigung der Kolloide mit Eisenl6sung ungeniigend war. Aul~erdem war der Verdampfungsrtickstand der Coffein- 16sung gelb gefarbt, also verunreinigt.

iNun wurde eine bestimmte Coffeinmenge in 1%-iger Sodal6sung gel6st, auf dem Wasserbade erwi~rmt, nach dem Abktihlen mit Essigsi~ure angesi~uert, 1%-ige Per- manganatl6sung im Uberschu6 zugegeben, nach 15 Minuten durch Zusatz yon 27-%iger FerrosulfatlSsung das Permanganat zu Mangandioxyd reduziert and die L6sung gleich- zeitig gekli~rt. Dann wurde filtriert und das Coffein wieder mit Chloroform aus- geschiittelt (Versuche 1--3) .

~) Diese Zeitschrift 1927, 58, 467--483. ~) Diese Zeitschrift 1929, 58, 70. a) Diese Zeitschrift 1925, 50, 103--110.

42 J. Grol3feld und G. Steinhoff . [Zeitschr. f. gntersnchtmg �9 L der Lebensmit~eL

In einem weiteren Versueh (~) wurde das Coffein anstatt in SodalOsung in Wasser gelTst. Da bei dieser Versuehsanordmmg groge Verluste ~uftr~ten, wurde zur Anstellung der nhehsten Yersuehe wieder in SodalSsnng gelbst, im ersten Falle der Sodaabersehul3 mit Magnesiumsutfat (5), in einem anderen Falle mit Ammonium- sulfur (6) unsehhdlieh gemaeht. Sehlieglieh (7) wurde das Coffein in Sodalbsung gelbst, nfit Essigsaure angesauert, mit Ferroeyankalium und Zinksulfat geklart, filtriert, mit Permanganat oxydiert und wie oben weiter verfahren. So wurden an Coffein- ausbeuten erha.lten :

VeT-

such N r .

Angewendete Menge

g

0,0769 0,1180 0,1233 0,0922 0,0966 0,1227 0,2238

Gefundene Nenge

g

0~0709 0,1156 0,1205 0,0870 0,0953 0,1200 0,2073

Ausbeute

%

92,3 98,0 97,7 83,5 98,6 98,0 92,7

Alle diese Versuche befriedigten nicht: einmal wegen der Verluste, dann aber aueh well die Behandlungsweisen, so die Filtration der voluminSsen Niederschli~ge, Reste yon Kolloiden und damit Emulsionsbildung, beim Anssehatteln sich als wenig angenehm erwiesen.

Die bei der Behandlung nach C a r r e z eintretenden, durch vorstehenden Ver- such (7) best~tigten Coffeinverluste scheinen dureh Adsorption des Coffeins an den Zinkferrocyanidniederschlag bedingt zu sein, dessen Komponenten 16sliches Zinksalz and Kalimnferroeyanid an sich mit Coffein keinen Niederschlag liefern. Dag Coffein zu einer sehr festen adsorptiven Anlagerung an Stoffe mit ansgedehnter Oberfli~che neigt, wobei aber Einfltisse spezifischer Art mitsprechen, geht aueh aus der Arbeit yon F. S a r t o r i u s und W. O t t e n m e y e r ~) hervor. Die Bindung des Coffeins an Kohle ist dabei eine so feste, dug sic sogar unter Umst~nden dureh Extraktion mit Chloroform nur zu einem kleinen Teile wieder raekg~ngig gemaeht wird. Yielleieht treten bier hhnliehe Verhhltnisse auf ~ie bei der Extraktion des Coffeins aus dem Kaffeepulver, sodal3 also zur Abspaltung des Coffeins zun~ehst wieder eine Behand- lung mit Ammoniak oder Wasser erforderlieh wird.

Vermutlieh liegen die bei dem Verfahren yon L e n d r i c h - N o t t b o h m ver- schiedentlieh beobaehteten CoffeinveHuste lediglieh darin, dag die w~sserige Coffein- 15sung zur Troekne verdampft und dann der Troekenrfiekstand mit Chloroform aus- gezogen wird. Es seheint, und darauf deuten aueh unsere Yersuehe hin, daft hierbei, besonders wenn bei Tee grTlgere Mengen yon sonstigen Extraktstoffen vorliegen, ein Teil des Coffeins in diesem eingesehlossen und ~on dem L~Ssungsmittel Chloroform nieht erreieht wird. Diese Verdampfung der w~sserigen LSsung zur Troekne erseheint also unzweckmi~gig. Nan entgeht den genannten St(~rungen am einfachsten, indem man die wasserige LiSsung direkt mit Chloroform ausschattelt.

1) Diese Zeitschrift 1929, 58, 353--363.

61. Band. 1 Coffeinbestimmungen. 43 J a n u a r 1931.~

Zusammengefafit also haben unsere obigen Vorversuche ergeben, da6 es zweck- m~t6ig ist, das zu prtifende pulverf~rmige Material naeh L e n d r i c h - N o t t b o h m mit Ammoniak vorzubehandeln. Bei der Extraktion des Kaffeepulvers behielten wir eben- falls den Tetrachlorkohlenstoff an Stelle des Chloroforms bei, weil letzteres erheblich teurer ist. An und far sich darfte die Yerwendung yon Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform auf alas Ergebnis wohl nur yon geringem Einflu6 sein. Tetrachlorkohlen- stoff siedet zwar etwas hSher (76,7 ~ als Chloroform (61,2 ~ und wirkt bei Siede- ~emperatur etwas intensiver auf das Kaffeepulver ein, wird aber dafar in der LSsungs- f~higkeit far Coffein yore Chloroform abertroffen. Wenn es also aus besonderen Granden erwfinsciht ist, kann wohl unbedenklieh an Stelle yon Tetrachlorkohlenstoff das Chloroform verwendet werden. Weitere Versuche mit Trichlorathylen ergaben noeh, da~ sieh darin in der KMte nur verhMtnismh6ig kleine Mengen Coffein 15sen.

Die F e n d l e r and S t a b e r ' s c h e Ausschattelungsmethode erschien uns weniger einfach als die Extraktion im Extraktionsapparat, wenn sie auch rascher zum Ziele fahrt. Dem steht aber entgegen, dal] die Extraktion bekanntlich keiner besonderen Aufsicht bedarf, daft also die Zeitdauer dabei nieht Yon so ausschlaggebender Bedeutung �9 ist. Immerhin warde eine Extraktionsdauer yon 6 Stunden, wie sie F e n d l e r und S t a b e r far das L e n d r i c h - N o t t b o h m ' s c h e ~Terfahren fordern , ziemlich l~stig sein. Wir verwendeten daher bei unseren Versuchen zun~tchst d~n Apparat Yon B e s s on, sphter den yon uns far Fettuntersuchungen 1) vorgeschlagenen Apparat, da bei diesem die Extraktion bei viel hSherer Temperatur als im Soxhlet-Apparat erfolgt und daher viel rascher verlhuft. Bei Weiterverarbeitung beschriebenen Verfahren fanden wir so:

be i einer E x t r a k t i o n s d a u e r yon bei Kaffee bed Tee

des Auszuges nach dem weiter

2 S t u n d e n 6 S t u n d e n

1,38% 1,36% Coffein LS3% 1,8S% . . . .

unten

Eine Extraktionsdauer yon 2 Stunden reicht also wohl aus. Die darauf folgende LSsung des Coffeins in Wasser nahmen wir im Extraktions-

kolben selbst durch kurzes Kochen am Rtickflul~kfihler vor und behandelten dann ohne Paraffinzusatz und Filtration ebenso wie F e n d l e r und S t a b e r die whsserige L~)sung direkt mit Kaliumpermanganat, dessen Uberschul~, ebenso wie bei der Vor- schrift der ,Festsetzungen", mit Wasserstoffsuperoxyd beseitigt wurde. Die sehliel~lich so erha]tene Mare whsserige Coffeinlt~sung wurde dann direkt mit Chloroform aus- geschtittel L das Chloform verdampft und der Rackstand gewogen. Die Einzelheiten ~inden sich in folgender vorlaufigen Vorschrift zur Coffeinbestimmung:

10 g des fein gemahlenen Kaffee- oder Teepulvers wurden im Becherglase mit 5 ccm 10%-igem Ammoniak Yersetzt, sofort durchgemischt und unter zeitweiligem Umrahren bei rohem Kaffee 2 Stunden, bei ger6stetem Kaffee und Tee 1 Stunde stehen gelassen. Hierauf wurde das Pulver mit 10 bis 15 g grobkSrnigem Quarz- pulver gemischt, verlustlos auf ein Faltenfilter gebracht and im Extraktionsapparat 1) 2 Stunden lang unter Erhitzung des Extraktionskolbens auf einem Drahtnetz bei lebhaftem Sieden mit Tetrachlorkohlenstoff ausgezogen. Die enstandene L~sungwurde abdestilliert und der Rackstand mit 80 ccm heil~em Wasser fibergossen, dann etwa 10 Mira;ten am Rtickflul~kahler gekocht und abgekfihlt.

~) Diese Zeitschrift 1929, 58, 227. ~ Der Apparat ist yon P a u l A l t m a n n in Berlin zu beziehen.

44 J. Grol3fe ld and G. S t e i n h o f f , [Zefl;schr. f. Untersuchung [. tier Lebensmitt.el.

Zu dieser Fliissigkeit gaben wir bei ger0stetem Kaffee 20 ccm, bei Rohkaffee oder Tee 10 cem 1%-iger KaliumpermanganatlSsung und lieBen eine Viertelstunde bei Zimmertemperatnr stehen. Dann zersetzten wir das tiherschtissige Permanganat in der Warme durch tropfenweisen Zusatz yon etwa 3%-iger WasserstoffsuperoxydlSsung, die in 100 cem 1 ccm Essigsi~ure enthielt. • Abkiihlen wurde dureh ein an- geni~l~tes, glattes Filter yon etwa 9 cm Durchmesser filtriert, und Kolben und Filter wurderr mit kaltem Wasser nachgewaschen. Das Mare etwa 200 ccm betragende Filtrat wurde zunachst mit 50 ccm, dann 3-real mit je 25 ccm Chloroform ausgeschiittelt. Die vereinigten Chloroformausztige wurden in einem gewogenen weithalsigen Kolben yon 250 ecm Fassungsverm(igen abdestilliert, der Kolben in liegender Stellung bei 1000 bis zur Gewiehtskonstanz getrocknet und der Rtickstand als Coffein gewogen.

Nach dieser Vorschrift einerseits and nach der Vorschrift der ,Festsetzungen des Kaiserlichen Gesundheitsamtes zu Kaffee" ftihrten wir nun vergleichende Versuche aus, die folgende Coffein-Ausbeuten ergaben:

] Coffeinbestimmung ] Coffeinbestimmung 1 nach obigem Ver- ] nach den ,,Fest- t Unter-

Nr. Gegenstand fahren setzungen" sehied

1. Vers. Vers. 3. Vers. 1. Vers. 2. Vers. 3. Vers. % % % % % % %

goher Kaffee . . . . 1,22 - - 1.22 1,12 - - 1,12 + 0,10 1,03 1103 1,02 1,02 + 0,01

Mittelwerte 1--3 -- - - 1,07 - - - - 1,03 + 0,04

GerSsteter Kaffee . 1,38 - - -- 1,19 + 0,19 1,22 - - - - 0,96 + 0,26

Mittelwerte 4---6 -- - - - - 1,12 + 0,19

7 8

10 11

13

Sog. Kaffee Puro Kaffee Hag . . . .

Tee . . . . . . . {

0,74 0,10 1,81 2,53 1,44

0,74 0,12 1,83 2,51 1,48

0,63 0,07 1,58 2,00 1,23

1,33 1~20 1,38 1,19 1,22 0,96

1,31

0,74 0,62 0,11 0,05 1,82 1,66 2 52 2,06 1,46 1,26

1,93

0,67 0,65 0,67 0,59

0,67

0,63 0,06 1,62 2,03 1~24

+ 0,11 + 0,05 + 0,20 + 0,49 + 0,20

Mittelwerte 9--11 -- - - - - 1,63 + 0,30

0,67 0,67 / 0,64 0,64 + 0,03 Mate 0,66 0,69 I 0,61 0,60 + 0,07

Mittelwerte 12--13 - - - - I 0,62 + O,O5 I

Wir fanden also in allen Fhllen nach der neuen Vorschrift h6here Coffein- ausbeuten als nach tier bisherigen. Bei Roh-Kaffee und bei Mate sind allerdings die Unterschiede nur gering, dagegen bei gerOstetem Kaffee wider Erwarten mit im Mittel 0 ,2% Coffein bereits merklich, noch h0her bei Tee, ni~mlich im Mittel 0,30%. Letzterer Unterschied entspricht auch der GrSl~enordnung naeh den yon U g low und S c h a p i r o gefundenen Differenzen. Merkwtirdig war ferner der Befund bei Kaffee Hag, bei dem der Unterschied dem absoluten Betrage nach zwar nur 0706% betrhgt, ~as

61. Band. ] Coffeinbestimmungen. 45 Januar 1931.]

:aber bei der geringen vorhandenen Coffeinmenge eine Erh6hung des nach der amt- lichen u gefundenen Wertes um 83% bedeutet. Augerdem ist der gefundene Wert dadurch Yon Bedeutung~ dag er die amtlich zugelassene tt6ehstgrenze fiir coffeinfreien Kaffee iibersteigt.

Anschliegend an diesen Befund untersuchten wir nun zunhchst eine grbfiere Anzahl yon im Kleinhandel angekauften Proben Kaffee Hag und fanden nach obiger ArbeitSvorschrift:

Bezeichnung : 9345 04 02 08 04 011 08 02 Coffein : 0,09 0,07 0,08 0,09 0,11 0,09 0,09 0,09 % Bezeichung: 011 08 011 015 9341 018 015 Mittel Coffein : 0,07 0,06 0,13 0,10 0,10 0,12 0,07 0,09 %.

Als wir nun aber in weiteren 7 Proben nach obiger Vorschrift das Coffein ermittelten, aul~erdem darin den Stickstoff bestimmten~ wurde folgendes Bild erhalten:

Bezeichnung Abdampfriickstand Coffein% mg Coffein %

9355 08 08 Ol

011 011 011

7,4 12,0 6,0

10,5 8,4 8,8 5,8 Mittel :

N-Bestimmung Verbrauch an

0,I N.-S/~ure ccm

0,07 0,40 0,12 0,45 0,06 0,45 0,11 0,45 0,08 0,40 0,09 0,30 0~06 0,30 0,08 Mittel :

0,02 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02

0,02

Der Abdampfrt~ckstand enth~lt also stickstofffreie Stoffe beigemisch L deren Menge ~m Mittel 0~06% des Kaffees entsprichL also genau soviel, als der obige Unterschied ,der Ergebnisse tier beiden Coffeinbestimmungen betr~gt. Die Abdampfrackst~nde waren etwas br~unlich gef~rbt, aber nicht so stark, da~ die Gewichtserh~hung durch Caramelstoffe sich erkl~ren liel~. Auch machten die Rackst~nde einen krystallinischen Eindruck.

Die u waren noch nicht abgeschlossen~ als uns yon dem inzwischen verstorbenen Direktor W i m m er yon der Kaffee-Handels-Aktiengesellschaft in

Bremen, dem unsere vorl~ufige Arbeitsvorschrift zur Kenntnisnahme aberreicht worden war, eine Ubersicht ~iber vergleichende Yersuche nach dieser und nach der Methode H i l g e ~ r - J u c k e n a c k - W i m m e r tiberlassen wurde. Letztere Methode wird nach

W i m m e r , wie folg L ausgefiihrt: ,20 g feingemahlener Kaffee werden in einem tarierten Emailletopf mit 900 g

Wasser t~bergossen und bei gerSstetem Kaffee eine Stunde unter Ersatz des ver- dampfenden Wassers gekocht.

Man l~gt dann etwas erkalten, fiigt 75 g einer 7,5 bis 8~0% -igen L~sung yon basisehem Aluminiumacetat unter Umr~hren hinzu, hierauf 1,5 g Natriumbiearbonat. Man bringt dann das Gesamt-Gewieht auf 1020 g~ filtriert und dampft 750 g (ent- sprechend 15 g Kaffee) des klaren Filtrats ein. Bei Sirupkonsistenz ft~gt man 11 g gefMltes gepulvertes Aluminiumhydroxyd und sehr feinen Sand hinzu, verrt~hrt gleieh- m~gig und dampft weiter anf dem Wasserbade ein bis zur Trockne. Diesen R~ick-

[Zeitschr. f. Untersllchung 46 J. G r o i t f e l d und C~. S t e i n h o f f , L der Lebensmittel.

stand kratzt man aus der Schale und bringt ihn quantitativ in eine Extraktionshalse. Den letzten Rest dieses Riickstandes nimmt man mit etwas feuchter Watte auf und bringt diese ebenfalls in die Papierhalse. Diese Feuchtigkeit genagt, um bei der folgenden Extraktion die quantitative Lbsung des Coffeins zu hewirken.

Man extrahiert darauf 8 bis 10 Stunden mit reinem Tetrachlorkohlenstoff, giefit sodann die erhaItene Coffeinl0sung quantitativ in einen Kjehldahl-Kolben, destilliert den Tetrachlorkohlenstoff ab und macht mit dem Rfickstand eine Stickstoffbestimmung nach K j e h l d a h l . Es ist dann: 1 ccm 0,25 N.-Schwefels i~ure=0,01216 g Coffein.

Bei der Berechnung ist darauf Rticksicht zu nehmen, dal~ sich die erhaltene Coffeinmenge auf 15 g Kaffee bezieht."

Es wurde an Coffein gefnnden:

Proben y o n

Kaffee Hag 1113/1114 . . . . . . . . ,, ,, 1118/1121 . . . . . . . . , . 1 1 2 2 / 1 1 2 5 . . . . . . . .

, , 1126/1128 . . . . . . . . ,, . 1132/1133 . . . . . . . .

Gebrannter Kaffee 16 Original . . . . Kaffee Hag 1131/1138 . . . . . . . .

. ,, 1139/1141 . . . . . . . . , ,, 1142/1143 . . . . . . . .

1148/1149 . . . . . . . . Gebr~nnter Kaffee 18 Original . . . .

. . 19 ,, . . . . 20

K ~ e Hag 1156/1157 . . . . . . . . ,, ,, 1160/1162 . . . . . . . . . ,, 1163/1165 . . . . . . . .

Mittel:

Untersuchung nach obiger Vorschrift

gewogen %

0,14 0,10 0,10 0~08 0,04 1,21 0,14 0,15 0,11 0,16 1,02 1,21 1,.23 0,13 0,10 0,10

0,38

N

Untersuchung nach H i l g e r - J u c k e n a c k -

W i m m e r bo~orechnet aus N berechnev.

%

0,02 0,05 0,02 0,06 0,04 0,08 0,04 0,06 0,02 0,07 1,05 1,09 0,04 0,05 0,04 0,07 0,02 0,05 0,04 0,05 1,00 1,00 1,07 1,07 1,08 1,09 0,04 0,06 0,04 0,07 0,02 0,06

0,29 0,31

Hiernach best~tigt sich zun~chst wieder unsere obige Feststellung, dat] die Ab- dampfrackst~nde des Chloroforms bei ger6steten Kaffeearten durch einen stickstoff- freien K6rper verunreinigt sind, dessen EinfluB besonders bei dem coffeinfreien Kaffee hervortritt. Vergleicht man die Ergebnisse der Stickstoffbestimmungen, so stimmen die mit gew6hnlichem Kaffee erhaltenen ausgezeichnet, dagegen die an Kaffee Hag" ermittelten weniger gut, was W i m m e r auf Zurackbleiben yon Coffeinresten ira Kaffee bei der Extraktion oder beim Aussch~itteln mit Chloroform zurackfahrt. Besonders auch die berechneten Mittelwerte zeigen, dab die nach obigem Verfahren gewogene Menge Coffein um 0 ,09%, die nach H i l g e r - J u c k e n a c k - W i m m e r erhaltene um 0 ,02% h0her liegt als die nach obigem Verfahren aus dem Stickstoff berechnete.

Beide Einfltisse bei dem obigen Verfahren - - Verunreinigung durch den stick- stofffreien K6rper und etwaige C o f f e i n v e r l u s t e - nachzuprtffen, hielten wir far unsere

weitere Aufgabe.

61. Band, ] C o f f e i n b e s t i m m u n g e n . 47 Januar 1931.]

In der gerunreinigung vermuteten wir einen Stoff yon saurer Natur, der in Chloroform bei Gegenwart von Essigsgure 16slieh war. Wenn wir also vor dem Aus- sehatteln mit Chloroform neutralisierten, mul3te der stSrende K6rper in Salzform vor- liegen und dann u in Chloroform unl6slich werden. Als wir aber nach Neutralisierung ausschfittelten, erhielten wit eine starke Emulsion. Diese Beobachtung lieg das Vorliegen yon wasserl6sliehen F e t t s ~ u r e n vermuten, die auch bereits in kleiner Menge beim Neutralisieren mit Alkali 16sliche Seifen und damit eine starke Emulsion geben. Fttr die Entstehung solcher Fettsguren kann die Einwirkung des Permanganates auf das ausgezogene Fett aus dem Kaffee, insbesondere auf dessen unges~ttigte Fettsauren in Frage kommen. Dadurch ist die MSglichkeit der Bildung yon wasserl6sliehen Oxyfettsguren und weiter von Spaltstficken, z. B. yon Nonylsaure, gegeben. Solche Sguren lassen sich nun, wie die Untersuchungen yon Fetten gezeigt haben, durch Kupfersulfat ziemlich vollstandig niedersehlagen. In der Tat fahrte ein Zusatz yon einigen Tropfen Kupfersulfatl6sung zu einer Aufhebung der Emulsion beim Aussehatteln. Dafar war nun jedoch der Abdampfrackstand des Chloroforms etwas gran gefgrbt und hatte also etwas Kupferseife aufgenommen. Es war somit n6tig die Kupferf~llung dureh Filtrieren zu entfernen. Dies maehte wegen ihrer feinen kolloiden Natur einige Schwierigkeiten, gelang aber schlieBlieh, wenn der Niederschlag zusammen mit dem Mangandioxyd aus dem I~aliumpermanganat abfiltriert werden konnte.

Zu diesem Zwecke mul~te nun also die Zersetzung des Permanganates in neutraler oder alkaliseher statt wie bisher in essigsaurer L6sung vorgenommen werden. Hierzu eignet sich Wasserstoffsuperoxyd weniger gut. Wir stellten daher Versuehe mit anderen Reduktionsmitteln, so mit Manganosulfat, Natriumsulfit und Natriumthiosulfat an. Von diesen lieferte letzteres die besten Ergebnisse. Im ahrigen wurde bei diesen Versaehen zweeks Abseheiduag yon Fettsauren Kupfersulfatl6sung und eine zu dessen Zersetzung nicht ausreiehende Menge Natronlauge zugesetzt. Bei dieser Arbeits- weise erhalten wir also das Coffein in fast neutraler L6sung gel6st. Die Permanganat- konzentration wghlten wir starker als fraher, nachdem wir uns aberzeugt batten, dag dann die Caramelstoffe noeh besser oxydiert werden, ohne dug Coffeinverluste eintreten.

Die so entstehenden Niederschlage yon Manganihydroxyd und Kupferhydroxyd sind sehr volnminOs und daher sehr lastig quantitativ auszuwaehsen. Wir verfuhren deshalb so, dal~ wir auf ein passendes Volumen (200 oder 100 ecru) auffallten, dutch ein troekenes Faltenfllter filtrierten und in der HNfte des Filtrates (100 oder 50 eem) alas Coffein zunaehst dureh Ausschatteln isolierten.

Wir fanden so zunaehst bei 20 Proben Kaffee Hag, yon denen wir 6 aueh dem Verfahren yon H i l g e r - J u e k e n a e k - W i m m e r unterwarfen, die in der Tabelle auf S. 48 zusammengestellten Ergebnisse.

Naeh diesen Zahlen sind die Untersehiede in den Coffeinwerten aus den Stiek- stoffhestimmungen nur noeh sehr gering. Der Abdampfraekstand naeh unserer neuen Arbeitsvorsehrift liegt nur um 0,02% hSher als dem Coffeingehalte aus der Stiekstoff- bestimmung entspricht. Das erhaItene Coffein war gew6hnlich seh6n in langen Nadeln krystallisiert, die nur noch Spuren eines caramelartigen Stoffes, erkennbar an der leiehten Braunfhrbung, enthielten. Bei einer solchen Arbeitsweise warde die Stick- stoffbestimmung also hi~ufig tiberfltissig sein, dagegen nieht bei der u yon H i l g e r - J u c k e n a c k - W i m m e r , wie ein Blick auf die Zahlen anzeigt.

48 J. G r o 1] f e 1 d und G. S t e i n h off, [Zeitschr. f. Untersuchtmg [ der Lebensmittel.

I Coffein naeh unserem Verfahren Coffein naCDiri n Coffein Hi lge r - J u cken a ck-Wim m er

Ver- Verbraueh an Gewicht des Sorte dampfungs- entsprechend 0,1N.-Sgure entsprechend

riickstand des Coffein nach Coffein Abdampf- durch N- Chloroforms Kj e 1 d a h 1 rfickstandes Bestimmung

mg % ccm % mg ~ %

02 02 04 04

9341 9345 9355

08 08 08 08

011 011 011 011 011 011 015 015 018

I

4,4 u. 4,6 ] 4,8 u. 5,2 !

5,3 i I

6,2 U. 4,4 5,2 4,4

5,7 u. 5,3 4,5

5,1 u. 5,2 5,1 u. 4,9 5,2 u. 5,6

6,8 5,4

6,0 u. 6,2 5,7

5,1 u. 5,7 1,4 u. 1,8 5,7 u. 5,6 4,2 u. 3,8

1,4 lVIittel :

0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 0,07 0,05 0,06 0,06 0,05 0,02 0,06 0,04 0,07 0,05

0,50 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 0,45 0,60 0,50 0,50 0,40 0,40 0,50 0,40 0,50 0,40 0,30 0,50 0,50 0,50 Mittel :

0,03 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,03 0,02 0,03 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04

0,03

m

13,5

24,9

23,6

9,2

14,4

11,6 Mittel:

0,09 0,03

0,17 0,04

0,16 0,04

0,06 0,03

0,10 0,04

0,08 0,03 0,11 2r : 0,04

DaB naeh der Vorsehrift fast reines Coffein erhalten wird, zeigen aueh noch einige Versuehe mit gert~stetem gewShnliehen Kaffee und Kaffee-Extrakten.

Gegenstand

Kaffee I . . . . . . . . . . II . . . . . . . . . .

I I I . . . . . . . .

Kaffee-Extrakt aus Kaffee III desgl., bei 60 o bereitet . . . . . Anderes Extrakt, bei 600 bereitet

Gewieht des erhaltenen Coffeins

mg %

64,4 u. 64,2 1,29 63,8 u. 64,2 1,28 50,8 u. 50,7 1,02

37,4 1,00 52,8 i,05 27,8 0,556

Verbraueh an 0,1 N.-Sgure

e c r u

1 13,1 u. 13,2 13,1 u. 13,2

10,4

7,70 10,40 5,70

Entsprechend Coffein

%

1,28 1,28 1,01

1,00 1,01 0,554

Bei natiirlichem unger6stetem Kaffee und bei Tee erwies sich die Behandlung mit Kaliumpermanganat und Natrimnthiosulfat als aberflassig, wie folgende Yersuche zeigen, bei denen nur mit Kupfersulfat und Natronlauge behandelt wurde:

61. Band. ] Coffeinbestimmungen. 49 Januar 1931.J

Gewieht des erhaltenen Gegenstand Coffeins

mg I %

UngerSsteter K a f f e e I ,, ,, 1I

Coffeinfreier ungerSsteter K a f f e e .

T e e, Marke Teekanne . . . . . ,, andere Sorte . . . . . . . ,, andere Sort.e . . . . . . .

46~6 u. 47,7 0,94 50,2 u. 49,9] 1,00

I - -

Verbrauch an] Entsprechend 0,1 N.-S~ure Coffein

c(3m %

9~5 U. 9,6 0,93 10,3 u. 10,2 1,00

5,3 u. 4,7 ] 0,05 1,0 0,05

86,5 u, 85,9 84,3 u. 86,5 65,3 u. 65,2

1,72 1,71 1,31

17,7 u. 17,6 17,2 u. 17,7 13,4 u. 13,3

1,72 1,70 1,30

Bei einer Probe Mate wurde ohne Behandlung des Auszuges mit Permanganat- 10sung ein etwas brhunlieh gefhrbter Rackstand in Menge yon 35,7 und 35,8 mg in einem Doppelversuch, entsprechend 0,71% Coffein, erhalten 1 der 616 und 617 ccm 0,1 N.-Lauge naeh Kj e l d a h l ~ gleich 0~64% Coffein I entsprach. Bei der Coffeinbestimmung in Matel die bei der Gewinnung bekanntlieh durch TroekenrOsten der Blhtter ~iber freier Flamme gewonnen wirdl wird also eine Behandlung mit PermanganatlOsung vorzuziehen sein.

Nach dieser abgehnderten Arbeitsvorsehrift hat nun auch W i m m e r in seinem Laboratorium Versuche ausfahren lassen I die zu folgenden Zahlen gefahrt haben:

K~ffeesorte

Vorstehendes Verfahren

aus :N gewogen berechnet

% %

' Verfahren H i l g e r - J u c k e n a c k -

W i m m e r , aus N berechnet

%

Original- Kaffee

Extrahierter Kaffee

Nr. 52 ,, 53 ,, 54 ,, 49

~'r. 1322/24 , 1315/17 ,, 1325/27 ,, 1329/31 ,, 130406

Stfirzung 839

Mittel :

1,06 0,92 1,22 1,32 0,04 0,02 0,03 0,06 0,06 0,06

0,49

0,92 : 0,88

1907 1,17 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03

0,42

1,05 0,96 1,21 1,25 0,06 0,06 0,06 0,05 0,06 0,06 0,48

Bei diesen Versuchen liegen die direkt gewogenen Coffeinmengen vdeder etwa Jm Mittel um 0,07% hSher als die aus dem Stickstoff berechneten. Sie stimmen abet praktisch mit den nach H i l g e r - J u c k e n a c k - W i m m e r aus dem Stickstoff berechneten aberein.

Die Unterschiede zwischen der 1. und 2. Spalte sind wohl noch auf Reste yon stickstofffreien Stoffen, vermutlich schwachen Shuren, deren Salze in neutraler LSsung hydrolytisch gespalten sind, zur~ickzuffihren. Die Unterschiede zwischen der 2. und 3. Spalte lassen sich nur dadurch erklhren, dal~ entweder nach H i ] g e r - J u c k e n a c k - W i m m e r neben Coffein noch ein anderer stickstoffhaltiger Stoff ausgezogen und dann

L. 31. 4

50 J. Gr o~fel d und G. S te inh off, [Zeitschr.f. Untersuehuag �9 [ d e r L e b e n s m i t ? ~ e l .

als Coffein berechnet wird, oder d.a~ unser oben ansgearbeitetes Verfahren doch noct~ irgendwie mit Coffeinverlusten verbunden ist.

Zur Entscheidung hieraber stellten wir folgende Uberlegungen an: Zungchst enthNt, wie wir oben gesehen haben, der nach t t i l g e r - J u c k e n a c k -

W i m m e r erhaltene Auszug neben Coffein bedeutende Mengen anderer Stoffe. So liegt die gefundene Coffeinmenge zwischen �88 des Gesamt-Auszuges. Es ist also immer- hin m~glich, .dab neben Coffein noch ein anderer stickstoffhaltiger Stoff vorhanden ist.

Nun gibt aber weiter A. C. R 6 t t i n g e r ~) in einer neueren Arbeit an, da~ die Coffeinbestimmung in coffeinfreiem Kaffee durch Stickstoffbestimnmng nach K j e l d a h l etwas zu hohe Ergebnisse liefern soll, wenn man das zun~chst erhaltene R ohcoffeil~ nicht durch Permanganat reinigt; die Ursache seien geringe Mengen anderer Stickstoff- verbindungen. Dal] die Behandlung mit Permanganat selbst keine Coffeinverluste verursacht, haben bereits L e n d r i c h und N o t t b o h m durch Yersuche belegt. Nach anderweitigen u yon uns ]assen sich aus gebranntem Kaffee, auch aus Kaffee Hag, kleine Mengen nach Pyridinbasen riechender Stoffe isolieren, die allerdings beim Trocknen des nach unserer Arbeitsvorschrift erhaltenen ziemlich reinen Coffeins im Trockenschrank verdampfen, wie am Geruch verfolgt werden konnte. Es ist jedoct~ nicht ausgeschlossen, dag in extraktreicheren Racksthnden kleine Mengen soleher Basen zurackgehalten werden und bei der Kjeldahl-Bestimmung Coffein vort~uschen k0nnen. Jedenfalls bedarf es noch eines Beweises, dag das n a c h H i ] g e r - J u c k e n a c k - W i m m e r aus Kaffee Hag ermittelte Coffein auch v011ig reines Coffein ist.

Zur Prafung, ob nach unserer Arbeitsweise Coffeinverluste mOglich sind, erinnern wir znn~chst an die obige (S. 43)Feststel lung, dag bei lhngerer Extraktion im Extraktionsapparat keine h6heren Coffeinausbeuten erhalten werden. Verluste durch ungenagende Extraktion ~) sind also nicht wahrscheinlich.

Um ein Bild iiber die Wirksamkeit der Ausschfittelung des Coffeins aus der w~sserigen L6sung zu erhalten, ermittelten wir zun~chst die Verteilungskonstante des Coffeins far Wasser-Chloroform, indem wir abgewogene Mengen Coffein einerseits in 50 ccm Wasser gelSst mit 50 ccm Chloroform, andererseits in einem zweiten Versuch in 50 ccm Chloroform gel6st mit 50 ccm Wasser ausschattelten.

Nennen wir x o die vorhandene Gesamtmenge Coffein, x 1 die in das Wasser fibergehende bezw. verbleibende Menge, k die Konstante, 1 die Menge Wasser = 50 ccm, m die Menge Chloroform = 50 ccm,

k l oder in anderer Form: so ist x 1 = x o m + k l

m x 1

k = ~ - . Xo__Xv

Wir erhielten bei unseren Versuchen

~) Mikrochemie. Fes~schrif~ zum 60. Geburtstag yon F. P r e g l . - Emil Heim&Co., \u und Leipzig 1929.

~) Voraussetzung hierbei ist ~llerdings, dag so kr~tftig wie mSglich (in tier Sekunde etw~ 5--10 Tropfen Kondensat!) auf freier Flamme ausgezogen wird. -- Im ~nderen Falle ist die Extraktionszeit enfspreehend zu verl~ngern.

61. Band. ] Coffeinbestimmungen. 51 Janua r 1931.J

Ausschiittelung aus Wasser Chloroform

xo ~ 0,0945 g 0,1575 g x 1 ~ 0,0092 g 0,0148 g l ~ m ~ 50 50 k ~ 0,108 0,104

Mittelwert 0,106.

Wenn wir also nach unserer Vorschrift 100 ccm der wi~sserigen LOsung mit 50 ccm Chloroform ausschtitteln~ so bleibt in der wi~sserigen Phase folgende Menge (Xl) Coffein in Prozenten der Gesamtmenge (xo--~100%) gelSst.

0,106. 100 x~ ~ 100 �9 50-~--0~106. 100 - - 17,5 ~

Bei der zweiten Ausschiittelung mit 25 ccm Chloroform werden yon dem Rest (17~5 ~o) noch

0,106" 100 10,6 x1--~ 17,5 2 5 ~ , 1 ~ : 1 0 0 - - 1 7 , 5 . ~ = 1,5.0,298 = 5,2~

in Wasser zuriickbleiben. Ebenso berechnet sich der Rest bei den folgenden Ausschiittelungen , soda~ wir folgende Coffeinausbeuten erhalten:

Ausschiittelung 1 2 3 4 Chloroformmenge ccm 50 25 25 25 Coffeinausbeute % 82,5 94,8 98,4 99,5.

Es ist also nicht anzunehmen~ dal] bei unserer Ausschtittelung mit Chloroform wesentliche Mengen Coffein in der wi~sserigen Phase zuriickbleiben.

Zur weiteren Sicherstellung dieses Befundes wurden noch Versuche mittels des yon yon d e r H e i d e 1) beschriebenen Perforierapparates ausgefiihrt und zwar paralle ! mit Auschtittelungen mit Chloroform in beschriebener Weise. Die Versuche wurden im abrigen wie oben mit 2 Proben Kaffee Hag vorgenommen. Die Perforation dauerte bei krhftigem Sieden je 2 Stunden.

Kaffeeprobe

Nr. 1 ~, 2

Durch Ausschfittelung , Coffein

gewogen aus N berechnet %~ %

0,11 0,03 0,08 0,03

Durch Perforation Coffein

gewogen %

0,11 0,14

aus N berechnet %

0,03 0,04

Wir sehen aueh hier wieder eine gute Ubereinstimmung der durch Ausschtittelung und Perforation erhaltenen, aus dem Stickstoff berechneten Werte. Andererseits ist der gewogene Rtickstand offensichtlich wieder durch kleine, wechselnde Mengen eines Fremdstoffes vernnreinigt. Wenn dieser aus einer Si~ure besteht, die vieIleicht durch Hydrolyse ihrer Salze freigeworden sein kann, mnl~ eine Ausschtittelung aus alkalischer L6sung ein besseres Ergebnis liefern. Wir machten daher bei weiteren Versuchen das Filtrat vom Mangan-Kupferniederschlage deutlich alkalisch, filtrierten yore Kupfer- hydroxyd ab and nahmen dann die Ausschtittelung bezw. Perforation vor. Das Ergebnis war bei den vorstehenden Kaffeeproben:

1) Vgl. J. KSnig , Chemie der Nahrungs- und Genu~mittel, 3, I, 468.

52 g. G r o 13 fe 1 d und G. S t e i n h off, [Zeitschr. f. Untersnchung [ der Lebensmit~;el.

Durch Ausschfittelung Kaffeeprobe gewogen aus N berechnet

% I %

Nr. 1 2

0,04 ~ 0,04 �9 I

0,04 I 0,03

Durch Perforation gewogen aus N berechnet

% %

0,08 0,05 0,10 0,03

Merkwiirdig hierbei ist, dab die Aussehtittelung also wieder praktisch reines Coffein lieferte, die Perforation nicht.

Noch etwas unganstiger verlief Bin Versuch, bei dem wir das Kupfersulfat fort- liegen, dafiir aber in alkalischer L6sung ausschi~ttelten.

So wurden in 3 u folgende Coffeinwerte erhalten:

gewogen durch hLBestimmung Coffein 0,101 0,08 10,09% , 0,04 0,04 ! 0,04%

Wir vermuteten zun~chst, dab es sich bei der Verunreinigung dutch Perforation vielleicht um mechanisch mitgerissene oder in whsserigem Chloroform in Spuren 10sliche Anteile tier wg.sserigen Phase handelte, vielleicht um Salzteilchen. Diese Verunreinigung miigte dann um so geringer sein, je ktirzer die Perforation dauert, sehr ldein auch

- - in tJbereinstimmung mit vorstehenden Versuchen ~ bei der Ausschtittelung mit Chloroform, weil hierbei infolge der kurzen Behandlung kaum die M6glichkeit besteht , dal~ solche Stoffe in wi~gbarer Menge mit in das Chloroform gehen.

Es fragte sich also, wieweit die Perforationszeit verktirzt werden konnte, ohne die husbeute praktisch zu beeintri~chtigen. In dieser Feststellung wurde eine L0sung yon 59,3 mg Coffein in Wasser im erwahnten Perforationsapparate bei kr~ftigem Sieden ausgezogen und die yon 10 zu 10 Minuten erhaltene Coffeinmenge gewogen. Dabei

wurde erhalten Nach Minuten : 5 15 25 35 Coffein rag: 14,1 33,7 47,0 51,3

,, % : 25 60 80 90

Bei der Versuchsanordnung unter m6glichst starkem Siedenlassen des Chloroforms werden in je 10 Minuten also etwa je die H~lfte der noch vorhandenen Coffeinmenge ausgezogen. Auf dieses Ergebnis ist natiirlieh die Art der Versuchsanordnnng, besonders auch die Sthrke des Siedens yon grogem Einfiulk Jedenfalls k0nnen wit aber so ungefhhr mit folgenden Ausbeuten rechnen:

Perforationsdauer : 25 35 45 55 Minuten Coffein : 80 90 95 97,5 %

In einer Stunde werden wir etwa 98% des vorhandenen Coffeins mit Chloroform

ausgezogen haben. DaB die u des Coffeinri~ckstandes fettiger oder harziger Natur ist~

konnte auch an einem einfachen Versuehe gezeigt werden, l~'bergossen wir niimlieh das zuerst erhaltene Coffein mit Wasser, so 16ste es sich bis auf einen braunen fett- artigen Rackstand. Gossen wir nun die wasserige LOsung ab and ftigten Chloroform hinzu~ so ging dieser Rtickstand mit brauner Farbe leicht in das Chloroform.

Wir vermuteten dann, dab festes oder wahrscheinlich auch fliissiges Paraffin, hhnlich wie Chloroform wirken and den Korper in L0sung bringen wtirde. Wenn dieses der Fall

61 . B a n d . J a n u a r 193 . Coffeinbcstimmungen. 53

ist, wi~re also bei Kaffee Hag der Zusatz von Paraffin, wie er bei der bisherigen amtlichen Vorschrift angewendet wird, beizubehaIten. Allerdings ist das mehrmalige Ausziehen des Paraffins mit Wasser nach der amtlichen Vorschrift wegen des schlechten Filtrierens der Ausztige unbequem. Wit praften daher zuni~chst, ob nicht ein einfache Zusatz yon Paraffin zu unserer Mischung bei nut einmaliger Ausziehung mit Wasser anwendbar ist.

Zu diesem Zwecke wurden abgewogene Mengen Coffein mit Wasser unter Zusatz yon 1 g festem Paraffin gekocht, dann nach Abkiihlen auf 100 ccm gebracht, filtriert und im Filtrate das Coffein durch Ausschtitteln mit Chloroform isoliert. So wurden erhalten

1. Versuch 2. Versuch Coffein mg: gefunden 45,6 berechnet 46,3 gefunden 39,8 berechnet 39,4.

Ein merklicher Verlnst an Coffein durch den Paraffinznsatz tritt auf diese Weise also nicht ein.

Ein Versuch mit Kaffee Hag ttnter Anwendung von flt~ssigem nnd festem Paraffin lieferte beiAnwendung yon flassigem Paraffin 0,09 % und yon festem Paraffin 0,05 % Coffein. Der Rtickstand yore fltissigen Paraffin wurde nun noch mit Wasser hei6 aufgenommen, die LOsung filtriert und zur Trockne verdampft. Hierbei blieb soviel Rtickst~nd als 0,06% Coffein entsprieht. Yermutlich war etwas flassiges Paraffin bei dem Yersuch durch das Filter gelaufen.

Schlie~lich kam uns der Gedanke, dat~ vielleicht die zum Filtrieren verwendeten Papierfilter Fett oder Harz enthalten kOnnten. Wir extrahierten daraufhin 10 dieser Filter (Hr. 589, 7 cm yon S c h l e i c h e r & Schtill) mit Chloroform und erhielten 11,5 mg Riickstand, also ftir ein Filter 1,15 rag. Diesen entsprechen bei unserer Versuchs- anstellung 0,0115% Coffein~ also bereits eine whgbare Menge. AnschlieBend an diese Beobachtung wurden bei den folgenden Versuchen daher nur noch mit Chloroform ausgezogene Filter verwendet.

Ziehen wir den Betrag far den Fett- oder ttarzgehalt des Filters yon unseren unter Anwendung yon Paraffin erhaltenen Coffeinwerten noch ab, so erhalten wir 0,04 bezw. 0~05% Coffein, d.h. eine GrOBenordnung, die auch unseren Coffeinwerten aus dem Stickstoff far Kaffee Hag sehr nahe kommt. Bei Kaffee Hag ist somit far die Erzielung eines mbglichst reinen Coffeins die Behandlung mit Paraffin zweckmi~fiig. Daft sowohl die Behandlung mit Paraffin als auch die FMIung des Kupferhydroxydes zur Reinigung des Coffeins beitragen, zeigen auch folgende Versuche mit Kaffee Hag:

Nri

1

~2

3

4=

Versuchs- anstellung

Ohne Behandlung mit Kupfer- sulfat und ohne Paraffin

Mit Kupfersulfat, o h n e Pa- l ' a f ~ i n . . . . . . . .

Mit Kupfersulfat, m it Pa- raffin . . . . . . . .

Mit Paraffin, ohne Kupfer- sulfat . . . . . . . .

Kaffee Nr. 1

Abdampf- r~ickstand

Coffein aus dem N be-

rechnet %

Kaffee Nr. 2

0,224

0,102

0,053

mg i %

14,8 0,148

10,7 0,107

4,2 0,042

6,0 0,060

0,039

0,027

0,032

Abdampf- l rfickstand

mgf %

22,4

10,2

5,3

I Coffein aus I dem N be-

rechnet %

0,024

0,027

0,032

5d, J. G r o 13 fe 1 d und G. S't e i n h off, [Zeitschr. f. Untersuctmng [ tier LebensmitteL

Die Ausziehung erfolgte aueh hier im Perforator. Bei Versueh Nr. 3 ist die Menge tier stiekstoffreien Verunreinigung des Coffeins auf einen vernaehli~ssigbaren Betrag yon 1,0 bezw. 2,1 mg ,~ermindert, bei allen tibrigen Versuehen h6her.

Bei gew0hnliehem gebrannten Kaffee erhielten wit bei Versuehen mit nnd ohne

Paraffinzusatz :

Gegenstand

Kaffee I . . . : desgl. 2. Versuch Kaffee I . . . . desgl. 2. Versuch Kaffee II

Paraffin- zus&tz

mit

ohne

'7

Coffein gewogen

O/ /o

1,47 1,37 1,49 1,50 1,29

Coffein aus dem N

berechnet %

1,45 1,35 1,46 1,46 1,27

Reinheit des gewogenen

Coffeins %

98,6 98,6 98,0 97,3 98,2

Die Anwendung des Paraffins seheint zu einer eben wahrnehmbaren Erhtihung der Reinheit des Coffeins zu fahren (Versuehe Nr. 1 und 2). Die Verbesserung ist bier abet praktiseh bedeutungslos und wird nieht yon der weit besseren Ubereinstimmnng der Versuehe Nr. 3 und 4~ aufgewogen. Die bei eoffeinfreiem Kaffee natzliehe Behand- lung mit Paraffin halten wir daher bei gewbhnlichem Kaffee nieht far empfehlenswert. Wir erhalten hier auch ohne sie ein Coffein yon 98% Reinheit.

Zum SehluB folgen noeh einige Analysenergebnisse yon Kaffee-Ersatzstoffen bei der P r a f l m g auf Coffein naeh der endgtiltigen Arbeitsvorsehrift. I t ier wurde stets

mit Paraffin gearbeitet.

Nr. Gegenstand

Feigen-K~ffee . . . . . Roggen,Kaffee . . . . .

desgl. 2. Versuch. . Gersten-Kaffee . . . .

desgl. 2. Versueh. . Zichorien-Kaffee . . .

desgl. 2. Versueh. .

Coffein gewogen

%

Cofiein ~us dem N bereehnet

%

0,009 0,007 0,030 0,015 0,064 0,012 0,Og9 0,015 0,049 0,015 0,030 0,010 0,02i 0,012

Aus diesen Kaffee-Ersatzmitteln werden also auch kleine Mengen stickstoffhaltiger Stoffe ausgezogen, deren Natur uns noch unbekannt ist. Die Mengen sind aber so klein, dab sie bei Coffeinbestimmungen nut in den seltensten F~llen zu berack-

siehtigen sein werden.

Arbeitsvorschrift. 10 g des feingemahlenen K a f f e e s - - yon eoffeinfreiem Kaffee 20 g - - werden

in einem Beeherglase mit 5 ecru (bezw. 10 ecru) 10%-iger AmmoniaklSsung Yersetzt,

61. ]]and. ] Coffeinbestimmungen. 55 J a n u a r 1931.J

sofort durchgemischt und unter zeitweiligem Umrt~hren bei rohem Kaffee 2 Stunden, bei ger0stetem Kaffee und Tee 1 Stunde stehen gelassen. Hieranf wird das Gemisch mit 10 - -15 (bezw. 20- -30) g grobk0rnigem Sand gemischt, verlustlos auf ein Falten- filter gebracht und im Extraktionsapparat 1) 2 Stunden lang bei m0glichst lebhaftem Sieden mit Tetrachlorkohlenstoff unter direktem Erhitzen des Extraktionskolbens auf einem Drahtnetze durch eine Bunsenflamme ausgezogen. Bei coffeinfreiem Kaffee - - nicht aber bei gew0hnlichem Kaffee oder Tee - - ft~gt man zum Auszuge 1 g festes Paraffin hinzu und destilliert die L0sung ab. Der Rtickstand wird mit etwa 50 ccm Wasser aufgekoeht und unter Naehsptilen mit soviel heiBem Wasser in einen 200 ccm- Megkolben iibergeftihrt, bis dieser zu etwa s/4 gefiillt ist.

Nach dem Abkiihlen gibt man zu dieser Fltissigkeit 10 ecru einer wi~sserigen L0sung yon 5 g Kaliumpermanganat in 100 ccm nnd l ~ t 15 5Iinuten stehen. Dann werden 5 ccm einer wasserigen L0sung yon 20 g krystallisiertem Kupfersulfat in 100 ccm und zur Zerst6rung des Permanganatiibersehusses 5 ccm einer wi~sserigen L0sung yon 10 g Natriumthiosulfat in 100 ecru hinzngeftigt. Nach weiterem Zusatz yon 5 ccm N.-Natronlauge wird bis zur Marke aufgefiillt, gemischt und dutch ein troekenes Faltenfilter filtriert.

In 100 ecru des erhaltenen sehwaeh blauen, klaren Filtrates wird das Coffein entweder dureh einsttindige Perforation mit Chloroform im Perforationsaploarat naeh y o n d e r It ei d e 2) oder in Ermangelung eines solchen Apparates dureh viermalige's Anssehtitteln zuerst mit 50, dann mit je 25 eem Chloroform ausgezogen. Die ver- einigten Chloroformauszage filtriert man dureh ein vorher entfettetes Filter in einen gewogenen Erlenmeyer-Kolben yon passender Gr0Be, wi~seht mit Chloroform naeh und destilliert das L0sungsmittel auf dem Wasserbade ab. Dann troeknet man den Kolben in liegender Stellung im Dampftroekensehrank bis zur Gewiehtskonstanz. Das Gewieht des Raekstandes, mM 20 (bei eoffeinfreiem Kaffee mal 10), ergibt den Coffeingehalt des untersuchten Kaffees in Prozenten.

Bei T e e und R o h k a f f e e kann die Behandlung mit Kaliumpermanganat nnd Natriumthiosulfat fortfallen. Es gent~gt dann die Behandhng mit Kupfersulfat und Natronlauge.

In besonderen FNlen empfiehlt sich eine Reinheitspr~fung des erhaltenen Coffeins durch Bestimmung des Stickstoffes darin naeh K j e l d a h l , wobei 1 cem 0,1 N.-Si~ure 4,85 mg Coffein entsprieht.

K u r z e Z u s a m m e n f a s s u n g .

1. Versuche, aus wiisserigen Auszagen das Coffein durch Ausschtittelung mit Chloroform naeh vorhergehender Beseitigung der st0renden Begleitst0ffe abzutrennen, ftihrten bei Abscheidung der Kolloide mit Kaliumferrocyanid und Zinksulfat naeh C a r r e z zu deutlichen Coffeinverlusten infolge yon Adsorption, whhrend eine Kl~xung mit kolloider Eisenl0sung in sodaalkalischer L0sung zwar keine u aber auch keine restlose Entfernung der Emulsoide (EiweiBstoffe) zur Folge hatte.

2. Die Abtrennung des Coffeins aus Kaffee, Tee oder Mate durch Extraktion mit Tetrachlorkohlenstoff nach L e n d r i c h - N o t t b o h m (oder anch durch Chloroform

1) Vgl. Diese Zeitschrift 1929, 58, 227; der Apparat ist yon P a u l A l t m a n n in Berlin, LuisenstraBe, zu beziehen.

~) Vgl. J. K6nig , Chemie der menschl. Nahrungs- und Genugmittel, 3, I, 468. - - Auch andere Perforationsapparate dfirften geeignet sein.

56 L. Laband W. Bar t e l s und A. Fau th , [Zeitschr.LUntersuchung [ de r Lebensmi t t e l .

nach F e n d l e r - S t t i b e r ) yon den Kolloiden des Rfickstandes bewi~hrte sich, wobei durch u eines durchlaufenden Extraktionsapparates die Extraktion auf 2 Stunden abgekarzt werden konnte.

3. Bei der 0xydation der Begleitstoffe des Coffeins durch Kaliumpermanganat, auch in koneentrierterer LOsung als nach L e n d r i c h - N o t t b o h m , wurden Coffein- verluste nicht beobachtet.

4. Die 0xydation mit Permang~nat fahrte aber bei Gegenwart yon Kaffeefett zur Bildung kleiner Mengen yon Stoffen, wahrscheinlich von wasserlSslichen FeLt- sfmren, die das mit Chloroform bei Gegenwart yon Essigs~ure ausgeschattelte Coffein in einer Hbhe yon etwa 0,06% des Kaffees verunreinigten.

5. Zur Beseitigung dieser StOrung wurde mit Erfolg eine Behandlung der LiSsung mit Kupfersulfat und Natronlauge, bei eoffeinfreiem Kaffee auch ein Zusatz yon festem Para.ffin angewendet.

6. Zur Umwandlung yon Kaliumpermanganat in Manganihydroxyd erwies sieh Natriumthiosulfat an Stelle yon Wasserstoffsuperoxyd als besonders geeignet.

7. Bei ungerOstetem Kaffee und bei Tee erwies sieh eine Behandlung mit Kaliumpermanganat als t~berflttssig.

8. Es wurde eine Arbeitsvorsehrift ausgearbeitet, die bei ger6stetem Kaffee ein Coffein yon etwa 98% Reinheit lieferte; bei Kaffee Hag wurde die Menge der stiek- stofffreien Verunreinigung des ausgezogenen Coffeins auf 0,02% nnd darunter ver- mindert.

9. Kaffee-Ersatzstoffe enthielten Spuren yon in Chloroform 1Osliehen, dureh Permanganat nieht zerst0rbaren Verbindungen, die bei tier Coffeinbestimmung aus dem Stiekstoffgehalte naeh K j e l d a h l noeh in HOhe.von 0,007--0,015% zum Aus- dr.uek kamen.

10. Bei Tee wurden naeh dem vorliegenden Verfahren h0here Werte fi~r Coffein als naeh L e n d r i e h - N o t t b o h m erhalten. Das gerfahren yon I t i l g e r - J u e k e n a e k - W i m m e r lieferte bei normalem Kaffee etwa gleiehe Ergebnisse wie das vorliegende, bei Kaffee Hag etwas hbhere. Die vermutliehen Grtinde daftir wurden dargelegt,

Beitrag zur Beurteilung von Honig. I.

Von

L. Laband~ W. Barte ls und A. Fauth.

Mit te i lung aus demChemischen S taa t s l abor~ t to r ium Bremen.

[Eingegang~n am 19. September 1930.]

Nach den yore Kaiserlichen Gesundheitsamt herausgegebenen Entwtirfen zu Fest- se~zungen fiber Honig 1) war ein Honig als verf~lscht, nachgemacht oder irrefiihrend bezeiehnet anzusehen, ,,der so stark erhitzt worden ist, dal~ die diastatischen Fer- mente zerstbrt sind, sofern nicht die Art der Vorbehandlung aus der Bezeichnung hervorgeht".

~) Verlag yon J. Spr inge r , Berlin 1912, Heft I.